概念火熱下的雲遊戲，究竟有着怎樣的技術內涵？

1、雲遊戲概念

雲遊戲是一種以雲計算、渲染與雲傳輸爲基礎的遊戲實現方式，與傳統遊戲區別在於遊戲的運行在雲端邊緣計算節點上，而非用戶本地終端上。
用戶本地終端經過網絡接收雲端邊緣計算節點發送的數據進行遊戲聲音與畫面的本地呈現，同時用戶將對遊戲的操做控制指令發送到雲端進行對遊戲的控制。

2、雲遊戲運用場景

雲遊戲解除了傳統遊戲方式中游戲自己對終端設備的系統軟件、硬件等能力要求的限制，能夠輕鬆的在PC、手機、平板等終端進行接入，其應用場景主要以下：

1. 3A大做隨時玩
3A遊戲的安裝與運行所有在雲端邊緣計算節點中進行，終端只須要實現簡單的網絡數據包接受、渲染與交互，並不須要發燒級的硬件配置來支持，普通的一臺能支持高清視頻播放的手機、平板與TV等終端設備就能夠玩3A遊戲。
2. 端遊/手遊覆蓋
雲遊戲淡化了端遊/手遊概念，咱們經過虛擬化VM與容器技術，將端遊與手遊部署運行在雲端邊緣節點上，玩家經過咱們提供的多終端SDK，就能夠經過網頁、客戶端app等接入方式，在手機、平板、電視等任何支撐的終端上玩PC遊戲或者手機遊戲。
3. 遊戲試玩
雲遊戲的遊戲試玩，跳過了傳統遊戲的下載、安裝等步驟，玩家直接經過體驗入口進入就能夠當即進行遊戲的試玩。
4. 多人云遊

「獨樂樂不如衆樂樂」，雲遊戲打破了傳統的多人同屏遊戲限制，跨越了空間，在任何地方均可以隨時邀請好友多人一塊兒玩遊戲。
5. 遊戲助力

• 
  

遊戲通關不過？雲遊戲提供了遊戲助力功能，可讓你正在玩的遊戲，實時受權給其它玩家來操做，替你通關……
6. 雲遊直播
雲遊戲支持遊戲分享、遊戲觀戰，能夠將遊戲的內容實時直播出去。

3、雲遊戲系統實現

雲遊戲除了調度與遊戲管理等相關模塊，其底層主要由流化、傳輸、渲染交互三大塊組成。

• 流化：在雲端邊緣計算節點中實現，完成遊戲的流化；

• 傳輸：經過邊緣網絡來實現，選擇最短的鏈路打通邊緣節點與終端用戶的網絡通道；

• 渲染交互：在用戶終端中實現，完成對遊戲數據流的本地渲染呈現以及交互控制。

其中，流化根據實現方式的不一樣，可分爲視頻流與指令流兩種形態。

1. 視頻流實現

視頻流實現指的是：遊戲運行在帶有GPU的邊緣計算節點，將GPU生成的遊戲圖像轉換爲H.264/H265的視頻流以及音頻數據，經過網絡傳到終端。同時終端將操做指令如鼠標，鍵盤，觸控等數據回傳到服務器中。

2. 指令流實現

指令流實現：遊戲運行在邊緣計算節點中，經過帶有支持圖形API的虛擬GPU或者軟件圖形庫，複製遊戲下發的圖形API，並序列化爲指令流，將指令流經過網絡傳輸到帶有GPU的終端，由終端運行指令流，並渲染出遊戲圖像。同時終端將操做指令如鼠標，鍵盤，觸控等數據回傳到服務器中。
目前，市面上已經對外發布的雲遊戲方案主要爲視頻流方案，下文咱們將對基於視頻流的實現作詳細講解。

4、基於視頻流的雲遊戲技術實現

1. 流化處理

視頻流的流化處理主要是採集遊戲音視頻數據編碼爲音視頻流。
爲了提升處理效率與下降延時，雲遊戲視頻處理直接從GPU顯存獲取遊戲畫面，而後傳到GPU編碼模塊進行編碼輸出，減小了GPU與CPU之間拷貝致使的性能損失；音頻處理直接從聲卡獲取遊戲聲音數據進行編碼輸出，具體以下：
（1）視頻流化處理

視頻流化處理：將遊戲渲染的畫面，直接從GPU顯存中獲取，而後傳輸到GPU 編碼模塊進行編碼輸出視頻流。
（2）音頻流化處理

音頻流化處理：從聲卡獲取遊戲聲音進行編碼爲音頻流。

2. 傳輸處理

雲遊戲爲了下降延時，傳輸採用實時流協議，如：經常使用的RTP/RTSP/RTC等協議，同時根據當前國內的網絡環境，針對雲遊場景咱們進行了專門的自適應抗抖動優化。

傳輸自適應抗抖動處理，根據網絡情況與終端渲染播放能力進行綜合判斷，自動調整視頻流的碼率、幀率，分辨率，實如今弱網、網絡切換以及弱終端的最優體驗。

3. 渲染交互處理

（1）渲染處理

渲染處理：主要實現音視頻數據的解碼與同步渲染輸出，爲了提升終端解碼能力，雲遊戲優先採用開啓系統硬件解碼的方式來進行解碼。同時，爲了減低延時，嚴格控制緩存buffer，讓視頻畫面儘快輸出。
（2）交互處理

終端交互處理：雲遊戲支持各類終端輸入設備，完成鍵鼠、Touch，手柄等輸入事件處理，發送到雲端邊緣計算節點來來完成對遊戲的操控。

4、雲遊戲當前挑戰

1. 成本

雲遊戲成本主要源於硬件與流量，如何提升單臺機器的最高併發數、如何提高編碼壓縮比來下降帶寬成本？是當前雲遊優化的兩個主要方向。
針對這兩個問題，騰訊雲遊戲給出了雲遊虛擬化的解決方案，主要實現CPU/GPU虛擬化，將資源利用最大化；針對不一樣的遊戲場景，虛擬出不一樣的虛擬機相似，細分資源粒度，儘可能將成本作到最低。
例如：vGPU根據不一樣的遊戲場景，具體劃分以下:

2. 延時

雲遊戲的延時在整個鏈路上由以下幾個部分組成：

雲遊戲相對於本地遊戲，額外增長的延時主要來自於輸入、網絡傳輸、編碼、解碼，終端渲染幾個部分。
咱們經過對總體鏈路的優化，將總延時控制在了50ms之內，保證一個好的遊戲體驗。

3. 運維

雲遊戲運維主要包含邊緣節點管理，遊戲管理，遊戲自動更新，帳戶管理，遊戲安全管理等工做。
雲遊戲須要維護大量的邊緣計算節點，大量的遊戲，並且遊戲通常都比較大且更新頻繁，須要及時處理遊戲自動更新分發同步等問題。

5、雲遊戲將來展望

     

雲遊戲隨着基礎實施能力提高，雲計算與5G技術融合，讓雲遊戲的質量、操做流暢性等都得到大幅提高，遊戲延時也在玩家能夠接受的範圍內。
隨着入局的企業愈來愈多，總體產業生態愈來愈完善，將來2~3年會有一個比較大的突破。同時，新的交互方式和遊戲類型也會將在接下來的幾年陸續出現，雲遊戲會從一個細分市場，逐漸走進每個玩家的生活。