Xogos na nube chámase unha das tecnoloxías máis importantes para ver agora mesmo. En 6 anos, este mercado debería crecer 10 veces, de 45 millóns de dólares en 2018 a 450 millóns de dólares en 2024. Os xigantes tecnolóxicos xa se apresuraron a explorar o nicho: Google e Nvidia lanzaron versións beta dos seus servizos de xogos na nube, e Microsoft, EA, Ubisoft, Amazon e Verizon prepáranse para entrar en escena.

Para os xogadores, isto significa que moi pronto poderán finalmente deixar de gastar diñeiro en actualizacións de hardware e executar xogos potentes en ordenadores débiles. Isto é beneficioso para outros participantes no ecosistema? Contámosche por que os xogos na nube aumentarán as súas ganancias e como creamos unha tecnoloxía que facilita a entrada nun mercado prometedor.

Editores, desenvolvedores, fabricantes de televisión e operadores de telecomunicacións: por que todos necesitan xogos na nube?

Os editores e desenvolvedores de xogos están interesados ​​en facer chegar o seu produto ao maior número de xogadores o máis rápido posible. Agora, segundo os nosos datos, o 70% dos potenciais compradores non chegan ao xogo: non esperan a descarga do cliente e o ficheiro de instalación que pesa decenas de gigabytes. Ao mesmo tempo, o 60% dos usuarios a xulgar polas súas tarxetas de vídeo, en principio, non poden executar xogos potentes (nivel AAA) nos seus ordenadores cunha calidade aceptable. Os xogos na nube poden resolver este problema, non só non reducirán as ganancias dos editores e desenvolvedores, senón que tamén axudarán a aumentar a súa audiencia de pago.

Os fabricantes de televisores e decodificadores agora tamén miran cara aos xogos na nube. Na era dos fogares intelixentes e dos asistentes de voz, teñen que competir cada vez máis pola atención do usuario, e a funcionalidade dos xogos é a principal forma de atraer esta atención. Cos xogos na nube integrados, o seu cliente poderá executar xogos modernos directamente no televisor, pagando ao fabricante polo servizo.

Outro participante potencialmente activo no ecosistema son os operadores de telecomunicacións. A súa forma de aumentar os ingresos é proporcionar servizos adicionais. Os xogos son só un destes servizos que os operadores xa están introducindo activamente. Rostelecom lanzou a tarifa "Xogo", Akado vende acceso ao noso servizo Playkey. Non se trata só dos operadores de Internet de banda ancha. Os operadores móbiles, debido á propagación activa do 5G, tamén poderán facer dos xogos na nube a súa fonte adicional de ingresos.

A pesar das brillantes perspectivas, entrar no mercado non é tan sinxelo. Todos os servizos existentes, incluídos os produtos dos xigantes da tecnoloxía, aínda non lograron superar completamente o problema da "última milla". Isto significa que, debido á imperfección da rede directamente na casa ou apartamento, a velocidade de Internet do usuario non é suficiente para que os xogos na nube funcionen correctamente.

Mira como se esvae o sinal WiFi mentres se espalla desde o router por todo o apartamento

Os xogadores que levan moito tempo no mercado e que dispoñen de poderosos recursos están avanzando gradualmente para resolver este problema. Pero comezar os teus xogos na nube desde cero en 2019 significa gastar moito diñeiro, tempo e posiblemente nunca crear unha solución eficaz. Para axudar a todos os participantes do ecosistema a desenvolverse nun mercado en rápido crecemento, desenvolvemos unha tecnoloxía que che permite lanzar o teu servizo de xogos na nube de forma rápida e sen custos elevados.

Como creamos unha tecnoloxía que facilitará o lanzamento do teu servizo de xogos na nube

Playkey comezou a desenvolver a súa tecnoloxía de xogos na nube en 2012. O lanzamento comercial tivo lugar en 2014 e, en 2016, 2,5 millóns de xogadores usaran o servizo polo menos unha vez. Durante todo o desenvolvemento, vimos interese non só dos xogadores, senón tamén dos fabricantes de decodificadores e operadores de telecomunicacións. Incluso lanzamos varios proxectos piloto con NetByNet e Er-Telecom. En 2018, decidimos que o noso produto podería ter un futuro B2B.

