gry w chmurze jedna z najlepszych technologii, którą warto teraz obejrzeć. W ciągu 6 lat rynek ten powinien wzrosnąć 10-krotnie – z 45 mln dolarów w 2018 r. do 450 mln dolarów w 2024 r. Technolodzy już pospieszyli z eksploracją tej niszy: Google i Nvidia uruchomiły wersje beta swoich usług gier w chmurze, a Microsoft, EA, Ubisoft, Amazon i Verizon przygotowują się do wejścia na scenę.
Dla graczy oznacza to, że już niedługo będą mogli w końcu przestać wydawać pieniądze na modernizację sprzętu i uruchamiać potężne gry na słabych komputerach. Czy jest to korzystne dla innych uczestników ekosystemu? Powiemy Ci, dlaczego granie w chmurze zwiększy ich zarobki i jak stworzyliśmy technologię, która ułatwia wejście na obiecujący rynek.
Wydawcy, programiści, producenci telewizorów i operatorzy telekomunikacyjni: dlaczego oni wszyscy potrzebują gier w chmurze?
Wydawcom i twórcom gier zależy na tym, aby ich produkt trafił do jak największej liczby graczy w jak najkrótszym czasie. Obecnie, według naszych danych, 70% potencjalnych nabywców nie dociera do gry – nie czekają na pobranie klienta i ważący dziesiątki gigabajtów plik instalacyjny. Jednocześnie 60% użytkowników w zasadzie nie mogą uruchamiać na swoich komputerach wydajnych gier (na poziomie AAA) w akceptowalnej jakości. Gry w chmurze mogą rozwiązać ten problem – nie tylko nie zmniejszą zarobków wydawców i programistów, ale pomogą im zwiększyć liczbę płacących odbiorców.
Producenci telewizorów i dekoderów również zwracają uwagę na gry w chmurze. W dobie inteligentnych domów i asystentów głosowych muszą one w coraz większym stopniu konkurować o uwagę użytkownika, a głównym sposobem na przyciągnięcie tej uwagi jest funkcjonalność gier. Dzięki wbudowanej obsłudze gier w chmurze ich klient będzie mógł uruchamiać nowoczesne gry bezpośrednio na telewizorze, płacąc producentowi za usługę.
Kolejnym potencjalnie aktywnym uczestnikiem ekosystemu są operatorzy telekomunikacyjni. Ich sposobem na zwiększenie przychodów jest świadczenie dodatkowych usług. Gaming to tylko jedna z usług, które operatorzy już aktywnie wprowadzają. Rostelecom uruchomił taryfę „Gra”, Akado sprzedaje dostęp do naszej usługi Playkey. Nie chodzi tu tylko o operatorów szerokopasmowego Internetu. Operatorzy komórkowi, dzięki aktywnemu rozprzestrzenianiu się 5G, również będą mogli uczynić gry w chmurze swoim dodatkowym źródłem dochodów.
Mimo świetnych perspektyw wejście na rynek nie jest takie proste. Wszystkim istniejącym usługom, w tym produktom gigantów technologicznych, nie udało się jeszcze całkowicie pokonać problemu „ostatniej mili”. Oznacza to, że ze względu na niedoskonałość sieci bezpośrednio w domu lub mieszkaniu, prędkość Internetu użytkownika nie jest wystarczająca, aby gry w chmurze działały poprawnie.
Zobacz, jak sygnał Wi-Fi zanika w miarę rozprzestrzeniania się z routera po całym mieszkaniu
Gracze, którzy są na rynku od dłuższego czasu i dysponują potężnymi zasobami, stopniowo idą w stronę rozwiązania tego problemu. Jednak rozpoczęcie gry w chmurze od zera w 2019 r. oznacza wydanie dużej ilości pieniędzy i czasu i prawdopodobnie nigdy nie stworzenie skutecznego rozwiązania. Aby pomóc wszystkim uczestnikom ekosystemu rozwijać się na dynamicznie rozwijającym się rynku, opracowaliśmy technologię, która pozwala szybko i bez wysokich kosztów uruchomić usługę gier w chmurze.
Jak stworzyliśmy technologię, która ułatwi uruchomienie Twojej usługi gier w chmurze
Playkey zaczął rozwijać swoją technologię gier w chmurze już w 2012 roku. Komercyjny start miał miejsce w 2014 roku, a do 2016 roku z usługi przynajmniej raz skorzystało 2,5 miliona graczy. W trakcie prac nad grą zaobserwowaliśmy zainteresowanie nie tylko graczy, ale także producentów dekoderów i operatorów telekomunikacyjnych. Uruchomiliśmy nawet kilka projektów pilotażowych z NetByNet i Er-Telecom. W 2018 roku uznaliśmy, że nasz produkt może mieć przyszłość B2B.
