雲端遊戲 目前最值得關注的技術之一。 6 年內，這個市場應該會成長 10 倍——從 45 年的 2018 萬美元成長到 450 年的 2024 億美元。 科技巨頭已經爭先恐後地探索這個利基市場：Google和英偉達已經推出了雲端遊戲服務的測試版，微軟、EA、育碧、亞馬遜和威瑞森也準備進入這一領域。
對於遊戲玩家來說，這意味著很快他們將能夠最終停止在硬體升級上花錢，並在較弱的電腦上運行強大的遊戲。 這對生態系統中的其他參與者有利嗎？ 我們告訴您為什麼雲端遊戲會增加他們的收入，以及我們如何創造一種技術，讓他們能夠輕鬆進入一個充滿前景的市場。
發行商、開發商、電視製造商和電信業者：為什麼他們都需要雲端遊戲？
遊戲發行商和開發人員有興趣盡快將他們的產品提供給盡可能多的玩家。 現在，根據我們的數據，70% 的潛在買家不會進入遊戲 - 他們不會等待客戶端的下載和重達數十 GB 的安裝檔。 同時，60%的用戶 原則上，無法在其電腦上以可接受的品質運行功能強大的遊戲（AAA 級）。 雲端遊戲可以解決這個問題——它不僅不會減少發行商和開發人員的收入，而且會幫助他們增加付費受眾。
電視和機上盒製造商現在也將目光投向雲端遊戲。 在智慧家庭和語音助理時代，它們必須越來越多地爭奪用戶的注意力，而遊戲功能是吸引這種注意力的主要方式。 借助內建的雲端遊戲，他們的客戶將能夠直接在電視上運行現代遊戲，並向製造商支付服務費用。
該生態系統的另一個潛在積極參與者是電信業者。 他們增加收入的方法是提供額外的服務。 遊戲只是營運商已經積極推出的這些服務之一。 Rostelecom 推出了「遊戲」資費，Akado 正在出售我們的 Playkey 服務的存取權限。 這不僅是寬頻網路業者的問題。 由於5G的積極普及，行動電信商也將能夠將雲端遊戲作為他們的額外收入來源。
儘管前景光明，但要進入市場並不那麼容易。 所有現有的服務，包括科技巨頭的產品，都還沒有能夠完全克服「最後一哩路」的問題。 這意味著，由於直接在房屋或公寓內的網路不完善，用戶的網路速度不足以讓雲端遊戲正常運作。
看看 WiFi 訊號從路由器傳播到整個公寓時如何減弱
進入市場時間較長、擁有強大資源的玩家正逐步走向解決這個問題。 但在 2019 年從頭開始你的雲端遊戲意味著花費大量金錢、時間，而且可能永遠無法創建有效的解決方案。 為了幫助所有生態系統參與者在快速成長的市場中發展，我們開發了一項技術，使您能夠快速且無需高成本地推出雲端遊戲服務。
我們如何開發一項技術，讓您輕鬆啟動雲端遊戲服務
Playkey 早在 2012 年就開始開發雲端遊戲技術。 商業發佈於 2014 年進行，到 2016 年，已有 2,5 萬玩家至少使用過該服務一次。 在整個開發過程中，我們不僅看到了遊戲玩家的興趣，還看到了機上盒製造商和電信業者的興趣。 我們甚至與 NetByNet 和 Er-Telecom 啟動了多個試點項目。 2018 年，我們決定我們的產品可以擁有 B2B 的未來。
正如我們在試點計畫中所做的那樣，為每個公司開發自己的雲端遊戲整合版本是有問題的。 每次實施都需要三個月到六個月的時間。 為什麼？ 每個人都有不同的裝置和作業系統：有些人需要在 Android 主機上進行雲端遊戲，而有些人則需要將其作為個人帳戶 Web 介面中的 iFrame 來串流傳輸到電腦。 此外，每個人都有不同的設計、計費（一個單獨的精彩世界！）和其他功能。 很明顯，有必要將開發團隊增加十倍，或創建最通用的盒裝 B2B 解決方案。
