cloud-gaming wordt genoemd een van de beste technologieën om momenteel naar te kijken. Over zes jaar zou deze markt tien keer zo groot moeten zijn: van 6 miljoen dollar in 10 naar 45 miljoen dollar in 2018. Techgiganten hebben zich al gehaast om de niche te verkennen: Google en Nvidia hebben bètaversies van hun cloudgamingdiensten gelanceerd, en Microsoft, EA, Ubisoft, Amazon en Verizon bereiden zich voor om het toneel te betreden.

Voor gamers betekent dit dat ze binnenkort eindelijk kunnen stoppen met het uitgeven van geld aan hardware-upgrades en krachtige games kunnen draaien op zwakke computers. Is dit gunstig voor andere deelnemers aan het ecosysteem? We vertellen u waarom cloudgaming hun inkomsten zal verhogen en hoe we een technologie hebben gecreëerd die het gemakkelijk maakt om een ​​veelbelovende markt te betreden.

Uitgevers, ontwikkelaars, tv-fabrikanten en telecomoperatoren: waarom hebben ze allemaal cloudgaming nodig?

Game-uitgevers en -ontwikkelaars willen hun product zo snel mogelijk bij een zo groot mogelijk aantal spelers krijgen. Volgens onze gegevens komt 70% van de potentiële kopers nu niet bij het spel - ze wachten niet op het downloaden van de client en het installatiebestand van tientallen gigabytes. Tegelijkertijd is 60% van de gebruikers te oordelen naar hun videokaartenkunnen in principe geen krachtige games (AAA-niveau) in acceptabele kwaliteit op hun computers draaien. Cloudgaming kan dit probleem oplossen - het zal niet alleen de inkomsten van uitgevers en ontwikkelaars niet verminderen, maar het zal hen ook helpen hun betalende publiek te vergroten.

Fabrikanten van tv's en settopboxen kijken nu ook naar cloudgaming. In het tijdperk van slimme huizen en stemassistenten moeten ze steeds meer strijden om de aandacht van de gebruiker, en gamingfunctionaliteit is de belangrijkste manier om deze aandacht te trekken. Met ingebouwde cloudgaming kan hun klant moderne games rechtstreeks op de tv afspelen, waarbij de fabrikant voor de service wordt betaald.

Een andere potentieel actieve deelnemer in het ecosysteem zijn telecomoperatoren. Hun manier om de omzet te verhogen is door aanvullende diensten aan te bieden. Gaming is slechts een van deze diensten die operators al actief introduceren. Rostelecom heeft het “Game”-tarief gelanceerd, Akado verkoopt toegang tot onze Playkey-service. Dit gaat niet alleen over breedbandinternetexploitanten. Mobiele operators zullen door de actieve verspreiding van 5G ook van cloudgaming hun extra inkomstenbron kunnen maken.

Ondanks de goede vooruitzichten is het betreden van de markt niet zo eenvoudig. Alle bestaande diensten, inclusief producten van technologiegiganten, zijn er nog niet in geslaagd het ‘last mile’-probleem volledig te overwinnen. Dit betekent dat vanwege de imperfectie van het netwerk direct in huis of appartement, de internetsnelheid van de gebruiker niet voldoende is om cloudgaming correct te laten werken.

Zie hoe het WiFi-signaal vervaagt terwijl het zich vanaf de router door het hele appartement verspreidt

Spelers die al heel lang op de markt zijn en over krachtige middelen beschikken, zijn geleidelijk op weg om dit probleem op te lossen. Maar als u in 2019 helemaal opnieuw met uw cloudgaming begint, betekent dit dat u veel geld en tijd moet uitgeven en mogelijk nooit een effectieve oplossing moet creëren. Om alle deelnemers aan het ecosysteem te helpen zich te ontwikkelen in een snelgroeiende markt, hebben we een technologie ontwikkeld waarmee u snel en zonder hoge kosten uw cloudgamingdienst kunt lanceren.

Hoe we een technologie hebben gemaakt waarmee u eenvoudig uw cloudgamingservice kunt lanceren

Playkey begon in 2012 met de ontwikkeling van zijn cloudgamingtechnologie. De commerciële lancering vond plaats in 2014 en in 2016 hadden 2,5 miljoen spelers de dienst minstens één keer gebruikt. Tijdens de ontwikkeling hebben we niet alleen interesse gezien van gamers, maar ook van fabrikanten van settopboxen en telecomoperatoren. We zijn zelfs meerdere pilotprojecten gestart met NetByNet en Er-Telecom. In 2018 besloten we dat ons product een B2B-toekomst zou kunnen hebben.

