Sky gaming en af de vigtigste teknologier at holde øje med lige nu. Det forventes, at dette marked vil vokse ti gange over de næste seks år - fra 45 millioner dollars i 2018 til 450 millioner dollars i 2024. Teknologigiganter som Google og Nvidia er allerede begyndt at udforske denne niche, mens Microsoft, EA, Ubisoft, Amazon og Verizon forbereder sig på at træde ind på scenen.
For gamere betyder det, at de snart vil kunne stoppe med at bruge penge på hardwareopgraderinger og spille kraftfulde spil på svage computere. Er det fordelagtigt for de øvrige aktører i økosystemet? Vi forklarer, hvorfor sky gaming vil øge deres indtægter, og hvordan vi har udviklet en teknologi, der gør det nemt at træde ind i dette lovende marked.
Udgivere, udviklere, TV-producenter og teleselskaber: hvorfor har de alle brug for sky gaming
Spiludgivere og udviklere har interesse i at levere deres produkt til så mange spillere som muligt og så hurtigt som muligt. Ifølge vores oplysninger når 70 % af de potentielle kunder ikke frem til spillet - de venter ikke på, at klienten og installationsfilen, der fylder adskillige gigabyte, bliver indlæsning. Samtidig har 60 % af brugerne, , generelt ikke mulighed for at spille krævende spil (AAA-niveau) på deres computere i acceptabel kvalitet. Sky gaming kan løse dette problem - det vil ikke blot beskytte indtægterne for udgivere og udviklere, men hjælpe dem med at udvide deres betalende publikum.
Producenter af TV og TV-bokse ser også mod sky gaming. I en tid med smarte hjem og stemmeassistenter skal de konkurrere hårdere om brugerens opmærksomhed, og gaming-funktionalitet er den primære måde at tiltrække denne opmærksomhed. Med indbygget sky gaming kan deres kunder spille moderne spil direkte på fjernsynet og betale for tjenesten til producenten.
En anden potentielt aktiv deltager i økosystemet er telekommunikationsoperatører. Deres måde at øge indtægterne på er ved at tilbyde ekstra tjenester. Gaming er netop en af disse tjenester, som operatørerne allerede aktivt implementerer. Rostelecom har lanceret en "Gaming"-tarif, mens Akado sælger adgang til vores Playkey-service. Det handler ikke kun om bredbåndsoperatører. Mobilselskaber vil også kunne gøre cloud gaming til en ekstra indtægtskilde i takt med den hurtige udbredelse af 5G.
På trods af de lovende udsigter er det ikke så nemt at komme ind på markedet. Ingen eksisterende tjenester, herunder produkter fra teknologigiganter, har endnu formået at overvinde "sidste mile"-problemet fuldt ud. Det betyder, at på grund af netværkets ufuldkommenheder, især i hjemmet eller lejligheden, er internetforbindelsen ofte utilstrækkelig til korrekt at understøtte cloud gaming.
Se, hvordan WiFi-signalet svækkes, mens det spreder sig fra routeren rundt i lejligheden.
Spillere, der længe har været til stede på markedet og har betydelige ressourcer, bevæger sig gradvist mod at løse dette problem. Men at lancere sine egne cloud-spil fra bunden i 2019 kræver betydelige investeringer af tid og penge, og det er muligt, at man aldrig vil skabe en effektiv løsning. For at hjælpe alle deltagerne i økosystemet med at udvikle sig på det hurtigt voksende marked har vi udviklet en teknologi, der gør det muligt at lancere sin egen cloud-gaming-service hurtigt og uden store omkostninger.
Sådan har vi skabt en teknologi, der gør det nemt at lancere sin egen cloud-gaming-service.
