Cloud gaming je jednou z hlavných technológií, ktorým by sme mali venovať pozornosť hneď teraz. V priebehu 6 rokov by sa tento trh mal zväčšiť desakrát – z 45 miliónov dolárov v roku 2018 na 450 miliónov dolárov v roku 2024. Technologickí giganti už začali ovládať túto niku: Google a Nvidia spustili beta verzie svojich cloudových herných služieb, Microsoft, EA, Ubisoft, Amazon a Verizon sa pripravujú na vstup na scénu.
Pre hráčov to znamená, že už čoskoro budú môcť úplne prestať míňať peniaze na aktualizáciu hardvéru a spúšťať náročné hry na slabých počítačoch. Je to výhodné pre ostatných účastníkov ekosystému? Hovoríme o tom, prečo cloud gaming zvýši ich príjmy a ako sme vytvorili technológiu, ktorá umožňuje ľahko vstúpiť na perspektívny trh.
Vydavatelia, vývojári, výrobcovia televízorov a operátori: prečo potrebujú všetci cloud gaming
Herní vydavatelia a vývojári majú záujem o to, aby čo najrýchlejšie dodali svoj produkt čo najväčšiemu počtu hráčov. V súčasnosti podľa našich údajov 70 % potenciálnych zákazníkov nedosiahne hru – nečakajú na načítanie klienta a inštalačného súboru s veľkosťou niekoľkých desiatok gigabajtov. Pri tom 60 % užívateľov, , vôbec nemôže spúšťať náročné hry (AAA úrovne) na svojich počítačoch v prijateľnej kvalite. Cloud gaming túto problém vyrieši – nielenže nezníži príjmy vydavateľov a vývojárov, ale pomôže im zvýšiť platiacu základňu.
Na cloud gaming sa pozerajú aj výrobcovia TV a TV prijímačov. V ére inteligentných domov a hlasových asistentov musia stále viac súťažiť o pozornosť používateľa, a herná funkcionalita je hlavný spôsob, ako pritiahnuť túto pozornosť. So zabudovaným cloud gamingom bude môcť ich zákazník spúšťať moderné hry priamo na televízore a platiť službu výrobcovi.
Ďalším potenciálne aktívnym účastníkom ekosystému sú telekomunikační operátori. Ich spôsob, ako zvyšovať príjmy, je poskytovanie doplnkových služieb. Hranie hier je práve jednou z takýchto služieb, ktorú operátori už aktívne zavádzajú. Rostelekom spustil tarif „Hranie“, Akado predáva prístup k našej službe Playkey. Hovoríme nielen o operátoroch širokopásmového internetu. Mobilní operátori v súvislosti s aktívnym rozšírením 5G tiež môžu urobiť cloudové hranie svojím dodatočným zdrojom príjmu.
Napriek ružovým perspektívam nie je jednoduché vstúpiť na trh. Všetkým existujúcim službám, vrátane produktov technologických gigantov, sa zatiaľ nepodarilo úplne prekonať problém „poslednej míle“. To znamená, že kvôli nedokonalosti siete priamo v dome alebo byte nemá používateľ k dispozícii dostatočnú rýchlosť internetu na správne fungovanie cloudového hrania.
Pozrite sa, ako slabne WiFi signál, keď sa šíri od routera po byte.
Hráči, ktorí sú na trhu prítomní už dlhšie a disponujú silnými zdrojmi, postupne smerujú k riešeniu tohto problému. Ale spustiť svoje cloudové hry od nuly v roku 2019 sa rovná vynaloženiu veľkých nákladov, času a možno ani nevytvoreniu efektívneho riešenia. Aby sme pomohli všetkým účastníkom ekosystému rozvíjať sa na dynamicky rastúcom trhu, vyvinuli sme technológiu, ktorá umožňuje rýchlo a bez vysokých nákladov spustiť svoj cloudový herný servis.
Ako sme vytvorili technológiu, ktorá umožní ľahko spustiť svoj cloudový herný servis.
Svoju technológiu cloudového hrania Playkey začal vyvíjať už v roku 2012. V roku 2014 došlo k obchodnému spusteniu a do roku 2016 využilo službu aspoň raz 2,5 milióna hráčov. Počas celého vývoja sme zaznamenali záujem nielen zo strany hráčov, ale aj zo strany výrobcov TV prijímačov a telekomunikačných operátorov. S NetByNet a „Er Telekom“ sme dokonca spustili niekoľko pilotných projektov. V roku 2018 sme sa rozhodli, že náš produkt má potenciálne B2B budúcnosť.