É problemático desenvolver para cada empresa a súa propia versión de integración de xogos na nube, como fixemos nos proxectos piloto. Cada unha destas implementacións levou de tres a seis meses. Por que? Todo o mundo ten diferentes equipos e sistemas operativos: algúns precisan xogos na nube nunha consola Android, mentres que outros o necesitan como iFrame na interface web da súa conta persoal para transmitir aos ordenadores. Ademais, todos teñen un deseño, facturación (un mundo marabilloso separado!) e outras funcións diferentes. Quedou claro que era necesario multiplicar por dez o equipo de desenvolvemento ou crear a solución B2B en caixa máis universal.

En marzo de 2019 lanzamos Clic remoto. Este é un software que as empresas poden instalar nos seus servidores e obter un servizo de xogos na nube que funcione. Como lle parecerá isto ao usuario? Verá un botón na súa web habitual que lle permite lanzar o xogo na nube. Cando se fai clic, o xogo iniciarase no servidor da empresa e o usuario verá o fluxo e poderá xogar de forma remota. Este é o que pode parecer nos populares servizos de distribución de xogos dixitais.

Loita activa pola calidade. E pasivo tamén.

Agora contarémosche como Remote Click fai fronte a numerosas barreiras técnicas. Os xogos na nube da primeira onda (por exemplo, OnLive) foron estragados pola mala calidade de Internet entre os usuarios. En 2010, a velocidade media de conexión a Internet nos EUA foi só 4,7 Mbit/s. En 2017, xa crecera ata os 18,7 Mbit/s, e pronto aparecerá o 5G en todas partes e comezará unha nova era. Non obstante, a pesar de que a infraestrutura xeral está lista para os xogos na nube, o xa mencionado problema da "última milla" permanece.

Un lado diso, que chamamos obxectivo: o usuario realmente ten problemas coa rede. Por exemplo, o operador non destaca a velocidade máxima indicada. Ou usa WiFi de 2,4 GHz, ruidoso cun microondas e un rato sen fíos.

A outra cara, que chamamos subxectiva: o usuario nin sequera sospeita que ten problemas coa rede (non sabe que non o sabe)! Ao mellor, está seguro de que xa que o operador lle vende unha tarifa de 100 Mbit/s, ten Internet a 100 Mbit/s. No peor dos casos, non ten idea do que é un enrutador e Internet divídese en azul e cor. Un caso real de Kasdev.

Internet azul e cor.

Pero as dúas partes do problema da última milla son solucionables. En Remote Click utilizamos mecanismos activos e pasivos para iso. A continuación móstrase unha historia detallada sobre como se enfrontan aos obstáculos.

Mecanismos activos

1. Codificación eficaz resistente ao ruído dos datos transmitidos, tamén coñecido como redundancia (FEC - Corrección de erros directos)

Ao transmitir datos de vídeo do servidor ao cliente, utilízase unha codificación resistente ao ruído. Coa súa axuda, restauramos os datos orixinais cando se perden parcialmente debido a problemas de rede. Que fai que a nosa solución sexa efectiva?

1. Velocidade A codificación e a decodificación son moi rápidas. Incluso en ordenadores "débiles", a operación non leva máis de 1 ms para 0,5 MB de datos. Así, a codificación e a decodificación case non engaden latencia cando se xoga a través da nube. Non se pode sobreestimar a importancia.