Playkey begyndte at udvikle sin cloud-gaming-teknologi tilbage i 2012. Den kommercielle lancering fandt sted i 2014, og i 2016 havde 2,5 millioner spillere brugt tjenesten mindst én gang. I løbet af hele udviklingsprocessen har vi set interesse ikke kun fra gamere, men også fra producenter af TV-bokse og telekommunikationsoperatører. Vi lancerede endda flere pilotprojekter med NetByNet og "Er-Telecom". I 2018 besluttede vi, at vores produkt kunne have en B2B-fremtid.
At udvikle en specifik integrationsløsning for hver virksomhed til cloud gaming, som vi gjorde i pilotprojekterne, er problematisk. Hver implementering tog mellem tre måneder til et halvt år. Hvorfor? Alle har forskelligt udstyr og operativsystemer: Nogle har brug for cloud gaming på en Android-konsol, mens andre vil have det som et iFrame i webgrænsefladen til streaming på computere. Desuden har alle forskellige designs, fakturering (en helt særlig verden!) og andre særpræg. Det blev klart, at vi enten skulle forøge udviklingsteamet ti gange eller lave en så universel standard B2B-løsning som muligt.
I marts 2019 lancerede vi . Dette er software, som virksomheder kan installere på deres servere og få en fungerende cloud gaming service. Hvordan vil det se ud for brugeren? De vil se en knap på det velkendte website, der giver mulighed for at starte et spil i skyen. Når de klikker, starter spillet på virksomhedens server, og brugeren vil se streamen og kunne spille eksternt. Sådan kunne det se ud i populære digitale distributionsservices for spil.
Aktiv kamp for kvalitet. Og passiv også.
Hvordan Remote Click håndterer de mange tekniske barrierer, vil vi nu fortælle. Cloud gaming i den første bølge (for eksempel OnLive) blev ødelagt af den lave internetkvalitet blandt brugerne. Dengang, i 2010, var den gennemsnitlige internetforbindelseshastighed i USA 4,7 Mbit/s. I 2017 var den steget til 18,7 Mbit/s, og snart vil 5G være tilgængeligt overalt, hvilket vil indføre en ny æra. Men på trods af at infrastrukturen generelt er klar til cloud gaming, er der stadig det nævnte problem med 'sidste mile'.
Én side, som vi kalder objektiv: brugeren har faktisk problemer med netværket. For eksempel giver udbyderen ikke den lovede maksimale hastighed. Eller der anvendes WiFi 2,4 GHz, der er forstyrret af mikrobølgeovnen og trådløse mus.
Den anden side, som vi kalder subjektiv: brugeren er slet ikke klar over, at der er problemer med netværket (han ved ikke, hvad han ikke ved)! I bedste fald er han overbevist om, at når udbyderen sælger ham et abonnement på 100 Mbit/s, så har han internet med 100 Mbit/s. I værste fald har han ingen anelse om, hvad en router er, og han opdeler internet i blåt og farvet. En reel sag fra vores casestudie.
Blåt og farvet internet.
Men begge dele af problemet med "sidste mil" kan løses. Hos Remote Click bruger vi både aktive og passive mekanismer til dette. Nedenfor er en detaljeret fortælling om, hvordan de overvinder forhindringerne.
Aktive mekanismer
1. Effektiv fejltolerance kodning af de overførte data, a.k.a redundans (FEC - Forward Error Correction)
Ved overførsel af video data fra server til klient anvendes fejltolerant kodning. Med dette genopretter vi de originale data ved delvis tab som følge af problemer i netværket. Hvad gør vores løsning effektiv?
- Hastighed. Kodning og dekodning udføres meget hurtigt. Selv på "svage" computere tager operationen ikke mere end 1 ms for 0,5 MB data. Dermed tilføjer kodning og dekodning næppe nogen forsinkelse, når man spiller via skyen. Vigtigheden er svær at overvurdere.