Vyvinúť pre každú spoločnosť vlastnú verziu integrácie cloudového hrania, ako sme robili v pilotných projektoch, je problematické. Každé takéto zavedenie trvalo od troch mesiacov do pol roka. Prečo? Všetci majú rôzne zariadenia a operačné systémy: niekto potrebuje cloudové hranie na konzolu s Androidom, iný — ako iFrame vo webovom rozhraní osobného účtu pre streamovanie na počítače. Okrem toho má každý iný dizajn, billing (samostatný fascinujúci svet!) a ďalšie špecifiká. Bolo jasné, že buď treba desaťnásobne zvýšiť vývojový tím, alebo vytvoriť maximálne univerzálne krabicové B2B riešenie.
V marci 2019 sme spustili . Je to softvér, ktorý si spoločnosti môžu nainštalovať na svoje servery a získať fungujúci cloudový herný servis. Ako to bude vyzerať pre používateľa? Uvidí na známej stránke tlačidlo, ktoré mu umožní spustiť hru v cloude. Po stlačení sa hra spustí na serveri spoločnosti a používateľ uvidí stream a bude môcť hrať na diaľku. Takto by to mohlo vyzerať v populárnych službách digitálnej distribúcie hier.
Aktívny boj za kvalitu. A pasívny tiež.
Ako sa Remote Click vyrovnáva s početnými technickými bariérami, teraz objasníme. Cloudové hranie prvej vlny (napríklad OnLive) skazilo nízke internetové pripojenie používateľov. Vtedy, v roku 2010, priemerná rýchlosť internetového pripojenia v USA iba 4,7 Mbit/s. K roku 2017 sa už zvýšila na 18,7 Mbit/s a čoskoro sa všade objaví 5G, čo prinesie novú éru. Avšak aj keď je infraštruktúra celkovo pripravená na cloudové hranie, zostáva už spomenutý problém „poslednej míle“.
Jedna jej stránka, ktorú nazývame objektívnou: používateľ naozaj má problémy so sieťou. Napríklad, operátor nezabezpečuje deklarovanú maximálnu rýchlosť. Alebo sa používa WiFi 2,4 GHz, rušené mikrovlnkou a bezdrôtovou myšou.
Druhá strana, ktorú nazývame subjektívnou: používateľ si ani neuvedomuje, že má problémy so sieťou (nevie, že nevie)! V najlepšom prípade je presvedčený, že ak poskytovateľ predáva tarif na 100 Mbps, jeho internet má 100 Mbps. V najhoršom prípade nemá ani potuchy, čo je router, a internet rozdeľuje na modrý a farebný. Skutočný prípad z kazdeva.
Modrý a farebný internet.
Obe časti problému „poslednej míle“ sú však riešiteľné. V Remote Click používame na to aktívne a pasívne mechanizmy. Nižšie sa dozviete podrobnosti o tom, ako sa vysporiadavajú s prekážkami.
Aktívne mechanizmy
1. Efektívne odolné kódovanie prenášaných dát a.k.a redundancia (FEC — Forward Error Correction)
Pri prenose video dát zo servera k klientovi sa používa odolné kódovanie. S jeho pomocou obnovujeme pôvodné údaje pri ich čiastočnej strate v dôsledku problémov v sieti. Čo robí naše riešenie efektívnym?
- Rýchlosť. Kódovanie a dekódovanie sa vykonáva veľmi rýchlo. Aj na "slabších" počítačoch operácia zaberá najviac 1 ms pre 0,5 MB dát. Takže kódovanie a dekódovanie takmer nepridávajú zdržanie pri hraní cez cloud. Dôležitosť nie je možné preceňovať.
- Maximálny potenciál obnovy dát. A to konkrétne, pomer redundantného objemu dát a potenciálne obnoviteľného objemu. V našom prípade je pomer = 1. Predpokladajme, že je potrebné preniesť 1 MB videa. Ak pri kódovaní pridáme 300 KB dodatočných dát (toto sa nazýva redundancia), počas dekódovania na obnovu 1 pôvodného megabajtu nám stačí akýkoľvek 1 MB z celkových 1,3 MB, ktoré server zaslal. Inými slovami, môžeme stratiť 300 KB a stále obnoviť pôvodné údaje. Ako vidno, 300 / 300 = 1. To je maximálna možná efektivita.
