Облачни игри наречен една от най-добрите технологии за гледане в момента. За 6 години този пазар трябва да нарасне 10 пъти – от $45 млн. през 2018 г. до $450 млн. през 2024 г. Технологичните гиганти вече се втурнаха да изследват нишата: Google и Nvidia пуснаха бета версии на своите облачни услуги за игри, а Microsoft, EA, Ubisoft, Amazon и Verizon се готвят да излязат на сцената.

За геймърите това означава, че много скоро те ще могат най-накрая да спрат да харчат пари за хардуерни надстройки и да стартират мощни игри на слаби компютри. Това полезно ли е за другите участници в екосистемата? Казваме ви защо облачните игри ще увеличат приходите им и как създадохме технология, която улеснява навлизането на обещаващ пазар.

Издатели, разработчици, производители на телевизори и телекомуникационни оператори: защо всички те се нуждаят от облачни игри?

Издателите и разработчиците на игри се интересуват от това техният продукт да достигне възможно най-голям брой играчи възможно най-бързо. Сега, според нашите данни, 70% от потенциалните купувачи не стигат до играта - те не чакат изтеглянето на клиента и инсталационния файл с тегло десетки гигабайти. В същото време 60% от потребителите съдейки по видеокартите им, по принцип не могат да стартират мощни игри (AAA-ниво) на своите компютри с приемливо качество. Облачните игри могат да решат този проблем – не само няма да намалят печалбите на издателите и разработчиците, но ще им помогнат да увеличат своята плащаща аудитория.

Производителите на телевизори и декодери сега също гледат към облачни игри. В ерата на интелигентните домове и гласовите асистенти те трябва все повече да се конкурират за вниманието на потребителя, а функционалността за игри е основният начин за привличане на това внимание. С вграден облачен гейминг клиентът им ще може да пуска модерни игри директно на телевизора, като плаща на производителя за услугата.

Друг потенциално активен участник в екосистемата са телеком операторите. Техният начин да увеличат приходите е да предоставят допълнителни услуги. Игрите са само една от тези услуги, които операторите вече въвеждат активно. Rostelecom стартира тарифата „Игра“, Akado продава достъп до нашата услуга Playkey. Тук не става въпрос само за широколентовите интернет оператори. Мобилните оператори, поради активното разпространение на 5G, също ще могат да превърнат облачните игри в допълнителен източник на доходи.

Въпреки добрите перспективи, навлизането на пазара не е толкова лесно. Всички съществуващи услуги, включително продукти от технологични гиганти, все още не са успели напълно да преодолеят проблема с „последната миля“. Това означава, че поради несъвършенството на мрежата директно в къщата или апартамента, интернет скоростта на потребителя не е достатъчна, за да може облачните игри да работят правилно.

Вижте как WiFi сигналът избледнява, докато се разпространява от рутера в целия апартамент

Играчите, които са на пазара от дълго време и разполагат с мощни ресурси, постепенно се насочват към решаването на този проблем. Но да започнете облачните си игри от нулата през 2019 г. означава да похарчите много пари, време и вероятно никога да не създадете ефективно решение. За да помогнем на всички участници в екосистемата да се развиват на бързо разрастващ се пазар, ние разработихме технология, която ви позволява бързо и без големи разходи да стартирате вашата услуга за облачни игри.

Как създадохме технология, която ще улесни стартирането на вашата услуга за облачни игри

Playkey започна да разработва своята технология за облачни игри през 2012 г. Комерсиалното стартиране се състоя през 2014 г., а до 2016 г. 2,5 милиона играчи са използвали услугата поне веднъж. По време на разработката видяхме интерес не само от страна на геймърите, но и от производителите на приемници и телекомуникационните оператори. Дори стартирахме няколко пилотни проекта с NetByNet и Er-Telecom. През 2018 г. решихме, че нашият продукт може да има B2B бъдеще.

Проблематично е да се разработи за всяка компания своя собствена версия на интеграция на облачни игри, както направихме в пилотни проекти. Всяко такова изпълнение отнемаше от три месеца до шест месеца. Защо? Всеки има различно оборудване и операционни системи: някои се нуждаят от облачни игри на конзола с Android, докато други се нуждаят от нея като iFrame в уеб интерфейса на личния си акаунт за поточно предаване към компютри. Освен това всеки има различен дизайн, таксуване (отделен прекрасен свят!) и други функции. Стана ясно, че е необходимо или да се увеличи десетократно екипът за разработка, или да се създаде най-универсалното B2B решение в кутия.