- Maksimalt potentiale for datagendannelse. Nemlig forholdet mellem det overskydende datavolumen og det potentielt gendannede volumen. I vores tilfælde er forholdet = 1. Antag, at vi skal overføre 1 MB video. Hvis vi under kodning tilføjer 300 KB ekstra data (dette kaldes redundans), så vil vi under dekodning have brug for blot 1 MB ud af de samlede 1,3 MB, som serveren sendte. Med andre ord, vi kan miste 300 KB og stadig genoprette de originale data. Som det kan ses, 300 / 300 = 1. Dette er den maksimale effektivitet.
- Fleksibilitet i tilpasning af det overskydende datavolumen ved kodning. Vi kan justere det individuelle niveau af redundans for hvert videobillede, der skal overføres over netværket. For eksempel, ved at opdage problemer i netværket, kan vi hæve eller sænke niveauet af redundans.
Vi spiller Doom via Playkey på en Core i3, 4 GB RAM, MSI GeForce GTX 750.
2. Data sending
En alternativ metode til at håndtere tab er at anmode om data igen. For eksempel, hvis serveren og brugeren er i Moskva, vil forsinkelsen ved overførsel ikke overstige 5 ms. Med en sådan værdi vil klientapplikationen have tid til at anmode om og modtage den tabte del af dataene fra serveren uden at brugeren bemærker det. Vores system beslutter selv, hvornår det er nødvendigt at anvende redundans, og hvornår det er nødvendigt at foretage en eftersending.
3. Individuel tilpasning af datatransmission
For at vælge den optimale måde at håndtere tab på, analyserer vores algoritme brugerens netværksforbindelse og tilpasser datatransmissionssystemet individuelt til hver enkelt sag.
Det ser på:
- typen af forbindelse (Ethernet, WiFi, 3G osv.);
- den anvendte WiFi-frekvens — 2,4 GHz eller 5 GHz;
- WiFi-signalstyrken.
Hvis man rangerer forbindelser efter tab og forsinkelse, er kablede forbindelser naturligvis de mest pålidelige. Gennem Ethernet er tab sjældne, og forsinkelse på 'den sidste mile' er ekstremt usandsynlig. Herefter kommer WiFi 5 GHz og derefter WiFi 2,4 GHz. Mobilt internet er generelt af ringe kvalitet, vi venter på 5G.
Ved brug af WiFi justerer systemet automatisk brugerens adapter, så den går ind i den mest passende tilstand for brug i skyen (for eksempel ved at deaktivere energibesparelse).
4. Individuel tilpasning af kodning
Video streaming eksisterer takket være codecs — programmer til kompression og genskabelse af videodata. Uden kompression kan et sekunds video let overstige hundrede megabyte, mens en codec reducerer denne størrelse med en orden. Vi har H264 og H265 codecs til rådighed.
H264 er den mest populære. Hardware understøtter arbejdet med det fra alle de store grafikkortproducenter i mere end ti år. H265 er den dristige, unge efterfølger. Hardware understøttelse begyndte for cirka fem år siden. Kodning og dekodning i H265 kræver flere ressourcer, men kvaliteten af det komprimerede billede er mærkbart højere end i H264. Uden en stigning i filstørrelsen!
Hvilken codec skal man vælge, og hvilke kodningsparametre skal man indstille for den specifikke bruger baseret på deres hardware? Det er en ikke-triviel opgave, som vi løser automatisk. Det intelligente system analyserer hardwaremulighederne, indstiller de optimale encoder-indstillinger og vælger dekoderen på klientsiden.
5. Kompensation for tab
Vi ville ikke indrømme det, men selv vi er ikke ufejlbarlige. Nogle data, der er gået tabt i nettet, kan ikke genoprettes, og vi har ikke tid til at sende dem igen. Men også i dette tilfælde er der en løsning.
For eksempel justering af bitrate. Vores algoritme overvåger konstant mængden af data, der sendes fra serveren til klienten. Den registrerer enhver mangel og forudsiger endda mulige fremtidige tab. Dens opgave er at opdage det i tide, og ideelt set forudsige, hvornår tabene vil nå et kritisk niveau og begynde at skabe mærkbare forstyrrelser for brugeren på skærmen. Og justere mængden af data, der sendes (bitrate), på det tidspunkt.
