Felhőalapú játék az egyik fő technológia, amire érdemes figyelni. 6 éven belül ez a piac 10-szeresére nő — 2018-ban 45 millió dollárról 2024-re 450 millió dollárra. A technológiai óriások már felfedezték a területet: a Google és az Nvidia bétaverziókat indított felhőalapú játék szolgáltatásaikból, a Microsoft, az EA, az Ubisoft, az Amazon és a Verizon pedig készülnek a bevezetésre.
A játékosok számára ez azt jelenti, hogy hamarosan véglegesen lemondhatnak a hardverfrissítésekről, és gyengébb számítógépeken is futtathatják a nagy teljesítményű játékokat. Mennyire előnyös ez a rendszer többi szereplője számára? Bemutatjuk, hogyan növelheti a felhőalapú játék az ő bevételeiket, és hogyan hoztunk létre egy technológiát, amely lehetővé teszi, hogy könnyen belépjenek a perspektivikus piacra.
Kiadók, fejlesztők, TV gyártók és szolgáltatók: mit keresnek ők a felhőalapú játékban?
A játékkiadók és fejlesztők érdekeltek abban, hogy a lehető leggyorsabban eljuttassák terméküket a legtöbb játékoshoz. Jelenlegi adataink szerint a potenciális vásárlók 70%-a nem jut el a játékig — nem várják meg a kliens és az évtizedekig tartó telepítőfájl letöltését. Ráadásul a felhasználók 60%-a, , elvileg nem tudják futtatni a nagy teljesítményű játékokat (AAA szintű) elfogadható minőségben a számítógépükön. A felhőalapú játék megoldhatja ezt a problémát — nemcsak hogy nem csökkenti a kiadók és fejlesztők bevételeit, hanem segíthet nekik a fizető közönség növelésében.
A felhőalapú játék iránt a TV és TV-doboz gyártók is érdeklődnek. Az okosotthonok és hangasszisztensek korában egyre nagyobb versenyt kell folytatniuk a felhasználók figyelméért, és a játékfunkció a legfőbb módja ennek a figyelemnek a megszerzésére. Az integrált felhőalapú játékkal az ügyfél modern játékokat indíthat közvetlenül a tévén, a szolgáltatást pedig a gyártónak fizetve.
Egy másik potenciálisan aktív résztvevő az ökoszisztémában a telekommunikációs szolgáltatók. Az ő módjuk a bevételeik növelésére, hogy kiegészítő szolgáltatásokat kínálnak. A gaming éppen egy ilyen szolgáltatás, amelyet a szolgáltatók már aktívan bevezetnek. A Rostelecom elindította a "Játékos" tarifát, az Akado pedig hozzáférést árul a Playkey szolgáltatásunkhoz. Nemcsak a szélessávú internet szolgáltatókra van szó. A mobil szolgáltatók, az 5G aktív terjedésének köszönhetően szintén képesek lesznek a felhő alapú gaminget kiegészítő bevételi forrásként használni.
A csodás kilátások ellenére a piacra lépés nem olyan egyszerű. Minden létező szolgáltatásnak, beleértve a technológiai óriások termékeit, eddig nem sikerült teljes mértékben megoldania az "utolsó mérföld" problémáját. Ez azt jelenti, hogy a hálózat hiányosságai miatt a felhasználó otthonában vagy lakásában a meglévő internet sebessége nem elegendő a felhő alapú gaming megfelelő működéséhez.
Nézze meg, hogyan gyengül a WiFi-jel, ahogy a routerből terjed a lakásban.
A piacon régóta jelen lévő játékosok, akik erőforrásokkal rendelkeznek, fokozatosan közelítik meg ennek a problémának a megoldását. De saját felhő alapú játékok indítása 2019-ben rengeteg pénzt, időt igényel, és lehet, hogy hatékony megoldást sem sikerül létrehozni. Hogy segítsünk az ökoszisztéma résztvevőinek a virágzó piacon való fejlődésben, kidolgoztunk egy technológiát, amely lehetővé teszi, hogy gyorsan és költséghatékonyan indítsanak el saját felhő alapú játék szolgáltatást.
Hogyan fejlesztettük ki azt a technológiát, amely lehetővé teszi, hogy egyszerűen elindítsák saját felhő alapú játék szolgáltatásukat.