През март 2019 г. стартирахме Дистанционно щракване. Това е софтуер, който компаниите могат да инсталират на сървърите си и да получат работеща услуга за облачни игри. Как ще изглежда това за потребителя? Той ще види бутон на обичайния си уебсайт, който му позволява да стартира играта в облака. При щракване играта ще стартира на сървъра на компанията и потребителят ще види потока и ще може да играе дистанционно. Ето как може да изглежда в популярните услуги за разпространение на цифрови игри.

Активна борба за качество. И пасивен също.

Сега ще ви кажем как Remote Click се справя с множество технически бариери. Облачните игри от първата вълна (например OnLive) бяха съсипани от лошото качество на интернет сред потребителите. Още през 2010 г. средната скорост на интернет връзката в САЩ беше само 4,7 Mbit/s. До 2017 г. тя вече е нараснала до 18,7 Mbit/s и скоро 5G ще се появи навсякъде и ще започне нова ера. Въпреки факта, че цялостната инфраструктура е готова за облачни игри, вече споменатият проблем с „последната миля“ остава.

Едната страна на това, която наричаме обективна: потребителят наистина има проблеми с мрежата. Например, операторът не подчертава заявената максимална скорост. Или ползваш 2,4 GHz WiFi, шумен с микровълнова и безжична мишка.

Другата страна, която наричаме субективна: потребителят дори не подозира, че има проблеми с мрежата (не знае, че не знае)! В най-добрия случай е сигурен, че след като операторът му продава тарифа 100 Mbit/s, той има 100 Mbit/s интернет. В най-лошия случай той няма представа какво е рутер, а интернетът е разделен на син и цветен. Истински случай от Късдев.

Син и цветен интернет.

Но и двете части на проблема с последната миля са разрешими. В Remote Click използваме активни и пасивни механизми за това. По-долу е подробна история за това как се справят с препятствията.

Активни механизми

1. Ефективно шумоустойчиво кодиране на предадени данни, известно още като излишък (FEC - Forward Error Correction)

При предаване на видео данни от сървъра към клиента се използва шумоустойчиво кодиране. С негова помощ възстановяваме оригиналните данни, когато са частично загубени поради мрежови проблеми. Какво прави нашето решение ефективно?

1. Speed. Кодирането и декодирането са много бързи. Дори на „слаби“ компютри операцията отнема не повече от 1 ms за 0,5 MB данни. По този начин кодирането и декодирането не добавят почти никакво забавяне при игра през облака. Важността не може да бъде надценена.

1. Максимален потенциал за възстановяване на данни. А именно съотношението между излишния обем данни и потенциално възстановимия обем. В нашия случай съотношението = 1. Да приемем, че трябва да прехвърлите 1 MB видео. Ако добавим 300 KB допълнителни данни по време на кодирането (това се нарича излишък), тогава по време на процеса на декодиране, за да възстановим 1 оригинален мегабайт, се нуждаем само от всеки 1 MB от общо 1,3 MB, изпратен от сървъра. С други думи, можем да загубим 300 KB и пак да възстановим оригиналните данни. Както можете да видите, 300 / 300 = 1. Това е максималната възможна ефективност.
2. Гъвкавост при настройване на допълнителен обем данни по време на кодиране. Можем да конфигурираме отделно ниво на излишък за всеки видео кадър, който трябва да се предава по мрежата. Например, като забележим проблеми в мрежата, можем да увеличим или намалим нивото на излишък.  

Играем Doom през Playkey на Core i3, 4 GB RAM, MSI GeForce GTX 750.

2. Трансфер на данни

Алтернативен начин за борба със загубите е многократното изискване на данни. Например, ако сървърът и потребителят се намират в Москва, тогава забавянето на предаването няма да надвишава 5 ms. С тази стойност клиентското приложение ще има време да поиска и получи загубената част от данните от сървъра, без потребителят да забележи. Нашата система сама решава кога да използва резервиране и кога да използва пренасочване.

3. Индивидуални настройки за пренос на данни

За да избере оптималния начин за борба със загубите, нашият алгоритъм анализира мрежовата връзка на потребителя и конфигурира системата за предаване на данни индивидуално за всеки случай.

Той изглежда:

• тип връзка (Ethernet, WiFi, 3G и др.);
• Използван WiFi честотен диапазон - 2,4 GHz или 5 GHz;
• Сила на WiFi сигнала.

Ако класираме връзките по загуби и забавяне, тогава най-надеждният е, разбира се, проводникът. През Ethernet загубите са редки и закъсненията на последната миля са изключително малко вероятни. След това идва WiFi 5 GHz и едва след това WiFi 2,4 GHz. Мобилните връзки като цяло са боклуци, чакаме 5G.

