Chmurowe granie jedna z głównych technologii, na które warto zwrócić uwagę już teraz. W ciągu 6 lat ten rynek ma wzrosnąć dziesięciokrotnie — z 45 milionów dolarów w 2018 roku do 450 milionów dolarów w 2024 roku. Technologiczni giganci już zaczęli zdobywać tę niszę: Google i Nvidia uruchomiły wersje beta swoich usług chmurowego grania, a na scenę szykują się Microsoft, EA, Ubisoft, Amazon i Verizon.
Dla graczy oznacza to, że już wkrótce będą mogli całkowicie przestać wydawać pieniądze na ulepszanie sprzętu i uruchamiać wymagające gry na słabych komputerach. Czy to korzystne dla pozostałych uczestników ekosystemu? Wyjaśniamy, dlaczego chmurowe granie zwiększy ich dochody i jak stworzyliśmy technologię, która umożliwia łatwe wejście na ten obiecujący rynek.
Wydawcy, deweloperzy, producenci telewizorów i operatorzy telekomunikacyjni: dlaczego wszystkim im potrzebne jest chmurowe granie
Wydawcy gier i deweloperzy dążą do tego, aby jak najszybciej dostarczyć swój produkt jak największej liczbie graczy. Obecnie, według naszych danych, 70% potencjalnych klientów nie dociera do gry — nie czekają na załadowanie klienta i pliku instalacyjnego o wadze dziesiątek gigabajtów. Przy tym 60% użytkowników, , w zasadzie nie są w stanie uruchomić wymagających gier (na poziomie AAA) na swoich komputerach w akceptowalnej jakości. Chmurowe granie może rozwiązać ten problem — nie tylko nie obniży dochodów wydawców i deweloperów, ale pomoże im zwiększyć płacącą widownię.
Producenci telewizorów i urządzeń TV również zwracają uwagę na chmurowe granie. W erze inteligentnych domów i asystentów głosowych muszą coraz bardziej konkurować o uwagę użytkowników, a funkcje związane z grami są głównym sposobem na przyciągnięcie tej uwagi. Dzięki wbudowanemu chmurowemu graniu ich klienci będą mogli uruchamiać nowoczesne gry bezpośrednio na telewizorze, płacąc usługodawcy.
Kolejnym potencjalnie aktywnym uczestnikiem ekosystemu są operatorzy telekomunikacyjni. Ich sposób na zwiększenie przychodów to oferowanie dodatkowych usług. Gaming to jedna z takich usług, którą operatorzy już aktywnie wdrażają. Rostelecom uruchomił taryfę „Gaming”, a Akado sprzedaje dostęp do naszej usługi Playkey. Mowa tu nie tylko o operatorach szerokopasmowego internetu. Operatorzy mobilni, w związku z dynamicznym wprowadzeniem 5G, również będą mogli uczynić cloud gaming swoim dodatkowym źródłem dochodu.
Mimo obiecujących perspektyw, wejście na rynek nie jest takie proste. Żaden z istniejących serwisów, w tym produkty technologicznych gigantów, nie zdołał jeszcze całkowicie przezwyciężyć problemu „ostatniej mili”. Oznacza to, że z powodu niedoskonałości sieci, bezpośrednio w domu lub mieszkaniu, prędkości internetu u użytkowników są niewystarczające do prawidłowego działania cloud gamingu.
Zobacz, jak sygnał WiFi słabnie, rozprzestrzeniając się od routera w mieszkaniu.
Gracze, którzy od dawna są obecni na rynku i dysponują dużymi zasobami, stopniowo zbliżają się do rozwiązania tego problemu. Jednak uruchomienie własnych gier w chmurze od podstaw w 2019 roku to wydanie dużej ilości pieniędzy, czasu, a być może nawet niewykreowanie efektywnego rozwiązania. Aby pomóc wszystkim uczestnikom ekosystemu rozwijać się na szybko rosnącym rynku, opracowaliśmy technologię, która pozwala szybko i bez dużych kosztów uruchomić własną usługę gier w chmurze.
Jak opracowaliśmy technologię, która umożliwi łatwe uruchamianie własnej usługi gier w chmurze.
Naszą technologię cloud gamingu Playkey zaczęliśmy rozwijać już w 2012 roku. W 2014 roku nastąpiło uruchomienie komercyjne, a do 2016 roku z serwisu skorzystało co najmniej 2,5 miliona graczy. W trakcie całego procesu rozwoju dostrzegaliśmy zainteresowanie nie tylko ze strony graczy, ale również producentów telewizorów i operatorów telekomunikacyjnych. Z NetByNet i „Er-Telekom” uruchomiliśmy nawet kilka projektów pilotażowych. W 2018 roku postanowiliśmy, że nasz produkt ma potencjalną przyszłość B2B.