2019 年 XNUMX 月，我們推出 。 公司可以在其伺服器上安裝該軟體並獲得可用的雲端遊戲服務。 對於用戶來說這會是什麼樣子？ 他將在他常用的網站上看到一個按鈕，允許他在雲端啟動遊戲。 點擊後，遊戲將在公司的伺服器上啟動，用戶將看到串流並能夠遠端玩。 這是流行的數位遊戲發行服務上的樣子。
積極爭品質。 而且還很被動。
現在我們將告訴您Remote Click如何應對眾多技術障礙。 第一波雲端遊戲（例如OnLive）因用戶網路品質不佳而被毀掉。 早在 2010 年，美國的平均網路連線速度 僅 4,7 Mbit/s。 到2017年，它已經成長到18,7 Mbit/s，很快5G將無所不在，一個新的時代將開始。 然而，儘管整體基礎設施已經為雲端遊戲做好了準備，但前面提到的「最後一哩路」問題仍然存在。
一方面，我們稱之為客觀：使用者確實存在網路問題。 例如，操作員沒有突出顯示規定的最大速度。 或者您使用 2,4 GHz WiFi，微波爐和無線滑鼠的噪音很大。
另一面，我們稱之為主觀：使用者甚至不懷疑他的網路有問題（不知道他不知道）！ 最好的情況是，他確信既然運營商向他出售了 100 Mbit/s 的資費，那麼他就擁有 100 Mbit/s 的互聯網。 最壞的情況下，他根本不知道什麼是路由器，網路也分為藍色和彩色。 卡斯德夫的真實案例。
藍色和彩色網路。
但最後一哩問題的兩個部分都是可以解決的。 在 Remote Click，我們為此使用主動和被動機制。 以下是關於他們如何應對障礙的詳細故事。
主動機制
1. 傳輸資料的有效抗雜訊編碼，又稱冗餘（FEC - 前向糾錯）
當視訊資料從伺服器傳輸到客戶端時，使用抗雜訊編碼。 在它的幫助下，當由於網路問題而部分丟失原始資料時，我們可以恢復原始資料。 是什麼讓我們的解決方案有效？
- 速度。 編碼和解碼速度非常快。 即使在「弱」計算機上，1 MB 資料的操作時間也不會超過 0,5 毫秒。 因此，透過雲端播放時，編碼和解碼幾乎不會增加延遲。 其重要性怎麼估計都不為過。
- 最大的資料恢復潛力。 即超額資料量與潛在可恢復資料量的比率。 在我們的例子中，比率 = 1。假設您需要傳輸 1 MB 的影片。 如果我們在編碼過程中添加 300 KB 的額外數據（這稱為冗餘），那麼在解碼過程中，要恢復 1 MB 原始數據，我們只需要伺服器發送的總共 1 MB 中的任意 1,3 MB。 換句話說，我們可以丟失 300 KB，但仍然可以恢復原始資料。 正如您所看到的，300 / 300 = 1。這是最大可能的效率。
- 在編碼過程中靈活設定額外的資料量。 我們可以為需要透過網路傳輸的每個視訊幀配置單獨的冗餘等級。 例如，透過注意到網路中的問題，我們可以增加或減少冗餘等級。
我們透過 Playkey 在 Core i3、4 GB RAM、MSI GeForce GTX 750 上玩《Doom》。
2. 資料傳輸
應對損失的另一種方法是重複請求資料。 例如，如果伺服器和使用者位於莫斯科，則傳輸延遲不會超過5毫秒。 使用此值，客戶端應用程式將有時間從伺服器請求並接收遺失的資料部分，而使用者不會注意到。 我們的系統本身決定何時使用冗餘以及何時使用轉送。
3. 資料傳輸的單獨設置
為了選擇最佳的方式來應對損失，我們的演算法會分析使用者的網路連接，並針對每種情況單獨配置資料傳輸系統。
他看起來：
- 連線類型（乙太網路、WiFi、3G等）；
- 使用的 WiFi 頻率範圍 - 2,4 GHz 或 5 GHz；
- WiFi 訊號強度。
如果我們按照損耗和延遲對連線進行排名，那麼最可靠的當然是有線連線。 透過以太網，損失很少，並且最後一英里延遲的可能性極小。 然後是 WiFi 5 GHz，然後是 WiFi 2,4 GHz。 行動連線普遍很垃圾，我們在等待5G。