- Flexibilita pri nastavovaní dodatočného objemu dát pri kódovaní. Môžeme nastavovať samostatnú úroveň redundancie pre každý videokadr, ktorý treba preniesť cez sieť. Napríklad, ak zaznamenáme problémy v sieti, môžeme zvýšiť alebo znížiť úroveň redundancie.
Hráme cez Playkey v Doom na Core i3, 4 GB RAM, MSI GeForce GTX 750.
2. Dokladanie dát
Alternatívny spôsob, ako bojovať so stratami, je opätovná žiadosť o dáta. Napríklad, ak je server a používateľ v Bratislave, oneskorenie pri prenose neprekročí 5 ms. Pri takejto hodnote sa klientská aplikácia dokáže opýtať a získať stratenú časť dát bez toho, aby si to používateľ všimol. Náš systém sám rozhoduje, kedy využiť redundantnosť a kedy doručenie.
3. Individuálne nastavenie prenosu dát
Aby sme vybrali optimálny spôsob boja so stratami, náš algoritmus analyzuje sieťové pripojenie používateľa a prispôsobuje systém prenosu dát individuálne pre každý prípad.
Sleduje:
- typ pripojenia (Ethernet, WiFi, 3G a pod.);
- používané frekvenčné pásmo WiFi — 2,4 GHz alebo 5 GHz;
- intenzitu signálu WiFi.
Ak hodnotíme pripojenia podľa strát a oneskorenia, najspoľahlivejší je samozrejme kábel. Cez Ethernet sú straty zriedkavé a oneskorenia na 'poslednej míle' sú veľmi nepravdepodobné. Potom nasleduje WiFi 5 GHz a až potom WiFi 2,4 GHz. Mobilné pripojenia sú celkovo zlé, čakáme na 5G.
Pri používaní WiFi sa systém automaticky prispôsobuje adaptéru používateľa, pričom ho prepína do najvhodnejšieho režimu pre používanie v cloude (napríklad vypnutie úspory energie).
4. Individuálne nastavenie kódovania
Streamovanie videa existuje vďaka kodekom — programom na kompresiu a obnovu video dát. V nescompressovanej forme jedna sekunda videa ľahko presiahne stovku megabajtov, a kodek túto hodnotu znižuje o mieru. Naša výbava obsahuje kodeky H264 a H265.
H264 je najpopulárnejší. Hardvérovú podporu preň poskytujú všetci hlavní výrobcovia grafických kariet už viac ako desať rokov. H265 je drzý mladý nástupca. Hardvérovú podporu začali poskytovať pred piatimi rokmi. Kódovanie a dekódovanie v H265 vyžaduje viac zdrojov, ale kvalita stlačeného snímku je výrazne vyššia ako pri H264. A bez zvýšenia objemu!
Aký kodek zvoliť a aké parametre kódovania nastaviť pre konkrétneho používateľa na základe jeho 'hardvéru'? Netriviálna úloha, ktorá sa u nás rieši automaticky. Inteligentný systém analyzuje možnosti zariadenia, nastavuje optimálne parametre kódovača a vyberá dekodér na strane klienta.
5. Kompenzácia strát
Nechceli sme to priznávať, ale ani my nie sme bezchybní. Niektoré dáta, stratené vo vnútri siete, nie sú obnoviteľné a nestihneme ich poslať. Ale aj v tomto prípade existuje riešenie.
Napríklad úprava bitratu. Náš algoritmus neustále monitoruje objem prenášaných dát zo servera na klienta. Zaznamenáva každú nedostatočnosť a dokonca predpovedá možné budúce straty. Jeho úlohou je včas si všimnúť, a ideálne aj predpovedať, kedy straty dosiahnu kritickú hodnotu a začnú vytvárať viditeľné rušenie pre používateľa na obrazovke. A v tom momente upraviť objem prenášaných dát (bitrate).
Ešte používame invalidáciu nespracovaných snímkov a mechanizmus referenčných snímkov v video prúde. Oba nástroje znižujú počet viditeľných artefaktov. To znamená, že aj pri vážnych poruchách v prenose dát ostáva obraz na obrazovke prijateľný a hra hrateľná.
