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2019/11/5 09:36

華為iLab聯合順網科技發布家庭云游戲網絡指標和目標網絡架構

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2019年初,多家國際巨頭公司向外界宣布進軍云游戲產業,讓原本沉寂的云游戲突然火了,國內游戲圈對其躍躍欲試。今年6月,全球數碼互動娛樂領域最具影響力的盛會ChinaJoy展上,云游戲是其中一大亮點。

云游戲是將游戲下載到云端服務器上存儲并運行,利用云強大的算力和優質的網絡,將游戲渲染出來的每一幀畫面,以視頻流的形式通過網絡傳送到指定的終端進行解碼輸出。從體驗上看,基于端游的云游戲讓玩家獲得更多感官上的快感,其體驗的優劣與固定寬帶網絡和云計算都有著緊密關聯。華為iLab聯合順網科技搭建家庭場景下云游戲測試原型,從體驗維度出發,給出了云游戲走進家庭的網絡指標需求和目標網絡解決方案。

對比本地端游,云游戲增加了流化時延,30ms是入門要求,10ms可滿足職業玩家的需求

日本无码高清视频對比本地端游,云游戲增加了網絡傳輸和云化處理時延(以下簡稱云游戲流化時延)。

本地游戲與云游戲架構對比

日本无码高清视频深受廣大玩家喜愛的第一人稱射擊類(FPS)、多人對戰類(MOBA)游戲,因對幀率、時延要求高,被稱為云游戲的試金石。對于游戲玩家而言,144幀是電競游戲的基本要求。這是因為幀率高低將直接影響玩家的操作,甚至影響戰局。過低的幀率等將令玩家感到不適,畫面不連貫。而流化時延的大小決定了游戲的操作響應時間。

日本无码高清视频實驗室通過邀請多位普通電競游戲玩家和準電競級選手對1080P@144幀云游戲進行流化時延測試,發現當云游戲流化時延超過10ms時,準電競級選手反饋體驗下降;當流化時延超過30ms時,普通電競玩家明顯感受到音畫不同步等現象。

日本无码高清视频云游戲的流化時延主要由抓屏、編碼、網絡傳輸、解碼幾部分組成。目前,市面上的云游戲流化時延普遍在50~70ms,支撐720P@30幀的游戲,僅能應對普通休閑玩家,無法滿足電競游戲玩家的需求。

穩定幀間隔是云游戲流暢的關鍵

幀率是游戲玩家十分看重的指標,但是單純的提升幀率是遠遠不夠的。對于云游戲而言,144高幀數下,游戲畫面有時候依然不流暢,這其實是幀間隔不穩定導致的。幀間隔是相鄰兩幀的時間間隔。當某一幀游戲畫面受某些原因遲到就會造成后面的游戲幀堆積,而游戲畫面是實時變化的,排隊積壓之后將導致某些本應需要顯示的畫面被舍棄掉,故而出現卡頓、跳幀現象。

1080P@144幀云游戲在網咖已成功商用,云游戲在家庭的普及條件已經成熟

日本无码高清视频一直以來,網咖為了能夠讓玩家得到最新且優質流暢的游戲體驗,在游戲內容及電腦性能上引領著潮流。順網科技是ChinaJoy的品牌所有方,也是全國網吧管理系統的領導者,對端游游戲行業和用戶行為特征有著深入理解。目前,其在全國23個省的60個城市提供云服務,技術迭代后,面向網吧最高能提供2K@144幀,30M碼率以上的云游戲服務,玩家完全感受不到與本地PC的差異。

日本无码高清视频在網吧云游戲的解決方案中,云端和終端時延被大幅優化。通過與芯片廠商直接合作,抓屏及編碼時延被控制在8ms以下,終端解碼上屏時延小于5ms。在云主機與網吧間通過專線保障網絡指標。