Opracowanie wersji integracji chmury gier dla każdej firmy, tak jak to robiliśmy w projektach pilotażowych, jest problematyczne. Każde takie wdrożenie zajmowało od trzech miesięcy do pół roku. Dlaczego? Każdy ma inny sprzęt i systemy operacyjne: niektórzy potrzebują chmury gier na konsolę z Androidem, a inni — w formie iFrame w interfejsie webowym osobistego konta do streamingu na komputery. Ponadto każdy ma inny design, rozliczenia (oddzielny, dziwny świat!) i inne szczegóły. Stało się jasne, że trzeba albo zwiększyć zespół programistów dziesięciokrotnie, albo stworzyć maksymalnie uniwersalne, gotowe rozwiązanie B2B.
W marcu 2019 roku uruchomiliśmy . To oprogramowanie, które firmy mogą zainstalować na swoich serwerach i uzyskać działający chmurowy serwis gier. Jak to będzie wyglądać dla użytkownika? Zobaczy na znanej stronie przycisk, który pozwoli uruchomić grę w chmurze. Po naciśnięciu gra uruchomi się na serwerze firmy, a użytkownik zobaczy streaming i będzie mógł grać zdalnie. Tak mogłoby to wyglądać w popularnych usługach cyfrowej dystrybucji gier.
Aktywna walka o jakość. I pasywna też.
Jak Remote Click radzi sobie z licznymi barierami technicznymi, opowiemy teraz. Chmura gier pierwszej fali (na przykład OnLive) zginęła z powodu niskiej jakości internetu u użytkowników. Wtedy, w 2010 roku, średnia prędkość połączenia internetowego w USA zaledwie 4,7 Mb/s. W 2017 roku wzrosła już do 18,7 Mb/s, a wkrótce powszechnie pojawi się 5G i nadejdzie nowa era. Jednak pomimo tego, że infrastrukturę ogólnie przygotowano na chmurę gier, pozostaje wspomniany wcześniej problem "ostatniej mili".
Jedna z jej stron, którą nazywamy obiektywną: użytkownik rzeczywiście ma problemy z siecią. Na przykład operator nie zapewnia zadeklarowanej maksymalnej prędkości. Lub używa WiFi 2,4 GHz, zakłóconego przez mikrofalówkę i bezprzewodową mysz.
Inna strona, którą nazywamy subiektywną: użytkownik nawet nie zdaje sobie sprawy, że ma problemy z siecią (nie wie, że nie wie)! W najlepszym przypadku jest pewien, że skoro operator sprzedaje mu taryfę na 100 Mb/s, ma internet o prędkości 100 Mb/s. W najgorszym — nie ma pojęcia, co to router, a internet dzieli na niebieski i kolorowy. Rzeczywisty przypadek z kasdeva.
Niebieski i kolorowy internet.
Ale obie części problemu „ostatniej mili” są do rozwiązania. W Remote Click używamy do tego aktywnych i pasywnych mechanizmów. Poniżej podajemy szczegółowy opis, jak radzą sobie z przeszkodami.
Aktywne mechanizmy
1. Efektywne kodowanie odporne na zakłócenia przesyłanych danych, znane jako nadmiarowość (FEC — Forward Error Correction)
Podczas przesyłania danych wideo z serwera do klienta stosuje się kodowanie odporne na zakłócenia. Dzięki niemu przywracamy dane źródłowe w przypadku ich częściowej utraty z powodu problemów w sieci. Co sprawia, że nasze rozwiązanie jest efektywne?
- Szybkość. Kodowanie i dekodowanie odbywa się bardzo szybko. Nawet na 'słabych' komputerach operacja zajmuje nie więcej niż 1 ms dla 0,5 MB danych. Dzięki temu kodowanie i dekodowanie prawie nie wprowadzają opóźnień podczas grania w chmurze. Waga tego rozwiązania jest trudna do przecenienia.
- Maksymalny potencjał odzyskiwania danych. A konkretnie, stosunek nadmiarowej objętości danych do potencjalnie możliwej do odzyskania objętości. W naszym przypadku stosunek wynosi 1. Załóżmy, że trzeba przesłać 1 MB wideo. Jeśli przy kodowaniu dodamy 300 KB dodatkowych danych (to nazywa się nadmiarowością), to podczas dekodowania do przywrócenia 1 megabajta danych źródłowych wystarczy jakikolwiek 1 MB z łącznych 1,3 MB, które wysłał serwer. Innymi słowy, możemy stracić 300 KB i wciąż odzyskać pierwotne dane. Jak widać, 300 / 300 = 1. To maksymalna możliwa efektywność.