6. Rozdelené odosielanie
Rozdelené časovo odosielanie dát tiež zvyšuje kvalitu streamovania. Ako presne rozdelenie prebieha, závisí od konkrétnych ukazovateľov v sieti, ako napríklad prítomnosť strát, latencia a ďalšie faktory. Náš algoritmus ich analyzuje a vyberá optimálnu možnosť. Niekedy rozdelenie v intervale niekoľkých milisekúnd znižuje straty niekoľkokrát.
7. Zníženie latencie
Jednou z kľúčových charakteristík pri hraní cez cloud je latencia. Čím je menšia, tým pohodlnejšie je hrať. Latenciu môžeme zhruba rozdeliť na dve časti:
- sieťovú alebo latenciu na prenos dát;
- systémovú latenciu (odebranie ovládania na strane klienta, zachytenie obrazu na serveri, kódovanie obrázka, vyššie uvedené mechanizmy adaptácie dát na odoslanie, zber dát na klientovi, dekódovanie obrazu a jeho vykreslenie).
Sieťová závisí od infraštruktúry a bojovať s ňou je problematické. Ak kábel obhrýzli myši, tanec s bubnom nepomôže. Ale systémovú latenciu je možné niekoľkokrát skrátiť a kvalita cloudového hrania sa pre hráča dramaticky zmení. Okrem už spomenutého rušivého kódovania a personalizovaných nastavení používame ešte dva mechanizmy.
- Rýchle získavanie dát z ovládacích zariadení (klávesnica, myš) na strane klienta. Aj na slabších počítačoch na to stačí 1-2 ms.
- Kreslenie systémového kurzora na kliente. Ukazovateľ myši sa spracováva nie na vzdialenom serveri, ale v kliente Playkey na počítači používateľa, teda bez najmenších oneskorení. Áno, na skutočné ovládanie v hre to nemá vplyv, ale hlavné je tu — ľudské vnímanie.
Kreslenie kurzora bez oneskorenia v Playkey na príklade Apex Legends
S využitím našej technológie pri sieťovom oneskorení 0 ms a práci s videostreamom pri 60 FPS je celkové oneskorenie systému maximálne 35 ms.
Pasívne mechanizmy
Naša skúsenosť ukazuje, že mnohí používatelia si zle predstavujú, ako sú ich zariadenia pripojené k internetu. V rozhovoroch s hráčmi sa ukázalo, že niektorí nevedia, čo je to router. A to je v poriadku! Nemusíte poznať stavbu spaľovacieho motora, aby ste mohli jazdiť autom. Nenechajte sa znepokojovať požiadavkami na vedomosti systémového administrátora, aby ste si mohli zahrať.
Napriek tomu je niekoľko technických aspektov dôležitých na vysvetlenie, aby hráč mohol sám odstrániť prekážky na svojej strane. A my mu s tým pomáhame.
1. Indikácia podpory WiFi 5 GHz
Vyššie sme písali, že vidíme štandard Wi-Fi — 5 GHz alebo 2,4 GHz. A tiež vieme, či sieťový adaptér používateľského zariadenia podporuje samotnú možnosť pracovať na 5 GHz. A ak áno, odporúčame používať toto pásmo. Zatiaľ nemôžeme zmeniť frekvenciu sami, pretože nevidíme charakteristiky routera.
2. Indikácia sily signálu WiFi
Niektorí používatelia môžu mať slabý signál WiFi, aj keď internet funguje dobre a zdá sa, že má prijateľnú rýchlosť. Problém sa ukáže najmä pri cloudovom hraní, ktoré podrobí sieť skutočným skúškam.
Na intenzitu signálu vplývajú prekážky — napríklad steny — a rušenia z iných zariadení. Tieto mikrovlnné rúry vyžarujú dosť. V dôsledku toho dochádza k stratám, ktoré sú pri práci na internete nepozorovateľné, ale kritické pre hranie cez cloud. V takýchto prípadoch upozorňujeme používateľa na rušenie, ponúkame mu, aby sa presunul bližšie k routeru a vypol „hlučné“ zariadenia.