Het is problematisch om voor elk bedrijf zijn eigen versie van cloud gaming-integratie te ontwikkelen, zoals we deden in pilotprojecten. Elke dergelijke implementatie duurde drie tot zes maanden. Waarom? Iedereen heeft verschillende apparatuur en besturingssystemen: sommigen hebben cloud-gaming nodig op een Android-console, terwijl anderen het nodig hebben als iFrame in de webinterface van hun persoonlijke account voor streaming naar computers. Daarnaast heeft iedereen een ander design, facturering (een aparte wonderwereld!) en andere features. Het werd duidelijk dat het nodig was om óf het ontwikkelingsteam te vertienvoudigen, óf de meest universele B2B-oplossing in een doos te creëren.

In maart 2019 zijn we gelanceerd Klik op afstand. Dit is software die bedrijven op hun servers kunnen installeren en een werkende cloudgamingservice kunnen krijgen. Hoe zal dit er voor de gebruiker uitzien? Hij ziet op zijn gebruikelijke website een knop waarmee hij de game in de cloud kan starten. Wanneer erop wordt geklikt, wordt de game gestart op de server van het bedrijf en ziet de gebruiker de stream en kan hij op afstand spelen. Hier ziet u hoe het eruit zou kunnen zien op populaire digitale gamedistributiediensten.

Actieve strijd voor kwaliteit. En passief ook.

We zullen u nu vertellen hoe Remote Click omgaat met tal van technische barrières. Cloudgaming uit de eerste golf (bijvoorbeeld OnLive) werd geruïneerd door de slechte kwaliteit van internet onder gebruikers. In 2010 was dit de gemiddelde internetverbindingssnelheid in de VS was slechts 4,7 Mbit/s. In 2017 was dat al gegroeid naar 18,7 Mbit/s, en binnenkort zal 5G overal verschijnen en zal een nieuw tijdperk aanbreken. Ondanks het feit dat de algehele infrastructuur klaar is voor cloudgaming, blijft het reeds genoemde ‘last mile’-probleem bestaan.

De ene kant ervan, die wij objectief noemen: de gebruiker heeft echt problemen met het netwerk. De machinist markeert bijvoorbeeld niet de aangegeven maximumsnelheid. Of je gebruikt 2,4 GHz WiFi, luidruchtig met een magnetron en een draadloze muis.

De andere kant, die we subjectief noemen: de gebruiker vermoedt niet eens dat hij problemen heeft met het netwerk (weet niet dat hij het niet weet)! In het beste geval is hij er zeker van dat hij, aangezien de operator hem een ​​tarief van 100 Mbit/s verkoopt, over 100 Mbit/s internet beschikt. In het slechtste geval heeft hij geen idee wat een router is en is het internet verdeeld in blauw en kleur. Een echte case van Kasdev.

Blauw en kleur internet.

Maar beide delen van het last mile-probleem zijn oplosbaar. Bij Remote Click gebruiken we hiervoor actieve en passieve mechanismen. Hieronder vindt u een gedetailleerd verhaal over hoe zij omgaan met obstakels.

Actieve mechanismen

1. Effectieve ruisbestendige codering van verzonden gegevens, ook wel redundantie genoemd (FEC - Forward Error Correction)

Bij het verzenden van videogegevens van de server naar de client wordt gebruik gemaakt van ruisbestendige codering. Met zijn hulp herstellen we de originele gegevens wanneer deze gedeeltelijk verloren zijn gegaan door netwerkproblemen. Wat maakt onze oplossing effectief?

1. Snelheid. Het coderen en decoderen gaat erg snel. Zelfs op “zwakke” computers duurt de bewerking niet meer dan 1 ms voor 0,5 MB aan gegevens. Het coderen en decoderen voegt dus vrijwel geen latentie toe bij het spelen via de cloud. Het belang kan niet worden overschat.

1. Maximaal potentieel voor gegevensherstel. Namelijk de verhouding tussen het overtollige gegevensvolume en het potentieel herstelbare volume. In ons geval is de verhouding = 1. Stel dat u 1 MB video moet overbrengen. Als we tijdens het coderen 300 KB extra gegevens toevoegen (dit wordt redundantie genoemd), hebben we tijdens het decodeerproces om 1 originele megabyte te herstellen slechts 1 MB nodig van de totale 1,3 MB die de server heeft verzonden. Met andere woorden: we kunnen 300 KB verliezen en toch de originele gegevens herstellen. Zoals u kunt zien, is 300/300 = 1. Dit is de maximaal mogelijke efficiëntie.
2. Flexibiliteit bij het instellen van extra datavolume tijdens het coderen. We kunnen een afzonderlijk redundantieniveau configureren voor elk videoframe dat via het netwerk moet worden verzonden. Door bijvoorbeeld problemen in het netwerk op te merken, kunnen we het niveau van redundantie verhogen of verlagen.  