1. Máximo potencial de recuperación de datos. É dicir, a relación entre o exceso de volume de datos e o volume potencialmente recuperable. No noso caso, a proporción = 1. Digamos que necesitas transferir 1 MB de vídeo. Se engadimos 300 KB de datos adicionais durante a codificación (isto chámase redundancia), durante o proceso de decodificación para restaurar 1 megabyte orixinal só necesitamos 1 MB dos 1,3 MB totais que enviou o servidor. Noutras palabras, podemos perder 300 KB e aínda así recuperar os datos orixinais. Como podes ver, 300 / 300 = 1. Esta é a máxima eficiencia posible.
2. Flexibilidade na configuración de volume de datos adicional durante a codificación. Podemos configurar un nivel de redundancia separado para cada fotograma de vídeo que se debe transmitir pola rede. Por exemplo, notando problemas na rede, podemos aumentar ou diminuír o nivel de redundancia.  

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

2. Transferencia de datos

Unha forma alternativa de combater as perdas é solicitar datos repetidamente. Por exemplo, se o servidor e o usuario están situados en Moscova, o atraso de transmisión non superará os 5 ms. Con este valor, a aplicación cliente terá tempo para solicitar e recibir a parte perdida dos datos do servidor sen que o usuario se dea conta. O noso propio sistema decide cando usar a redundancia e cando usar o reenvío.

3. Axustes individuais para a transferencia de datos

Para escoller a forma óptima de combater as perdas, o noso algoritmo analiza a conexión de rede do usuario e configura o sistema de transmisión de datos individualmente para cada caso.

El mira:

• tipo de conexión (Ethernet, WiFi, 3G, etc.);
• Rango de frecuencia WiFi utilizado: 2,4 GHz ou 5 GHz;
• Potencia do sinal WiFi.

Se clasificamos as conexións por perdas e atrasos, entón o máis fiable é, por suposto, o fío. A través de Ethernet, as perdas son raras e os atrasos na última milla son moi improbables. Despois vén WiFi 5 GHz e só despois WiFi 2,4 GHz. As conexións móbiles en xeral son un lixo, estamos á espera de 5G.

Cando se utiliza WiFi, o sistema configura automaticamente o adaptador do usuario, poñéndoo no modo máis axeitado para o seu uso na nube (por exemplo, desactivando o aforro de enerxía).

4. Personaliza a codificación

A transmisión de vídeo existe grazas aos códecs: programas para comprimir e restaurar datos de vídeo. En forma sen comprimir, un segundo de vídeo pode superar facilmente os cen megabytes e o códec reduce este valor nunha orde de magnitude. Usamos códecs H264 e H265.

H264 é o máis popular. Todos os principais fabricantes de tarxetas de vídeo levan máis dunha década apoiándoo no hardware. O H265 é un novo e atrevido sucesor. Comezaron a apoialo en hardware hai uns cinco anos. A codificación e descodificación en H265 requiren máis recursos, pero a calidade do cadro comprimido é notablemente maior que en H264. E sen aumentar o volume!

Que códec escoller e que parámetros de codificación establecer para un usuario específico, en función do seu hardware? Unha tarefa non trivial que resolvemos automaticamente. O sistema intelixente analiza as capacidades do equipo, establece os parámetros óptimos do codificador e selecciona un descodificador no lado do cliente.

5. Indemnización por perdas

Non queriamos admitilo, pero nin sequera nós somos perfectos. Algúns datos perdidos nas profundidades da rede non se poden restaurar e non temos tempo para devolvelos. Pero mesmo neste caso hai unha saída.

Por exemplo, axustar a taxa de bits. O noso algoritmo monitoriza constantemente a cantidade de datos enviados desde o servidor ao cliente. Rexistra cada escaseza e mesmo prevé posibles perdas futuras. A súa tarefa é notar a tempo, e idealmente prever, cando as perdas alcanzan un valor crítico e comezan a crear interferencias na pantalla perceptibles para o usuario. E neste momento axusta o volume de datos enviados (bitrate).

Tamén usamos a invalidación de fotogramas non recompilados e o mecanismo de marcos de referencia no fluxo de vídeo. Ambas as ferramentas reducen o número de artefactos perceptibles. É dicir, aínda con graves interrupcións na transmisión de datos, a imaxe na pantalla segue sendo aceptable e o xogo segue sendo xogable.

