CN101180109A - 多玩家视频游戏系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种视频游戏系统，包括网络、分别连接到网络的多个用户设备和一个服务器。多个用户设备分别被配置为用于接收对应于各用户的至少一个用户动作的信息，使用网络发送对应于各用户的至少一个用户动作的信息，使用网络接收视频游戏内容并且显示视频游戏内容。服务器被配置为用于从多个用户设备中的一个或多个用户设备接收对应于各用户的至少一个用户动作的信息并且发送视频游戏内容。服务器包括存储视频游戏的存储器和被配置为用于执行视频游戏以使用户集合基本上同时进行视频游戏的控制器。

Description

多玩家视频游戏系统
技术领域
本发明一般地涉及交互式视频游戏系统，并且更特别地涉及多玩家交互式视频游戏系统。
背景技术
视频游戏是一种流行的娱乐形式。在多玩家游戏中，两个或更多个人同时在共同的仿真环境下进行游戏，特别是随着更多用户能够使用诸如也被称为因特网的万维网(WWW)之类的网络彼此交互，这种多玩家游戏变得越来越普遍。在网络化环境下实现视频游戏提出了若干挑战。
具体而言，视频游戏特别是提供高质量图象的视频游戏可以产生具有最大数据速率的数据流，所述最大数据速率是网络中可用的数据速率通信能力的相当大的一部分。根据各游戏的游戏状态修改或更新的频率，所述数据速率还根据时间显著地变化。这种高数据速率和根据时间变化的数据速率的结合，使得在网络化环境如卫星系统、有线电视系统或因特网中实现经济且有效的资源分配具有挑战性。在这种网络化环境中的视频游戏系统可能需要额外带宽开销以及硬件和软件冗余形式的额外余量，以确保不降低性能。这些系统挑战对于多玩家游戏而言混合在一起。因此需要在网络化环境中实现视频游戏的改进的系统。
发明内容
一种视频游戏系统包括网络、分别连接到网络的多个用户和一个服务器。多个用户设备分别被配置为用于接收对应于各用户的至少一个用户动作的信息，使用网络发送对应于至少一个用户动作的信息，使用网络接收视频游戏内容并且显示视频游戏内容。服务器被配置为用于从多个用户设备中的一个或多个用户设备接收对应于用户动作的信息并发送视频游戏内容。服务器包括存储视频游戏的存储器和被配置为用于执行视频游戏以使用户集合基本上同时进行视频游戏的控制器。
各用户集合可以包括一个或多个用户。每个用户集合都具有各自的视频游戏的游戏状态。控制器可以被配置为用于执行视频游戏的一个或多个实例。由控制器执行的视频游戏的每个相应实例都保持多个相应的游戏状态。
可以使用时域复用将视频游戏内容从服务器发送到多个用户设备中的各用户设备。
存储器还可以存储多个预编码块。预编码块可以是压缩的并且可以对应于视频游戏的视频帧的分段。控制器根据对应于各用户集合中各用户的至少一个用户动作的相应游戏状态变化和/或对应于在发送先前视频游戏内容之后逝去的时间，使用一个或多个预编码块动态地生成视频游戏内容。从服务器发送到各用户设备的当前视频游戏内容可以包括相对于从服务器发送到各用户设备的先前视频游戏内容不同的信息。
在某些实施例中，一种视频游戏系统包括网络、分别连接到网络的一个用户设备和服务器。用户设备被配置为用于接收对应于至少一个用户动作的信息，使用网络发送对应于至少一个用户动作的信息，使用网络接收视频游戏内容并且显示视频游戏内容。服务器被配置为用于接收对应于至少一个用户动作的信息并且发送视频游戏内容。服务器包括存储视频游戏和多个预编码块的存储器。预编码块是压缩的并且可以对应于视频游戏的视频帧的分段。控制器被配置为用于执行视频游戏并且根据对应于至少一个用户动作的游戏状态变化和/或对应于在发送先前视频游戏内容之后逝去的时间，使用一个或多个预编码块动态地生成视频游戏内容。从服务器发送到用户设备的当前视频游戏内容可以包括相对于从服务器发送到用户设备的先前视频游戏内容不同的信息
预编码块可以包括宏块。预编码块可以兼容MPEG。预编码块可以使用离散余弦变换(DCT)编码。视频游戏内容的动态生成可以包括实时地将对应于两个或更多预编码块的DCT系数互相关联。
可以使用带外通信信道在网络中传送对应于至少一个用户动作的信息。
服务器可以在有线电视系统中的前端单元内。用户设备可以是机顶盒。
在用户设备接收到对应于视频全帧的子集的更新时实时显示视频游戏内容。
当接收到对应于视频游戏的订购信息时，可以配置视频游戏系统向用户设备分配网络地址。
对应于使用网络从服务器发送到用户设备的视频游戏内容的数据速率被限制在预设下限和预设上限之间。由控制器动态生成的视频游戏内容包括空块以保证数据速率大于或等于预设下限。
视频游戏系统可以包括一个或多个额外的用户设备。每个用户设备接收并显示对应于各用户的视频游戏内容。两个或更多用户可以同时地并且独立地进行视频游戏的单一实例并且共享预编码块的至少一个子集。两个或更多用户中的每个用户都可以具有相应的各自的视频游戏的游戏状态。
附图说明
参照下文结合附图的详述可以更好地理解本发明，其中：
图1是示出现有内容分发系统的方框图。
图2是示出有线电视系统的一个实施例的方框图。
图3是示出有线电视系统中子信道的一个实施例的方框图；
图4是示出有线电视系统的一个实施例的方框图。
图5是示出视频游戏系统的一个实施例的方框图。
图6A是示出视频游戏系统的一个实施例的方框图。
图6B是示出视频游戏系统的一个实施例的方框图。
图7是示出视频游戏系统的一个实施例的方框图。
