Gaming in cloud è una delle principali tecnologie da tenere d'occhio in questo momento. Nel giro di 6 anni, questo mercato dovrebbe crescere di 10 volte, passando da 45 milioni di dollari nel 2018 a 450 milioni di dollari nel 2024. I giganti tecnologici hanno già iniziato ad esplorare questa nicchia: Google e Nvidia hanno lanciato le versioni beta dei loro servizi di gaming in cloud, mentre Microsoft, EA, Ubisoft, Amazon e Verizon si preparano ad entrare in campo.
Per i gamer, questo significa che presto potranno finalmente smettere di spendere soldi per aggiornare l'hardware e potranno far girare giochi potenti su computer poco potenti. È vantaggioso per gli altri partecipanti all'ecosistema? Vi spieghiamo perché il gaming in cloud aumenterà i loro guadagni e come abbiamo sviluppato la tecnologia che consente di entrare facilmente in questo mercato promettente.
Editor, sviluppatori, produttori di TV e operatori di telecomunicazioni: perché hanno bisogno del gaming in cloud
Editor e sviluppatori di giochi sono interessati a consegnare i loro prodotti il più rapidamente possibile al maggior numero di giocatori. Attualmente, secondo i nostri dati, il 70% dei potenziali acquirenti non arriva al gioco: non aspetta il caricamento del client e del file di installazione che pesa decine di gigabyte. Di questo, il 60% degli utenti, , in generale non possono far girare giochi complessi (AAA) sui loro computer con un'adeguata qualità. Il gaming in cloud può risolvere questo problema: non solo non ridurrà i guadagni di editor e sviluppatori, ma li aiuterà anche ad aumentare il numero di persone paganti.
Anche i produttori di TV e set-top box stanno guardando al gaming in cloud. Nell'era delle case intelligenti e degli assistenti vocali, devono competere sempre di più per catturare l'attenzione degli utenti, e la funzionalità di gioco è il principale modo per attrarre tale attenzione. Con il gaming in cloud integrato, il cliente potrà avviare giochi moderni direttamente sulla televisione, pagando il servizio al produttore.
Un altro potenziale partecipante attivo all'ecosistema sono gli operatori di telecomunicazioni. Il loro modo per aumentare i ricavi è offrire servizi aggiuntivi. Il gaming è uno di questi servizi, già implementato attivamente dagli operatori. Rostelecom ha lanciato la tariffa "Gaming", e Akado vende l'accesso al nostro servizio Playkey. Questo non riguarda solo gli operatori di internet a banda larga. Anche gli operatori mobili, grazie alla diffusione attiva del 5G, potranno fare del gaming in cloud una fonte aggiuntiva di reddito.
Nonostante le prospettive rosee, entrare nel mercato non è semplice. Tutti i servizi esistenti, compresi i prodotti dei giganti tecnologici, non sono riusciti a superare completamente il problema dell'"ultima miglio". Questo significa che, a causa dell'imperfezione della rete nelle abitazioni, gli utenti non dispongono della velocità di internet necessaria per far funzionare correttamente il gaming in cloud.
Date un'occhiata a come svanisce il segnale WiFi mentre si diffonde dal router in appartamento
I giocatori, già presenti sul mercato e con risorse robuste, si stanno muovendo verso la soluzione di questo problema. Ma lanciare i propri giochi in cloud da zero nel 2019 richiede molti soldi, tempo e, forse, non porta nemmeno a una soluzione efficace. Per aiutare tutti i partecipanti all'ecosistema a crescere in un mercato in forte espansione, abbiamo sviluppato una tecnologia che consente di lanciare rapidamente il proprio servizio di gaming in cloud a costi contenuti.
Come abbiamo sviluppato la tecnologia che consente di avviare facilmente il proprio servizio di gaming in cloud
Playkey ha iniziato a sviluppare la sua tecnologia di gaming in cloud nel 2012. Nel 2014 c'è stata la commercializzazione e nel 2016, almeno 2,5 milioni di giocatori hanno utilizzato il servizio almeno una volta. Durante tutto il processo di sviluppo, abbiamo notato interesse non solo da parte dei gamer, ma anche dei produttori di set-top box e degli operatori di telecomunicazioni. Con NetByNet e "Er-Telecom" abbiamo anche lanciato diversi progetti pilota. Nel 2018 abbiamo concluso che il nostro prodotto ha un futuro B2B.