- Elastyczność w dostosowywaniu dodatkowej objętości danych podczas kodowania. Możemy dostosowywać poziom nadmiarowości dla każdej klatki wideo, którą należy przesłać przez sieć. Na przykład, zauważając problemy w sieci, możemy zwiększać lub zmniejszać poziom nadmiarowości.
Gramy przez Playkey w Doom na Core i3, 4 GB RAM, MSI GeForce GTX 750.
2. Przesyłanie danych
Alternatywnym sposobem radzenia sobie z utratami jest ponowne żądanie danych. Na przykład, gdy serwer i użytkownik znajdują się w Moskwie, opóźnienie w transmisji nie przekroczy 5 ms. Przy takim czasie aplikacja kliencka zdąży żądać i otrzymać od serwera utraconą część danych, co pozostanie niezauważone dla użytkownika. Nasz system samodzielnie decyduje, kiedy zastosować nadmiarowość, a kiedy uzupełnienie.
3. Indywidualne dostosowanie przesyłania danych
Aby wybrać optymalny sposób radzenia sobie z utratami, nasz algorytm analizuje połączenie sieciowe użytkownika i dostosowuje system przesyłania danych indywidualnie do każdego przypadku.
Analizuje:
- typ połączenia (Ethernet, WiFi, 3G itp.);
- wykorzystywany zakres częstotliwości WiFi — 2,4 GHz lub 5 GHz;
- siłę sygnału WiFi.
Jeśli uszeregować połączenia według strat i opóźnienia, najpewniejszym jest oczywiście połączenie przewodowe. Przez Ethernet straty są rzadkie, a opóźnienia na "ostatniej mili" są mało prawdopodobne. Następnie jest WiFi 5 GHz, a dopiero potem WiFi 2,4 GHz. Połączenia mobilne są w ogóle beznadziejne, czekamy na 5G.
Podczas korzystania z WiFi system automatycznie dostosowuje adapter użytkownika, przełączając go w najbardziej odpowiedni tryb do użytku w chmurze (na przykład wyłączając oszczędzanie energii).
4. Indywidualne dostosowanie kodowania
Streaming video istnieje dzięki kodekom — programom do kompresji i przywracania danych wideo. W niekompresowanej postaci jedna sekunda wideo łatwo przekracza sto megabajtów, a kodek zmniejsza tę wartość o rząd wielkości. Dysponujemy kodekami H264 i H265.
H264 to najpopularniejszy. Sprzętowo wspierają go wszyscy główni producenci kart graficznych od dziesięciu lat. H265 to ambitny młody następca. Sprzętowo jego wsparcie zaczęło się około pięciu lat temu. Kodowanie i dekodowanie w H265 wymaga więcej zasobów, ale jakość skompresowanego obrazu jest znacząco wyższa niż w H264. I to bez zwiększania objętości!
Jaki kodek wybrać i jakie parametry kodowania ustawić dla konkretnego użytkownika, biorąc pod uwagę jego "sprzęt"? Niekonwencjonalne zadanie, które rozwiązujemy automatycznie. Inteligentny system analizuje możliwości sprzętu, ustawia optymalne parametry kodera i wybiera dekoder po stronie klienta.
5. Kompensacja strat
Nie chcieliśmy tego przyznać, ale nawet my nie jesteśmy nieskazitelni. Niektóre dane, utracone w głębinach sieci, są nie do odzyskania i nie zdążymy ich wysłać. Ale nawet w tym przypadku jest rozwiązanie.
Na przykład regulacja bitrate'u. Nasz algorytm stale monitoruje ilość przesyłanych danych z serwera do klienta. Rejestruje każde niedobory i nawet przewiduje możliwe przyszłe straty. Jego zadaniem jest zauważyć to na czas, a w idealnym przypadku przewidzieć, kiedy straty osiągną krytyczną wartość i zaczną powodować zauważalne zakłócenia na ekranie użytkownika. I dostosować w tym momencie ilość przesyłanych danych (bitrate).
Dodatkowo używamy unieważnienia niezaładowanych klatek oraz mechanizmu klatek odniesienia w strumieniu wideo. Oba narzędzia zmniejszają liczbę zauważalnych artefaktów. Oznacza to, że nawet przy poważnych zakłóceniach w przesyle danych obraz na ekranie pozostaje akceptowalny, a gra – grywalna.