图8是示出视频游戏系统的一个实施例的方框图。
图9是示出机顶盒的一个实施例的方框图。
图10是示出视频游戏系统的一个实施例的方框图。
图11是示出其数据速率根据时间变化的数据流的一个实施例的方框图。
图12是示出视频游戏系统中处理的一个实施例的流程图。
图13是示出视频游戏系统中处理的一个实施例的流程图。
图14是示出视频游戏系统中处理的一个实施例的流程图。
各附图中相应的部分使用相同的参考标号。
具体实施方式
现在详细地参照实施例，附图示出了所述实施例的例子。在以下详述中，为提供对本发明的彻底理解而阐示了诸多特定的细节。然而对本领域的普通技术人员而言显然没有这些特定的细节也可以实施本发明。在其他的例子中，为了避免不必要地模糊所述实施例的方面，并未详述公知的方法、程序、组件和电路。
本说明书描述了使用网络提供交互式视频游戏的改进的系统，所述网络如在卫星系统、有线电视系统(CATV)、因特网、广域网、局域网和/或电话系统中的那些网络。如下文所述，所述系统利用对与视频游戏图象的帧和/或场对应的视频游戏内容的高效数字化降低通信带宽，并且由此增加可支持的玩家或用户的数量。术语视频游戏包括视频游戏、其他形式的计算机实现的娱乐应用程序以及诸如新闻、天气和/或体育的非娱乐应用程序。玩家或用户指参与所述视频游戏的人。
特别地，所述系统基于接收到的各用户或各用户集合的各用户动作确定视频游戏的游戏状态的变化。所述系统使用预编码块根据所述游戏状态的变化动态地生成相应的视频游戏内容。所述系统将当前视频游戏内容发送给用户设备用于显示。所述当前视频游戏内容可以对应于相对于先前发送给所述用户设备的视频游戏内容不同的信息。所述系统允许多个用户集合同时地并且独立地进行所述视频游戏的单一的可执行副本。各用户集合可以包括一个或多个用户并且每个用户集合都具有各自的所述视频游戏的游戏状态。这样，所述系统提高资源利用的效率以及整体的成本效益。
图1是示出有线电视系统中的现有内容分发系统100的方框图。前端110经由网络116连接到多个订户或客户。前端110将在图2中进一步讨论。每个订户都有机顶盒(STB)116用于接收内容并在电视120上显示所述内容。STB116包括客户端118用于运行客户端软件。前端110包括服务器112和使用操作系统如Windows，Linux，Unix，Solaris等的多个服务器114。应用在内容服务器114上运行，向所述订户提供内容。例如，内容服务器114可以执行对应于浏览器的指令。可以截取(scrape)相应的浏览器屏幕向相应的订户提供内容数据流。这样就为各订户实现单独的浏览器或软件堆栈，即在用于相应订户的相应浏览器中执行内容的一个副本。当利用内容分发系统100实现多玩家或多用户视频游戏时，为每个玩家或用户执行浏览器和/或视频游戏的单独实例。与此相比，以下参照图4描述的系统可以在各用户和所述内容被执行的副本之间实现多对一的对应关系。
为了描述改进的视频游戏系统以及其如何整合到系统如有线电视系统中，现在概述有线电视系统体系结构。图2示出了有线电视系统200的实施例。连接到分发装置和系统管理装置(未示出)的网络210经由光纤通信链路212如一个或多个光缆连接到前端214。有线电视系统200可以包括额外的前端。每个前端向1000到500000个订户提供服务。前端214经由光纤通信链路212连接到多个集线器216。前端214和集线器216可选地可以与光纤通信环218链接，光纤通信环218可以包括一条或多条光缆。光纤通信环218可以利用密集波分复用通信协议。
诸如集线器216-1的各集线器经由光纤通信链路212连接到一个或多个服务群组或节点如节点220。节点220为临近的200到2000个订户提供服务。诸如节点220的每个节点经由同轴电缆222和一个或多个放大器如放大器224连接到一个或多个订户。有线电视系统200也可以包括一个或多个防火墙228以防止未授权的程序或内容如病毒进入所述系统并感染集线器216和/或前端214上的一个或多个计算机。
诸如有线电视系统200的有线电视系统支持使用时分复用和频分复用的模拟和数字信号的通信。后者在图3示出，图3示出了有线电视系统中子信道的实施例300。所述有线电视系统可以支持带宽310。在一个示例性实施例中所述带宽可以是800MHz。带宽310被细分为多个窄播子信道如窄播子信道316，两个或更多广播子信道314，以及两个或更多带外(OOB)子信道312。所述多个窄播子信道可以用于数字服务如视频点播(VOD)和/或视频游戏。在一个或多个OOB子信道312中的信号可以利用有线电缆数据服务接口规范(DOCSIS)或线缆调制解调器格式，国际数字音频/视频理事会(DAVIC)格式和/或专有格式标准如摩托罗拉公司提供的标准。
在一个示例性实施例中，如果使用256级正交调幅调制(QAM)，每个窄播子信道如窄播子信道316的带宽约为6MHz，对应于约38Mbps的数字数据或大约10个分别有3.75Mpbs数据速率的数字信道。对于利用1Mbps到4Mbps之间的视频游戏，窄播子信道316将对应于10到30个视频游戏数据流。
每个广播子信道314对应于一个模拟电视信道。在一个示例性实施例中，每个广播子信道的带宽为6MHz并且模拟电视信号以NTSC格式发送。然而其他的实施例可以利用不同的格式如PAL或SECAM。每个OOB子信道312分别可以对应于约1Mpbs的比特率或数据速率。