使用 WiFi 時，系統會自動設定使用者的轉接器，將其置於最適合在雲端中使用的模式（例如，停用省電功能）。
4. 自訂編碼
視訊串流的存在得益於編解碼器——用於壓縮和恢復視訊資料的程式。 在未壓縮的形式下，一秒鐘的影片可以輕鬆超過一百兆字節，編解碼器將該值降低了一個數量級。 我們使用 H264 和 H265 編解碼器。
H264 是最受歡迎的。 十多年來，所有主要顯示卡製造商都在硬體上支援它。 H265 是一位大膽的年輕繼承者。 大約五年前，他們開始在硬體中支援它。 H265 的編碼和解碼需要更多資源，但壓縮幀的品質明顯高於 H264。 並且無需增加音量！
根據特定使用者的硬件，選擇哪種編解碼器以及設定哪些編碼參數？ 我們自動解決的一項重要任務。 智慧型系統分析設備的能力，設定最佳編碼器參數並在客戶端選擇解碼器。
5.損失賠償
我們不想承認，但即使我們也不完美。 一些在網路深處丟失的資料無法恢復，我們也沒有時間將其發回。 但即使在這種情況下，也有一條出路。
例如，調整位元率。 我們的演算法不斷監控從伺服器發送到客戶端的資料量。 它記錄每一次短缺，甚至預測未來可能的損失。 其任務是及時注意到並理想地預測損失何時達到臨界值並開始在螢幕上產生用戶注意到的干擾。 並在此時調整發送的資料量（位元率）。
我們也使用了未收集幀的失效以及視訊串流中參考幀的機制。 這兩種工具都減少了明顯偽影的數量。 也就是說，即使資料傳輸嚴重中斷，螢幕上的圖像仍然可以接受，並且遊戲仍然可以玩。
6.分散式發送
發送隨時間分佈的資料也可以提高串流媒體的品質。 具體如何分配取決於網路中的特定指標，例如是否存在丟包、ping 等因素。 我們的演算法會分析它們並選擇最佳選項。 有時幾毫秒內的分發可以顯著減少損失。
7. 減少延遲
透過雲端進行遊戲時的關鍵特徵之一是延遲。 越小，玩起來越舒服。 延遲可以分為兩部分：
- 網路或資料傳輸延遲；
- 系統延遲（客戶端控制的移除、伺服器上的影像擷取、影像編碼、上述用於調整資料傳送的機制、客戶端上的資料收集、影像解碼和渲染）。
網路依賴基礎設施，處理它是有問題的。 如果電線被老鼠咬壞了，用手鼓跳舞也無濟於事。 但係統延遲可以顯著降低，玩家的雲端遊戲品質將發生巨大變化。 除了已經提到的抗噪音編碼和個人化設定之外，我們還使用了兩種機制。
- 快速接收客戶端控制設備（鍵盤、滑鼠）的資料。 即使在效能較弱的電腦上，1-2 毫秒也足夠了。
- 在客戶端繪製系統遊標。 滑鼠指標不是在遠端伺服器上處理，而是在使用者電腦上的 Playkey 用戶端中處理，即沒有絲毫延遲。 是的，這並不影響遊戲的實際控制，但這裡主要的是人類的感知。
使用 Apex Legends 範例在 Playkey 中立即繪製遊標
使用我們的技術，在網路延遲為0毫秒的情況下，處理60FPS的視訊串流時，整個系統的延遲不超過35毫秒。
被動機制
根據我們的經驗，許多用戶不太了解他們的設備如何連接到網路。 在採訪玩家時發現，有些玩家並不知道什麼是路由器。 沒關係！ 您不必了解內燃機即可駕駛汽車。 您不應該要求使用者了解系統管理員才能玩。
然而，傳達一些技術點仍然很重要，以便玩家能夠獨立地消除自己這邊的障礙。 我們幫助他。
1. 5GHz WiFi支援指示
我們在上面寫道，我們看到了 Wi-Fi 標準 - 5 GHz 或 2,4 GHz。 我們也知道用戶設備的網路適配器是否支援在 5 GHz 下運作的能力。 如果是，那麼我們建議使用這個範圍。 我們還不能自己更改頻率，因為我們看不到路由器的特性。
2. WiFi訊號強度指示