Когато използвате WiFi, системата автоматично конфигурира адаптера на потребителя, като го поставя в най-подходящия режим за използване в облака (например деактивиране на пестенето на енергия).

4. Персонализирайте кодирането

Видео стрийминг съществува благодарение на кодеци – програми за компресиране и възстановяване на видео данни. В некомпресирана форма една секунда видео може лесно да надхвърли сто мегабайта, а кодекът намалява тази стойност с порядък. Използваме кодеци H264 и H265.

H264 е най-популярният. Всички големи производители на видеокарти го поддържат хардуерно повече от десетилетие. H265 е смел млад наследник. Те започнаха да го поддържат хардуерно преди около пет години. Кодирането и декодирането в H265 изисква повече ресурси, но качеството на компресирания кадър е забележимо по-високо, отколкото в H264. И то без увеличаване на звука!

Кой кодек да избера и какви параметри за кодиране да задам за конкретен потребител, въз основа на неговия хардуер? Нетривиална задача, която решаваме автоматично. Интелигентната система анализира възможностите на оборудването, задава оптималните параметри на енкодера и избира декодер от страна на клиента.

5. Обезщетение за загуби

Не искахме да го признаем, но дори ние не сме перфектни. Някои данни, изгубени в дълбините на мрежата, не могат да бъдат възстановени и ние нямаме време да ги изпратим обратно. Но и в този случай има изход.

Например, регулиране на битрейта. Нашият алгоритъм постоянно следи количеството данни, изпратени от сървъра към клиента. Той записва всеки недостиг и дори прогнозира възможни бъдещи загуби. Неговата задача е да забележи навреме и в идеалния случай да предвиди, когато загубите достигнат критична стойност и започнат да създават смущения на екрана, забележими за потребителя. И в този момент регулирайте обема на изпратените данни (битрейт).

Ние също така използваме анулирането на несъбрани кадри и механизма на референтните кадри във видеопотока. И двата инструмента намаляват броя на забележимите артефакти. Тоест, дори при сериозни прекъсвания в предаването на данни, изображението на екрана остава приемливо и играта остава годна за игра.

6. Разпределено изпращане

Изпращането на данни, разпределени във времето, също подобрява качеството на поточното предаване. Как точно да се разпределят зависи от конкретни показатели в мрежата, например наличието на загуби, пинг и други фактори. Нашият алгоритъм ги анализира и избира най-добрия вариант. Понякога разпределението в рамките на няколко милисекунди значително намалява загубите.

7. Намалете латентността

Една от ключовите характеристики при игра в облака е латентността. Колкото по-малък е, толкова по-удобен е за игра. Закъснението може да бъде разделено на две части:

• забавяне на мрежата или трансфера на данни;

• системно забавяне (премахване на контрола от страна на клиента, заснемане на изображение на сървъра, кодиране на изображение, горните механизми за адаптиране на данни за изпращане, събиране на данни на клиента, декодиране и рендиране на изображение).

Мрежата зависи от инфраструктурата и справянето с нея е проблематично. Ако телта е била дъвкана от мишки, танците с тамбура няма да помогнат. Но латентността на системата може да бъде намалена значително и качеството на облачните игри за играча ще се промени драстично. В допълнение към вече споменатото шумоустойчиво кодиране и персонализирани настройки, използваме още два механизма.

1. Бързо получаване на данни от контролни устройства (клавиатура, мишка) от страна на клиента. Дори на слаби компютри 1-2 ms са достатъчни за това.
2. Рисуване на системния курсор върху клиента. Показалецът на мишката се обработва не на отдалечен сървър, а в клиента Playkey на компютъра на потребителя, тоест без най-малко забавяне. Да, това не засяга реалния контрол на играта, но основното тук е човешкото възприятие.  

Изчертаване на курсора без забавяне в Playkey, използвайки примера на Apex Legends

Използвайки нашата технология, с мрежова латентност от 0 ms и работа с видео поток от 60 FPS, латентността на цялата система не надвишава 35 ms.

Пасивни механизми

Според нашия опит много потребители нямат представа как техните устройства се свързват с интернет. В интервюта с играчи се оказа, че някои не знаят какво е рутер. И това е добре! Не е нужно да познавате двигателя с вътрешно горене, за да управлявате кола. Не трябва да изисквате от потребителя да има познания за системен администратор, за да може да играе.

Все пак е важно да се предадат някои технически точки, така че играчът да може самостоятелно да премахне бариерите от своя страна. И ние му помагаме.

1. Индикация за поддръжка на 5GHz WiFi

По-горе писахме, че виждаме стандарта Wi-Fi - 5 GHz или 2,4 GHz. Също така знаем дали мрежовият адаптер на потребителското устройство поддържа възможността за работа на 5 GHz. И ако да, препоръчваме да използвате този диапазон. Все още не можем сами да променим честотата, тъй като не виждаме характеристиките на рутера.