现在看改进的视频游戏系统。图4是示出有线电视系统400的一个实施例的方框图。若干个内容数据流可以被发送到各订户并且各订户可以随后订购服务或发送视频游戏中的用户动作。可以使用卫星天线438接收卫星信号如模拟电视信号。模拟信号可以在模拟前端440中处理，耦合到射频(RF)组合器434并且经由网络116发送到STB 116-1。此外，信号可以在卫星接收机442中处理，耦合到复用器(MUX)444，使用QAM 432转换为数字格式，耦合到射频(RF)组合器434并且经由网络116发送到STB 116-1。视频点播(VOD)服务器418可以向交换机426-2提供对应于订购的影片的信号，所述交换机426-2将所述信号耦合到QAM 432-1以将其转换成数字格式。这些数字信号耦合到射频(RF)组合器434并且经由网络116发送到STB 116-1。STB 116-1可以在电视120-1上显示一个或多个信号，包括对应于下文讨论的视频游戏内容的信号。尽管图4示出了一个订户STB 116-1和电视120-1，在其他实施例中可能有额外的订户，分别有一个或多个STB和/或电视。
有线电视系统400也可以包括应用服务器414和多个游戏服务器416。应用服务器414和多个游戏服务器416可以位于前端内，如位于前端414(图2)内。尽管图4中示出了应用服务器414和多个游戏服务器416的单个实例或群组，其他实施例可以在一个或多个前端中包括额外实例。应用服务器4141以及一个或多个游戏服务器416可以提供对应于一个或多个视频游戏的视频游戏内容。应用服务器414可以在数据库中访问和/或记录与游戏相关的信息。应用服务器414也可以用于报告和定价。游戏服务器416中的一个或多个引擎832(图8和图10)设计用于使用预编码块动态地生成视频游戏内容。在一个示例性实施例中，游戏服务器416(图8和图10)使用MPEG编码。
所述视频游戏内容被耦合到交换机426-2，在QAM 432-1中被转换成数字格式。这些数字信号耦合到射频(RF)组合器434并且经由网络116发送到STB 116-1。应用服务器4141也可以经由因特网410访问存储在多玩家服务器412上的数据库中的固定玩家或用户数据。下文参照图5进一步描述应用服务器414和多个游戏服务器416。
STB 116-1可以包括客户端应用如游戏436，所述客户端应用接收对应于一个或多个用户动作的信息并且将所述信息发送给一个或多个游戏服务器416。游戏应用436也可以在电视120-1上更新视频帧之前存储视频游戏内容。下文参照图9进一步描述STB 116-1。
有线电视系统400也可以包括STB控制420，操作支持系统422和计费系统424。STB控制420可以处理一个或多个用户动作，如与各视频游戏相关联的用户动作，使用OOB子信道如OOB子信道312-1(图3)并使用反转脉冲幅度(PAM)解调器430和交换机426-1接收所述用户动作。操作支持系统422可以处理针对各服务如各视频游戏的订户订单，并且更新计费系统424。STB控制420，操作支持系统422和/或计费系统424也可以经由交换机426-1和OOB模块428使用OOB子信道与所述订户通信，OOB模块428将信号转换成OOB子信道适用的格式。替代地，操作支持系统422和/或计费系统424可以经由另一种通信链路如电话系统提供的链路与所述订户通信。
有线电视系统400中发送和接收的各种信号可以使用基于分组的数据流通信。在一个示例性实施例中，一些分组可以利用网际协议。在某些实施例中，网络如网络116以及有线电视系统400中的组件间的连接可以包括无线区域网络、局域网、传输线如同轴电缆、陆线和/或光纤的一个或多个实例。有些信号可以通过老式普通电话业务(POTS)和/或数字电话网络如综合业务数字网(ISDN)通信。无线通信可以包括使用高级移动电话系统(AMPS)的蜂窝电话网络，全球移动通信系统(GSM)，码分多址接入(CDMA)和/或时分多址接入(TDMA)，以及使用也称为WiFi的IEEE 802.11通信协议的网络，和/或蓝牙通信协议。
尽管图4示出的是有线电视系统，所述系统和方法也可以在基于卫星的系统、因特网、电话系统和/或地面电视广播系统中实现。有线电视系统400可以包括额外的元件并且/或者去除一个或多个元件。此外，两个或更多元件可以组合成单一元件并且/或者可以改变有线电视系统400中一个或多个元件的位置。
图5是示出视频游戏系统500的一个实施例的方框图。前端110-1包括多个游戏服务器514，一个应用服务器516，一个游戏资料管理系统518，一个会话资源管理(SRM)520，游戏业务管理系统522和计费系统424。前端110-1中的通信可以经由一条或多条光缆和/或吉比特以太网连接。前端110-1经由网络512连接到操作中心510和表演中心(stagingcenter)526。网络512中的通信可以加密。在某些实施例中，网络512可以是虚拟私人网络。操作中心510包括多玩家服务器412。分发或表演中心526包括游戏分发服务器528。
前端110-1也连接到一个或多个视频游戏的一个或多个用户。每个用户至少有一台电视120-1和STB116-1。STB116-1可以包括客户端应用如游戏436。在一个或多个游戏服务器514与STB 116-1之间可以有双向通信链路524-1。然而每个方向上的带宽或数据速率可以是不对称的。例如，从前端110-1到STB 116-1可以有较高数据速率。从STB 116-1到游戏服务器514之一如游戏服务器514-3的数据流可以包含对应于一个或多个视频游戏中的一个或多个用户动作的信息。STB 116-1与应用服务器516之间也可以使用OOB子信道312-1进行双向通信。
