juegos en la nube называют una de las mejores tecnologías a tener en cuenta en este momento. En 6 años, este mercado debería crecer 10 veces: de 45 millones de dólares en 2018 a 450 millones de dólares en 2024. Los gigantes tecnológicos ya se han apresurado a explorar el nicho: Google y Nvidia han lanzado versiones beta de sus servicios de juegos en la nube, y Microsoft, EA, Ubisoft, Amazon y Verizon se están preparando para entrar en escena.

Para los jugadores, esto significa que muy pronto finalmente podrán dejar de gastar dinero en actualizaciones de hardware y ejecutar juegos potentes en computadoras débiles. ¿Es esto beneficioso para otros participantes del ecosistema? Te contamos por qué los juegos en la nube aumentarán sus ganancias y cómo creamos una tecnología que facilita la entrada a un mercado prometedor.

Editores, desarrolladores, fabricantes de televisores y operadores de telecomunicaciones: ¿por qué necesitan todos los juegos en la nube?

Los editores y desarrolladores de juegos están interesados ​​en hacer llegar su producto al mayor número de jugadores lo más rápido posible. Ahora, según nuestros datos, el 70% de los compradores potenciales no acceden al juego, no esperan la descarga del cliente y el archivo de instalación que pesa decenas de gigabytes. Al mismo tiempo, el 60% de los usuarios a juzgar por sus tarjetas de video, en principio, no pueden ejecutar juegos potentes (nivel AAA) en sus ordenadores con una calidad aceptable. Los juegos en la nube pueden resolver este problema: no sólo no reducirán las ganancias de los editores y desarrolladores, sino que también les ayudarán a aumentar su audiencia de pago.

Los fabricantes de televisores y decodificadores ahora también están mirando hacia los juegos en la nube. En la era de los hogares inteligentes y los asistentes de voz, estos tienen que competir cada vez más por la atención del usuario, y la funcionalidad de los juegos es la principal forma de atraer esa atención. Con los juegos en la nube integrados, su cliente podrá ejecutar juegos modernos directamente en el televisor, pagando al fabricante por el servicio.

Otro participante potencialmente activo en el ecosistema son los operadores de telecomunicaciones. Su forma de aumentar los ingresos es proporcionar servicios adicionales. El juego es sólo uno de estos servicios que los operadores ya están introduciendo activamente. Rostelecom lanzó la tarifa "Juego", Akado vende acceso a nuestro servicio Playkey. No se trata sólo de los operadores de Internet de banda ancha. Los operadores móviles, gracias a la difusión activa del 5G, también podrán hacer de los juegos en la nube su fuente adicional de ingresos.

A pesar de las brillantes perspectivas, entrar en el mercado no es tan fácil. Todos los servicios existentes, incluidos los productos de los gigantes tecnológicos, aún no han logrado superar por completo el problema de la “última milla”. Esto significa que, debido a la imperfección de la red directamente en la casa o apartamento, la velocidad de Internet del usuario no es suficiente para que los juegos en la nube funcionen correctamente.

Vea cómo la señal WiFi se desvanece a medida que se propaga desde el enrutador por todo el apartamento.

Los jugadores que llevan mucho tiempo en el mercado y cuentan con recursos potentes están avanzando poco a poco hacia la solución de este problema. Pero comenzar a jugar en la nube desde cero en 2019 significa gastar mucho dinero, tiempo y posiblemente nunca crear una solución efectiva. Para ayudar a todos los participantes del ecosistema a desarrollarse en un mercado en rápido crecimiento, hemos desarrollado una tecnología que le permite lanzar rápidamente y sin altos costos su servicio de juegos en la nube.

Cómo creamos una tecnología que facilitará el lanzamiento de su servicio de juegos en la nube

Playkey comenzó a desarrollar su tecnología de juegos en la nube en 2012. El lanzamiento comercial tuvo lugar en 2014 y en 2016, 2,5 millones de jugadores habían utilizado el servicio al menos una vez. A lo largo del desarrollo, hemos visto el interés no sólo de los jugadores, sino también de los fabricantes de decodificadores y operadores de telecomunicaciones. Incluso lanzamos varios proyectos piloto con NetByNet y Er-Telecom. En 2018 decidimos que nuestro producto podría tener un futuro B2B.

