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CLOUD GAMING: una introducción
Jose Javier García Aranda
1
28 Abril 2016
¿Qué es esto?
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Agenda
1| Introducción : concepto y tipos
6| futuro y cuestiones abiertas
5| Estado del arte de la tecnología: problemas y...
1| Introducción
Pasatiempo
Juega a varios juegos a la vez, pero
poco tiempo a cada uno
No compra HW especial
No compra vid...
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1| Introducción
1| Introducción
cloud gaming concept
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4 5 6Video Encoding
network
Video Decoding
Game server 1
Game
logic
rendering enc...
1| Introducción
RR: remote rendering
LR: local rendering
CRA: cognitive resource allocation
Tipos de cloud gaming
1| Introducción
Retos de cloud gaming
 Afectación de la jugabilidad por problemas de latencia ( de red+ codificación)
 P...
1| Introducción
“Siempre va a tomar algo de tiempo transmitir información, y dado el
nivel actual de tecnología en Interne...
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1| Introducción
streamer
game
game
game
Admin console
Game catalog
database
Game portal
Ingest
New games
playerbrowser
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1| Introducción
Admin console
Agenda
1| Introducción : concepto y tipos
6| futuro y cuestiones abiertas
5| Estado del arte de la tecnología: problemas y...
2| Negocio potencial
2014 2015
facturación 81.000 M 91.000 M
jugadores 1700 M 1900 M
Facturación mundial en millones de dó...
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2| Negocio potencial
2| Negocio potencial
Los analistas de TechNavio pronostican que el mercado global de cloud gaming crecerá a
una tasa compu...
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2| Negocio potencial
España se diferencia de las cifras a
nivel mundial en el porcentaje de
juegos de PC y consola, sie...
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2| Negocio potencial
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2| Negocio potencial
Beta testers: las compañías desarrolladoras de videojuegos podrían deslocalizar sus
betatesters si...
Agenda
1| Introducción : concepto y tipos
6| futuro y cuestiones abiertas
5| Estado del arte de la tecnología: problemas y...
3| Historia
1997
nace quake (FPS) online
2000
G-Cluster (empresa finlandesa) presenta la primera
implementación de la tecn...
3| Historia
2004
softbank (japonesa) compra g-
cluster. Tecnología propia (con
miniconsola)
2005
2007
nace ubitus en taiwa...
3| Historia
2008
2009
nace OTOY (compañía de rendering) en USA.
Actualmente se definen como cloud graphics
company. Aliado...
3| Historia
2011
Gcloud empieza a ofrecer cloud gaming sobre LTE en japon
con NTT docomo y plataforma de ubitus (gcloud pe...
3| Historia
2012
2012
Nvidia saca Nvidia geforce grid:
tecnología para operadores ( ellos
no dan el servicio). Pronto
“pla...
3| Historia
2012
una compañía japonesa
(coreonline perteneciente a
square enix) anuncia su servicio
cloud gaming
2012
play...
3| Historia
2013
nace gaminganywhere (open source cloud gaming
system)
2013
2013
nace playgiga (compañía española de cloud...
3| Historia
sony saca playstation now. Un servicio de cloud gaming
para jugar a juegos de consolas obsoletas. En realidad ...
3| Historia
sony compra onlive y a continuación la cierra. Sony has
purchased 140 cloud gaming patents and other technolog...
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3| Historia
Utilizado en pruebas para el proyecto de innovacion
“SmartStream” conjuntamente ALU y UPM, fruto del cual
n...
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3| Historia
Ciinow: marzo 2012 en Telefónica
Ese mismo año también se hizo un piloto con
Orange España, usando LTE y re...
Agenda
1| Introducción : concepto y tipos
6| futuro y cuestiones abiertas
5| Estado del arte de la tecnología: problemas y...
4| Jugabilidad (Gameplay)
Gameplay is the specific way in which players interact with a game, and in particular
with video...
4| Jugabilidad (Gameplay)
Mundo abiertoMundo cerrado
Shoot ‘em up
plataformas
RPG (role playing game)
MMORPG (Massive
Mult...
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4| Jugabilidad (Gameplay)
Es un término ambiguo con muchas definiciones según cada autor y tambien se solapa
con “playa...
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capacidad que tiene el videojuego en cuestión de hacernos disfrutar de su experiencia
interactiva; esto afectaría a las...