Problematyczne jest opracowanie dla każdej firmy własnej wersji integracji gier w chmurze, tak jak to zrobiliśmy w projektach pilotażowych. Każde takie wdrożenie trwało od trzech do sześciu miesięcy. Dlaczego? Każdy ma inny sprzęt i system operacyjny: niektórzy potrzebują gry w chmurze na konsoli z Androidem, inni potrzebują jej jako ramki iFrame w interfejsie internetowym swojego konta osobistego do przesyłania strumieniowego do komputerów. Poza tym każdy ma inny design, rozliczenia (oddzielny wspaniały świat!) i inne funkcje. Stało się jasne, że konieczne jest albo dziesięciokrotne zwiększenie zespołu programistów, albo stworzenie najbardziej uniwersalnego pudełkowego rozwiązania B2B.
W marcu 2019 uruchomiliśmy . Jest to oprogramowanie, które firmy mogą zainstalować na swoich serwerach i uzyskać działającą usługę gier w chmurze. Jak to będzie wyglądać dla użytkownika? Na swojej zwykłej stronie internetowej zobaczy przycisk, który pozwala mu uruchomić grę w chmurze. Po kliknięciu gra uruchomi się na serwerze firmy, a użytkownik zobaczy transmisję i będzie mógł grać zdalnie. Oto, jak może to wyglądać w popularnych usługach dystrybucji gier cyfrowych.
Aktywna walka o jakość. I pasywne też.
Teraz opowiemy Ci, jak Remote Click radzi sobie z licznymi barierami technicznymi. Gry w chmurze pierwszej fali (na przykład OnLive) zostały zrujnowane przez złą jakość Internetu wśród użytkowników. W 2010 r. średnia prędkość połączenia internetowego w USA tylko 4,7 Mbit/s. Do 2017 roku wzrosła ona już do 18,7 Mbit/s, a już niedługo 5G pojawi się wszędzie i rozpocznie się nowa era. Jednak pomimo tego, że cała infrastruktura jest gotowa na granie w chmurze, wspomniany już problem „ostatniej mili” pozostaje.
Jedna strona tego, którą nazywamy obiektywną: użytkownik naprawdę ma problemy z siecią. Na przykład operator nie podświetla podanej prędkości maksymalnej. Lub korzystasz z Wi-Fi 2,4 GHz, hałaśliwego z kuchenką mikrofalową i bezprzewodową myszą.
Druga strona, którą nazywamy subiektywną: użytkownik nawet nie podejrzewa, że ma problemy z siecią (nie wie, że nie wie)! W najlepszym wypadku ma pewność, że skoro operator sprzedaje mu taryfę 100 Mbit/s, to ma Internet 100 Mbit/s. W najgorszym przypadku nie ma pojęcia, co to jest router, a Internet dzieli się na niebieski i kolorowy. Prawdziwy przypadek Kasdeva.
Internet niebieski i kolorowy.
Ale obie części problemu ostatniej mili można rozwiązać. W Remote Click wykorzystujemy do tego mechanizmy aktywne i pasywne. Poniżej znajduje się szczegółowa historia o tym, jak radzą sobie z przeszkodami.
Aktywne mechanizmy
1. Skuteczne, odporne na zakłócenia kodowanie przesyłanych danych, czyli redundancja (FEC – Forward Error Correction)
Podczas przesyłania danych wideo z serwera do klienta stosowane jest kodowanie odporne na zakłócenia. Za jego pomocą przywracamy oryginalne dane w przypadku ich częściowej utraty na skutek problemów z siecią. Co sprawia, że nasze rozwiązanie jest skuteczne?
- Prędkość. Kodowanie i dekodowanie są bardzo szybkie. Nawet na „słabych” komputerach operacja trwa nie dłużej niż 1 ms na 0,5 MB danych. Dlatego kodowanie i dekodowanie nie powoduje prawie żadnych opóźnień podczas gry w chmurze. Znaczenia nie można przecenić.
- Maksymalny potencjał odzyskiwania danych. Mianowicie stosunek nadmiaru danych do wolumenu, który można odzyskać. W naszym przypadku stosunek = 1. Załóżmy, że chcesz przesłać 1 MB wideo. Jeśli podczas kodowania dodamy 300 KB dodatkowych danych (nazywa się to redundancją), to podczas procesu dekodowania, aby przywrócić 1 oryginalny megabajt, potrzebujemy tylko 1 MB z całkowitych 1,3 MB przesłanych przez serwer. Innymi słowy, możemy stracić 300 KB i nadal odzyskać oryginalne dane. Jak widać 300/300 = 1. Jest to maksymalna możliwa wydajność.