Es problemático desarrollar para cada empresa su propia versión de integración de juegos en la nube, como hicimos en proyectos piloto. Cada una de estas implementaciones tomó de tres a seis meses. ¿Por qué? Cada uno tiene diferentes equipos y sistemas operativos: algunos necesitan juegos en la nube en una consola Android, mientras que otros lo necesitan como un iFrame en la interfaz web de su cuenta personal para transmitir a sus computadoras. Además, cada uno tiene un diseño, facturación diferente (¡un mundo maravilloso aparte!) y otras características. Quedó claro que era necesario multiplicar por diez el equipo de desarrollo o crear la solución B2B en caja más universal.

En marzo de 2019 lanzamos Clic remoto. Este es un software que las empresas pueden instalar en sus servidores y obtener un servicio de juegos en la nube que funcione. ¿Cómo le parecerá esto al usuario? Verá un botón en su sitio web habitual que le permitirá iniciar el juego en la nube. Al hacer clic, el juego se iniciará en el servidor de la empresa y el usuario verá la transmisión y podrá jugar de forma remota. Así es como se vería en los servicios populares de distribución de juegos digitales.

Lucha activa por la calidad. Y pasivo también.

Ahora le contamos cómo Remote Click supera numerosas barreras técnicas. Los juegos en la nube de la primera ola (por ejemplo, OnLive) se vieron arruinados por la mala calidad de Internet entre los usuarios. En 2010, la velocidad promedio de conexión a Internet en EE. UU. compuesto sólo 4,7 Mbit/s. En 2017, ya había crecido a 18,7 Mbit/s, y pronto el 5G aparecerá en todas partes y comenzará una nueva era. Sin embargo, a pesar de que la infraestructura general está preparada para los juegos en la nube, el problema de la “última milla” ya mencionado persiste.

Un lado, que llamamos objetivo: el usuario realmente tiene problemas con la red. Por ejemplo, el operador no resalta la velocidad máxima indicada. O utiliza WiFi de 2,4 GHz, ruidoso con un microondas y un mouse inalámbrico.

El otro lado, que llamamos subjetivo: ¡el usuario ni siquiera sospecha que tiene problemas con la red (no sabe que no lo sabe)! En el mejor de los casos, está seguro de que como el operador le vende una tarifa de 100 Mbit/s, tiene Internet a 100 Mbit/s. En el peor de los casos, no tiene idea de qué es un enrutador e Internet está dividido en azul y color. Un caso real de Kasdev.

Internet azul y color.

Pero ambas partes del problema de la última milla tienen solución. En Remote Click utilizamos mecanismos activos y pasivos para ello. A continuación se muestra una historia detallada sobre cómo afrontan los obstáculos.

Mecanismos activos

1. Codificación eficaz resistente al ruido de los datos transmitidos, también conocida como redundancia (FEC - Corrección de errores de reenvío)

Al transmitir datos de video desde el servidor al cliente, se utiliza codificación resistente al ruido. Con su ayuda restauramos los datos originales cuando se pierden parcialmente debido a problemas de red. ¿Qué hace que nuestra solución sea efectiva?

1. Velocidad La codificación y decodificación son muy rápidas. Incluso en ordenadores "débiles", la operación no tarda más de 1 ms por 0,5 MB de datos. Por lo tanto, la codificación y decodificación casi no agregan latencia cuando se juega a través de la nube. No se puede subestimar la importancia.