应用服务器516管理视频游戏分发(载入视频游戏)，计费和业务基础设施(整合)。在新视频游戏测试完成后，游戏分发服务器528更改一个或多个前端，如前端110-1，使所述新视频游戏准备分发就绪。游戏资料管理系统518提取并分发所述新视频游戏。游戏资料管理系统518在游戏业务管理系统522中存储相关的定价信息并且在游戏服务器514中存储对应于所述新视频游戏的内容如一个或多个预编码块和可执行的视频游戏指令。游戏资料管理系统518支持资料分配接口，其为一种被扩展包含视频游戏的影片格式。游戏资料管理系统518也可以包括所述视频游戏的元数据，包括各视频游戏的发行人，各视频游戏的描述，各视频游戏的名称，各视频游戏的一个或多个性能特征如比特率或数据速率。
游戏业务管理系统522处理定价、使用条款(如按日支付，无限使用)和可能的一个或多个视频游戏打包出租。SRM 520分配资源用于与各用户通信并且响应于各视频游戏被订购而处理初始过程。SRM 520可以支持除对应于VOD的比特率或数据速率以外的比特率或数据速率。
当各用户订购各视频游戏时，有线电视系统经由操作支持系统422(图4)在STB 116-1和前端110-1之间建立通信，特别地建立到SRM 520的通信。通信如数据分组的路由可以使用因特网协议地址。在某些实施例中，存在如查找表所提供的固定的地址映射。在某些实施例中，可以使用动态分配的网络地址。这些可以由会话网关614(图6A)提供。
在订购过程中，在开始各视频游戏前可能要求各用户提供额外的信息，如认证，计费，支付和安全数据。此外，应用服务器516可以访问固定用户信息，如多玩家服务器412上的用户元数据。所述玩家元数据可以包括保存的视频游戏状态，排名和/或高分。
随后应用服务器516可以将各用户分配到各游戏服务器如游戏服务器514-3，各游戏服务器接着将所述各用户分配给各游戏引擎，如各游戏服务器514-3中的游戏引擎832(图8)。根据游戏服务器514的可用能力和/或其他视频游戏用户或参与者的可用性可以向各用户分配各游戏服务器514-3。例如，当前可用的用户数量可能不够进行多玩家视频游戏。如果是这样，可以给所述用户提供选项以选择等待直至有足够数量的用户为止或者选择进行不同的视频游戏。所述被分配的各游戏服务器514-3也可以是根据所述用户元数据的至少一部分分配的。例如，根据所述各用户的技术水平将其分配给各游戏服务器514-3和/或所述视频游戏的各实例。可以根据所述各用户的STB 116-1的网络地址或者通过所述各用户订购所述各视频游戏时输入的数字标志识别所述各用户。替代地，所述各用户可以指定其希望参与竞赛的技术水平，如初级、中级、高级或专家级。
可以使用多种通信路径和/或格式将各视频游戏中的一个或多个用户动作从STB 116-1传送给各游戏服务器514-3。可以使用双向通信链路524-1将用户动作直接从STB 116-1传送给各游戏服务器514-3。替代地，可以使用OOB子信道312-1传送一个或多个用户动作。可以使用通用流控制协议(GSCP)或修改的GSCP传送用户动作。GSCP是用于将键击从STB 116-1传送给各游戏服务器514-3的格式。STB 116-1也可以支持VOD协议的扩展版本，称为轻量级流控制协议(LSCP)。LSCP除方向键或导航键、选择和确认键之外还支持其他键事件。
在某些实施例中，各用户也能够使用OOB子信道312-1或反向信道如电话系统或无线通信链路提供的反向信道与同一视频游戏或另一个视频游戏中的一个或多个另外的用户进行音频交谈。在某些实施例中，音频交谈可以利用DOCSIS格式。
游戏服务器514使用静态的或共享的游戏资料与动态处理的组合向一个或一个或多个用户提供视频游戏内容。游戏服务器514包括多个预编码块。在一个示例性实施例中，预编码块是MPEG宏块。每个块对应于一个16×16像素的单元。对于标准分辨率的NTSC视频，有640个水平线和480个垂直像素。因此，视频的一个全帧对应于30个水平片，每个水平片包含40个宏块。预编码块可以使用离散余弦变换(DCT)压缩。预编码块可以以色度/亮度或YUV格式存储。每个预编码块可以单独的压缩。然而预编码块并不是独立于相邻的宏块压缩的。
在处理过程的动态部分，游戏服务器514根据基于一个或多个用户动作的游戏状态变化动态地缝合预编码块或使其互相关联。各用户集合的游戏状态代表游戏的当前状态，并且向游戏服务器提供充分的信息，以便对影响游戏状态的用户动作进行响应以及生成从用户角度看来以与前一游戏状态和最近的用户动作一致的方式推进视频游戏的视频游戏内容。在预编码块是MPEG兼容的宏块的实施例中，随着数据流被产生和发送到STB 116-1而实时地使相应的DCT系数相互关联或交错。所发送的当前视频游戏内容包括相对于发送到STB 116-1并由STB 116-1显示的先前的视频游戏内容不同的信息，如视频帧的至少一个子集。在某些实施例中，可以基于视频帧中的一个或多个对象或预编码块的动作利用动作补偿。在某些实施例中，一个或多个游戏服务器514也可以实时地将额外的图形混合到被发送的视频游戏内容中。视频游戏内容也可以包括音频。音频信息也可以包括预压缩块。在一个示例性实施例中，使用杜比音频编码格式，如杜比音频编码-3(AC3)。