- Elastyczność w ustawianiu dodatkowej ilości danych podczas kodowania. Dla każdej klatki wideo, która ma zostać przesłana przez sieć, możemy skonfigurować osobny poziom redundancji. Przykładowo, zauważając problemy w sieci, możemy zwiększyć lub zmniejszyć poziom redundancji.
W Dooma gramy poprzez Playkey na Core i3, 4 GB RAM, MSI GeForce GTX 750.
2. Transfer danych
Alternatywnym sposobem walki ze stratami jest wielokrotne żądanie danych. Na przykład, jeśli serwer i użytkownik znajdują się w Moskwie, opóźnienie transmisji nie przekroczy 5 ms. Dzięki tej wartości aplikacja kliencka będzie miała czas na zażądanie i odebranie utraconej części danych z serwera bez zauważenia użytkownika. Nasz system sam decyduje, kiedy zastosować redundancję, a kiedy przekierowanie.
3. Indywidualne ustawienia przesyłania danych
Aby wybrać optymalny sposób walki ze stratami, nasz algorytm analizuje połączenie sieciowe użytkownika i indywidualnie dla każdego przypadku konfiguruje system transmisji danych.
On wygląda:
- typ połączenia (Ethernet, WiFi, 3G itp.);
- Wykorzystywany zakres częstotliwości WiFi - 2,4 GHz lub 5 GHz;
- Siła sygnału Wi-Fi.
Jeśli uszeregujemy połączenia według strat i opóźnień, to najbardziej niezawodny jest oczywiście przewód. W sieci Ethernet straty są rzadkie, a opóźnienia na ostatnim etapie są niezwykle mało prawdopodobne. Potem przychodzi WiFi 5 GHz i dopiero potem WiFi 2,4 GHz. Połączenia mobilne to generalnie bzdura, czekamy na 5G.
Podczas korzystania z Wi-Fi system automatycznie konfiguruje kartę użytkownika, ustawiając ją w tryb najbardziej odpowiedni do pracy w chmurze (np. wyłączając oszczędzanie energii).
4. Dostosuj kodowanie
Strumieniowanie wideo istnieje dzięki kodekom – programom do kompresji i przywracania danych wideo. W formie nieskompresowanej jedna sekunda wideo może z łatwością przekroczyć sto megabajtów, a kodek zmniejsza tę wartość o rząd wielkości. Używamy kodeków H264 i H265.
Najpopularniejszy jest H264. Wszyscy główni producenci kart graficznych wspierają ją sprzętowo od ponad dekady. H265 to odważny, młody następca. Zaczęli wspierać go sprzętowo około pięć lat temu. Kodowanie i dekodowanie w H265 wymaga więcej zasobów, ale jakość skompresowanej ramki jest zauważalnie wyższa niż w H264. I to bez zwiększania głośności!
Jaki kodek wybrać i jakie parametry kodowania ustawić dla konkretnego użytkownika w oparciu o jego sprzęt? Nietrywialne zadanie, które rozwiązujemy automatycznie. Inteligentny system analizuje możliwości sprzętu, ustawia optymalne parametry kodera i dobiera dekoder po stronie klienta.
5. Odszkodowanie za straty
Nie chcieliśmy się do tego przyznać, ale nawet my nie jesteśmy idealni. Niektórych danych utraconych w głębi sieci nie da się odzyskać i nie mamy czasu na ich odesłanie. Ale nawet w tym przypadku istnieje wyjście.
Na przykład dostosowanie szybkości transmisji bitów. Nasz algorytm na bieżąco monitoruje ilość danych przesyłanych z serwera do klienta. Rejestruje każdy niedobór, a nawet przewiduje możliwe przyszłe straty. Jego zadaniem jest w porę zauważyć, a najlepiej przewidzieć, kiedy straty osiągną wartość krytyczną i zaczną powodować zauważalne dla użytkownika zakłócenia na ekranie. I w tym momencie dostosuj ilość przesyłanych danych (bitrate).
Wykorzystujemy także unieważnianie niepobranych klatek oraz mechanizm klatek referencyjnych w strumieniu wideo. Obydwa narzędzia zmniejszają liczbę zauważalnych artefaktów. Oznacza to, że nawet przy poważnych zakłóceniach w transmisji danych obraz na ekranie pozostaje akceptowalny, a gra nadal grywalna.