1. Máximo potencial de recuperación de datos. Es decir, la relación entre el exceso de volumen de datos y el volumen potencialmente recuperable. En nuestro caso, la proporción = 1. Digamos que necesitas transferir 1 MB de vídeo. Si agregamos 300 KB de datos adicionales durante la codificación (esto se llama redundancia), durante el proceso de decodificación para restaurar 1 megabyte original solo necesitamos 1 MB del total de 1,3 MB que envió el servidor. Es decir, podemos perder 300 KB y aun así recuperar los datos originales. Como puedes ver, 300/300 = 1. Esta es la máxima eficiencia posible.
2. Flexibilidad para configurar un volumen de datos adicional durante la codificación. Podemos configurar un nivel de redundancia separado para cada cuadro de video que deba transmitirse a través de la red. Por ejemplo, al notar problemas en la red, podemos aumentar o disminuir el nivel de redundancia.  

Jugamos a Doom a través de Playkey en Core i3, 4 GB de RAM, MSI GeForce GTX 750.

2. Transferencia de datos

Una forma alternativa de combatir las pérdidas es solicitar datos repetidamente. Por ejemplo, si el servidor y el usuario se encuentran en Moscú, el retraso en la transmisión no excederá los 5 ms. Con este valor, la aplicación cliente tendrá tiempo de solicitar y recibir la parte perdida de los datos del servidor sin que el usuario se dé cuenta. Nuestro propio sistema decide cuándo utilizar la redundancia y cuándo utilizar el reenvío.

3. Configuraciones individuales para la transferencia de datos

Para elegir la forma óptima de combatir las pérdidas, nuestro algoritmo analiza la conexión de red del usuario y configura el sistema de transmisión de datos individualmente para cada caso.

Mira:

• tipo de conexión (Ethernet, WiFi, 3G, etc.);
• Rango de frecuencia WiFi utilizado: 2,4 GHz o 5 GHz;
• Intensidad de la señal WiFi.

Si clasificamos las conexiones por pérdidas y retrasos, entonces la más confiable es, por supuesto, la cableada. A través de Ethernet, las pérdidas son raras y los retrasos en el último kilómetro son extremadamente improbables. Luego viene el WiFi 5 GHz y sólo después el WiFi 2,4 GHz. Las conexiones móviles en general son una basura, estamos esperando el 5G.

Al utilizar WiFi, el sistema configura automáticamente el adaptador del usuario, poniéndolo en el modo más adecuado para su uso en la nube (por ejemplo, desactivando el ahorro de energía).

4. Personalizar la codificación

La transmisión de video existe gracias a los códecs: programas para comprimir y restaurar datos de video. En formato sin comprimir, un segundo de vídeo puede superar fácilmente los cien megabytes y el códec reduce este valor en un orden de magnitud. Usamos códecs H264 y H265.

H264 es el más popular. Todos los principales fabricantes de tarjetas de vídeo lo admiten en hardware desde hace más de una década. El H265 es un joven y audaz sucesor. Comenzaron a admitirlo en hardware hace unos cinco años. La codificación y decodificación en H265 requiere más recursos, pero la calidad del cuadro comprimido es notablemente mayor que en H264. ¡Y sin aumentar el volumen!

¿Qué códec elegir y qué parámetros de codificación configurar para un usuario específico, según su hardware? Una tarea no trivial que solucionamos automáticamente. El sistema inteligente analiza las capacidades del equipo, establece los parámetros óptimos del codificador y selecciona un decodificador en el lado del cliente.

5. Compensación por pérdidas

No queríamos admitirlo, pero ni siquiera nosotros somos perfectos. Algunos datos perdidos en lo más profundo de la red no se pueden restaurar y no tenemos tiempo para devolverlos. Pero incluso en este caso hay una salida.

Por ejemplo, ajustando la tasa de bits. Nuestro algoritmo monitorea constantemente la cantidad de datos enviados desde el servidor al cliente. Registra cada escasez e incluso predice posibles pérdidas futuras. Su tarea es detectar a tiempo e idealmente predecir cuándo las pérdidas alcanzan un valor crítico y comienzan a crear interferencias en la pantalla perceptibles para el usuario. Y en este momento ajusta el volumen de datos enviados (bitrate).

También utilizamos la invalidación de fotogramas no recopilados y el mecanismo de fotogramas de referencia en la transmisión de vídeo. Ambas herramientas reducen la cantidad de artefactos notables. Es decir, incluso con graves interrupciones en la transmisión de datos, la imagen en la pantalla sigue siendo aceptable y el juego sigue siendo jugable.