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4| Jugabilidad (Gameplay)
Los parámetros se afectan unos a otros. Una mejora en un atributo puede implicar una mejora
e...
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4| Jugabilidad (Gameplay)
Ejemplos de métricas asociadas a atributos
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4| Jugabilidad (Gameplay)
Ejemplos de “superficie
de experiencia” en dos
videojuegos diferentes
Evaluación (superficie ...
4| Jugabilidad (Gameplay)
Los atributos se afectan unos a otros y están ligados entre si . Cada atributo puede tener varia...
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4| Jugabilidad (Gameplay)
impacto del cloud gaming en el gameplay
Parametros técnicos limitados
por cloud gaming
Atribu...
4| Jugabilidad (Gameplay)
impacto de la reducción de fps y calidad en cloud gaming en el
gameplay
Mas fps implican mas rec...
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4| Jugabilidad (Gameplay)
impacto de la reduccion de fps y calidad en cloud gaming en el
gameplay : satisfacción, emoci...
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4| Jugabilidad (Gameplay)
impacto de la reduccion de fps y calidad en cloud gaming en el
gameplay : satisfacción, emoci...
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4| Jugabilidad (Gameplay)
QUESTION 1
Have you noticed loss on graphics
quality with respect to PC or
console?
QUESTION ...
Agenda
1| Introducción : concepto y tipos
6| futuro y cuestiones abiertas
5| Estado del arte de la tecnología: problemas y...
5| estado del arte: problemáticas
Tabla resumen de Problemas y soluciones parciales
problema Solución parcial comentario
C...
5| estado del arte: problema calidad de red
Caracterización del tráfico de vídeo interactivo (capturas wireshark)
Conclusi...
Caracterización del tráfico de vídeo interactivo
Dirt 2
Defense Grid Gold
(Estrategia 3D)
5| estado del arte: problema cal...
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Private Network
(IPTV)
Internet
Content provider
Contents & applications
Operator
Contents & applications
QoS
. . .
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5| estado del arte: soluciones: Q4S + N-QoS
Q4S: measurement of quality
latency jitter bandwidth packetloss
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5| estado del arte: soluciones: Q4S + N-QoS
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Demo Lab environment
latency
packetloss
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30 ms encoding
High-end PC
End-user laptop
Q4S
Q4S
Network-Emulator
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Q4S: un protocolo para medir calidad en tiempo real . La idea es solicitar al operador mas
calidad solo cuando sea nece...
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Para calcular la latencia de codificación/decodificación de Streammygame
añadimos como “juego” un reloj y hacemos una f...
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Huyes, pero no huyes realmente hasta
130ms +80ms =210ms después de que te
disparasen
80ms
El disparo sale realmente 20
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5| estado del arte: problema latencia codificación
Codificación de video: etapas
Calculo
vectores
streamingInfo diferen...
5| estado del arte: soluciones : OTOY codec
Solucion propietaria
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(Información
sensorial)
(Información
perceptuall)
5| estado del arte: soluciones :LHE
Ejemplo de asignación de hops y r...
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Los valores que se alegran del brillo
medio “local” se interpretan con menos
precisión, ya sea por exceso (izquierda)
o...
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•Estrictamente lineal O(N)
•Bit-rate no elegible
5| estado del arte: soluciones :LHE
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5| estado del arte: soluciones :LHE
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5| estado del arte: soluciones :LHE
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No hay efecto de bloques en LHE porque los
bloques comparten los PPP en las esquinas y
no hay saltos de resolución
No h...
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5| estado del arte: soluciones :LHE
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LHE
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Downsampling
Differential
Frame info
2nd
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5| estado del arte: soluciones: motores “especiales”
Un motor que envia información al video encoder sobre el movimiento d...
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5| estado del arte: problema inmediatez
Por debajo de 60ms de red, considerando 40ms de encoding, es molesto
5| estado del arte: soluciones: ejecución especulativa
“Ejecución especulativa” o mecanismos de “compensación de latencia”...
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5| estado del arte: problema pérdida paquetes
Reajuste de bitrate: normalmente es posible
Solicitud de N-QoS al opera...
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5| estado del arte: problema pérdida paquetes
12 20 30 fps
Bitrate
Resolution
Como manejar las 3 dimensiones
maximizand...