6. Rozproszona wysyłka
Rozproszona w czasie wysyłka danych również podnosi jakość streamingu. Jak dokładnie rozdzielać, zależy od konkretnych wskaźników w sieci, takich jak obecność strat, ping i inne czynniki. Nasz algorytm je analizuje i wybiera optymalną opcję. Czasami rozłożenie w ciągu kilku milisekund zmniejsza straty wielokrotnie.
7. Zmniejszenie opóźnienia
Jedną z kluczowych cech podczas gry w chmurze jest opóźnienie. Im mniejsze, tym gra jest wygodniejsza. Opóźnienie można podzielić umownie na dwie części:
- sieciowe lub opóźnienie przy przesyłaniu danych;
- opóźnienie systemowe (zdjęcie kontroli po stronie klienta, przechwytywanie obrazu na serwerze, kodowanie obrazu, wcześniej wymienione mechanizmy adaptacji danych do wysyłki, zbieranie danych po stronie klienta, dekodowanie obrazu i jego renderowanie).
Opóźnienie sieciowe zależy od infrastruktury i trudno z nią walczyć. Jeśli kabel został przegryziony przez gryzonie, żadne tańce z bębnami nie pomogą. Natomiast opóźnienie systemowe można znacznie skrócić, co radykalnie zmieni jakość gier w chmurze dla gracza. Oprócz już wspomnianego odpornego na zakłócenia kodowania i personalizowanych ustawień, stosujemy jeszcze dwa mechanizmy.
- Szybkie przesyłanie danych z urządzeń sterujących (klawiatura, mysz) po stronie klienta. Nawet na słabych komputerach wystarcza 1-2 ms.
- Rysowanie systemowego kursora na kliencie. Wskaźnik myszy jest przetwarzany nie na zdalnym serwerze, lecz w kliencie Playkey na komputerze użytkownika, co eliminuje jakiekolwiek opóźnienia. Tak, to nie wpływa na rzeczywiste sterowanie w grze, ale chodzi tu przede wszystkim o ludzkie postrzeganie.
Rysowanie kursora bez opóźnienia w Playkey na przykładzie Apex Legends
Dzięki naszej technologii przy opóźnieniu sieciowym wynoszącym 0 ms i pracy z strumieniem wideo przy 60 FPS, całkowite opóźnienie systemu nie przekracza 35 ms.
Mechanizmy pasywne
Z naszego doświadczenia wynika, że wielu użytkowników ma słabe pojęcie o tym, jak ich urządzenia są podłączone do internetu. W rozmowach z graczami okazało się, że niektórzy nie wiedzą, czym jest router. I to w porządku! Nie trzeba znać budowy silnika spalinowego, aby jeździć samochodem. Nie należy wymagać od użytkownika wiedzy admina systemowego, aby mógł grać.
Jednak niektóre aspekty techniczne są ważne do przekazania, aby gracz mógł samodzielnie usunąć bariery po swojej stronie. A my mu w tym pomagamy.
1. Wskaźnik wsparcia WiFi 5 GHz
Jak wcześniej wspomnieliśmy, widzimy standard Wi-Fi — 5 GHz lub 2,4 GHz. A także wiemy, czy adapter sieciowy urządzenia użytkownika obsługuje możliwość pracy na 5 GHz. Jeśli tak, to zalecamy korzystanie z tego pasma. Nie możemy jeszcze samodzielnie zmienić częstotliwości, ponieważ nie widzimy specyfikacji routera.
2. Wskaźnik siły sygnału WiFi
Niektórzy użytkownicy mogą mieć słaby sygnał WiFi, nawet jeśli internet działa dobrze i wydaje się, że ma akceptowalną prędkość. Problem ujawnia się właśnie przy graniu w chmurze, które poddaje sieć prawdziwym testom.
Na intensywność sygnału wpływają przeszkody — na przykład ściany — oraz zakłócenia od innych urządzeń. Takie jak mikrofalówki, które emitują sporo zakłóceń. W rezultacie pojawiają się utraty, które są niewidoczne podczas korzystania z internetu, ale krytyczne podczas grania w chmurze. W takich przypadkach ostrzegamy użytkownika o zakłóceniach, proponując przenieść się bliżej routera i wyłączyć „hałaśliwe” urządzenia.
3. Wskaźnik konsumentów ruchu
Nawet jeśli sieć działa dobrze, inne aplikacje mogą konsumować zbyt wiele danych. Przykładowo, jeśli podczas gry w chmurze odtwarzane jest wideo na YouTube lub pobierane są torrenty. Nasza aplikacja identyfikuje złodziei i informuje o nich gracza.