6. Envío distribuído

O envío de datos distribuídos ao longo do tempo tamén mellora a calidade do streaming. Como distribuír exactamente depende de indicadores específicos na rede, por exemplo, a presenza de perdas, ping e outros factores. O noso algoritmo analízaos e selecciona a mellor opción. Ás veces, a distribución en poucos milisegundos reduce significativamente as perdas.

7. Reducir a latencia

Unha das características fundamentais cando se xoga na nube é a latencia. Canto máis pequeno é, máis cómodo é xogar. O atraso pódese dividir en dúas partes:

• atraso da rede ou da transferencia de datos;

• atraso do sistema (eliminación do control no lado do cliente, captura de imaxes no servidor, codificación de imaxes, mecanismos anteriores para adaptar os datos para o envío, recollida de datos no cliente, decodificación e renderización de imaxes).

A rede depende da infraestrutura e tratala é problemático. Se o fío foi mastigado por ratos, bailar cunha pandeireta non axudará. Pero a latencia do sistema pódese reducir significativamente e a calidade dos xogos na nube para o xogador cambiará drasticamente. Ademais da codificación resistente ao ruído xa mencionada e a configuración personalizada, utilizamos dous mecanismos máis.

1. Reciba rapidamente datos dos dispositivos de control (teclado, rato) no lado do cliente. Incluso en ordenadores débiles, 1-2 ms son suficientes para iso.
2. Debuxando o cursor do sistema no cliente. O punteiro do rato non se procesa nun servidor remoto, senón no cliente Playkey do ordenador do usuario, é dicir, sen o máis mínimo atraso. Si, isto non afecta o control real do xogo, pero o principal aquí é a percepción humana.  

Debuxa o cursor sen demora en Playkey usando o exemplo de Apex Legends

Usando a nosa tecnoloxía, cunha latencia de rede de 0 ms e traballando cun fluxo de vídeo de 60 FPS, a latencia de todo o sistema non supera os 35 ms.

Mecanismos pasivos

Segundo a nosa experiencia, moitos usuarios teñen pouca idea de como se conectan os seus dispositivos a Internet. Nas entrevistas con xogadores, resultou que algúns non saben o que é un router. E iso está ben! Non é preciso coñecer o motor de combustión interna para conducir un coche. Non debes esixir que o usuario teña coñecemento dun administrador do sistema para que poida xogar.

Non obstante, aínda é importante transmitir algúns puntos técnicos para que o xogador poida eliminar de forma independente as barreiras do seu lado. E nós axudámoslle.

1. Indicación de compatibilidade con WiFi de 5 GHz

Escribimos anteriormente que vemos o estándar Wi-Fi: 5 GHz ou 2,4 GHz. Tamén sabemos se o adaptador de rede do dispositivo do usuario admite a capacidade de funcionar a 5 GHz. E se si, recomendamos usar esta gama. Aínda non podemos cambiar a frecuencia nós mesmos, xa que non vemos as características do router.

2. Indicación de intensidade do sinal WiFi

Para algúns usuarios, o sinal WiFi pode ser débil, aínda que Internet funcione ben e semella estar a unha velocidade aceptable. O problema revelarase precisamente cos xogos na nube, que somete a rede a probas reais.

A intensidade do sinal vese afectada por obstáculos como paredes e interferencias doutros dispositivos. Eses mesmos microondas emiten moito. Como resultado, xorden perdas imperceptibles cando se traballa en Internet, pero críticas cando se xoga a través da nube. Nestes casos, advertimos ao usuario sobre as interferencias, suxerímoslle que se achegue ao router e desactive os dispositivos "ruidosos".

3. Indicación dos consumidores de tráfico

Aínda que a rede estea ben, outras aplicacións poden estar consumindo demasiado tráfico. Por exemplo, se paralelamente ao xogo na nube se está a executar un vídeo en Youtube ou se están descargando torrents. A nosa aplicación identifica aos ladróns e avisa ao xogador sobre eles.