5| estado del arte: soluciones adaptar resolución vs
bitrate
Reducción de bitrate: 0.1bpp
Reducción de resolución
(menos b...
Agenda
1| Introducción : concepto y tipos
6| futuro y cuestiones abiertas
5| Estado del arte de la tecnología: problemas y...
5| futuro y cuestiones abiertas
Q4S + A-QoS + N-QoS + LHE
Usando gaming anywhere
Google Cloud Platform synchronizes
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5| futuro y cuestiones abiertas
•Información negocio
•Asociacion española de videojuegos http://www.aevi.org.es/
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Cloud Gaming

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Charla sobre Cloud Gaming en la ETSIT-UPM

José Javier García Aranda de Nokia nos acerca a la historia y evolución del Cloud Gaming, a sus modelos de negocio y a las dificultades técnicas que han imposibilitado el despliegue de estos servicios.

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  1. 1. CLOUD GAMING: una introducción Jose Javier García Aranda 1 28 Abril 2016
  2. 2. ¿Qué es esto? 2
  3. 3. Agenda 1| Introducción : concepto y tipos 6| futuro y cuestiones abiertas 5| Estado del arte de la tecnología: problemas y soluciones Cloud gaming 3 4| Jugabilidad (Gameplay): la QoE del gaming 2| negocio potencial 3| Historia e iniciativas comerciales
  4. 4. 1| Introducción Pasatiempo Juega a varios juegos a la vez, pero poco tiempo a cada uno No compra HW especial No compra videojuegos o si compra invierte muy poco >1h al dia Busca mejorar No es solo un pasatiempo, es mas un reto, una aventura A veces participan en campeonatos Compra periféricos específicos (teclado especial, ratón especial, etc) ¿Cómo te defines? hard casual
  5. 5. 5 1| Introducción
  6. 6. 1| Introducción cloud gaming concept 2 3 4 5 6Video Encoding network Video Decoding Game server 1 Game logic rendering encoding streaming decoding
  7. 7. 1| Introducción RR: remote rendering LR: local rendering CRA: cognitive resource allocation Tipos de cloud gaming
  8. 8. 1| Introducción Retos de cloud gaming  Afectación de la jugabilidad por problemas de latencia ( de red+ codificación)  Pérdida de paquetes  Diferencia de latencia el multijugador (también en online gaming)  Escalabilidad, sobre todo si se descentraliza el servicio  Elevación del consumo de ancho de banda
  9. 9. 1| Introducción “Siempre va a tomar algo de tiempo transmitir información, y dado el nivel actual de tecnología en Internet, hay una cantidad de latencia durante el proceso de enviar y recibir datos, por lo que me parece extraño que haya gente que afirme que el ‘cloud gaming’ es el futuro de los videojuegos”. (www.revistacloudcomputing.com) Por supuesto, hay algunos juegos en los que este retardo no afecta a la jugabilidad y en los que este sistema podría tener sentido. Sin embargo, en algunos géneros, como en los títulos de acción, el tiempo de reacción es crítico y el ‘frame rate’ es determinante para que los movimientos sean fluidos. Con esto quiero decir que hay cierto tipo de juegos que pueden jugarse desde Internet y otros que no·
  10. 10. 10 1| Introducción streamer game game game Admin console Game catalog database Game portal Ingest New games playerbrowser users Controller agent users Game saved sessions statistics statistics Install game Start game publish Arquitectura launch
  11. 11. 11 1| Introducción Admin console
  12. 12. Agenda 1| Introducción : concepto y tipos 6| futuro y cuestiones abiertas 5| Estado del arte de la tecnología: problemas y soluciones Cloud gaming 12 4| Jugabilidad (Gameplay): la QoE del gaming 2| negocio potencial 3| Historia e iniciativas comerciales
  13. 13. 2| Negocio potencial 2014 2015 facturación 81.000 M 91.000 M jugadores 1700 M 1900 M Facturación mundial en millones de dólares Un tercio de la población mundial? Juegos ordenador Juegos para Consolas sobremesa Juegos para Consolas portátiles Resto (tablets y móviles) 40% 29% 4% 27%
  14. 14. 14 2| Negocio potencial