Sviluppare una soluzione di integrazione del gaming in cloud specifica per ogni azienda, come abbiamo fatto nei progetti pilota, è problematico. Ogni implementazione richiedeva da tre mesi a sei mesi. Perché? Ogni azienda ha hardware e sistemi operativi diversi: per alcuni, il gaming in cloud è necessario su set-top box Android, mentre per altri è richiesto come iFrame nell'interfaccia web del pannello per lo streaming sui computer. Inoltre, ognuno ha design, fatturazione (un mondo a parte!) e altre caratteristiche diverse. È diventato chiaro che era necessario o aumentare il team di sviluppo dieci volte o realizzare una soluzione B2B il più universale possibile.
Nel marzo 2019 abbiamo lanciato . È un software che le aziende possono installare sui propri server per offrire un servizio di gaming in cloud funzionante. Come apparirà per l'utente? Vedrà un pulsante sul sito familiare che consente di avviare il gioco nel cloud. Cliccando, il gioco verrà eseguito sul server dell'azienda, mentre l'utente potrà vedere lo streaming e giocare da remoto. Ecco come potrebbe apparire su popolari servizi di distribuzione digitale di giochi.
Una lotta attiva per la qualità. E anche passiva.
Ora parleremo di come Remote Click affronta numerosi ostacoli tecnici. Il cloud gaming di prima generazione (come OnLive) è stato rovinato dalla bassa qualità di internet degli utenti. Allora, nel 2010, la velocità media di connessione internet negli Stati Uniti solo 4,7 Mbps. Nel 2017 è già aumentata a 18,7 Mbps, e presto il 5G sarà diffuso ovunque, dando inizio a una nuova era. Tuttavia, nonostante l'infrastruttura sia sostanzialmente pronta per il cloud gaming, rimane il già citato problema dell' "ultima miglia".
Un lato, che chiamiamo oggettivo: l'utente ha davvero problemi di rete. Ad esempio, l'operatore non fornisce la velocità massima dichiarata. Oppure sta usando il WiFi a 2,4 GHz, che è disturbato dal microonde e dal mouse wireless.
L'altro lato, che chiamiamo soggettivo: l'utente non si rende nemmeno conto di avere problemi di rete (non sa di non sapere)! Nel migliore dei casi è convinto che poiché l'operatore gli vende un piano da 100 Mbps, lui ha internet da 100 Mbps. Nel peggiore dei casi, non ha idea di cosa sia un router e divide internet in blu e colorato. Un caso reale dal servizio clienti.
Internet blu e colorato.
Ma entrambe le parti del problema dell' "ultima miglia" sono risolvibili. In Remote Click utilizziamo meccanismi attivi e passivi per affrontare questo. Di seguito un racconto dettagliato su come affrontiamo gli ostacoli.
Meccanismi attivi
1. Codifica robusta degli errori dei dati trasmessi, nota anche come ridondanza (FEC - Forward Error Correction)
Durante la trasmissione dei dati video dal server al client viene utilizzata la codifica robusta. Con essa recuperiamo i dati originali in caso di perdita parziale a causa di problemi di rete. Cosa rende efficace la nostra soluzione?
- Velocità. La codifica e la decodifica vengono eseguite molto rapidamente. Anche sui computer 'debole', l'operazione richiede al massimo 1 ms per 0,5 MB di dati. Pertanto, la codifica e la decodifica non aggiungono quasi alcun ritardo nel gioco tramite cloud. È difficile sovrastimare l'importanza.
- Massimo potenziale di recupero dei dati. Cioè, il rapporto tra la quantità di dati ridondanti e quella potenzialmente recuperabile. Nel nostro caso, il rapporto = 1. Supponiamo di dover trasmettere 1 MB di video. Se durante la codifica aggiungiamo 300 KB di dati aggiuntivi (questo è chiamato ridondanza), per recuperare 1 megabyte originale durante la decodifica avremo bisogno solo di 1 MB dai 1,3 MB inviati dal server. In altre parole, possiamo perdere 300 KB e recuperare comunque i dati originali. Come si può vedere, 300 / 300 = 1. Questa è l'efficienza massima possibile.
