導語 | 隨著云上技術的發展，云游戲理念逐漸步入大眾視野，被認為是未來游戲行業發展的一大趨勢，那么，云游戲到底是什么，它具有哪些新的特性，云游戲系統實作從何入手？本文將就上述問題展開介紹，希望與大家一同交流，文章作者：胡小華，騰訊云云游戲專家工程師
一、云游戲概念
云游戲是一種以云計算、渲染與云傳輸為基礎的游戲實作方式，與傳統游戲區別在于游戲的運行在云端邊緣計算節點上，而非用戶本地終端上，
用戶本地終端通過網路接收云端邊緣計算節點發送的資料進行游戲聲音與畫面的本地呈現，同時用戶將對游戲的操作控制指令發送到云端進行對游戲的控制，
二、云游戲運用場景
云游戲解除了傳統游戲方式中游戲本身對終端設備的系統軟體、硬體等能力要求的限制，可以輕松的在PC、手機、平板等終端進行接入，其應用場景主要如下：
1. 3A大作隨時玩
3A游戲的安裝與運行全部在云端邊緣計算節點中進行，終端只需要實作簡單的網路資料包接受、渲染與互動，并不需要發燒級的硬體配置來支持，普通的一臺能支持高清視頻播放的手機、平板與TV等終端設備就可以玩3A游戲，
2. 端游/手游覆寫
云游戲淡化了端游/手游概念，我們通過虛擬化VM與容器技術，將端游與手游部署運行在云端邊緣節點上，玩家通過我們提供的多終端SDK，就可以通過網頁、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游戲或者手機游戲，
3. 游戲試玩
云游戲的游戲試玩，跳過了傳統游戲的下載、安裝等步驟，玩家直接通過體驗入口進入就可以立即進行游戲的試玩，
4. 多人云游
“獨樂樂不如眾樂樂”，云游戲打破了傳統的多人同屏游戲限制，跨越了空間，在任何地方都可以隨時邀請好友多人一起玩游戲，
5. 游戲助力
游戲通關不過？云游戲提供了游戲助力功能，可以讓你正在玩的游戲，實時授權給其它玩家來操作，替你通關……
6. 云游直播
云游戲支持游戲分享、游戲觀戰，可以將游戲的內容實時直播出去，
三、云游戲系統實作
云游戲除了調度與游戲管理等相關模塊，其底層主要由流化、傳輸、渲染互動三大塊組成，
流化：在云端邊緣計算節點中實作，完成游戲的流化；
傳輸：通過邊緣網路來實作，選擇最短的鏈路打通邊緣節點與終端用戶的網路通道；
渲染互動：在用戶終端中實作，完成對游戲資料流的本地渲染呈現以及互動控制，
其中，流化根據實作方式的不同，可分為視頻流與指令流兩種形態，
1. 視頻流實作
視頻流實作指的是：游戲運行在帶有GPU的邊緣計算節點，將GPU生成的游戲影像轉換為H.264/H265的視頻流以及音頻資料，通過網路傳到終端，同時終端將操作指令如滑鼠，鍵盤，觸控等資料回傳到服務器中，
2. 指令流實作
指令流實作：游戲運行在邊緣計算節點中，通過帶有支持圖形API的虛擬GPU或者軟體圖形庫，復制游戲下發的圖形API，并序列化為指令流，將指令流通過網路傳輸到帶有GPU的終端，由終端運行指令流，并渲染出游戲影像，同時終端將操作指令如滑鼠，鍵盤，觸控等資料回傳到服務器中，
目前，市面上已經對外發布的云游戲方案主要為視頻流方案，下文我們將對基于視頻流的實作做詳細講解，
四、基于視頻流的云游戲技術實作
1. 流化處理
視頻流的流化處理主要是采集游戲音視頻資料編碼為音視頻流，
為了提高處理效率與降低延時，云游戲視頻處理直接從GPU顯存獲取游戲畫面，然后傳到GPU編碼模塊進行編碼輸出，減少了GPU與CPU之間拷貝導致的性能損失；音頻處理直接從聲卡獲取游戲聲音資料進行編碼輸出，具體如下：
（1）視頻流化處理
視頻流化處理：將游戲渲染的畫面，直接從GPU顯存中獲取，然后傳輸到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：從聲卡獲取游戲聲音進行編碼為音頻流，
2. 傳輸處理
云游戲為了降低延時，傳輸采用實時流協議，如：常用的RTP/RTSP/RTC等協議，同時根據當前國內的網路環境，針對云游場景我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，根據網路狀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，解析度，實作在弱網、網路切換以及弱終端的最優體驗，
3. 渲染互動處理
（1）渲染處理
渲染處理：主要實作音視頻資料的解碼與同步渲染輸出，為了提高終端解碼能力，云游戲優先采用開啟系統硬體解碼的方式來進行解碼，同時，為了減低延時，嚴格控制快取buffer，讓視頻畫面盡快輸出，
（2）互動處理
終端互動處理：云游戲支持各種終端輸入設備，完成鍵鼠、Touch，手柄等輸入事件處理，發送到云端邊緣計算節點來來完成對游戲的操控，
四、云游戲當前挑戰
1. 成本
云游戲成本主要源于硬體與流量，如何提高單臺機器的最高并發數、如何提升編碼壓縮比來降低帶寬成本？是當前云游優化的兩個主要方向，
針對這兩個問題，騰訊云游戲給出了云游虛擬化的解決方案，主要實作CPU/GPU虛擬化，將資源利用最大化；針對不同的游戲場景，虛擬出不同的虛擬機類似，細分資源粒度，盡量將成本做到最低，
例如：vGPU根據不同的游戲場景，具體劃分如下:
2. 延時
云游戲的延時在整個鏈路上由如下幾個部分組成：
云游戲相對于本地游戲，額外增加的延時主要來自于輸入、網路傳輸、編碼、解碼，終端渲染幾個部分，
我們通過對整體鏈路的優化，將總延時控制在了50ms以內，保證一個好的游戲體驗，
3. 運維
云游戲運維主要包含邊緣節點管理，游戲管理，游戲自動更新，賬戶管理，游戲安全管理等作業，
云游戲需要維護大量的邊緣計算節點，大量的游戲，而且游戲一般都比較大且更新頻繁，需要及時處理游戲自動更新分發同步等問題，
五、云游戲未來展望
云游戲隨著基礎實施能力提升，云計算與5G技術融合，讓云游戲的質量、操作流暢性等都獲得大幅提升，游戲延時也在玩家可以接受的范圍內，
隨著入局的企業越來越多，整體產業生態越來越完善，未來2~3年會有一個比較大的突破，同時，新的互動方式和游戲型別也會將在接下來的幾年陸續出現，云游戲會從一個細分市場，逐漸走進每一個玩家的生活，
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