A Playkey már 2012-ben elkezdte kidolgozni a felhő alapú gaming technológiát. 2014-ben került sor a kereskedelmi indításra, és 2016-ra a szolgáltatást legalább 2,5 millió játékos használta. A fejlesztés során láttuk, hogy nemcsak a játékosok, hanem a TV-box gyártók és a telekommunikációs szolgáltatók részéről is volt érdeklődés. A NetByNet-tel és az "Er-Telekom"-mal több pilot projektet is elindítottunk. 2018-ban úgy döntöttünk, hogy a termékünknek lehet B2B jövője.
Minden vállalat számára egyedi megoldást fejleszteni a felhőalapú játékok integrációjához, ahogy a kísérleti projektek során tettük, problémás. Minden ilyen bevezetés három hónaptól akár fél évig is eltartott. Miért? Mindenkinek más a felszerelése és az operációs rendszere: valakinek a felhőalapú játékok okostévére van szüksége, míg másnak - mint például egy iFrame a webes személyes fiók felületén a számítógépes streaminghez. Ráadásul mindenki más dizájnnal, különböző (csodás!) számlázási megoldásokkal és egyéb sajátosságokkal rendelkezik. Világossá vált, hogy vagy tízszeresére kell bővíteni a fejlesztőcsapatot, vagy a lehető leguniverzálisabb B2B dobozos megoldást kell létrehozni.
2019 márciusában indítottuk el . Ez egy szoftver, amelyet a vállalatok saját szervereikre telepíthetnek, és így egy működő felhőalapú játékszolgáltatást kapnak. Hogyan fog ez kinézni a felhasználó számára? A megszokott oldalon egy gombot fog látni, amely lehetővé teszi a játék indítását a felhőben. A gomb megnyomásával a játék elindul a vállalat szerverén, a felhasználó pedig látni fogja a streamet és távolról játszhat. Így nézhetne ki a népszerű digitális játékdisztribútor szolgáltatásokban.
Aktív harc a minőségért. És passzív is.
Hogyan birkózik meg a Remote Click a számos technikai akadállyal, azt most elmondjuk. Az első generációs felhőalapú játékokat (például az OnLive-ot) lerombolta a felhasználók alacsony internetes sebessége. Akkor, 2010-ben, az Egyesült Államokban az átlagos internetkapcsolat sebessége 2017-re ez már 18,7 Mbit/s-ra nőtt, és hamarosan megjelenik a 5G, ami új korszakot hoz. Azonban annak ellenére, hogy az infrastruktúra összességében készen áll a felhőalapú játékokra, fennmarad az úgynevezett "utolsó mérföld" probléma.
Ennek egyik oldala, amelyet objektívnek nevezünk: a felhasználónak valóban gondjai vannak a hálózattal. Például a szolgáltató nem biztosítja a megjelölt maximális sebességet. Vagy a 2,4 GHz-es WiFi van használatban, amelyet a mikrohullámú sütő és a vezeték nélküli egér zavar.
A másik oldal, amit szubjektívnak nevezünk: a felhasználó még csak nem is sejt, hogy problémái vannak a hálózattal (nem tudja, hogy nem tudja)! A legjobb esetben biztos abban, hogy ha az üzletág 100 Mbit/s-os tarifát árul neki, akkor van neki 100 Mbit/s-os internetje. A legrosszabb esetben fogalma sincs, mi az a router, és az internetet kék és színesre osztja. Valódi eset az esettanulmányból.
Kék és színes internet.
De a „last mile” probléma mindkét része megoldható. A Remote Click-nél aktív és passzív mechanizmusokat használunk erre. Íme egy részletes beszámoló arról, hogyan küzdenek meg az akadályokkal.
Aktív mechanizmusok
1. Hatékony hibatűrő kódolás az átküldött adatokban, más néven redundancia (FEC – Forward Error Correction)
A videoadatok átvitele során a szerverről a klienshez hibatűrő kódolást alkalmazunk. Ezzel visszaállítjuk az eredeti adatokat, ha azok részlegesen elvesznek a hálózati problémák miatt. Mi teszi a mi megoldásunkat hatékonnyá?
- Sebesség. A kódolás és dekódolás nagyon gyorsan történik. Még a „gyenge” számítógépeken is a művelet nem tart tovább, mint 1 ms 0,5 MB adat esetén. Így a kódolás és dekódolás szinte nem ad hozzá késleltetést a felhőalapú játék során. A jelentősége felbecsülhetetlen.