- Flessibilità nella configurazione della quantità aggiuntiva di dati durante la codifica. Possiamo configurare un livello separato di ridondanza per ogni fotogramma video che deve essere trasmesso attraverso la rete. Ad esempio, notando problemi in rete, possiamo aumentare o diminuire il livello di ridondanza.
Stiamo giocando a Doom tramite Playkey su un Core i3, 4 GB di RAM, MSI GeForce GTX 750.
2. Ritrasmissione dei dati
Un altro modo per affrontare le perdite è richiedere nuovamente i dati. Ad esempio, se il server e l'utente si trovano a Mosca, la latenza nella trasmissione non supererà i 5 ms. Con questo valore, l'app cliente sarà in grado di richiedere e ricevere la parte di dati persa dal server senza che l'utente se ne accorga. Il nostro sistema decide autonomamente quando applicare la ridondanza e quando fare la ritrasmissione.
3. Configurazione personalizzata della trasmissione dei dati
Per scegliere il modo ottimale di affrontare le perdite, il nostro algoritmo analizza la connessione di rete dell'utente e adatta il sistema di trasmissione dei dati a ogni singolo caso.
Esamina:
- tipo di connessione (Ethernet, WiFi, 3G, ecc.);
- gamma di frequenza WiFi utilizzata - 2,4 GHz o 5 GHz;
- forza del segnale WiFi.
Se candidiamo le connessioni in base a perdita e latenza, la più sicura è ovviamente il cavo. Su Ethernet le perdite sono rare e le latenze sull' "ultima miglia" sono estremamente improbabili. Seguono il WiFi a 5 GHz e solo dopo il WiFi a 2,4 GHz. Le connessioni mobili sono davvero scadenti, aspettiamo il 5G.
Quando si utilizza WiFi, il sistema configura automaticamente l'adattatore dell'utente, portandolo nella modalità più adatta per l'uso nel cloud (ad esempio, disabilitando il risparmio energetico).
4. Configurazione personalizzata della codifica
Lo streaming video esiste grazie ai codec: programmi per la compressione e il ripristino dei dati video. In forma non compressa, un secondo di video può superare facilmente cento megabyte, mentre il codec riduce questa dimensione di un ordine di grandezza. Utilizziamo codec H264 e H265.
H264 è il più popolare. Il supporto hardware per questo codec è stato fornito da tutti i principali produttori di schede grafiche per oltre un decennio. H265 è un giovane successore audace. L'hardware ha iniziato a supportarlo circa cinque anni fa. La codifica e la decodifica in H265 richiedono più risorse, ma la qualità dell'immagine compressa è notevolmente superiore rispetto a H264, senza un aumento del volume!
Quale codec scegliere e quali parametri di codifica impostare per un utente specifico, basandosi sull'hardware disponibile? È una sfida non banale, che affrontiamo automaticamente. Un sistema intelligente analizza le capacità dell'hardware, imposta i parametri ottimali per il codificatore e seleziona il decodificatore sul lato client.
5. Compensazione delle perdite
Non ci piace ammetterlo, ma anche noi non siamo perfetti. Alcuni dati persi nelle profondità della rete sono irrimediabili e non possiamo ri-inviarli in tempo. Ma anche in questo caso c'è una soluzione.
Ad esempio, la regolazione del bitrate. Il nostro algoritmo controlla costantemente il volume dei dati trasmessi dal server al cliente. Registra ogni mancanza e persino prevede possibili perdite future. Il suo compito è notare in tempo e, idealmente, prevedere quando le perdite raggiungeranno un valore critico e inizieranno a causare interferenze visibili all'utente sullo schermo. E correggere in quel momento il volume dei dati trasmessi ( bitrate ).
Inoltre, utilizziamo l'invalidazione dei frame non raccolti e un meccanismo di frame di riferimento nel flusso video. Entrambi gli strumenti riducono il numero di artefatti visibili. Ciò significa che anche in caso di gravi interruzioni nella trasmissione dei dati, l'immagine sullo schermo resta accettabile e il gioco giocabile.
