Visual Cloud - Visual Cloud

Visual Cloud je implementace vizuálních výpočetních aplikací, které se opírají o architektury cloud computingu , zpracování a ukládání v cloudovém měřítku a všudypřítomné širokopásmové připojení mezi připojenými zařízeními , zařízeními na okraji sítě a cloudovými datovými centry . Jedná se o model pro poskytování vizuálních výpočetních služeb spotřebitelům a podnikovým uživatelům a zároveň umožňuje poskytovatelům služeb realizovat obecné výhody cloudových výpočtů , jako jsou nízké náklady, elastická škálovatelnost a vysoká dostupnost, a zároveň poskytuje optimalizovanou infrastrukturu pro požadavky aplikace na vizuální výpočetní techniku.

Historie a přehled

Vzestup cloud computingu umožnila konvergence výkonného a levného počítačového hardwaru, vysokokapacitních sítí a pokrok v virtualizaci hardwaru . Aby uspokojili vysokou poptávku spotřebitelů po vizuálně založené zábavě, jako je video a hraní her, stejně jako online sociální interakce, poskytovatelé služeb začali nasazovat vizuálně orientované aplikace v centralizovaných datových centrech a využívat sítě pro distribuci dodávaného obsahu, aby tento obsah zpřístupnili svým uživatelům.

Díky mobilní spotřebě videoobsahu je zejména cloudové doručování videa atraktivní, protože vzdálené zpracování a ukládání může kompenzovat omezení mobilních zařízení. Až 75% světového mobilního datového provozu se očekává do roku 2020.

První generace vizuálních cloudových technologií byla většinou zaměřena na streamování mediálních aplikací. V polovině roku 2000 byly zavedeny profesionální a uživatelem generované služby videa na vyžádání, jako je Netflix a YouTube , online hry pro více hráčů (MOG) jako Call of Duty a masivně online hry pro více hráčů (MMOG), jako je World of Warcraft . Dalším běžným využitím vizuálního cloudu, které se objevilo během tohoto časového rámce, je virtualizace desktopů založená na instancích vzdálené plochy, které jsou hostovány pomocí cloudové infrastruktury.

Jak se technologie vizuálního cloudu stala schopnější, začaly se objevovat náročnější způsoby použití, jako je použití vizuálního cloudu pro virtuální realitu , rozšířená realita , porozumění a interaktivita 3D scén a pohlcující živé zážitky. Vizuální cloudové aplikace lze zhruba rozdělit do čtyř primárních domén:

  • Vytváření a doručování mediálního obsahu
  • Cloudová grafika
  • Analýza médií
  • Pohlcující média

Vytváření a doručování mediálního obsahu

S rozvojem nových zdrojů se významně zvyšuje celkové množství videa dodávaného do celého světa. Zpracování a distribuce tohoto obsahu může být stále více řešeno pomocí vizuálního cloudu. Zdroje tohoto obsahu zahrnují aplikace v cloudu, komunikaci, médiích / zábavě a podnikových prostředích. Předpokládá se, že globální mobilní datový provoz vzroste mezi lety 2016 a 2021 téměř 7krát. Existují tři primární modely distribuce obsahu.

  • Vysílání lineárního, živého a na vyžádání obsahu tradičními poskytovateli komunikačních služeb, jako jsou Comcast a DirecTV . Tento obsah byl obvykle spotřebován v televizi . Vizuální cloudové trendy v tomto modelu zahrnují cloudové DVR a virtuální set-top boxy, které umožňují sledovat vysílaný obsah na jiných zařízeních.
  • Over the Top : Video on Demand (VOD) profesionálního obsahu od cloudových mediálních společností, jako jsou Amazon Video a Netflix, a uživatelsky generovaný obsah hostovaný na platformách jako Netflix. Nad horní částí se rozumí audio / vizuální obsah, který se přenáší přímo koncovým uživatelům přes internet, aniž by se spoléhal na poskytovatele komunikačních služeb, pokud jde o kontrolu nebo distribuci.
  • Over the Top: Živé streamování obsahu na video platformách, jako jsou Twitch , živé streamování z Facebooku , WatchESPN a SlingTV, které jsou distribuovány privátním cloudem nebo veřejným cloudem .

Výpočetní náročné vizuální pracovní vytížení v segmentu vytváření a doručování mediálního obsahu zahrnují zpracování médií (např. Komprese a překódování ), vylepšení, obnovení a skládání . Jelikož je tento obsah uložen v datových centrech a nakonec přenášen koncovým uživatelům, lze na obsah aplikovat pracovní zátěže, jako jsou tyto (a mnoho dalších), s faktory, jako je přenosová rychlost a rozlišení přizpůsobené tak, aby odpovídaly přenosovému médiu a schopnostem zařízení koncového spotřebitele

Cloudová grafika

Interaktivní operace 3D (např. Infrastruktura virtuálních počítačů ) a dávkové vykreslování (např. Renderman ) lze provádět ve velkém měřítku ve vizuálních cloudových zvyklostech, kde je uživatel vzdálený od místa operací vykreslování . Příklad použití v této doméně zahrnuje následující:

  • Vzdálené plochy umožňují virtualizované výpočetní prostředí koncových uživatelů centrálně hostovat, ukládat a spravovat v cloudu, což umožňuje přístup k obsahu s konzistentními uživatelskými zkušenostmi na více typech zařízení, včetně tabletů a phabletů s omezenými stopami. Mezi příklady aplikací pro vzdálenou plochu patří Citrix , VMware a Xen .
  • Vzdálené dávkové vykreslování umožňuje zpracování grafiky náročné na zdroje pomocí veřejných nebo soukromých cloudových prostředků nebo hybridní kombinace těchto dvou. Tento přístup je obzvláště cenný pro použití na vyžádání, která mohou mít velké špičkové pracovní vytížení, například v závěrečných fázích výroby animovaných filmů. Renderové farmy provozované společnostmi Pixar a LucasFilm jsou zavedenými příklady tohoto modelu použití.
  • Streamování z cloudové hry ukládá, spouští a vykresluje samotnou hru v cloudu a přenáší kódovaný video stream do uživatelských počítačů, konzolí nebo jiných zařízení, kde se herní video zobrazuje. Signály ovladače a stisknutí kláves se přenášejí zpět do cloudu. Mezi rané průkopníky v tomto prostoru patřili OnLive a Gaikai (oba získali Sony). Poskytovatelé hardwaru jako Sony a NVIDIA a menší společnosti jako GameFly , GameStream a PlayGiga dnes vyvíjejí cloudové herní produkty a služby.
  • Výpočetní náročné vizuální pracovní vytížení v segmentu cloudové grafiky zahrnují technologie počítačové grafiky, jako je vykreslování paprsků a rastrů , 3D design, 3D modelování a vizuální simulace. Grafická zátěž se manipuluje v cloudu s konečným vykreslením na klientské zařízení. Mezi příklady tohoto druhu pracovní zátěže patří Petrel (softwarová platforma používaná při průzkumu a těžbě ropy) a Autodesk 3ds Max (počítačová grafická aplikace pro vytváření 3D animací).

Různé požadavky na rozsah výkonu a hustoty mezi těmito úlohami mají důsledky pro cloudové prostředky, které je optimálně podporují. Například vizuální cloudová infrastruktura pro podporu vzdálených desktopů by byla pravděpodobně nakonfigurována s cílem podporovat největší praktický počet instancí desktopu na server. Streamování cloudových her na druhé straně vyžaduje mnohem větší pozornost k dosažení špičkového grafického výkonu, což pravděpodobně vyžaduje nižší hustotu na server. Zatímco obě tato interaktivní použití jsou také vysoce latentní, vzdálené dávkové vykreslování hodnot čas do dokončení, přičemž latence hraje mnohem méně důležitou roli.

Analýza médií

Výpočty založené na médiích ve vizuálním cloudu lze použít k manipulaci nebo hlubšímu pochopení samotného mediálního obsahu a také k poskytnutí přehledů na základě toho, jak s nimi uživatelé interagují. Media analytics zachází s vizuálními informacemi jako s nestrukturovanými daty, která se zpracovávají a přivádějí do analytických strojů pro interpretaci obrázků, zvuku nebo videa k implementaci využití, jako je webové vizuální vyhledávání , autonomní doprava , dohled , inteligentní města a robotika . Technologie vizuálních výpočtů v segmentu analytiky médií zahrnují tři subdomény:

  • Technologie zpracování médií potřebné k přípravě vizuálního obsahu pro analýzu zahrnují transkódování, dekódování, vylepšení, obnovení, detekci hran a segmentaci.
  • Analýza obsahu se skládá z funkcí, jako je detekce a rozpoznávání objektů, detekce a rozpoznávání událostí a porozumění scéně.
  • Media Analytics vytváří metriky na základě faktorů výkonu a využití souvisejících s videem nebo jinými médii; měření kvality videa a chování publika jsou běžnými příklady.

Mediální analýza často využívá rámce „ hlubokého učení “, které zahrnují školení algoritmu s využitím velkého množství zdrojových dat. Výcviková část tohoto přístupu se obvykle odehrává po delší dobu a zahrnuje výuku algoritmu mapováním velkého množství vstupních dat do konkrétních výstupních klasifikací. Výsledný trénovaný algoritmus pak může provádět rychlé nebo okamžité interpretace nových vstupních dat na základě pravidel vyvinutých během tréninkové fáze.

Pohlcující média

S využitím funkcí ve třech výše popsaných oblastech využití (tj. Vytváření a doručování mediálního obsahu, cloudová grafika a analýza médií) lze s vizuálními daty manipulovat na základě jejich obsahu a podporovat tak vznikající využití, jako je živé panoramatické video a rozšířené nebo virtuální realita (VR). Pohlcující realita například staví herní zážitek na vrcholu fyzického prostředí hráče v reálném čase. Tyto zkušenosti lze využít na účelových displejích, jako jsou displeje na hlavě VR, nebo na konvenčních zařízeních, jako jsou PC, tablety nebo telefony.

Mezi viditelnější použití těchto technologií patří Google Street View a Pokémon Go . Další komerčně dostupné příklady pohlcující médií patří Voke VR živé vysílání, Freed virtuální přehrání technologie, Facebook 360 ° fotografie a Oculus Rift a Microsoft Hololens VR brýle.

Většina zvyklostí v pohlcujícím mediálním segmentu vyžaduje výpočetně náročnou analýzu scény, která se často musí provádět v reálném čase nebo téměř v reálném čase. Stejně jako u všech vizuálních cloudových aplikací bude pracovní zátěž distribuována mezi koncová zařízení a cloud. Například vykreslení displeje připojeného k hlavě může být provedeno lokálně uživateli, aby se minimalizovala latence, ale distribuci živého obsahu VR lze provádět převážně z cloudu.

Reference