- Az adatok maximális helyreállítási potenciálja. Nevezetesen, a redundáns adatmennyiség és a potenciálisan helyreállítható mennyiség arányáról van szó. A mi esetünkben az arány = 1. Tegyük fel, hogy 1 MB videót kell átküldeni. Ha a kódolás során 300 KB többlet adatot adunk hozzá (ezt redundanciának hívjuk), akkor a dekódolás során a 1 eredeti megabájt helyreállításához mindössze 1 MB-ra van szükség a szerver által küldött összesen 1,3 MB-ból. Más szavakkal, elveszíthetünk 300 KB-t, és még mindig helyreállíthatjuk az eredeti adatokat. Amint látható, 300 / 300 = 1. Ez a maximálisan elérhető hatékonyság.
- Rugalmasság a többlet adat mennyiségének beállításában a kódolás során. Külön szintű redundanciát állíthatunk be minden egyes videoképhez, amelyet át kell küldenünk a hálózaton. Például, ha észleljük a hálózati problémákat, akkor fokozhatjuk vagy csökkenthetjük a redundancia szintet.
Playkey-en játszunk Doom-ot egy Core i3-on, 4 GB RAM-mal, MSI GeForce GTX 750-nel.
2. Adatok utánküldése
Alternatív módszer az adatvesztés kezelésére, ha ismételten kérjük az adatokat. Például, ha a szerver és a felhasználó Moszkvában található, a késleltetés nem haladja meg az 5 ms-t. Ezért a kliensalkalmazás kérheti és megkaphatja a szervertől az elveszett adatokat anélkül, hogy a felhasználó észrevenné. Rendszerünk automatikusan dönti el, mikor alkalmazza a redundanciát és mikor küld adatokat újra.
3. Egyedi adatátviteli beállítások
Az optimális adatvesztés elleni módszer kiválasztásához algoritmusunk elemzi a felhasználó internetkapcsolatát és személyre szabja az adatátviteli rendszert minden egyes esethez.
Vizsgálja:
- a csatlakozás típusa (Ethernet, WiFi, 3G stb.);
- a használt WiFi frekvenciasáv — 2,4 GHz vagy 5 GHz;
- a WiFi jelerőssége.
Ha a kapcsolatokat a veszteség és késleltetés szempontjából rangsoroljuk, akkor a legmegbízhatóbb a vezetékes kapcsolat. Az Etherneten a veszteségek ritkák, és a "utolsó mérföld" késleltetése rendkívül valószínűtlen. Ezután a 5 GHz-es WiFi következik, és csak ezt követi a 2,4 GHz-es WiFi. A mobil kapcsolatok egyáltalán nem megbízhatóak, várjuk a 5G-t.
WiFi használatakor a rendszer automatikusan beállítja a felhasználó adapterét, átváltva azt a felhőhasználat szempontjából legmegfelelőbb módra (például energiatakarékosság kikapcsolása).
4. Egyedi kódolási beállítások
A videostreaming a kodekeknek köszönhető — olyan programoknak, amelyek a videoadatok tömörítésére és visszaállítására szolgálnak. Tömörítetlen formában egy másodperc videó könnyen meghaladhatja a száz megabájtot, a kodek viszont ezt a mennyiséget nagyságrenddel csökkenti. Kínálatunkban a H264 és H265 kodekek találhatók.
A H264 a legnépszerűbb. A hardveres támogatását az összes fő grafikus kártyagyártó már több mint egy évtizede biztosítja. A H265 a merész fiatal utód. A hardveres támogatását körülbelül öt éve kezdték el. A H265 kódolása és dekódolása több erőforrást igényel, viszont a tömörített kép minősége lényegesen jobb, mint a H264 esetében — és mindez a méret növekedése nélkül!
Melyik kodeket válasszuk és milyen kódolási paramétereket állítsunk be egy adott felhasználó számára az ő "hardverét" figyelembe véve? Ezt nem triviális feladatot a rendszerünk automatikusan megoldja. Az intelligens rendszer elemzi a hardver lehetőségeit, beállítja az optimális kódoló paramétereket és kiválasztja a dekódolót az oldalon.
5. Veszteségkompenzáció
Nem akartuk beismerni, de még mi sem vagyunk tökéletesek. Bizonyos adatok, amelyek a hálózaton elvesztek, nem állíthatók helyre, és nem tudjuk őket eljuttatni. De ebben az esetben is van megoldás.
Például a bitráta szabályozása. Algoritmusunk folyamatosan figyelemmel kíséri az adatforgalmat a szerver és a kliens között. Rögzíti minden hiányosságot, sőt, még a lehetséges jövőbeli veszteségeket is előre jelzi. Feladata, hogy időben észlelje, s ideális esetben megjósolja, amikor a veszteségek kritikus szintet érnek el, és elkezdenek észlelhető zavarokat okozni a felhasználó számára a képernyőn. És ebben a pillanatban kiigazítja az átadott adatok mennyiségét (bitráta).