We spelen Doom via Playkey op Core i3, 4 GB RAM, MSI GeForce GTX 750.

2. Gegevensoverdracht

Een alternatieve manier om verliezen tegen te gaan is het herhaaldelijk opvragen van gegevens. Als de server en de gebruiker zich bijvoorbeeld in Moskou bevinden, zal de transmissievertraging niet groter zijn dan 5 ms. Met deze waarde heeft de clienttoepassing de tijd om het verloren deel van de gegevens op te vragen en te ontvangen van de server zonder dat de gebruiker het merkt. Ons systeem beslist zelf wanneer er gebruik wordt gemaakt van redundantie en wanneer van forwarding.

3. Individuele instellingen voor gegevensoverdracht

Om de optimale manier te kiezen om verliezen te bestrijden, analyseert ons algoritme de netwerkverbinding van de gebruiker en configureert het datatransmissiesysteem voor elk geval afzonderlijk.

Hij kijkt:

• verbindingstype (Ethernet, WiFi, 3G, enz.);
• Gebruikt WiFi-frequentiebereik - 2,4 GHz of 5 GHz;
• WiFi-signaalsterkte.

Als we verbindingen rangschikken op basis van verliezen en vertraging, dan is draad natuurlijk het meest betrouwbaar. Via Ethernet zijn verliezen zeldzaam en vertragingen op de laatste kilometer uiterst onwaarschijnlijk. Dan komt WiFi 5 GHz en pas daarna WiFi 2,4 GHz. Mobiele verbindingen zijn over het algemeen onzin, we wachten op 5G.

Bij gebruik van WiFi configureert het systeem automatisch de adapter van de gebruiker en zet deze in de modus die het meest geschikt is voor gebruik in de cloud (bijvoorbeeld door energiebesparing uit te schakelen).

4. Pas de codering aan

Videostreaming bestaat dankzij codecs: programma's voor het comprimeren en herstellen van videogegevens. In ongecomprimeerde vorm kan één seconde video gemakkelijk groter zijn dan honderd megabytes, en de codec reduceert deze waarde met een orde van grootte. We gebruiken H264- en H265-codecs.

H264 is het populairst. Alle grote fabrikanten van videokaarten ondersteunen dit al meer dan tien jaar hardwarematig. De H265 is een gedurfde jonge opvolger. Ze begonnen het ongeveer vijf jaar geleden in hardware te ondersteunen. Voor het coderen en decoderen in H265 zijn meer bronnen nodig, maar de kwaliteit van het gecomprimeerde frame is merkbaar hoger dan in H264. En zonder het volume te verhogen!

Welke codec moet je kiezen en welke coderingsparameters moet je instellen voor een specifieke gebruiker, op basis van zijn hardware? Een niet-triviale taak die we automatisch oplossen. Het slimme systeem analyseert de mogelijkheden van de apparatuur, stelt de optimale encoderparameters in en selecteert een decoder aan de clientzijde.

5. Compensatie voor verliezen

We wilden het niet toegeven, maar zelfs wij zijn niet perfect. Sommige gegevens die diep in het netwerk verloren zijn gegaan, kunnen niet worden hersteld en we hebben geen tijd om deze terug te sturen. Maar zelfs in dit geval is er een uitweg.

Bijvoorbeeld het aanpassen van de bitrate. Ons algoritme controleert voortdurend de hoeveelheid gegevens die van de server naar de client wordt verzonden. Het registreert elk tekort en voorspelt zelfs mogelijke toekomstige verliezen. Het is zijn taak om op tijd op te merken, en idealiter te voorspellen, wanneer verliezen een kritische waarde bereiken en interferentie op het scherm beginnen te veroorzaken die merkbaar is voor de gebruiker. En pas op dit moment het volume van de verzonden gegevens aan (bitrate).

We maken ook gebruik van de ongeldigverklaring van niet-verzamelde frames en het mechanisme van referentieframes in de videostream. Beide tools verminderen het aantal merkbare artefacten. Dat wil zeggen dat zelfs bij ernstige verstoringen in de datatransmissie het beeld op het scherm acceptabel blijft en de game speelbaar blijft.