6. Wysyłanie rozproszone
Wysyłanie danych rozłożonych w czasie poprawia również jakość przesyłania strumieniowego. Sposób dokładnej dystrybucji zależy od konkretnych wskaźników w sieci, na przykład obecności strat, pingu i innych czynników. Nasz algorytm je analizuje i wybiera najlepszą opcję. Czasami dystrybucja w ciągu kilku milisekund znacznie zmniejsza straty.
7. Zmniejsz opóźnienia
Jedną z kluczowych cech gier w chmurze jest opóźnienie. Im jest mniejszy, tym wygodniej się na nim gra. Opóźnienie można podzielić na dwie części:
- opóźnienie sieci lub transferu danych;
- opóźnienie systemu (usunięcie kontroli po stronie klienta, przechwycenie obrazu na serwerze, kodowanie obrazu, powyższe mechanizmy przystosowania danych do wysyłki, gromadzenie danych po stronie klienta, dekodowanie i renderowanie obrazu).
Sieć zależy od infrastruktury i radzenie sobie z nią jest problematyczne. Jeśli drut został przeżuty przez myszy, taniec z tamburynem nie pomoże. Można jednak znacznie zmniejszyć opóźnienia systemu, a jakość gier w chmurze dla gracza zmieni się radykalnie. Oprócz wspomnianego już kodowania odpornego na zakłócenia i spersonalizowanych ustawień, stosujemy jeszcze dwa mechanizmy.
- Szybko odbieraj dane z urządzeń sterujących (klawiatura, mysz) po stronie klienta. Nawet na słabych komputerach wystarczy do tego 1-2 ms.
- Rysowanie kursora systemowego na kliencie. Wskaźnik myszy przetwarzany jest nie na zdalnym serwerze, ale w kliencie Playkey na komputerze użytkownika, czyli bez najmniejszego opóźnienia. Tak, nie ma to wpływu na faktyczną kontrolę nad grą, ale najważniejsze jest tutaj ludzka percepcja.
Rysowanie kursora bez opóźnień w Playkey na przykładzie Apex Legends
Stosując naszą technologię, przy opóźnieniu sieci 0 ms i pracy ze strumieniem wideo 60 FPS, opóźnienie całego systemu nie przekracza 35 ms.
Mechanizmy pasywne
Z naszego doświadczenia wynika, że wielu użytkowników nie ma pojęcia, w jaki sposób ich urządzenia łączą się z Internetem. W wywiadach z graczami okazało się, że niektórzy nie wiedzą, co to jest router. I to jest w porządku! Aby prowadzić samochód, nie musisz znać silnika spalinowego. Nie należy wymagać od użytkownika znajomości administratora systemu, aby mógł grać.
Jednak nadal ważne jest przekazanie pewnych punktów technicznych, aby gracz mógł samodzielnie usunąć bariery po swojej stronie. I my mu pomagamy.
1. Wskazanie obsługi Wi-Fi 5 GHz
Pisaliśmy powyżej, że widzimy standard Wi-Fi - 5 GHz lub 2,4 GHz. Wiemy również, czy karta sieciowa urządzenia użytkownika obsługuje możliwość pracy w paśmie 5 GHz. A jeśli tak, to zalecamy skorzystanie z tego zakresu. Nie możemy jeszcze sami zmienić częstotliwości, ponieważ nie widzimy charakterystyki routera.
2. Wskazanie siły sygnału WiFi
Dla niektórych użytkowników sygnał Wi-Fi może być słaby, nawet jeśli Internet działa dobrze i wydaje się, że ma akceptowalną prędkość. Problem ujawni się właśnie przy grach w chmurze, które poddają sieć prawdziwym testom.
Na siłę sygnału wpływają przeszkody takie jak ściany i zakłócenia pochodzące od innych urządzeń. Te same mikrofale emitują dużo. W rezultacie powstają straty, które podczas pracy w Internecie są niezauważalne, ale krytyczne podczas zabawy przez chmurę. W takich przypadkach ostrzegamy użytkownika o zakłóceniach, sugerujemy zbliżenie się do routera i wyłączenie „hałaśliwych” urządzeń.
3. Wskazanie odbiorców ruchu
Nawet jeśli sieć działa prawidłowo, inne aplikacje mogą zużywać zbyt duży ruch. Na przykład, jeśli równolegle z grą w chmurze odtwarzany jest film na Youtube lub pobierane są torrenty. Nasza aplikacja identyfikuje złodziei i ostrzega przed nimi gracza.