Ezen kívül használjuk az összegyűjtetlen képkockák érvénytelenítését és a referenciaképmechanizmust a videostreamben. Mindkét eszköz csökkenti a látható artefaktumok számát. Tehát még jelentős adatátviteli zavarok esetén is a kép a képernyőn elfogadható marad, és a játék játszható.
6. Időben elosztott küldés
Az időben elosztott adatkészítés is javítja a streaming minőségét. Az elosztás módja a hálózati teljesítmény konkrét mutatóitól függ, például a veszteségek vagy a ping jelenlététől és más tényezőktől. Algoritmusunk elemzi ezeket, és kiválasztja az optimális megoldást. Néha az elosztás néhány milliszekundumban többszörösére csökkenti a veszteségeket.
7. Késleltetés csökkentése
Az egyik kulcsfontosságú jellemző a felhőn keresztüli játék során a késleltetés. Minél kisebb, annál kényelmesebb a játék. A késleltetést két részre lehet osztani:
- hálózati vagy adatátviteli késleltetés;
- rendszerszintű késleltetés (vezérlés levétele a kliens oldalán, kép rögzítése a szerveren, kép kódolása, a fent említett adatátviteli mechanizmusok alkalmazása, az adatok gyűjtése a kliensnél, kép dekódolása és megjelenítése).
A hálózati késleltetés az infrastruktúrától függ, és nehéz kezelni. Ha az egér megrágta a kábelt, a varázslás nem segít. Ezzel szemben a rendszerszintű késleltetés számottevően csökkenthető, és a felhőalapú játék minősége drámaian megváltozik a játékos számára. A már említett zavarálló kódolás és a testreszabott beállítások mellett még két mechanizmust használunk.
- Gyors adatátvitel a vezérlőeszközökről (billentyűzet, egér) a kliens oldalán. Még gyenge számítógépeken is elegendő ehhez 1-2 ms.
- A rendszerkurzor megjelenítése a kliens oldalon. Az egérmutatót nem a távoli szerveren, hanem a Playkey kliensben kezeljük a felhasználó számítógépén, tehát késedelem nélkül. Igen, ez nem befolyásolja a valódi irányítást a játékban, de itt a legfontosabb az emberi érzékelés.
Késedelem nélküli kurzor megjelenítés a Playkey-en az Apex Legends példáján
A technológiánknak köszönhetően, amikor a hálózati késedelem 0 ms, és a videófolyammal 60 FPS sebességgel dolgozunk, a rendszer késése nem haladja meg a 35 ms-t.
Passzív mechanizmusok
Tapasztalataink alapján sok felhasználó nem tudja pontosan, hogyan csatlakoznak az eszközök az internethez. A játékosokkal folytatott interjúkból kiderült, hogy némelyek nem tudják, mi az a router. És ez rendben van! Nem szükséges tisztában lenned a belső égésű motor felépítésével ahhoz, hogy autót vezethess. Nem várhatjuk el a felhasználótól, hogy rendszergazdai tudással rendelkezzen, hogy játszhasson.
Azonban néhány technikai részletet fontos közvetíteni, hogy a játékos saját magának el tudja távolítani az akadályokat az ő oldalán. És mi segítünk neki.
1. WiFi 5 GHz támogatás jelzése
Korábban említettük, hogy a Wi-Fi szabványt 5 GHz vagy 2,4 GHz sebességgel látjuk. Azt is tudjuk, hogy a felhasználói eszköz hálózati adaptere képes-e 5 GHz-en működni. Ha igen, akkor javasoljuk, hogy használja ezt a frekvenciát. Jelenleg nem tudjuk megváltoztatni a frekvenciát, mivel nem látjuk a router specifikációit.
2. WiFi jel erősségének jelzése
Néhány felhasználónál a WiFi jel gyenge lehet, még akkor is, ha az internet jól működik, és látszólag elfogadható sebességgel rendelkezik. A probléma pontosan a felhőalapú játék során fog megmutatkozni, amely valós próbáknak teszi ki a hálózatot.
A jel intenzitását befolyásolják az akadályok - például a falak - és más eszközöktől származó interferenciák. Az mikrohullámú sütők is jelentős zavarokat okoznak. Ennek következtében veszteség léphet fel, amely a internet használata során észrevehetetlen, de kritikus a felhőalapú játék során. Ilyen esetekben figyelmeztetjük a felhasználót a zavarokra, javasoljuk, hogy költözzön közelebb a routerhez, és kapcsolja ki a „zajos” eszközöket.