對於某些用戶來說，即使網路運作良好且速度似乎在可接受的範圍內，WiFi 訊號也可能很弱。 雲端遊戲將準確地揭示這個問題，它使網路受到真正的考驗。
訊號強度會受到牆壁等障礙物和其他設備幹擾的影響。 這些相同的微波爐會發出許多輻射。 因此，在網路上工作時會出現難以察覺的損失，但在透過雲端進行遊戲時卻會造成嚴重損失。 在這種情況下，我們會警告使用者有關幹擾的訊息，建議使用者靠近路由器並關閉「吵鬧」的裝置。
3.流量消費者指示
即使網路良好，其他應用程式也可能消耗過多流量。 例如，如果與雲端中的遊戲並行，YouTube 上正在運行影片或正在下載種子。 我們的應用程式可以識別小偷並警告玩家。
過去的恐懼－揭穿雲端遊戲的神話
雲端遊戲作為一種全新的遊戲內容消費方式，近十年來一直在嘗試打入市場。 就像任何創新一樣，他們的歷史就是一系列小勝利和大失敗。 多年來，雲端遊戲已經充斥著神話和偏見，這並不奇怪。 在技術發展之初，它們是有道理的，但今天它們完全沒有根據。
迷思 1：雲端中的圖片比原始圖片更糟 - 就像您在 YouTube 上玩遊戲一樣
如今，在技術先進的雲端解決方案中，原始影像和雲影像幾乎相同——肉眼無法發現差異。 根據玩家的裝置單獨調整編碼器以及一套應對損失的機制可以解決這個問題。 在高品質網路上，不會出現影格模糊或圖形偽影。 我們甚至考慮到許可。 如果播放器使用 1080p，則以 720p 進行串流是沒有意義的。
以下是來自我們頻道的兩段《Apex Legends》影片。 一種情況是在 PC 上玩遊戲時錄製遊戲玩法，另一種情況是透過 Playkey 進行錄製。
PC 版《Apex 英雄》
Playkey 上的《Apex 英雄》
迷思二、品質不穩定
網路狀態確實不穩定，不過這個問題已經解決了。 我們根據用戶網路的品質動態更改編碼器設定。 我們使用特殊的影像捕捉技術始終保持可接受的 FPS 水平。
怎麼運作的？ 遊戲擁有3D引擎，建構了3D世界。 但向使用者顯示的是平面圖像。 為了讓他看到它，為每一幀創建了一張記憶圖片——一種從某個點看到這個 3D 世界的照片。 此影像以編碼形式儲存在視訊記憶體緩衝區中。 我們從視訊記憶體中抓取它並將其傳遞給編碼器，編碼器已經對其進行了解密。 依此類推，每一幀都一幀接著一幀。
我們的技術可讓您在一個串流中捕捉和解碼影像，從而提高 FPS。 如果這些過程並行執行（雲端遊戲市場上相當流行的解決方案），那麼編碼器將不斷訪問捕獲，延遲拾取新幀，並相應地延遲傳輸它們。
螢幕頂部的影片是使用單流捕獲和解碼技術捕獲的。
迷思三：由於控制滯後，我將成為多人遊戲中的“毒瘤”
控制延遲通常為幾毫秒。 而且它通常對最終用戶來說是不可見的。 但有時滑鼠的移動和遊標的移動之間會出現微小的差異。 雖然不會造成什麼影響，但是會給人不好的印象。 上述直接在用戶設備上繪製遊標消除了這個缺點。 否則，30-35毫秒的整體系統延遲非常低，以至於比賽中的玩家和對手都不會注意到任何事情。 戰鬥的勝負僅由技能決定。 證明如下。
透過 Playkey 進行流光彎曲
下一步是什麼
雲端遊戲已經成為現實。 Playkey、PlayStation Now、Shadow 等服務都有自己的受眾並在市場上佔有一席之地。 與許多年輕市場一樣，雲端遊戲將在未來幾年內快速成長。
我們認為最有可能出現的情況之一是遊戲發行商和電信業者推出自己的服務。 有些人會開發自己的解決方案，有些人會使用現成的打包解決方案，例如 RemoteClick.net。 市場上的玩家越多，消費遊戲內容的雲端方式就越快成為主流。
來源： www.habr.com