云游戲在網吧中的普及應用,充分驗證了流暢云游戲體驗對相關網絡指標的要求,也為其向家庭推廣帶來了可能。

華為iLab聯合順網在實驗室搭建家庭云游戲系統測試原型,給出家庭云游戲網絡指標

華為iLab基于面向家庭的寬帶網絡,聯合順網科技在實驗室搭建云游戲系統原型,進行多方面測試,并給出了確定性低時延全光網的家庭云游戲目標網絡解決方案。

日本无码高清视频家庭云游戲原型測試組網圖

日本无码高清视频組網:采用千兆家庭寬帶,在云主機與終端間通過網絡損傷儀模擬現網時延、丟包、抖動。

日本无码高清视频軟硬件設施條件:1080P@240Hz顯示器,電競級鍵鼠,M60內容管理服務器、4K終端盒子以及順網云游戲系統。

畫質:50M碼率以上可實現99%以上畫面相似度。根據實測,1080P@144幀的游戲畫面,當碼率設置為30M時,云化后的畫面與原生游戲畫面相似度(SSIM)達到98.5%。當碼率超過50M時,相似度可達99%以上,肉眼基本無法分辨是原生畫面還是云化畫面。

30Mbit碼率游戲畫面清晰,略有色差

時延:網絡傳輸時延RTT需要穩定小于17ms

著名GUI設計先驅Jeff Johnson在《認知與設計 理解UI設計準則(第2版)》中指出,軟件對用戶的動作顯示反饋時間底線是100ms,例如屏幕上的按鈕在被點擊后需要在100ms內顯示,否則用戶就會覺得自己沒點到而再點一次。在游戲行業中,這一數據被公認為玩家操作與畫面的響應時間需要小于100ms。根據實驗室針對本地PC游戲多次驗證,不同游戲響應時間略有不同,一般較好體驗時操控響應時延在40~70ms范圍,以英雄聯盟為例,平均約為70ms。這意味著,留給云游戲流化時延不應超過30ms,與前期電競玩家測試的數據要求相同。

由前面云端抓屏編碼及終端解碼的時延數據可以得出,留給網絡傳輸的雙向往返時延RTT需要穩定小于17ms。

抖動:網絡抖動造成幀間隔劇烈變化,7ms是普通電競玩家的體驗邊界

網絡抖動是造成幀間隔不穩定的根本原因。實驗室驗針對網絡抖動對游戲體驗影響開展了對比測試,發現存在網絡抖動的情況下,幀間隔出現大幅度變化,當連續拖動角色快速移動日本无码高清视频時,畫面跳幀現象十分明顯。此時,平均高達130渲染幀的游戲體驗遠遠不如120幀沒有網絡抖動的游戲流暢。經過實驗室測試,7ms是普通電競玩家的體驗邊界,對于電競選手來說,這一指標將更加苛刻。所以保障網絡0抖動,在穩定的幀間隔基礎上,提升幀率才能真正提升云游戲體驗。

日本无码高清视频144幀游戲在有網絡抖動情況下的幀間隔

確定性低時延全光網的目標網絡使能家庭云游戲優質體驗

基于上述測試數據,華為iLab提出確定性低時延全光網云游戲網絡解決方案。

云游戲確定性低時延全光網絡解決方案

在架構上,推動光電融合、簡化網絡層次。OTN下沉至CO節點,網絡扁平化;基于ODUk硬管道實現全光一跳入云,業務不收斂。引入全光交叉技術,構建立體骨干網,實現全光調度。

日本无码高清视频在轉發上,采用分布式OLT實現業務與交換分離,利用DSCP替代CoS實現網絡分片,為云游戲打造專用承載切片,恒定bit流,全程0抖動,從而提供確定性低時延網絡。

在家庭側,應用智能千兆ONT接入OLT,運用EAI(嵌入式人工智能)算法,智能識別云游戲業務流特征,提供專享通道,定向QoS保障。同時結合雙核芯片、SOC芯片加速,確保游戲畫面流暢0卡頓。

在云游戲的成熟期,面向電競級選手應用的云游戲還需要繼續在云化處理效率和傳輸時延上進一步提升。從體驗和運維角度,穩定的網絡時延將有利于云端針對云游戲進行數據模型學習,當體驗劣化時云端通知網絡進行算法調整或路徑選取,實現云網聯動,進一步改善玩家云游戲體驗。

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