可以使用时域复用将视频游戏内容发送到各用户，其中视频游戏内容以一系列的时间片发送。在某些实施例中，发送到一个或多个用户的视频游戏内容可能是基本上相同的。在其他的实施例中，两个或更多用户可能接收到不同的视频游戏内容。可以使用一个或多个子信道将视频游戏内容发送到一个或多个用户。
尽管图5示出了一个前端110-1，在其他的实施例中可以有一个或多个另外的前端。视频游戏系统500可以包括额外的元件，移除一个或多个元件，两个或更多元件可以组合成单一的元件并且/或者视频游戏系统500中的一个或多个元件的位置可以改变。此外，可以增加或删除两个或更多元件之间的通信。
如上所述，另外的实施例可能重新安排视频游戏系统500中的一个或多个元件的位置。图6A和图6B是示出视频游戏系统600和视频游戏系统650的这种实施例的方框图。此外，元件间的通信也被修改，例如图6A和图6B中额外的双向通信链路524-2，应用服务器156和游戏资料管理系统518之间的连接，玩家管理系统612和游戏业务管理系统522之间的连接，以及图6A中OOB子信道312-1到会话资源管理520的连接。
上述视频游戏系统如实施例500，600和650可以提供有效的资源分配和整体成本效益，特别是在方法扩展到多用户的情况下。例如，在某些实施例中，多个用户集合可以基本上同时并且独立地进行各视频游戏的单一实例或副本。每个相应的用户集合可以包括共享相应游戏状态的一个或多个用户。因此，各视频游戏的的控制器被配置或可配置以保持多个相应的游戏状态。这样，视频游戏系统可以使用各视频游戏的单一实例或副本支持多个并行的游戏。在一个示例性实施例中，100个或更多个被安排成多个用户集合的用户可以进行视频游戏的单一副本。这与现有的多用户或多玩家视频游戏形成对比，在现有游戏中多个用户通过在多个同时地运行的视频游戏副本间通信，在共享的虚拟环境下竞争。
图7示出了多用户视频游戏的视频游戏系统700的实施例的方框图。游戏服务器514-1连接到操作中心510和应用服务器516。操作中心510包括可以存储固定用户数据如用户元数据的多玩家服务器412。应用服务器516包括玩家管理服务器710和玩家管理服务器应用编程接口(API)712。游戏服务器514-1包括多玩家API 714，多玩家测试716和多个视频游戏的多个大厅718，多个视频游戏如Black Jack 710，Backgammon 722和Spades 724。每个大厅如718-1可以包括一个应用接口，应用接口至少部分地允许网络116的用户(图4)与想进行相应视频游戏的其他用户匹配。在某些实施例中，大厅718包括多个所谓的表，可以在其中进行各种视频游戏。在这些实施例中，大厅718是至少部分地允许用户(通过由用户的机顶盒116实现的图形用户界面)看到可用的表并且加入相应的表中与一个或多个另外的用户进行视频游戏。
图7中一个或多个用户选择相应的视频游戏并且被玩家服务器710连接到对应的大厅如大厅718-1，与其他有兴趣进行相应视频游戏的用户匹配。某些视频游戏可以具有使表或用户在一定程度上吸引各用户选择的选项或属性或特征。这种属性可以包括其他用户的排名，排名以外的属性所表明的技术水平，最低赌注(对于包括赌博的视频游戏如纸牌游戏)。这些属性的部分或全部可以存储在多玩家服务器412中。一旦用户在对应的大厅中匹配起来，用户即转变到实际的视频游戏进行中。
图8是示出视频游戏系统800的实施例的方框图。视频游戏系统800可以包括至少一个数据处理器，视频处理器和/或中央处理单元(CPU)810，一个或多个可选的用户接口814，用于与其他计算机通信的通信或网络接口820，服务器和/或一个或多个STB(如图4中的STB 116-1)，存储器822以及一条或多条用于将这些组件彼此连接的信号线812。用户接口814可以有一个或多个键盘816和/或显示器818。一条或多条信号线812可以构成一个或多个通信总线。
存储器822可以包括高速随机访问存储器和/或非易失性存储器，包括ROM，RAM，EPROM，EEPROM，一个或多个闪盘驱动器，一个或多个光盘驱动器以及一个或多个磁盘存储设备。存储器822可以存储包括用于处理基本系统服务和执行基于硬件的任务的程序(或指令集)的操作系统824，如LINUX，UNIX或WINDOWS。存储器822也可以存储网络通信模块826中的通信程序(或指令集)。通信程序用于使用STB如STB 116-1(图4)与一个或多个用户以及与视频游戏系统800中的其他服务器和计算机通信。
存储器822也可以包括以下元件或以下元件的子集或合集，包括应用服务器模块414(或指令集)，游戏资料管理系统模块518(或指令集)，会话资源管理模块520(或指令集)，游戏服务管理系统模块522，计费系统模块424(或指令集)，玩家管理系统模块612(或指令集)，会话网关模块614(或指令集)，一个或多个游戏服务器模块416(或指令集)，多玩家服务器模块412(或指令集)以及游戏分发服务器526(或指令集)。游戏资料管理系统模块518可以包括游戏数据库828，数据库828包括对应于一个或多个视频游戏的预编码块和可执行代码。玩家管理系统模块612可以包括玩家信息数据库830，玩家信息数据库830包括信息如用户名，帐户信息，交易信息，在STB 116-1(图4)上定制视频游戏显示的首选项，所进行视频游戏的高分，所进行视频游戏的排名和其他技术水平信息，已经暂停并且以后可能继续的视频游戏的固定保存的游戏状态。游戏服务器模块416的每个实例可以包括一个或多个游戏引擎模块832以及一个或多个压缩引擎模块836。游戏引擎模块832也可以包括对应于进行一个或多个视频游戏的一个或多个用户集合的游戏状态834。