6. Gedistribueerd verzenden

Het verzenden van gegevens gedistribueerd in de tijd verbetert ook de kwaliteit van de streaming. Hoe precies te distribueren hangt af van specifieke indicatoren in het netwerk, bijvoorbeeld de aanwezigheid van verliezen, ping en andere factoren. Ons algoritme analyseert ze en selecteert de beste optie. Soms vermindert distributie binnen een paar milliseconden de verliezen aanzienlijk.

7. Verlaag de latentie

Een van de belangrijkste kenmerken bij gamen via de cloud is latentie. Hoe kleiner het is, hoe comfortabeler het is om te spelen. De vertraging kan in twee delen worden verdeeld:

• vertraging van netwerk- of gegevensoverdracht;

• systeemvertraging (verwijdering van de controle aan de clientzijde, vastleggen van afbeeldingen op de server, beeldcodering, de bovengenoemde mechanismen voor het aanpassen van gegevens voor verzending, gegevensverzameling op de client, het decoderen en weergeven van afbeeldingen).

Het netwerk is afhankelijk van de infrastructuur en de omgang daarmee is problematisch. Als de draad door muizen is gekauwd, zal dansen met een tamboerijn niet helpen. Maar de systeemlatentie kan aanzienlijk worden verminderd en de kwaliteit van cloudgaming voor de speler zal dramatisch veranderen. Naast de reeds genoemde ruisbestendige codering en gepersonaliseerde instellingen gebruiken we nog twee mechanismen.

1. Ontvang snel gegevens van besturingsapparaten (toetsenbord, muis) aan de clientzijde. Zelfs op zwakke computers is 1-2 ms hiervoor voldoende.
2. De systeemcursor op de client tekenen. De muisaanwijzer wordt niet op een externe server verwerkt, maar in de Playkey-client op de computer van de gebruiker, dat wil zeggen zonder de minste vertraging. Ja, dit heeft geen invloed op de daadwerkelijke besturing van het spel, maar het belangrijkste hier is de menselijke perceptie.  

Teken de cursor zonder vertraging in Playkey met behulp van het voorbeeld van Apex Legends

Met behulp van onze technologie, met een netwerklatentie van 0 ms en werkend met een videostream van 60 FPS, bedraagt ​​de latentie van het hele systeem niet meer dan 35 ms.

Passieve mechanismen

Onze ervaring is dat veel gebruikers weinig idee hebben hoe hun apparaten verbinding maken met internet. Uit interviews met spelers bleek dat sommigen niet weten wat een router is. En dat is oké! Je hoeft de verbrandingsmotor niet te kennen om een ​​auto te besturen. Je moet niet van de gebruiker eisen dat hij kennis heeft van een systeembeheerder, zodat hij kan spelen.

Het is echter nog steeds belangrijk om enkele technische punten over te brengen, zodat de speler zelfstandig de barrières aan zijn kant kan wegnemen. En wij helpen hem.

1. 5GHz WiFi-ondersteuningsindicatie

We schreven hierboven dat we de Wi-Fi-standaard zien: 5 GHz of 2,4 GHz. We weten ook of de netwerkadapter van het gebruikersapparaat de mogelijkheid ondersteunt om op 5 GHz te werken. En zo ja, dan raden we aan dit bereik te gebruiken. Zelf kunnen we de frequentie nog niet veranderen, omdat we de eigenschappen van de router niet zien.

2. Indicatie van de WiFi-signaalsterkte

Voor sommige gebruikers kan het WiFi-signaal zwak zijn, ook al werkt het internet goed en lijkt het een acceptabele snelheid te hebben. Het probleem zal precies aan het licht komen met cloudgaming, waarbij het netwerk aan echte tests wordt onderworpen.

De signaalsterkte wordt beïnvloed door obstakels zoals muren en interferentie van andere apparaten. Diezelfde microgolven zenden veel uit. Als gevolg hiervan ontstaan ​​verliezen die onmerkbaar zijn bij het werken op internet, maar van cruciaal belang bij het spelen via de cloud. In dergelijke gevallen waarschuwen we de gebruiker voor interferentie, stellen voor om dichter bij de router te gaan staan ​​en “luidruchtige” apparaten uit te schakelen.

3. Indicatie van verkeersconsumenten

Zelfs als het netwerk in orde is, kunnen andere toepassingen te veel verkeer verbruiken. Als er bijvoorbeeld parallel met het spel in de cloud een video op YouTube draait of er torrents worden gedownload. Onze applicatie identificeert dieven en waarschuwt de speler ervoor.