6. Invio distribuito
L'invio dei dati distribuito nel tempo migliora anche la qualità dello streaming. Come distribuire dipende da indicatori specifici della rete, come la presenza di perdite, ping e altri fattori. Il nostro algoritmo li analizza e sceglie l'opzione ottimale. A volte, una distribuzione di pochi millisecondi riduce le perdite di diversi ordini di grandezza.
7. Riduzione della latenza
Una delle caratteristiche chiave nel gioco attraverso il cloud è la latenza. Più è bassa, più è confortevole giocare. La latenza può essere convenzionalmente divisa in due parti:
- latency di rete o latenza nella trasmissione dei dati;
- latenza di sistema (acquisizione del controllo da parte del client, cattura dell'immagine sul server, codifica dell'immagine, i meccanismi sopra menzionati di adattamento dei dati per l'invio, raccolta dei dati sul client, decodifica dell'immagine e sua visualizzazione).
La latenza di rete dipende dall'infrastruttura ed è difficile combatterci. Se il cavo è stato rosicchiato dai topi, nessuna danza con i tamburi aiuta. Tuttavia, la latenza di sistema può essere ridotta drasticamente e la qualità del gaming cloud per il giocatore cambia radicalmente. Oltre alla codifica resistente alle interferenze e alle impostazioni personalizzate, utilizziamo altri due meccanismi.
- Acquisizione rapida dei dati dai dispositivi di controllo (tastiera, mouse) sul lato client. Anche con computer poco potenti, per questo bastano 1-2 ms.
- Visualizzazione del cursore di sistema sul client. Il puntatore del mouse viene elaborato non sul server remoto, ma nel client Playkey sul computer dell'utente, quindi senza ritardi. Sì, questo non influisce sul controllo reale nel gioco, ma l'importante qui è la percezione umana.
Visualizzazione del cursore senza ritardi in Playkey, ad esempio in Apex Legends
Con la nostra tecnologia, con una latenza di rete di 0 ms e lavorando con un flusso video a 60 FPS, la latenza di tutto il sistema non supera i 35 ms.
Meccanismi passivi
Dalla nostra esperienza, molti utenti hanno una scarsa comprensione di come i loro dispositivi si connettano a Internet. Le interviste con i giocatori hanno rivelato che alcuni non sanno cosa sia un router. E va bene! Non è necessario conoscere il funzionamento del motore a combustione interna per guidare un'auto. Non dovremmo richiedere agli utenti di avere le conoscenze di un sistemista per poter giocare.
Tuttavia, alcuni aspetti tecnici è importante comunicare affinché il giocatore possa rimuovere autonomamente le barriere sul proprio lato. E noi lo aiutiamo.
1. Indicazione del supporto WiFi a 5 GHz
Abbiamo già menzionato che vediamo gli standard Wi-Fi — 5 GHz o 2,4 GHz. Inoltre, sappiamo se l'adattatore di rete del dispositivo dell'utente supporta la possibilità di funzionare a 5 GHz. Se sì, raccomandiamo di utilizzare questa banda. Attualmente non possiamo cambiare la frequenza autonomamente, poiché non abbiamo visibilità sulle caratteristiche del router.
2. Indicazione della potenza del segnale WiFi
Per alcuni utenti, il segnale WiFi può essere debole, anche se Internet funziona bene e sembra avere una velocità accettabile. Il problema si manifesta soprattutto durante il gioco in cloud, che sottopone la rete a veri test.
La potenza del segnale è influenzata da ostacoli — come le pareti — e dalle interferenze di altri dispositivi. Anche i microonde emettono segnali. Di conseguenza, si verificano perdite che possono non essere percepite durante la navigazione, ma che risultano critiche per il gioco in cloud. In questi casi, avvisiamo l'utente delle interferenze, suggerendo di avvicinarsi al router e di spegnere i dispositivi "rumorosi".
3. Indicazione dei consumatori di traffico
Anche se la rete è in buone condizioni, altre applicazioni possono consumare troppo traffico. Ad esempio, se, mentre si gioca in cloud, è in riproduzione un video su YouTube o se si stanno scaricando torrent. La nostra applicazione identifica i "ladri" di traffico e avverte il giocatore.