尽管图8将视频游戏系统800示出为多个分立的项目，图8更意在对可能视频游戏系统中存在的各种特性做功能的描述，而不是作为对所述实施例的结构示意。在实践中，并且如本领域的普通技术人员可以理解的，视频游戏系统800的功能可以分布在大量的服务器或计算机上，由各种服务器的群组执行功能的特定子集。图8中单独地示出的项目可以组合，并且某些项目可以分割。例如，图8中某些单独地示出的项目可以在单个服务器上实现并且单个项目可以由一个或多个服务器实现。视频游戏系统中服务器的实际数量以及特性如游戏服务器模块416和游戏引擎模块832如何在服务器上分配将根据实现而不同，并且可能部分地依赖于系统存储的信息量和/或系统在使用高峰时段和平均使用时段期间必须处理的数据业务量。下文参照图10进一步描述游戏服务器416。
图9是示出机顶盒(STB)900如STB 116-1(图4)的实施例的方框图。STB 900使用网络116发送订购信息和对应于用户动作的信息并且接收视频游戏内容。使用网络接口910处理接收到的信号，删除包含视频游戏内容的数据流中的报头和其他信息。在调谐器912中处理由此得到的信号，并且在解码器914中选择对应于一个或多个子信道的频率。在一个示例性实施例中，解码器914是MPEG2解码器。在另一个实施例中，解码器914可以是兼容MPEG的解码器或用于另一种视频压缩标准的解码器。解码器914输出的视频游戏内容被转换成适当的格式用于驱动使用显示驱动器916的显示器922。设备接口918接收输入给游戏控制器924的用户动作并且转发给网络接口910用于发送。STB 900可选地可以包括用户接口920，如键盘、按钮和/或液晶显示器或其他显示器。
游戏控制器924可以是专用视频游戏控制台，如Sony Playstation，Nintendo，Sega和Mircrosoft Xbox或个人计算机所提供的那些游戏控制台。游戏控制器924可以从游戏板、键盘、游戏杆、麦克风、鼠标、一个或多个远程控制、一个或多个另外的游戏控制器或其他用户接口如包括语音识别技术的接口接收对应于一个或多个用户动作的信息。显示器922可以是电视、计算机或便携式设备如视频游戏控制器924或蜂窝电话上的阴极射线管或液晶显示器。
STB 900可以有嵌入式操作系统如Linux，OS9或Windows，或适用于工业或商业设备使用的实时操作系统(例如Wind River System公司的VxWorks)。
在某些实施例中，STB 900可以在显示接收到的视频游戏内容之前对其执行平滑操作。在某些实施例中，接收到的视频游戏内容随着被接收而在显示器922上实时地显示。在其他实施例中，STB 900存储接收到的视频游戏内容直至接收到一个视频的全帧为止。随后在显示器922上显示视频的全帧。
图10是示出视频游戏系统1000的实施例的方框图。会话资源管理520可以接收会话建立请求1010并且将请求路由给应用服务器516，如果需要，路由包括适当的网络寻址。视频游戏系统1000也包括多个游戏服务器514。游戏服务器514连结到一起，以报告每个游戏服务器如游戏服务器514-1的各自的加载条件。加载信息(例如每个游戏服务器的一个或多个动作度量，如基于每个游戏服务器中活动视频游戏状态数目的度量)被传递给应用服务器516，其将一个或多个用户重定向到不同的游戏服务器515用于处理视频游戏。这样，视频游戏系统1000可以平衡游戏服务器514的加载。
视频游戏系统1000，以及一个或多个游戏服务器514可以支持一个或多个同时运行的视频游戏，如国际象棋、国际跳棋和或纸牌。此外，如前文所述，各视频游戏的运行使得多个用户集合可以独立地并且基本上同时进行各视频游戏。
每个游戏服务器如游戏服务器514-1包括用于处理对应于一个或多个用户动作1012的信息使得相应的游戏状态得到更新的用户动作管理1014，一个或多个游戏引擎832，为视频和/或音频数据流提供接口的压缩流合成API 1016，压缩引擎836(如MPEG2)和向一个或多个STB输出数据流1020(如数据分组)的数据流模块1018。此外，每个游戏服务器514可以包括游戏存储装置1022以接收一个或多个视频数据流1024。游戏存储装置1022可以存储用于一个或多个视频游戏的预编码块和视频游戏可执行指令。游戏存储装置1022还可以存储一个或多个用户集合针对一个或多个视频游戏的一个或多个游戏状态。
在某些实施例中，一个或多个游戏服务器514可以向各视频游戏的各实例和/或各视频游戏的各用户集合提供相同数量的处理器时间。在其他的实施例中，如果相应的各游戏状态没有变化，可以不向各视频游戏的各实例和/或各视频游戏的各用户集合提供处理器时间。在没有接收到相应用户的用户动作1012的情况下，在经过预定义的时间间隔后，一个或多个游戏服务器514可以向各STB如STB 116-1(图4)提供视频游戏内容。游戏服务器514也可以支持基于对应于接收到的用户动作1012的信息的中断驱动处理。