3. Indikácia spotrebiteľov trafficu
Aj keď je sieť v poriadku, iné aplikácie môžu spotrebovať príliš veľa dát. Napríklad, ak je spustené video na YouTube alebo sa sťahujú torrenty zároveň s hraním v cloude. Naša aplikácia detekuje zlodejov a upozorňuje na nich hráča.
Strachy z minulosti — vyvracujeme mýty o cloud gamingu
Oblakové hry, ako zásadne nový spôsob spotreby herného obsahu, sa snažia preniknúť na trh už takmer desať rokov. A ako pri každej inovácii, ich história je sériou malých víťazstiev a veľkých porážok. Nie je prekvapením, že za mnohé roky sa oblakový gaming obklopil mýtmi a predsudkami. Na začiatku rozvoja technológie mali opodstatnenie, dnes sú však úplne nepodložené.
Mýtus 1. Obrázok v oblaku je horší ako originál — akoby ste hrali cez YouTube
Dnes sú v technicky pokročilých oblakových riešeniach obrázky originálu a oblaku prakticky identické — okom nepostrehnete rozdiely. Individuálne nastavenie enkodéra pre zariadenie hráča a komplex mechanizmov na boj proti stratám túto otázku vyriešia. Na kvalitnej sieti niet rozmazania snímok ani grafických artefaktov. Zohľadňujeme aj rozlíšenie. Nemá zmysel streamovať obrázok v 1080p, ak hráč používa 720p.
Nižšie sú dve videá Apex Legends z nášho kanála. V jednom prípade je to záznam herného času na PC, v druhom — cez Playkey.
Apex Legends na PC
Apex Legends na Playkey
Mýtus 2. Nestabilná kvalita
Stav siete je naozaj nestály, ale tento problém sme vyriešili. Dynamicky meníme nastavenia enkodéra podľa kvality siete používateľa. A stále prijateľnú úroveň FPS udržujeme špeciálnymi technikami zachytávania obrazu.
Ako to funguje? Hra má 3D engine, pomocou ktorého sa konštruuje 3D svet. Ale používateľ vidí plochý obraz. Aby ho videl, pre každý snímok sa vytvorí obraz pamäte — akýsi fotografický záznam toho, ako tento 3D svet vyzerá z určitého uhla. Tento obraz je v zakódovanej podobe uložený v pamäti grafickej karty. My ho zachytíme z videopamäte a prenášame do enkodéra, ktorý ho už dekóduje. A tak to pokračuje so každým snímkom, jeden za druhým.
Naša technológia umožňuje zachytiť a dekódovať obrázok v jednom prúde, čím zvyšuje FPS. A ak sa tieto procesy vykonávajú paralelne (celkom populárne riešenie na trhu cloudového gamingu), encoder sa neustále obracia k zachycovaniu, zbiera nové snímky so zdržaním a zodpovedajúcim spôsobom ich prenáša so zdržaním.
Video v hornej časti obrazovky bolo získané použitím technológie zachytávania a dekódovania v jednom prúde.
Mýtus 3. Kvôli lagom v ovládaní budem v multiplayeri „rak“.
Zdržanie v ovládaní je normálne niekoľko milisekúnd. A zvyčajne je to pre koncového používateľa nepostrehnuteľné. Môže však byť viditeľný malý nesúlad medzi pohybom myši a pohybom kurzora. To na nič vplyv nemá, ale vytvára negatívny dojem. Opísaná implementácia kurzora priamo na zariadení používateľa tento nedostatok odstraňuje. Inak je celkové zdržanie systému 30-35 ms také malé, že ani hráč, ani jeho súperi v zápase nič nezaznamenajú. O výsledku boja rozhodujú len zručnosti. Dôkaz nižšie.
Streamer víťazí cez Playkey.
Čo ďalej
Cloud gaming je už realitou. Playkey, PlayStation Now, Shadow — to sú fungujúce služby so svojou publikou a miestom na trhu. A ako mnohé mladé trhy, cloud gaming sa v nasledujúcich rokoch rýchlo zvýši.
Jeden z scenárov, ktorý sa nám javí ako najpravdepodobnejší — vznik vlastných služieb vydavateľov hier a operátorov telekomunikácií. Niektorí vyvinú svoje vlastné, iní využijú hotové boxové riešenia, ako je RemoteClick.net. Čím viac hráčov na trhu, tým rýchlejšie sa cloudový spôsob konzumácie herného obsahu stane mainstreamom.
Zdroj: habr.com
