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元宇宙技術實現

生活 更新时间:2024-07-06 00:16:51

這部分其實包含兩個部分,一個是網絡,一個是運算技術(也稱計算技術、算力等),今天講網絡部分,明天講運算技術部分。

元宇宙要求高同步低延遲,讓用戶能得到更好、更好的體驗,是網絡和運算技術的一個重要因素。

一、網絡

網絡被定義為“通過主幹供應商、網絡、交換中心、路由服務以及"最後一公裡"的服務,提供持久的、實時的連接、寬帶和分散的數據傳送。向消費者提供數據。”網絡的三個核心領域——帶寬、延遲和可靠性,下面将從這三個方面來闡述網絡。

元宇宙技術實現(元宇宙六大支撐技術之網絡及運算技術)1

圖片來源于網絡

1.帶寬

帶寬是指網絡或因特網連接的最大數據傳輸率(網速)。衡量在給定的時間裡,通過一個特定的連接可以傳送多少數據。

盡管帶寬是用來描述網絡速度的,但是它不能測量數據位在不同位置之間移動的速率。

因為信息包是由電子或光纖電纜傳送的,所以每一位傳送速率都可以忽略。帶寬則表示一次在某一特定連接上能夠傳輸的數據量。

在可視化帶寬時,把網絡連接看作是一條管道,把每一條數據當作一粒沙子也是有幫助的。

如把大量的沙子倒進細管裡,沙子流得花很長時間。如在寬管内注入等量的砂粒,砂粒流經管内的速度較快。類似地,如果你的寬帶連接比你的低頻帶連接要快得多,下載速度會更快。

這些數據通常通過多種網絡連接流動,這意味着最低帶寬的連接成為一個瓶頸。一般來說,因特網骨幹與服務器間的連接擁有最大的帶寬,所以他們很少成為瓶頸。

反之,因特網上最常見的瓶頸就是你和 ISP (因特網服務供應商,電信,聯通等)的聯系。

元宇宙的需求遠遠超過大部分的因特網應用程序和遊戲,而且超越了很多現代連接,最好的方法就是通過微軟飛行模拟器來學習。

這是曆史上最真實、範圍最廣的消費者模拟遊戲,包括2萬億株獨樹一幟的樹木、15億棟建築、幾乎全部的道路、山、城、機場等等,使你看上去像是一個真實的世界,因為他們通過高質量的現實掃描來浏覽。

若要實現現實世界的模拟,微軟飛行模拟器需要250萬 GB的數據,多數個人、企業設備都無法儲存這樣大量的數據,而且它還是一種實時服務,能夠根據現實世界的氣候(包括精确的風速和風向、氣溫、濕度、降雨量和燈光等)和航空運輸。

與谷歌雲這樣的基于雲計算的遊戲流服務,通過在本地設備上儲存大量核心數據(同樣可以像其他主機遊戲那樣運行遊戲),它同樣可以運行遊戲。但當用戶在線,微軟公司就會按需把大量數據流進本地播放器。

你可以想象這是一個真實世界的駕駛員。在穿過一座山或者在一個彎處時,新的光線信号就會進入他們的視網膜,從而首次揭示和澄清了其中的一切。以前,他們什麼也沒有,但是知道有些東西是存在的。

許多遊戲玩家認為這是所有在線多人視頻遊戲中都會發生的情況。但是,實際上,大多數遊戲服務僅向單個玩家發送位置數據、玩家輸入數據(例如射擊等)和摘要級别數據(例如絕地求生、刺激戰場等玩家)。

所有資産和渲染數據都已經在您的本地設備上,因此下載和安裝時間很長,加上硬盤驅動器的使用。

根據需要發送渲染數據,遊戲可以有更多不同的物品、資源和環境。不需要延遲下載、安裝遊戲、升級批處理或者安裝大量的用戶硬盤。

所以現在很多遊戲都采用這種混合模式來存儲信息和數據流。然而,這種方法對于以元宇宙為重點的平台最為重要。

對那些隻需要位置和輸入數據的在線遊戲來說,很多玩家已經在帶寬和網絡上做了很大的努力,元宇宙隻是加強了這些需求。

2.延遲

網絡延遲,有時也稱為網絡滞後,,是指由發送者向接收者傳送訊息及接收人處理訊息的時間。換言之,在網絡上,延時意味着服務器對來自浏覽器的請求進行處理,然後返回。

正如您正在閱讀本文,結束點贊或評論,在您設備上顯示您的點贊數或顯示評論内容所花費的時間。

快速、聯機多人遊戲(如絕地求生、激戰等)要求較低的延遲時間,原因在于延遲決定了玩家接收信息的速度(如玩家在哪,是否射擊等等),以及反應傳遞給其他人的速度。換言之,延遲時間将決定你是否獲勝,是否死亡,或者最後死亡。

雖然元宇宙不是一款快節奏的在線多人遊戲,但是其社交特性和必要的重要性意味着它需要很少的延遲。輕微的面部動作對于人類對話非常重要——我們對輕微的錯誤和同步問題非常敏感,而社交産品也依賴于他們的普及。

元宇宙技術實現(元宇宙六大支撐技術之網絡及運算技術)2

圖片來源于網絡

根據 諾基亞貝爾公司提供的數據,5 G的端到端延遲可以控制在10毫秒。在這個世界裡,需要快速地傳送大量的數據,需要依靠一個強大的通信系統。

受限于基站數量,5G實際傳輸速率或或者很難達到它的設計要求,根據日韓關于6 G網絡技術的展望,預計6 G時延将減少到5 G的十分之一,傳輸速率将達到5 G的50倍,有望真正實現元宇宙低延遲的關鍵特征。

3.可靠性

在計算機網絡中,可靠協議是一種通信協議,它通知發送者向預期接收者的數據傳送是否成功。可靠性是保證的同義詞,是國際電聯和ATM論壇使用的術語。

一個可靠的協議通常會比不可靠的協議産生更多的開銷,所以運行更緩慢,且較少擴展。在單播協議中,這樣做一般不成問題,但是可靠的多播協議就成了問題。

因此,可靠度也是網絡結構的重要組成部分。

參考文獻:

  1. 百度百科
  2. 維基百科
  3. 馬修·鮑爾和雅各布·納沃克《網絡和元宇宙》
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