Angsten uit het verleden: mythen over cloudgaming ontkrachten

Cloudgaming, als een fundamenteel nieuwe manier om gamecontent te consumeren, probeert al bijna tien jaar door te dringen op de markt. En zoals bij elke innovatie bestaat hun geschiedenis uit een reeks kleine overwinningen en grote nederlagen. Het is niet verwonderlijk dat cloudgaming door de jaren heen overwoekerd is geraakt door mythen en vooroordelen. Aan het begin van de technologische ontwikkeling waren ze gerechtvaardigd, maar vandaag de dag zijn ze volkomen ongegrond.

Mythe 1. Het beeld in de cloud is slechter dan in het origineel: het is alsof je op YouTube speelt

Tegenwoordig zijn in een technisch geavanceerde cloudoplossing de afbeeldingen van het origineel en de cloud vrijwel identiek: het verschil is met het blote oog niet te vinden. Individuele aanpassing van de encoder aan de uitrusting van de speler en een reeks mechanismen om verliezen tegen te gaan, sluiten dit probleem af. Op een netwerk van hoge kwaliteit is er geen sprake van vervaging van frames of grafische artefacten. We houden zelfs rekening met toestemming. Het heeft geen zin om op 1080p te streamen als de speler 720p gebruikt.

Hieronder staan ​​twee Apex Legends-video's van ons kanaal. In het ene geval is dit het opnemen van gameplay tijdens het spelen op een pc, in het andere geval via Playkey.

Apex Legends op pc

Apex Legends op Playkey

Mythe 2. Instabiele kwaliteit

De netwerkstatus is inderdaad instabiel, maar dit probleem is opgelost. We wijzigen de encoderinstellingen dynamisch op basis van de kwaliteit van het gebruikersnetwerk. En we handhaven een constant acceptabel FPS-niveau met behulp van speciale beeldopnametechnieken.

Hoe het werkt? De game heeft een 3D-engine die een 3D-wereld bouwt. Maar de gebruiker krijgt een plat beeld te zien. Om ervoor te zorgen dat hij het kan zien, wordt voor elk frame een geheugenfoto gemaakt - een soort foto van hoe deze 3D-wereld vanaf een bepaald punt wordt gezien. Dit beeld wordt in gecodeerde vorm opgeslagen in een videogeheugenbuffer. We halen het uit het videogeheugen en geven het door aan de encoder, die het al decodeert. En zo verder met elk frame, de een na de ander.

Met onze technologie kunt u afbeeldingen in één stream vastleggen en decoderen, waardoor de FPS toeneemt. En als deze processen parallel worden uitgevoerd (een redelijk populaire oplossing op de cloudgamingmarkt), zal de encoder voortdurend toegang hebben tot de opname, nieuwe frames met vertraging oppikken en deze dienovereenkomstig met vertraging verzenden.

De video bovenaan het scherm wordt vastgelegd met behulp van single-stream capture- en decoderingstechnologie.

Mythe 3. Vanwege vertragingen in de besturing zal ik een “kanker” zijn in de multiplayer

De regelvertraging bedraagt ​​normaal gesproken enkele milliseconden. En het is meestal onzichtbaar voor de eindgebruiker. Maar soms is er een kleine discrepantie zichtbaar tussen de beweging van de muis en de beweging van de cursor. Het beïnvloedt niets, maar het creëert een negatieve indruk. De hierboven beschreven tekening van de cursor rechtstreeks op het apparaat van de gebruiker elimineert dit nadeel. Anders is de totale systeemlatentie van 30-35 ms zo laag dat noch de speler, noch zijn tegenstanders in de wedstrijd iets merken. De uitkomst van de strijd wordt alleen bepaald door vaardigheden. Het bewijs staat hieronder.

Streamer buigt via Playkey

What's Next

Cloudgaming is al een realiteit. Playkey, PlayStation Now en Shadow zijn werkende diensten met hun eigen publiek en plaats in de markt. En net als veel jonge markten zal cloudgaming de komende jaren snel groeien.

Eén van de scenario’s die ons het meest waarschijnlijk lijkt is de opkomst van eigen diensten van game-uitgevers en telecomoperatoren. Sommigen zullen hun eigen oplossingen ontwikkelen, anderen zullen kant-en-klare pakketoplossingen gebruiken, zoals RemoteClick.net. Hoe meer spelers er op de markt zijn, hoe sneller de cloud-manier om gamecontent te consumeren mainstream zal worden.

Bron: www.habr.com