3. Adatforgalom felhasználók jelzése
Még ha a hálózattal minden rendben van is, más alkalmazások túl sok forgalmat generálhatnak. Például, ha a felhőjáték mellett Youtube-on videót néznek vagy torrenteznek. Alkalmazásunk felderíti a tolvajokat, és figyelmezteti a játékost.
A múlt félelmei – lebontjuk a felhőgaming mítoszait
A felhőjáték, mint alapvetően új módszer a játéktartalom fogyasztására, már közel tíz éve próbál betörni a piacra. És mint bármely innováció esetében, ennek a története is kicsi győzelmek és hangos vereségek sorozata. Nem meglepő, hogy az évek során a felhőgaming mitológiákkal és előítéletekkel telt meg. A technológia kezdeti fejlődésének idején ezek indokoltak voltak, de ma már teljesen alaptalanok.
Mítosz 1. A felhőben lévő kép rosszabb, mint az eredeti – mintha Youtube-on játszanál
Ma a technikailag fejlett felhőmegoldásban az eredeti és a felhő képe gyakorlatilag azonos – szabad szemmel nem található különbség. Az encoder egyéni beállítása a játékos berendezéséhez és a veszteségek elleni mechanizmusok összessége megoldja ezt a problémát. Jó minőségű hálózaton nincs elmosódás vagy grafikai artefaktum. A felbontást is figyelembe vesszük. Nincs értelme 1080p-ben közvetíteni a képet, ha a játékos 720p-t használ.
Alább két Apex Legends videó található a csatornánkról. Az egyik esetben ez a PC-n játszott játékmenet felvétele, a másik a Playkey-en keresztül.
Apex Legends PC-n
Apex Legends Playkey-en
Mítosz 2. Instabil minőség
A hálózat állapota valóban változékony, de ezt a problémát megoldották. Dinamikusan módosítjuk az encoder beállításait a felhasználó hálózati minősége szerint. Az állandóan elfogadható FPS szintet speciális képkiválasztási technikákkal tartjuk fenn.
Hogyan működik ez? A játéknak van egy 3D-motorja, amely létrehozza a 3D világhoz szükséges környezetet. De a felhasználónak egy sík képet mutatunk. Ahhoz, hogy láthassa, minden egyes képkockához létrejön egy memóriakép – egyfajta fénykép arról, ahogyan ez a 3D világ látható egy adott pontból. Ez a kép kódolt formában tárolódik a videomemóriában. Ezt a videomemóriából rögzítjük, és átadjuk az encodernek, amely már dekódolja. És így van ez minden egyes képkockával, egymás után.
Technológiánk lehetővé teszi a kép egyidejű rögzítését és dekódolását, ami növeli a FPS-t. Ha ezeket a folyamatokat párhuzamosan végezzük (amely a felhőjáték piacon meglehetősen népszerű megoldás), az encoder folyamatosan fordul a rögzítéshez, új képkockákat szerezve késéssel és ennek megfelelően azokat késéssel továbbítva.
A képernyő tetején található videó a rögzítési és dekódolási technológia egyidejű használatával készült.
Mítosz 3. A vezérlés akadozása miatt „rák” leszek a multiplayerben.
A vezérlés késése normál esetben néhány milliszekundum. Általában az végfelhasználó számára észrevehetetlen. De előfordulhat, hogy a egérmozgás és a kurzor elmozdulása között apró eltérés észlelhető. Ez nem befolyásolja a játékot, de negatív benyomást kelt. Az előbb leírt kurzorrajzolás, közvetlenül a felhasználó eszközén, megszünteti ezt a hátrányt. Egyébként a rendszer általános késése 30-35 ms-ra annyira alacsony, hogy sem a játékos, sem a meccs társa nem észlel semmit. A harc kimenetelét kizárólag a készségek döntenek el. A bizonyíték alább található.
A streamer a Playkey-en trükközve.
Mi következik
A felhőjáték már valóság. A Playkey, a PlayStation Now, a Shadow - ezek működő szolgáltatások, saját közönséggel és helyükkel a piacon. És mint sok fiatal piacon, a felhőjáték a következő években gyorsan növekedni fog.
Az egyik legvalószínűbb forgatókönyv, ami számunkra tűnik - a játékkiadók és szolgáltatók saját szolgáltatásainak megjelenése. Valaki sajátot fejleszt, valaki a RemoteClick.net olyan kész megoldásait fogja használni. Minél több szereplő van a piacon, annál gyorsabban válik a felhőalapú játéktartalom fogyasztása mainstreammá.
Forrás: habr.com