游戏服务器514可以运行浏览器应用如Windows Explorer，NetscapeNavigator或Firefox的Mozilla，用于执行对应于个视频游戏的指令。然而，可以将浏览器应用配置为不在游戏服务器514中呈现视频游戏内容。由于游戏服务器不显示内容，因此不需要呈现视频游戏内容，并且避免这种呈现使得每个游戏服务器比在其他情况下保留更多的游戏状态。
游戏服务器514可以有多个处理器。视频游戏可以由多个处理器并行地实现。游戏也可以在多线程操作系统中实现。
一个或多个游戏服务器514向各用户发送的数据流1020可以具有被限制在预设下限和预设上限之间的比特率或数据速率。图11是示出数据流1020的实施例的方框图，数据流1020具有根据时间变化的数据速率1112。尽管数据速率1112随着时间变化，但其被保持在下限1114和上限1116之间。这种被限定的数据速率1112可允许对视频游戏系统如视频游戏系统400(图4)中的资源进行更为有效的分配，以及整体的成本效益。特别地，被限定的数据速率1112可以防止一个或多个用户的相应数据流临时地利用系统或网络如网络116(图4)中可用资源的重要部分。在预编码块和视频游戏内容使用兼容MPEG压缩如MPEG2编码的实施例中，不发送代表全独立视频帧并对应于较大数据速率1112的帧内编码帧或I帧。数据流可以包括在特定时间间隔期间的预测编码帧或P帧中的独立帧内编码宏块。这可以帮助保持数据速率1112受限。为保证这些实施例中与MPEG标准的兼容性，可以发送空帧或传输分组如预测但未编码的宏块而不是发送I帧。也可以在视频游戏内容中加入空帧或传输分组以确保数据速率1112大于或等于下限1114。在示例性实施例中，上限1116可以是包含I帧的相应MPEG数据流的0.03，0.1，0.16，0.25或0.33。数据流1020每秒可以包括30个P帧。在某些实施例中，通过使用这些技术实现的传输带宽节省，相对于现有视频游戏系统可以使每个游戏引擎832(图10)的用户或用户集合的数量增长20倍。
在特定时间间隔期间只发送P帧的实施例中，存在与错误传播相关的问题，这是由于在MPEG压缩过程中丢失了一些信息并且一些信息不会在每个P帧中重复，并且由于网络或通信故障可能在传输过程中丢失。通过将所显示的视频帧重置为已知的“良好”状态，可以通过发送视频全帧如I帧作为一种错误更正形式解决这一问题。可以定期地发送或在经过预定义的时间间隔后发送这样的视频全帧。替代地，可以定期地发送帧内编码宏块的单个条带，以便以预定的速率或不低于预定速率的速率(例如至少每秒1次)使用新鲜的视频数据刷新整个帧。
现在关注利用改进的视频游戏系统的操作方法的若干实施例。图12是示出视频游戏系统1200中的处理的实施例的流程图。从用户设备接收对应于用户动作的信息(1210)。确定相对先前视频游戏内容的不同的信息(1212)。确定对应于用户动作的游戏状态变化(1214)。根据游戏状态的变化和/或例如自动态生成视频游戏内容的前一版本之后经过的时间，使用一个或多个预编码块动态地生成视频游戏内容(1216)。将视频游戏内容发送给用户设备(1218)。显示视频游戏内容(1220)。流程图1200可以包括更少的操作或额外的操作。此外，两个或更多操作可以合并并且/或者可以改变操作的顺序。
图13是示出视频游戏系统1300中的处理的实施例的流程图。从用户接收对应于用户动作的信息(1310)。将对应于用户动作的信息发送给服务器(1312)。从服务器接收视频游戏内容(1314)。显示视频游戏内容(1316)。流程图1300可以包括更少的操作或额外的操作。此外，两个或更多操作可以合并并且/或者可以改变操作的顺序。
图14是示出视频游戏系统1400中的处理的实施例的流程图。接收对应于使用网络的用户集合的多个用户设备的信息(1410)。来自各用户的信息对应于相应用户的一个用户动作。确定各用户集合的视频游戏的相应游戏状态的变化(1412)。游戏状态的变化对应于相应的用户动作。动态地为用户集合生成视频游戏内容，使用户集合基本上同时进行该视频游戏(1414)。将视频游戏内容发送到多个用户设备(1416)。显示视频游戏内容(1418)。流程图1400可以包括更少的操作或额外的操作。此外，两个或更多操作可以合并并且/或者可以改变操作的顺序。
本文所述的系统和方法可以以硬件形式和/或软件形式实现。可以以高水平的过程语言、面向对象的程序设计语言或汇编或机器语言中实现指令。程序设计语言可以被编译或翻译。此外可以采用通用和专用处理器以及特定于应用的集成电路。
上文对本发明特定实施例的描述是为了说明和描述的目的。这些描述不是穷尽的或把本发明限制于所公开的确切形式。应当理解，根据上文可以对本发明作出很多变更和改变。选择和描述实施例是为了对本发明的原则和实际应用作出最好的解释，并由此使本领域的普通技术人员最好地利用本发明以及具有适用于特定预期用途的各种变更的各种实施例。

Claims (23)

1.一种交互式视频游戏系统，包括：
网络；
连接到所述网络的多个用户设备，其中每个用户设备被配置为用于接收对应于各用户的至少一个用户动作的信息，使用所述网络发送所述对应于各用户的至少一个用户动作的信息，使用所述网络接收视频游戏内容并且显示所述视频游戏内容；以及
连接到所述网络的服务器，其中所述服务器被配置为用于从所述多个用户设备中的一个或多个用户设备接收对应于所述各用户的至少一个用户动作的信息并且发送所述视频游戏内容，所述服务器包括：
存储器，用于存储视频游戏；以及
控制器，被配置为用于执行所述视频游戏以使用户集合基本上同时进行所述视频游戏，其中各用户集合包括一个或多个用户，并且其中每个用户集合具有各自的所述视频游戏的游戏状态。