2. Индикация за силата на WiFi сигнала

За някои потребители WiFi сигналът може да е слаб, дори ако интернет работи добре и изглежда с приемлива скорост. Проблемът ще бъде разкрит именно с облачните игри, които подлагат мрежата на реални тестове.

Силата на сигнала се влияе от препятствия като стени и смущения от други устройства. Същите тези микровълни излъчват много. В резултат на това възникват загуби, които са незабележими при работа в интернет, но критични при игра през облака. В такива случаи предупреждаваме потребителя за смущения, предлагаме да се приближите до рутера и да изключите „шумните“ устройства.

3. Индикация на потребителите на трафик

Дори ако мрежата е наред, други приложения може да консумират твърде много трафик. Например, ако успоредно с играта в облака се пуска видео в Youtube или се изтеглят торенти. Нашето приложение идентифицира крадци и предупреждава играча за тях.

Страхове от миналото - развенчаване на митове за облачните игри

Облачните игри, като принципно нов начин за потребление на игрово съдържание, се опитват да пробият на пазара вече почти десет години. И както при всяка иновация, тяхната история е поредица от малки победи и големи поражения. Не е изненадващо, че през годините облачните игри са обрасли с митове и предразсъдъци. В зората на развитието на технологиите те бяха оправдани, но днес са напълно безпочвени.

Мит 1. Картината в облака е по-лоша от оригинала - все едно играете в YouTube

Днес, в технически усъвършенствано облачно решение, изображенията на оригинала и облака са почти идентични - разликата не може да бъде открита с просто око. Индивидуалната настройка на енкодера към оборудването на играча и набор от механизми за борба със загубите затварят този проблем. При висококачествена мрежа няма замъгляване на рамки или графични артефакти. Ние дори вземаме предвид разрешението. Няма смисъл да стриймвате на 1080p, ако плейърът използва 720p.

По-долу са два видеоклипа на Apex Legends от нашия канал. В единия случай това е запис на геймплей, когато играете на компютър, в другия, чрез Playkey.

Apex Legends на компютър

Apex Legends на Playkey

Мит 2. Нестабилно качество

Състоянието на мрежата наистина е нестабилно, но този проблем е решен. Ние динамично променяме настройките на енкодера въз основа на качеството на мрежата на потребителя. И поддържаме постоянно приемливо ниво на FPS, използвайки специални техники за заснемане на изображения.

Как работи? Играта има 3D двигател, който изгражда 3D свят. Но на потребителя се показва плоско изображение. За да го види той, за всеки кадър се създава снимка от паметта - своеобразна снимка как този 3D свят се вижда от определена точка. Това изображение се съхранява в кодирана форма в буфер за видео памет. Грабваме го от видео паметта и го предаваме на енкодера, който вече го дешифрира. И така с всеки кадър, един след друг.

Нашата технология ви позволява да заснемате и декодирате изображения в един поток, което увеличава FPS. И ако тези процеси се извършват паралелно (доста популярно решение на пазара на облачни игри), тогава енкодерът постоянно ще има достъп до заснемането, ще взема нови кадри със закъснение и съответно ще ги предава със закъснение.

Видеото в горната част на екрана се заснема чрез технология за заснемане и декодиране на един поток.

Мит 3. Поради изоставане в контролите, ще бъда „рак“ в мултиплейър

Закъснението на контрола обикновено е няколко милисекунди. И обикновено е невидим за крайния потребител. Но понякога се вижда малко несъответствие между движението на мишката и движението на курсора. Не влияе на нищо, но създава негативно впечатление. Описаният по-горе чертеж на курсора директно върху устройството на потребителя елиминира този недостатък. В противен случай общата системна латентност от 30-35 ms е толкова ниска, че нито играчът, нито неговите опоненти в мача забелязват нищо. Резултатът от битката се решава само от умения. Доказателството е по-долу.

Streamer се огъва чрез Playkey

Какво следва?

Облачните игри вече са реалност. Playkey, PlayStation Now, Shadow са работещи услуги със собствена аудитория и място на пазара. И като много млади пазари, облачните игри ще се развиват бързо през следващите години.

Един от сценариите, който ни се струва най-вероятен, е появата на собствени услуги от издатели на игри и телекомуникационни оператори. Някои ще разработят свои собствени, други ще използват готови пакетирани решения, като RemoteClick.net. Колкото повече играчи има на пазара, толкова по-бързо облачният начин за потребление на игрово съдържание ще стане масов.

Източник: www.habr.com