Vi bruger også invalidation af ikke-sammenstillede rammer og en mekanisme til referencebilleder i videostrømmen. Begge værktøjer reducerer antallet af synlige artefakter. Det vil sige, selv ved alvorlige datatransmissionsfejl forbliver billedet på skærmen acceptabelt, og spillet er stadig spillbart.
6. Fordelt sending
Tidsfordelt sending af data forbedrer også streamingkvaliteten. Hvordan man fordeler afhænger af specifikke forhold i netværket, såsom tab, ping og andre faktorer. Vores algoritme analyserer dem og vælger den optimale løsning. Nogle gange reducerer fordeling over et interval på få millisekunder tabene betydeligt.
7. Reducering af forsinkelse
En af de nøglekarakteristika ved at spille via cloud er forsinkelsen. Jo mindre den er, desto mere behageligt er det at spille. Forsinkelsen kan groft opdeles i to dele:
- netværks- eller dataoverførselsforsinkelse;
- systemforsinkelse (overtagelse af kontrol fra klienten, billedoptagelse på serveren, billedkodning, de tidligere nævnte mekanismer til datatilpasning til sending, indsamling af data på klienten, billeddekodning og rendering).
Netværksforsinkelse afhænger af infrastrukturen, og det er problematisk at bekæmpe den. Hvis ledningen er blevet gnavet af mus, hjælper dansene med trommen ikke. Men systemforsinkelsen kan reduceres betydeligt, og kvaliteten af cloud gaming for spilleren vil ændre sig drastisk. Udover den allerede nævnte fejltolerante kodning og personaliserede indstillinger bruger vi yderligere to mekanismer.
- Hurtig modtagelse af data fra kontrolenheder (tastatur, mus) på klientsiden. Selv på svage computere er 1-2 ms tilstrækkeligt til dette.
- Rendering of the system cursor on the client. The mouse pointer is handled not on the remote server, but in the Playkey client on the user's computer, meaning there are no delays whatsoever. Yes, this does not affect actual gameplay control, but the main thing here is the human perception.
Cursor rendering without delay in Playkey using the example of Apex Legends
With our technology, when the network delay is 0 ms and the video stream operates at 60 FPS, the total system delay does not exceed 35 ms.
Passive mechanisms
In our experience, many users have a poor understanding of how their devices connect to the internet. Interviews with players revealed that some do not even know what a router is. And that’s okay! You are not required to understand the inner workings of an internal combustion engine to drive a car. It shouldn’t be expected that users have sysadmin-level knowledge to be able to play.
However, some technical points are still important to convey, so that players can independently remove barriers on their side. And we help them with that.
1. Indication of 5 GHz WiFi support
As mentioned earlier, we identify the Wi-Fi standard — 5 GHz or 2.4 GHz. We also recognize whether the user's device network adapter supports the 5 GHz frequency. If it does, we recommend using this range. We cannot change the frequency ourselves yet, as we do not see the router specifications.
2. Indication of WiFi signal strength
Some users may have weak WiFi signals, even if the internet is functioning well and appears to be at an acceptable speed. The problem will be revealed specifically in cloud gaming, which subject networks to real stress tests.
Signal intensity is affected by obstacles — for example, walls — and interference from other devices. Microwaves, for instance, emit quite a bit. As a result, losses occur that are not noticeable during regular internet use but are critical for cloud gaming. In such cases, we warn the user of the interference, suggest moving closer to the router, and turning off 'noisy' devices.
3. Indication of traffic consumers
Selv hvis netværket fungerer godt, kan andre applikationer forbruge for meget trafik. For eksempel, hvis der kører en video på YouTube samtidig med, at man spiller i skyen, eller hvis der downloades torrents. Vores app opdager tyvene og advarer spilleren om dem.