2.根据权利要求1的系统，其中所述控制器被配置为用于执行所述视频游戏的一个或多个实例，其中由所述控制器执行的所述视频游戏的每个相应实例都保持多个相应游戏状态。
3.根据权利要求1的系统，其中使用时域复用将视频游戏内容从所述服务器发送到所述多个用户设备中的各用户设备。
4.根据权利要求1的系统，其中基本上同时进行所述视频游戏的用户集合的最大数量至少为100。
5.根据权利要求1的系统，其中所述存储器还存储多个预编码块，其中所述预编码块是压缩的并且对应于所述视频游戏的视频帧的分段。
6.根据权利要求5的系统，其中所述控制器根据对应于所述各用户集合中各用户的至少一个用户动作的相应游戏状态变化使用一个或多个所述预编码块动态地生成视频游戏内容，并且其中从所述服务器发送到所述各用户设备的当前视频游戏内容至少包括相对于从所述服务器发送到所述各用户设备的先前视频游戏内容不同的信息。
7.一种进行视频游戏的方法，包括：
使用网络从对应于用户集合的多个用户设备接收信息，其中来自各用户设备的信息对应于来自各用户的至少一个用户动作；
为所述用户集合生成视频游戏内容，使得所述用户集合基本上同时进行视频游戏，其中各用户集合包括一个或多个用户，并且其中每个用户集合都具有各自的所述视频游戏的游戏状态；
向所述多个用户设备发送视频游戏内容；并且
显示所述视频游戏内容。
8.一种交互式视频游戏系统，包括：
网络；
连接到所述网络的用户设备，其中所述用户设备被配置为用于接收对应于至少一个用户动作的信息，使用所述网络发送所述对应于至少一个用户动作的信息，使用所述网络接收视频游戏内容并且显示所述视频游戏内容；以及
连接到所述网络的服务器，其中所述服务器被配置为用于接收所述对应于至少一个用户动作的信息并且发送所述视频游戏内容，所述服务器包括：
存储器，用于存储所述视频游戏和多个预编码块，其中所述预编码块是压缩的并且对应于所述视频游戏的视频帧的分段；以及
控制器，被配置为用于执行所述视频游戏并且根据对应于所述至少一个用户动作的游戏状态变化使用一个或多个所述预编码块动态地生成所述视频游戏内容，其中从所述服务器发送到所述用户设备的当前视频游戏内容至少包括相对于从所述服务器发送到所述用户设备的先前视频游戏内容不同的信息。
9.根据权利要求8的系统，其中每个所述预编码块包括宏块。
10.根据权利要求8的系统，其中使用带外通信子信道在所述网络中传送所述对应于至少一个用户动作的信息。
11.根据权利要求8的系统，其中所述服务器在有线电视系统中的前端单元内。
12.根据权利要求11的系统，其中所述用户设备是机顶盒。
13.根据权利要求8的系统，其中在所述用户设备接收到对应于视频全帧的子集的更新时实时显示视频游戏内容。
14.根据权利要求8的系统，其中当接收到对应于所述视频游戏的订购信息时配置所述视频游戏系统以向所述用户设备分配网络地址。
15.根据权利要求8的系统，其中对应于使用所述网络从所述服务器发送到所述用户设备的所述视频游戏内容的数据速率被限制在预设下限和预设上限之间。
16.根据权利要求15的系统，其中由所述控制器动态生成的所述视频游戏内容包括空块以保证所述数据速率大于或等于所述预设下限。
17.根据权利要求8的系统，其中所述预编码块兼容MPEG。
18.根据权利要求8的系统，其中使用离散余弦变换(DCT)对所述预编码块编码。
19.根据权利要求18的系统，其中所述视频游戏内容的动态生成包括实时地将对应于两个或更多预编码块的DCT系数互相关联。
20.根据权利要求8的系统，还包括一个或多个额外的用户设备，其中每个用户设备接收并显示对应于至少所述各用户的视频游戏内容。
21.根据权利要求20的系统，其中两个或更多用户同时地并且独立地进行所述视频游戏的单一实例并且共享所述预编码块的至少一个子集，并且其中所述两个或更多用户中的每个用户都具有相应的各自的所述视频游戏的游戏状态。
22.一种交互式视频游戏系统，包括：
网络；
连接到所述网络的用户装置，其用于接收对应于至少一个用户动作的信息，使用所述网络发送所述对应于至少一个用户动作的信息，使用所述网络接收视频游戏内容并且显示所述视频游戏内容；以及
连接到所述网络的服务器装置，其用于接收所述对应于至少一个用户动作的信息并且发送所述视频游戏内容，所述服务器装置包括：
存储器机制，用于存储视频游戏和多个预编码块，其中所述预编码块是压缩的并且对应于所述视频游戏的视频帧的分段；以及
控制器机制，用于执行所述视频游戏并且根据对应于至少一个所述用户动作的游戏状态变化使用一个或多个所述预编码块动态地生成视频游戏内容，其中从所述服务器发送到所述用户设备的当前视频游戏内容至少包括相对于从所述服务器发送到所述用户设备的先前视频游戏内容不同的信息。
23.一种进行视频游戏的方法，包括：
使用网络从用户设备接收对应于至少一个用户动作的信息；
根据所述至少一个用户动作确定用户的游戏状态的变化；
根据所述游戏状态的变化使用多个预编码块中的至少一个预编码块动态地生成视频游戏内容，其中所述预编码块是压缩的并且对应于视频游戏的视频帧的分段，并且所述视频游戏内容至少包括相对于先前发送给所述用户设备的视频游戏内容不同的信息；
向所述用户设备发送视频游戏内容；并且
显示所述视频游戏内容。
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