6. Envío distribuido

El envío de datos distribuidos en el tiempo también mejora la calidad del streaming. La forma exacta de distribuir depende de indicadores específicos de la red, por ejemplo, la presencia de pérdidas, ping y otros factores. Nuestro algoritmo los analiza y selecciona la mejor opción. A veces, la distribución en unos pocos milisegundos reduce significativamente las pérdidas.

7. Reducir la latencia

Una de las características clave cuando se juega en la nube es la latencia. Cuanto más pequeño es, más cómodo resulta jugar. El retraso se puede dividir en dos partes:

• retraso en la transferencia de datos o de red;

• retraso del sistema (eliminación del control en el lado del cliente, captura de imágenes en el servidor, codificación de imágenes, los mecanismos anteriores para adaptar datos para el envío, recopilación de datos en el cliente, decodificación y renderizado de imágenes).

La red depende de la infraestructura y abordarla es problemático. Si los ratones han masticado el alambre, bailar con una pandereta no ayudará. Pero la latencia del sistema se puede reducir significativamente y la calidad de los juegos en la nube para el jugador cambiará drásticamente. Además de la codificación resistente al ruido y la configuración personalizada ya mencionadas, utilizamos dos mecanismos más.

1. Reciba rápidamente datos desde dispositivos de control (teclado, mouse) en el lado del cliente. Incluso en ordenadores débiles, 1-2 ms son suficientes para ello.
2. Dibujar el cursor del sistema en el cliente. El puntero del mouse no se procesa en un servidor remoto, sino en el cliente Playkey en la computadora del usuario, es decir, sin el menor retraso. Sí, esto no afecta el control real del juego, pero lo principal aquí es la percepción humana.  

Dibujar el cursor sin demora en Playkey usando el ejemplo de Apex Legends

Usando nuestra tecnología, con una latencia de red de 0 ms y trabajando con una transmisión de video de 60 FPS, la latencia de todo el sistema no supera los 35 ms.

Mecanismos pasivos

Según nuestra experiencia, muchos usuarios tienen poca idea de cómo se conectan sus dispositivos a Internet. En entrevistas con jugadores, resultó que algunos no saben qué es un enrutador. ¡Y eso está bien! No es necesario conocer el motor de combustión interna para conducir un coche. No se debe exigir al usuario que tenga conocimientos de un administrador del sistema para poder jugar.

Sin embargo, sigue siendo importante transmitir algunos puntos técnicos para que el jugador pueda eliminar las barreras de su lado de forma independiente. Y lo ayudamos.

Indicación de soporte WiFi de 1, 5 GHz

Escribimos arriba que vemos el estándar Wi-Fi: 5 GHz o 2,4 GHz. También sabemos si el adaptador de red del dispositivo del usuario admite la capacidad de funcionar a 5 GHz. Y en caso afirmativo, recomendamos utilizar este rango. Todavía no podemos cambiar la frecuencia nosotros mismos, ya que no vemos las características del enrutador.

2. Indicación de intensidad de la señal WiFi

Para algunos usuarios, la señal WiFi puede ser débil, incluso si Internet funciona bien y parece tener una velocidad aceptable. El problema se revelará precisamente con los juegos en la nube, que someten la red a pruebas reales.

La intensidad de la señal se ve afectada por obstáculos como paredes e interferencias de otros dispositivos. Esas mismas microondas emiten mucho. Como resultado, surgen pérdidas que son imperceptibles cuando se trabaja en Internet, pero críticas cuando se juega a través de la nube. En tales casos, advertimos al usuario sobre interferencias, sugerimos acercarse al enrutador y apagar los dispositivos "ruidosos".

3. Indicación de consumidores de tráfico.

Incluso si la red está bien, es posible que otras aplicaciones estén consumiendo demasiado tráfico. Por ejemplo, si paralelamente al juego en la nube se ejecuta un vídeo en Youtube o se descargan torrents. Nuestra aplicación identifica a los ladrones y advierte al jugador sobre ellos.