Frygten fra fortiden - afmytologiserer myter om cloud gaming
Cloud gaming som en principielt ny måde at forbruge spilindhold på har forsøgt at trænge ind på markedet i næsten ti år. Og som med enhver innovation er deres historie en række små sejre og store nederlag. Det er ikke overraskende, at cloud gaming gennem årene er blevet omviklet af myter og fordomme. I teknologiens tidlige dage var de berettigede, men i dag er de uden grund.
Myte 1. Billedkvaliteten i skyen er dårligere end i originalen - som om man spiller via YouTube
I dag er billedkvaliteten i teknisk avancerede cloud-løsninger næsten identisk med originalen - forskellene kan næsten ikke ses med det blotte øje. Den individuelle tilpasning af encoderen til spilleren udstyr og et kompleks af mekanismer til at bekæmpe tab løser dette problem. På et kvalitetsnetværk er der hverken sløret billedgengivelse eller grafiske artefakter. Vi tager endda opløsningen i betragtning. Der er ingen mening i at streame i 1080p, hvis spilleren bruger 720p.
Nedenfor er to videoer af Apex Legends fra vores kanal. Én video er en optagelse af gameplay på PC, den anden er via Playkey.
Apex Legends på PC
Apex Legends på Playkey
Myte 2. Ustabil kvalitet
Netværkstilstanden er faktisk ustabil, men dette problem er løst. Vi ændrer dynamisk encoderens indstillinger i forhold til brugerens netværkskvalitet. Og et konstant acceptabelt niveau af FPS opretholdes ved hjælp af specielle metoder til billedoptagelse.
Hvordan fungerer det? Spillet har en 3D-motor, der bygger en 3D-verden. Men brugeren ser et fladt billede. For at han kan se det, oprettes der et billedbillede for hvert billede - en slags fotografi, der viser, hvordan denne 3D-verden ses fra et bestemt punkt. Dette billede gemmes i kodet form i video hukommelsesbufferen. Vi fanger det fra videohukommelsen og sender det til encoderen, som derefter afkoder det. Og sådan er det med hvert billede, en efter en.
Vores teknologi gør det muligt at fange og dekode billedet i én strøm, hvilket øger FPS. Og hvis disse processer udføres parallelt (et ret populært løsning på markedet for cloud gaming), vil encoder kontinuerligt henvende sig til optagelsen, hente nye rammer med forsinkelse, og dermed sende dem med forsinkelse.
Videoen øverst på skærmen er optaget ved hjælp af teknologi til optagelse og dekodning i én strøm.
Myte 3. På grund af forsinkelser i kontrol vil jeg være ‘skildpadde’ i multiplayer.
Forsinkelsen i kontrollen er normalt et par millisekunder. Og typisk er den usynlig for brugeren. Men nogle gange kan der være en lille uoverensstemmelse mellem musens bevægelse og markørens bevægelse. Det påvirker ikke noget, men skaber en negativ oplevelse. Den ovenfor beskrevne rendering af markøren direkte på brugerens enhed fjerner denne ulempe. I øvrigt er den samlede systemforsinkelse på 30-35 ms så lav, at hverken spilleren eller deres modstandere i kampen lægger mærke til det. Udfaldet af kampen afhænger kun af færdighederne. Beviset er nedenfor.
Streameren dominerer gennem Playkey.
vil være udsolgt
Cloud gaming er allerede en realitet. Playkey, PlayStation Now, Shadow — det er fungerende tjenester med deres eget publikum og plads på markedet. Og ligesom mange unge markeder vil cloud gaming hurtigt vokse i de kommende år.
Et af de scenarier, vi ser som mest sandsynligt, er fremkomsten af egne tjenester fra spiludgivere og teleoperatører. Nogle vil udvikle deres egne, andre vil benytte sig af færdige box-løsninger som RemoteClick.net. Jo flere aktører på markedet, jo hurtigere vil den cloud-baserede måde at forbruge spilindhold på blive mainstream.
Kilde: habr.com
