谷歌工程師詳細(xì)介紹了Stadia難以察覺(jué)延遲背后的流媒體技術(shù)

Google剛剛結(jié)束其年度開(kāi)發(fā)者活動(dòng)Google I / O的第一天，該活動(dòng)曾短暫觸及Google Stadia背后的技術(shù)。雖然在為期三天的活動(dòng)中只花了一個(gè)小時(shí)，但在此期間，谷歌的一些高級(jí)員工走上舞臺(tái)，概述了該公司如何將延遲降低到不可思議的水平，并構(gòu)建一個(gè)強(qiáng)大的流媒體來(lái)搭載本地游戲PC。

隨著谷歌在云游戲領(lǐng)域取得重大進(jìn)展，每個(gè)人的問(wèn)題都在于，這種體驗(yàn)是否值得或者直接與本地硬件相媲美。為了說(shuō)服開(kāi)發(fā)者Stadia是即將到來(lái)的游戲的地方，Google的兩位首席工程師Rob McCool和Guru Somadder以及項(xiàng)目經(jīng)理Khaled Abdel Rahman詳細(xì)闡述了該平臺(tái)的技術(shù)基礎(chǔ)。

而且似乎自從流媒體平臺(tái)在GDC宣布以來(lái)，谷歌希望清除一些關(guān)于流媒體延遲的觀念，這可能是，也可能不是。最值得注意的是，數(shù)據(jù)中心在整個(gè)等式中增加了多少延遲。

“從數(shù)據(jù)中心接收到的數(shù)據(jù)包到達(dá)你的時(shí)間比用大腦命令到達(dá)你手指需要的時(shí)間要短，”Somadder說(shuō)。

但谷歌很快指出，以光速傳播的數(shù)據(jù)本身并不是一個(gè)問(wèn)題，因此轉(zhuǎn)移和處理數(shù)據(jù)包所花費(fèi)的額外時(shí)間會(huì)增加游戲玩家的體驗(yàn)延遲。

根據(jù)谷歌的說(shuō)法，游戲流媒體的成功歸功于能夠最大限度地減少延遲的編解碼器，編碼器和解碼器 - 以及無(wú)情地在質(zhì)量和延遲之間取得正確的平衡。畢竟，游戲玩家不需要僅接收數(shù)據(jù)，而是將其快速傳回服務(wù)器以響應(yīng)玩家的行為。

“流光是一種專(zhuān)為游戲流而設(shè)計(jì)的傳送引擎，”McCool說(shuō)。“這是一個(gè)與游戲同時(shí)運(yùn)行的程序。它從客戶(hù)端以及Google的內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)獲取信息，并實(shí)時(shí)決定如何最大限度地提高質(zhì)量，同時(shí)保持潛伏期不易察覺(jué)。

“沒(méi)有一個(gè)優(yōu)化可以制作完美的云游戲流媒體技術(shù)。它總是在平衡一系列的權(quán)衡。因此，如果你改進(jìn)了一件事，通常會(huì)以犧牲另一件事為代價(jià)。所以解決方案不是一個(gè)優(yōu)雅的算法，你可以用幾行希臘符號(hào)來(lái)描述，也許從中得到一個(gè)碩士論文，它看起來(lái)非常不同。“

數(shù)據(jù)必須通過(guò)許多步驟才能到達(dá)您的家中，而Google認(rèn)為需要更改此數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)墓逃蟹绞揭缘钟彌_。因此，它在Stadia的瓶頸帶寬和往返傳播時(shí)間(或簡(jiǎn)單的BBR)擁塞控制算法上采用了自己的游戲優(yōu)化扭曲。

這是谷歌自己的寶貝，據(jù)報(bào)道“非常接近”Google Stadia的需求。BBR是一種算法，它試圖在發(fā)生之前減少擁塞和數(shù)據(jù)包丟失 - 特別是在通常被稱(chēng)為“blufferbloat”的最后一英里。那就是當(dāng)所有重要數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包堆得太深，堵塞緩沖區(qū)，最終造成不必要的大量隊(duì)列時(shí)。單獨(dú)排隊(duì)通常是游戲流的死刑。

“因此，在接收方，我們使用瑞典團(tuán)隊(duì)提供的WebRTC擴(kuò)展來(lái)禁用緩沖并在它們到達(dá)時(shí)立即顯示。對(duì)于我們的應(yīng)用，控制擁塞以保持緩沖盡可能低是至關(guān)重要的。“

通過(guò)優(yōu)化的BBR算法和逐幀反饋循環(huán)，Google可以避免與視頻流和滯后網(wǎng)絡(luò)流媒體服務(wù)相關(guān)的一些陷阱。

“控制器不斷根據(jù)從接收設(shè)備到達(dá)的每個(gè)數(shù)據(jù)包反饋信號(hào)調(diào)整目標(biāo)比特率，”McCool繼續(xù)說(shuō)道。“控制器使用各種濾波器，模型和其他工具，然后將它們合成為可用帶寬模型，并為視頻編碼器選擇目標(biāo)比特率。

“Google經(jīng)驗(yàn)豐富，設(shè)計(jì)算法可以對(duì)極其復(fù)雜的情況和代碼進(jìn)行建模，并且以毫秒級(jí)延遲進(jìn)行大規(guī)模工作，這使我們處于為玩家提供這種體驗(yàn)的理想位置。我們以毫秒(有時(shí)甚至微秒)的水平進(jìn)行調(diào)整，并及時(shí)做出明智的選擇，以確保延遲時(shí)間不易察覺(jué)，同時(shí)最大限度地提高質(zhì)量。我們?nèi)诤狭嗽S多不同的信號(hào)模型，反饋，主動(dòng)學(xué)習(xí)，傳感器和緊密的反饋回路，以產(chǎn)生精確調(diào)整的體驗(yàn)。“

谷歌也堅(jiān)持采用最新的編解碼器，包括VP9和AV1，它希望整體改進(jìn)游戲流，從而減少網(wǎng)絡(luò)需求并提高質(zhì)量。

為了吸引越來(lái)越多的野生開(kāi)發(fā)者加入這項(xiàng)服務(wù)，Stadia還將實(shí)施一個(gè)開(kāi)發(fā)友好的“Playability Toolkit”。這套API允許開(kāi)發(fā)人員逐幀修改和跟蹤編碼器，實(shí)時(shí)指標(biāo)，設(shè)備信息和延遲跟蹤。

雖然我們對(duì)Google Stadia的商業(yè)模式仍有很多疑問(wèn)，但谷歌I / O談話已經(jīng)略微闡明了??谷歌打算如何利用其巨大的權(quán)重和全球網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)治來(lái)滿(mǎn)足玩家的云游戲服務(wù)需求。

如果談話只是幾個(gè)小時(shí)，那么我們可能會(huì)有更多我們渴望的答案。我肯定知道游戲PC硬件的未來(lái)是否真的處于危險(xiǎn)之中。