Lęki z przeszłości – obalanie mitów na temat gamingu w chmurze
Gry w chmurze, jako całkowicie nowy sposób konsumpcji treści gamingowych, próbują włamać się na rynek już od prawie dziesięciu lat. I jak w przypadku każdej innowacji, ich historia to seria małych zwycięstw i dużych porażek. Nic dziwnego, że na przestrzeni lat gaming w chmurze obrósł mitami i uprzedzeniami. U zarania rozwoju technologii były uzasadnione, dziś są zupełnie bezpodstawne.
Mit 1. Obraz w chmurze jest gorszy niż w oryginale – to tak, jakbyś grał na YouTube
Dziś w zaawansowanym technicznie rozwiązaniu chmurowym obrazy oryginału i chmury są niemal identyczne – różnicy nie widać gołym okiem. Indywidualne dopasowanie kodera do wyposażenia gracza oraz zestaw mechanizmów przeciwdziałających stratom zamykają ten problem. W sieci wysokiej jakości nie występuje rozmycie klatek ani artefaktów graficznych. Bierzemy pod uwagę nawet pozwolenie. Przesyłanie strumieniowe w rozdzielczości 1080p nie ma sensu, jeśli odtwarzacz korzysta z rozdzielczości 720p.
Poniżej dwa filmy Apex Legends z naszego kanału. W jednym przypadku jest to nagrywanie rozgrywki podczas grania na komputerze, w drugim poprzez Playkey.
Apex Legends na PC
Apex Legends na Playkey
Mit 2. Niestabilna jakość
Stan sieci rzeczywiście jest niestabilny, ale problem został rozwiązany. Dynamicznie zmieniamy ustawienia kodera w oparciu o jakość sieci użytkownika. Utrzymujemy stale akceptowalny poziom FPS, stosując specjalne techniki przechwytywania obrazu.
Jak to działa? Gra posiada silnik 3D, który buduje świat 3D. Ale użytkownikowi wyświetlany jest płaski obraz. Aby mógł to zobaczyć, dla każdej klatki tworzony jest obraz pamięciowy – rodzaj fotografii przedstawiającej, jak z określonego punktu widziany jest ten trójwymiarowy świat. Obraz ten jest przechowywany w postaci zakodowanej w buforze pamięci wideo. Pobieramy go z pamięci wideo i przekazujemy do kodera, który już go odszyfrowuje. I tak z każdą klatką, jedna po drugiej.
Nasza technologia pozwala na przechwytywanie i dekodowanie obrazów w jednym strumieniu, co zwiększa FPS. A jeśli te procesy będą realizowane równolegle (dość popularne rozwiązanie na rynku gier w chmurze), wówczas koder będzie stale uzyskiwał dostęp do przechwytywania, odbierał nowe klatki z opóźnieniem i odpowiednio przesyłał je z opóźnieniem.
Wideo widoczne na górze ekranu jest rejestrowane przy użyciu technologii przechwytywania i dekodowania pojedynczego strumienia.
Mit 3. Przez opóźnienia w sterowaniu będę „rakiem” w trybie wieloosobowym
Opóźnienie sterowania wynosi zwykle kilka milisekund. I zwykle jest to niewidoczne dla użytkownika końcowego. Ale czasami widoczna jest niewielka rozbieżność między ruchem myszy a ruchem kursora. Nie ma to na nic wpływu, ale wywołuje negatywne wrażenie. Opisane powyżej rysowanie kursora bezpośrednio na urządzeniu użytkownika eliminuje tę wadę. W przeciwnym razie całkowite opóźnienie systemu wynoszące 30–35 ms jest tak niskie, że ani gracz, ani jego przeciwnicy w meczu niczego nie zauważają. O wyniku bitwy decydują wyłącznie umiejętności. Dowód znajduje się poniżej.
Streamer pochyla się za pomocą Playkey
Co dalej
Gry w chmurze są już rzeczywistością. Playkey, PlayStation Now, Shadow to usługi działające z własną publicznością i miejscem na rynku. Podobnie jak wiele młodych rynków, gry w chmurze będą w nadchodzących latach szybko się rozwijać.
Jednym ze scenariuszy, który wydaje nam się najbardziej prawdopodobny, jest pojawienie się własnych usług wydawców gier i operatorów telekomunikacyjnych. Niektórzy opracują własne, inni skorzystają z gotowych, pakietowych rozwiązań, takich jak RemoteClick.net. Im więcej graczy jest na rynku, tym szybciej sposób korzystania z gier w chmurze stanie się głównym nurtem.
Źródło: www.habr.com