Medos do pasado: desbotando os mitos sobre os xogos na nube

Os xogos na nube, como unha forma fundamentalmente nova de consumir contido de xogos, leva case dez anos intentando entrar no mercado. E como con toda innovación, a súa historia é unha serie de pequenas vitorias e grandes derrotas. Non é de estrañar que ao longo dos anos os xogos na nube estean cubertos de mitos e prexuízos. Nos albores do desenvolvemento tecnolóxico estaban xustificados, pero hoxe non teñen fundamento.

Mito 1. A imaxe na nube é peor que na orixinal: é coma se estiveses xogando en YouTube

Hoxe, nunha solución de nube tecnicamente avanzada, as imaxes do orixinal e da nube son case idénticas: a diferenza non se pode atopar a simple vista. O axuste individual do codificador ao equipo do xogador e un conxunto de mecanismos para combater as perdas pechan este problema. Nunha rede de alta calidade non hai imaxes borrosas nin artefactos gráficos. Incluso temos en conta o permiso. De nada vale transmitir a 1080p se o reprodutor está a usar 720p.

Abaixo amósanse dous vídeos de Apex Legends da nosa canle. Nun caso, trátase de gravar o xogo cando se xoga nun PC, no outro a través de Playkey.

Apex Legends para PC

Apex Legends en Playkey

Mito 2. Calidade inestable

O estado da rede é realmente inestable, pero este problema resolveuse. Cambiamos dinámicamente a configuración do codificador en función da calidade da rede do usuario. E mantemos un nivel de FPS constantemente aceptable mediante técnicas especiais de captura de imaxes.

Cómo funciona? O xogo ten un motor 3D que constrúe un mundo en 3D. Pero ao usuario móstrase unha imaxe plana. Para que o vexa, créase unha imaxe de memoria para cada fotograma: unha especie de fotografía de como se ve este mundo en 3D desde un punto determinado. Esta imaxe gárdase en forma codificada nun búfer de memoria de vídeo. Collémolo da memoria de vídeo e pasámolo ao codificador, que xa o descifra. E así sucesivamente con cada cadro, un tras outro.

A nosa tecnoloxía permítelle capturar e decodificar imaxes nun só fluxo, o que aumenta o FPS. E se estes procesos se realizan en paralelo (unha solución bastante popular no mercado de xogos na nube), entón o codificador accederá constantemente á captura, recollerá novos cadros cun atraso e, en consecuencia, transmitiráos cun atraso.

O vídeo da parte superior da pantalla captúrase mediante a tecnoloxía de captura e decodificación dun fluxo único.

Mito 3. Debido aos atrasos nos controis, serei un "cancro" no multixogador

O atraso do control é normalmente duns milisegundos. E normalmente é invisible para o usuario final. Pero ás veces é visible unha pequena discrepancia entre o movemento do rato e o movemento do cursor. Non afecta a nada, pero crea unha impresión negativa. O debuxo anteriormente descrito do cursor directamente no dispositivo do usuario elimina este inconveniente. En caso contrario, a latencia global do sistema de 30-35 ms é tan baixa que nin o xogador nin os seus opoñentes no partido notan nada. O resultado da batalla só decídese polas habilidades. A proba está a continuación.

Streamer dobra a través de Playkey

Que hai a continuación

Os xogos na nube xa son unha realidade. Playkey, PlayStation Now, Shadow traballan con servizos coa súa propia audiencia e lugar no mercado. E como moitos mercados novos, os xogos na nube crecerán rapidamente nos próximos anos.

Un dos escenarios que nos parece máis probable é a aparición de servizos propios das editoriais de xogos e operadores de telecomunicacións. Algúns desenvolverán as súas propias, outros usarán solucións empaquetadas xa preparadas, como RemoteClick.net. Cantos máis xogadores haxa no mercado, máis rápido se fará popular a forma na nube de consumir contido de xogos.

Fonte: www.habr.com