Lęki z przeszłości – demaskujemy mity o gaming w chmurze
Obliczeniowe gry jako zasadniczo nowy sposób konsumpcji treści gier próbują zdobyć rynek już prawie dziesięć lat. I jak w przypadku każdej innowacji, ich historia to ciąg małych zwycięstw i głośnych porażek. Nic dziwnego, że przez wiele lat gaming w chmurze obrosło mitami i uprzedzeniami. Na początku rozwoju tej technologii były one uzasadnione, jednak dziś są całkowicie nieuzasadnione.
Mit 1. Obraz w chmurze jest gorszy niż oryginał – jakby grać przez YouTube
Obecnie w technicznie zaawansowanym rozwiązaniu chmurowym obraz oryginału i w chmurze jest praktycznie identyczny – gołym okiem nie da się zauważyć różnic. Indywidualne ustawienie enkodera do sprzętu gracza oraz kompleks mechanizmów do walki z utratą danych rozwiązują ten problem. Przy dobrej sieci nie ma ani rozmycia klatek, ani artefaktów graficznych. Nawet bierzemy pod uwagę rozdzielczość. Nie ma sensu streamować obrazu w 1080p, jeśli gracz wykorzystuje 720p.
Poniżej dwa filmy Apex Legends z naszego kanału. W jednym przypadku jest to nagranie rozgrywki na PC, w drugim – przez Playkey.
Apex Legends na PC
Apex Legends na Playkey
Mit 2. Niestabilna jakość
Stan sieci rzeczywiście jest niestabilny, ale ten problem został rozwiązany. Dynamicznie zmieniamy ustawienia enkodera w zależności od jakości sieci użytkownika. A stale akceptowalny poziom FPS utrzymujemy dzięki specjalnym technikom przechwytywania obrazu.
Jak to działa? Gra ma silnik 3D, za pomocą którego budowany jest świat 3D. Ale dla użytkownika wyświetlane jest płaskie obrazowanie. Aby mógł to zobaczyć, dla każdej klatki tworzony jest obraz pamięci – swoista fotografia, jak ten świat 3D jest widziany z określonego punktu. Ten obraz w postaci zakodowanej jest przechowywany w pamięci wideo. Przechwytujemy go z pamięci wideo i przesyłamy do enkodera, który go dekoduje. I tak z każdą klatką, jedna po drugiej.
Nasza technologia umożliwia przechwytywanie i dekodowanie obrazu w jednym strumieniu, co zwiększa FPS. A jeśli te procesy są prowadzone równolegle (dość popularne rozwiązanie na rynku gier w chmurze), to enkoder będzie stale wracał do przechwytywania, zabierając nowe klatki z opóźnieniem i, odpowiednio, przekazując je z opóźnieniem.
Wideo w górnej części ekranu zostało uzyskane z wykorzystaniem technologii przechwytywania i dekodowania w jednym strumieniu.
Mit 3. Z powodu opóźnień w sterowaniu będę „kręcił się” w wieloosobowych rozgrywkach.
Opóźnienie w sterowaniu zwykle wynosi kilka milisekund. I zazwyczaj jest niezauważalne dla końcowego użytkownika. Może jednak wystąpić niewielki rozdział między ruchem myszki a przesuwaniem kursora. Nie wpływa to na nic, ale może stworzyć negatywne wrażenie. Opisana powyżej renderowanie kursora bezpośrednio na urządzeniu użytkownika eliminuje tę wadę. W pozostałych aspektach ogólne opóźnienie systemu wynoszące 30-35 ms jest na tyle małe, że ani gracz, ani jego przeciwnicy w meczu niczego nie zauważają. O wygranej decydują tylko umiejętności. Dowód poniżej.
Streamer odnosi sukcesy dzięki Playkey.
Co dalej
Gry w chmurze to już rzeczywistość. Playkey, PlayStation Now, Shadow — to działające usługi z własną publicznością i miejscem na rynku. I jak wiele młodych rynków, gry w chmurze będą szybko rosły w nadchodzących latach.
Jednym ze scenariuszy, który wydaje się najbardziej prawdopodobny, jest pojawienie się własnych usług wydawców gier i operatorów telekomunikacyjnych. Ktoś opracuje własne, ktoś skorzysta z gotowych rozwiązań pudełkowych, jak RemoteClick.net. Im więcej graczy na rynku, tym szybciej chmurowy sposób konsumowania treści gier stanie się mainstreamem.
Źródło: habr.com