Paure del passato — sfatiamo i miti sul cloud gaming
Il cloud gaming, come modo fondamentale di fruire contenuti di gioco, sta cercando di affermarsi sul mercato da quasi dieci anni. E come per qualsiasi innovazione, la sua storia è una serie di piccole vittorie e grandi sconfitte. Non sorprende che, negli anni, siano emersi miti e pregiudizi sul cloud gaming. Nelle fasi iniziali dello sviluppo della tecnologia, erano giustificati, ma oggi sono del tutto infondati.
Mito 1. L'immagine nel cloud è peggiore di quella originale — sembra quasi di giocare su YouTube
Oggi, in una soluzione cloud tecnicamente avanzata, le immagini originali e quelle cloud sono praticamente identiche — a occhio nudo non si notano differenze. La regolazione individuale dell'encoder in base all'hardware del giocatore e un insieme di meccanismi per combattere le perdite risolvono questa questione. Su una rete di alta qualità non ci sono né sfocature né artefatti grafici. Consideriamo anche la risoluzione. Non ha senso trasmettere immagini a 1080p se il giocatore utilizza 720p.
Di seguito ci sono due video di Apex Legends dal nostro canale. In un caso c'è la registrazione del gameplay su PC, nell'altro tramite Playkey.
Apex Legends su PC
Apex Legends su Playkey
Mito 2. Qualità instabile
La condizione della rete è davvero variabile, ma questo problema è stato risolto. Regoliamo dinamicamente le impostazioni dell'encoder in base alla qualità della rete dell'utente. E mantenere un livello FPS costantemente accettabile è supportato da particolari tecniche di cattura delle immagini.
Come funziona? Il gioco ha un motore 3D, tramite il quale viene costruito un mondo 3D. Ma ciò che l'utente vede è un'immagine piatta. Affinché possa vederla, per ogni fotogramma viene creata un'immagine di memoria — una sorta di fotografia di come questo mondo 3D appare da un determinato punto. Questa immagine viene memorizzata in forma codificata nella memoria video. La catturiamo dalla memoria video e la inviamo all'encoder, che la decodifica. E così per ogni fotogramma, uno dopo l'altro.
La nostra tecnologia consente di catturare e decodificare l'immagine in un unico stream, il che aumenta il FPS. Se questi processi vengono eseguiti in parallelo (una soluzione piuttosto comune nel mercato del cloud gaming), l'encoder richiederà continuamente la cattura, prelevando nuovi fotogrammi con un ritardo e, di conseguenza, trasferendoli con un ritardo.
Il video nella parte superiore dello schermo è stato ottenuto utilizzando la tecnologia di cattura e decodifica in un unico stream.
Mito 3. A causa del lag nei controlli, sarò "un pesce" nel multiplayer
Il ritardo nei controlli è normalmente di pochi millisecondi. E di solito è impercettibile per l'utente finale. Ma a volte può esserci un piccolo disallineamento tra il movimento del mouse e lo spostamento del cursore. Questo non influisce sulla prestazione, ma genera una brutta impressione. La rappresentazione del cursore descritta sopra direttamente sul dispositivo dell'utente elimina questo difetto. Per il resto, il ritardo totale del sistema di 30-35 ms è così basso che né il giocatore né i suoi avversari in partita lo notano. Solo le abilità decidono l'esito dello scontro. La prova è qui sotto.
Lo streamer vince con Playkey
Cosa succede dopo
Il cloud gaming è già una realtà. Playkey, PlayStation Now, Shadow — sono servizi funzionanti con il loro pubblico e un posto nel mercato. E come molti mercati giovani, il cloud gaming crescerà rapidamente nei prossimi anni.
Uno degli scenari che ci sembra più probabile è l'emergere di servizi proprietari da parte di editori di giochi e operatori di telecomunicazioni. Alcuni svilupperanno soluzioni proprie, altri utilizzeranno soluzioni pronte come RemoteClick.net. Più attori entreranno nel mercato, più velocemente il modo cloud di fruire dei contenuti di gioco diventerà mainstream.
Fonte: habr.com
