[发明专利]通过n层架构优化虚拟世界计算的系统和方法

说明书

提供了用于通过n层架构优化虚拟世界计算的系统和方法，该n层包括至少三层。在示例三层架构中，第一层包括客户端软件引擎，该客户端软件引擎被配置为接收输入数据，将数据发送到第二层，并执行终端用户处理。第二层通过网络连接到第一层和第三层，并且包括客户端专用模块，该客户端专用模块被动态地实例化，并且被配置为准备来自客户端软件引擎的接收到的数据，以供后续处理，或者将接收到的数据发送到第三层。所述第三层包括虚拟世界处理模块，其被配置为接收和处理来自第二层的数据，生成世界状态更新，并且动态地实例化客户端专用模块，以产生客户端专用实例。所述世界状态更新被发送到相应的客户端专用模块实例，以供进一步处理。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月30日提交的美国临时申请62/955239的优先权，其通过引用合并于此。

背景技术

软件架构是设计和构建软件系统的一种风格和方法。软件架构可以被分成多层，其中，每一层是软件架构的逻辑或功能划分，其定义了一组向其客户端提供一个或多个服务的技术。随着时间的推移，系统架构已经从单体架构发展到多层或n层架构，其中，在单体架构中，表示、应用逻辑和资源管理被合并到单个层，而在多层架构中逻辑或功能元素被分成两层或更多层。例如，两层架构将表示层与另一层中的应用逻辑和资源管理分开。这种类型的架构提供了可携带性，易于维护，并且由于直接的客户端-服务器通信而表现出高通信速度，但是因需要大量实体的应用程序而带来了可扩展性问题。对更高的可扩展性和灵活性的要求导致了三层架构的创建，该架构通常包括表示层、业务或数据访问层和数据层。这种架构允许每个组件同时参与多个应用程序，与以前的架构相比，该架构表现出更高的性能、更高的可扩展性、可重用性、灵活性和可管理性。这是当今大多数网络和传统应用程序使用的主要架构。

然而，三层架构存在某些限制，阻碍了它在资源要求高的应用程序中的使用，例如，在那些与虚拟世界相关的应用程序。传统的系统使用三层架构来运行虚拟世界，特别是运行大型多人在线游戏(MMOG)，这些系统在扩展到支持虚拟世界中大量玩家或实体的方式上受到限制。由于这些虚拟世界通常在单个物理计算机上运行，并且依赖于游戏或应用程序的单个实例，因此虚拟世界由系统有限带宽和托管虚拟世界的服务器的处理器容量来支持。托管游戏或模拟引擎的服务器需要为虚拟世界中的每个对象和用户提供模拟功能。然而，随着玩家和实体数量的增加，资源需求也随之增加，降低了虚拟世界中的服务质量(QOS)和用户体验。随着虚拟世界变得越来越大、越来越复杂，三层架构的当前实现方式被证明不足以实现足够的可扩展性和灵活性。

对于上述MMOG的情况，MMOG同样可以应用于大型虚拟世界中的任何类型的交互式应用，通常使用三种类型的实时远程渲染和计算系统：3D图形流、视频流和具有后渲染或后处理操作的视频流。在3D图形流中，服务器向客户端设备发送图形相关命令，然后客户端设备解释并渲染相应的场景。因此，客户端设备需要能够渲染流式3D图形并处理用户输入。在视频流中，服务器渲染3D命令并将视频流发送到客户端设备。这可能会导致客户端设备的硬件能力利用率低下、云服务器的负载和网络流量增加以及更高的延迟，但能够利用低能力的客户端设备。在第三种选择中，渲染3D图形的繁重工作由服务器执行，而一些低处理经由瘦客户端在客户端侧完成。在当前的n层架构设计中，还没有找到低延迟、高可扩展性和可重用性的良好平衡。

发明内容

该发明内容旨在以简化的形式介绍将在下面的具体实施方式中进一步描述的一些概念。该发明内容不旨在确定所要求保护的主题的关键特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

本公开总体上涉及计算机系统和方法，更具体地，涉及用于通过n层架构优化虚拟世界计算的系统和方法。