5G高新视频-云游戏技术白皮书（2020）_36页_1mb

5G 高新视频—云游戏技术白皮书（2020）总结

核心内容概述

《5G高新视频—云游戏技术白皮书（2020）》由国家广播电视总局科技司组织编制，旨在推动云游戏在5G环境下的发展。白皮书系统阐述了云游戏的概念、技术架构、发展现状、关键技术、端到端解决方案及应用案例，为广电行业及相关企业开展云游戏业务提供了指导。

主要观点

• 云游戏定义与优势：云游戏是一种基于云计算的游戏方式，游戏在云端运行并实时传输至终端设备，无需用户下载和安装游戏，降低了终端硬件要求，提升了游戏体验。
• 云游戏的分类与特征：
  • 分类：包括角色扮演、休闲、动作、射击、节奏音游等类型。
  • 特征：
    • 降低终端硬件配置要求；
    • 提升对云服务器性能和传输网络的要求；
    • 有利于简化内容审批和监管流程。
• 5G与云游戏的关系：5G技术的三大特征（eMBB、mMTC、uRLLC）为云游戏的发展提供了必要的网络支持，尤其在低时延和大带宽方面。
• 云游戏发展现状：
  • 国际：索尼、微软、谷歌、英伟达等公司已推出云游戏平台，技术相对成熟。
  • 国内：华为、腾讯、百度、小米、视博云等企业已布局云游戏，但仍处于起步阶段，存在技术、内容、成本等挑战。
• 云游戏的关键技术：
  • 云计算：支持多终端、高弹性、高可用性。
  • GPU：提供高性能图形处理能力，支持虚拟化运行。
  • 5G：提供高速网络支持，是云游戏发展的关键基础设施。
  • 边缘计算：减少传输时延，提升用户体验。
  • 视频编解码：需兼顾压缩率与解码延迟，支持多种分辨率与码率。
• 云游戏端到端解决方案：
  • 包括云端服务系统、传输网络、终端系统、安全与管理模块。
  • 云端服务系统涵盖流化能力、应用交付、业务服务等核心模块。
  • 传输网络需满足不同分辨率下的带宽要求，降低端到端时延。
  • 终端系统需具备视频解码、显示、交互能力，并支持多种操作系统。
  • 安全与管理包括系统安全、未成年人防沉迷、版权保护与隐私保护。

关键信息

• 云游戏技术架构：由云端服务系统、传输网络、终端系统三部分组成，各部分协同工作以实现无缝的游戏体验。
• 技术挑战：
  • 网络依赖：需依赖5G基础设施建设，目前仍处于初级阶段。
  • 内容驱动：需要高质量游戏内容支持，目前国内市场存在同质化严重、创新不足等问题。
  • 成本与盈利模式：云游戏运营成本较高，需通过订阅制与游戏内付费实现盈利。
  • 行业标准缺失：尚未形成统一的行业标准，需持续探索与完善。
• 云游戏的前景：
  • 云游戏将推动广播电视行业转型升级，构建5G视频新生态。
  • 5G与边缘计算的结合将为云游戏带来更高质量、更便捷的用户体验。
  • 云游戏将促进VR/AR游戏发展，推动新游戏形态的出现。

应用案例

• 华为云游戏：支持多种分辨率与帧率，提供一键接入体验，已与网易等游戏公司合作，实现游戏内容云化。
• 腾讯云游戏Tencent GameMatrix：支持ARM与X86架构，提供高稳定、低延迟的云游戏服务，已与各大运营商合作。
• 百度智能云云游戏平台：基于自研ARM服务器，提供高兼容性与多平台支持，支持多种音视频编码格式。
• 视博云：打造了完整的云游戏解决方案，支持Windows与Android游戏，已与多个省市广电达成合作。
• 小米云游戏：依托小米硬件生态，提供从1080P/60FPS到720P/30FPS的多种游戏体验，支持低延迟操作。

未来展望

云游戏将在5G技术的推动下迎来快速发展，成为未来游戏的新形态。广电行业将发挥其内容与传播优势，推动云游戏生态构建，提升用户体验，促进行业创新与转型。

参考文献

• Ojala, Arto, Tyrvainen, Pasi. Developing Cloud Business Models: A Case Study on Cloud Gaming. IEEE Software, 2011.
• Shea, R., Liu, et al. Cloud gaming: architecture and performance. IEEE Network, 2013.
• Zhang, C., Guan, H., Yao, J., et al. vGASA: Adaptive Scheduling Algorithm of Virtualized GPU Resource in Cloud Gaming. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 2014.
• Hamed Ahmadi, Saman Zad Tootaghaj, Mahmoud Reza Hashemi, et al. A game attention model for efficient bit rate allocation in cloud gaming. Multimedia systems, 2014.
• Yuen, C., Chuah, S. -P., Cheung, N. -M.. Cloud gaming: a green solution to massive multiplayer online games. IEEE wireless communications, 2014.
• Yulin Yao, Victor Chang. Cloud Gaming Virtual Community: A Case Study in China. International journal of organizational and collective intelligence, 2015.
• Cai, Wei, Shea, Ryan, Huang, Chun-Ying, et al. The Future of Cloud Gaming. Proceedings of the IEEE, 2016.
• Jiang, Cihang, Zhang, Youhui, Qu, Peng, et al. A Cloud Gaming System Based on User-Level Virtualization and Its Resource Scheduling. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 2016.
• Nan, Xiaoming, Li, Shipeng, Guo, Baining, et al. Delay - Rate - Distortion Optimization for Cloud Gaming With Hybrid Streaming. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 2017.
• Li, Meng, Si, Pengbo, Zhang, Qian, et al. Energy-Efficient Mobile Cloud Gaming System Based on Stackelberg Game in Wireless Mobile Networks. Ad-hoc & sensor wireless networks, 2017.
• 从积淀到爆发: 云游戏的昨天今天明天——记中国广电云游戏平台落地一周年. 中国数字电视, 2013.
• 韩智培. 云游戏: 一个基于云计算平台的新型产业. 信息与电脑, 2017.
• 戴加伟, 白光伟, 沈航等. GPU 虚拟化环境下云游戏性能分析. 小型微型计算机系统, 2018.
• 云游戏或为未来游戏新形态. 发明与创新·大科技, 2019.