Miedos del pasado: desacreditando mitos sobre los juegos en la nube

Los juegos en la nube, como una forma fundamentalmente nueva de consumir contenido de juegos, han estado intentando ingresar al mercado durante casi diez años. Y como ocurre con cualquier innovación, su historia es una serie de pequeñas victorias y grandes derrotas. No es sorprendente que con el paso de los años los juegos en la nube se hayan ido llenando de mitos y prejuicios. En los albores del desarrollo tecnológico estaban justificadas, pero hoy son completamente infundadas.

Mito 1. La imagen en la nube es peor que la original: es como si estuvieras jugando en YouTube

Hoy en día, en una solución de nube técnicamente avanzada, las imágenes del original y de la nube son casi idénticas: la diferencia no se puede encontrar a simple vista. La adaptación individual del codificador al equipamiento del jugador y un conjunto de mecanismos para combatir las pérdidas solucionan este problema. En una red de alta calidad no hay cuadros borrosos ni artefactos gráficos. Incluso tenemos en cuenta el permiso. No tiene sentido transmitir a 1080p si el reproductor usa 720p.

A continuación se muestran dos videos de Apex Legends de nuestro canal. En un caso, se trata de grabar el juego cuando se juega en una PC, en el otro, a través de Playkey.

Apex Leyendas en PC

Apex Legends en Playkey

Mito 2. Calidad inestable

De hecho, el estado de la red es inestable, pero este problema se ha resuelto. Cambiamos dinámicamente la configuración del codificador en función de la calidad de la red del usuario. Y mantenemos un nivel de FPS constantemente aceptable utilizando técnicas especiales de captura de imágenes.

¿Cómo funciona? El juego tiene un motor 3D que construye un mundo 3D. Pero al usuario se le muestra una imagen plana. Para que pueda verlo, para cada fotograma se crea una imagen de recuerdo, una especie de fotografía de cómo se ve este mundo tridimensional desde un punto determinado. Esta imagen se almacena en forma codificada en un búfer de memoria de video. Lo tomamos de la memoria de video y lo pasamos al codificador, que ya lo descifra. Y así sucesivamente con cada fotograma, uno tras otro.

Nuestra tecnología le permite capturar y decodificar imágenes en una sola secuencia, lo que aumenta los FPS. Y si estos procesos se llevan a cabo en paralelo (una solución bastante popular en el mercado de juegos en la nube), entonces el codificador accederá constantemente a la captura, captará nuevos fotogramas con retraso y, en consecuencia, los transmitirá con retraso.

El vídeo en la parte superior de la pantalla se captura utilizando tecnología de decodificación y captura de flujo único.

Mito 3. Por retrasos en los controles, seré un “cáncer” en el multijugador

El retardo de control suele ser de unos pocos milisegundos. Y suele ser invisible para el usuario final. Pero a veces se ve una pequeña discrepancia entre el movimiento del mouse y el movimiento del cursor. No afecta a nada, pero crea una impresión negativa. El dibujo del cursor descrito anteriormente directamente en el dispositivo del usuario elimina este inconveniente. Por lo demás, la latencia general del sistema de 30-35 ms es tan baja que ni el jugador ni sus oponentes en el partido notan nada. El resultado de la batalla lo deciden únicamente las habilidades. La prueba está a continuación.

Streamer se dobla a través de Playkey

¿Qué sigue

Los juegos en la nube ya son una realidad. Playkey, PlayStation Now y Shadow son servicios que funcionan con su propia audiencia y lugar en el mercado. Y como muchos mercados jóvenes, los juegos en la nube crecerán rápidamente en los próximos años.

Uno de los escenarios que nos parece más probable es la aparición de servicios propios por parte de los editores de juegos y los operadores de telecomunicaciones. Algunos desarrollarán los suyos propios, otros utilizarán soluciones empaquetadas ya preparadas, como RemoteClick.net. Cuantos más jugadores haya en el mercado, más rápido se generalizará la forma en la nube de consumir contenido de juegos.

Fuente: habr.com