  15. 15. 2| Negocio potencial Los analistas de TechNavio pronostican que el mercado global de cloud gaming crecerá a una tasa compuesta anual del 23,36% durante el periodo 2014-2019. En España: • En 2009 se facturó mas de 638 millones de euros en juegos y 562 en consolas • En 2014. se facturó 996 millones de euros, lo que supone un aumento del consumo del 6,8 % respecto al 2013. (fuente: Asociación Española de Videojuegos (AEVI) • En 2015 ha superado los 1000 millones de euros (AEVI) Se mantienen en 2015
  16. 16. 16 2| Negocio potencial España se diferencia de las cifras a nivel mundial en el porcentaje de juegos de PC y consola, siendo mucho mas predominante la consola
  17. 17. 17 2| Negocio potencial
  18. 18. 18 2| Negocio potencial Beta testers: las compañías desarrolladoras de videojuegos podrían deslocalizar sus betatesters sin temor a la piratería, gracias al cloud gaming, abriéndose a internet un mercado laboral interesante Real-life games: conducir online un coche real, en un escenario real. Solo posible con tecnologia cloud gaming Reducción de riesgo en desarrollos sw: en lugar de invertir varios millones en 2 años para sacar un nuevo título, programar una primera fase y ponerla en modalidad cloud. En función del éxito se podría seguir invirtiendo. Esto permitiría a pequeños estudios de videojuegos comenzar a ser sus propios publishers proyecto “Racing drones”
  19. 19. Agenda 1| Introducción : concepto y tipos 6| futuro y cuestiones abiertas 5| Estado del arte de la tecnología: problemas y soluciones Cloud gaming 19 4| Jugabilidad (Gameplay): la QoE del gaming 2| negocio potencial 3| Historia e iniciativas comerciales
  20. 20. 3| Historia 1997 nace quake (FPS) online 2000 G-Cluster (empresa finlandesa) presenta la primera implementación de la tecnología de juego en la nube en la Electronic Entertainment Expo (E3). G-cluster se funda en 2000 aunque es comprada por una compañía japonesa (softbank) en 2004 2003 Amazon aws aparece auque aun no para cloud gaming, solo para cloud. Con el tiempo proporcionará una AMI especial para cloud gaming 1996 Duke nukem FPS online, primer juego con “ejecución especulativa” para compensar latencia
  21. 21. 3| Historia 2004 softbank (japonesa) compra g- cluster. Tecnología propia (con miniconsola) 2005 2007 nace ubitus en taiwan, aunque poco a poco abre oficinas en mas países, incluida USA (en california). Tecnología de servidores online gaming se hace muy popular WoW, etc (12 millones usuarios) 2007 nace streammygame (software para cloud gaming privado)
  22. 22. 3| Historia 2008 2009 nace OTOY (compañía de rendering) en USA. Actualmente se definen como cloud graphics company. Aliados con amazon. Tienen un codec propio para cloud gaming llamado ORBX2 nace gaikai (americana), aunque de momento no ofrece servicios 2010 SFR lanza cloud gaming en su red IPTV (no internet)- EUROPA 2010 onlive empieza a operar en USA. Tienen su propia miniconsola, similar a g-cluster
  23. 23. 3| Historia 2011 Gcloud empieza a ofrecer cloud gaming sobre LTE en japon con NTT docomo y plataforma de ubitus (gcloud pertenece a ubitus) 2011 gaikai (empresa de california) comienza a ofrecer su servicio de cloud gaming para demos de juegos 2011 Nace Q4S, un protocolo de medida de calidad en tiempo real con vocación de servir de herramienta en cloud gaming
  24. 24. 3| Historia 2012 2012 Nvidia saca Nvidia geforce grid: tecnología para operadores ( ellos no dan el servicio). Pronto “playcast” comenzará a usarlo Sony compra gaikai por 380 millones. Pronto se convertirá en el servicio de cloud gaming de SONY bajo el nombre PS now 2012 big fish (americana- seattle) saca su servicio de cloud gaming de casual games 2012 onlive empieza a resquebrajase pero consigue nuevos inversores
  25. 25. 3| Historia 2012 una compañía japonesa (coreonline perteneciente a square enix) anuncia su servicio cloud gaming 2012 playcast (Israel) anunca su servicio cloud gaming con tecnología nvidia 2012 2012 ubitus (taiwanesa con sede en california) con tecnología de marca blanca como ciinow, g-cluster, etc. ofrece un servicio de cloud gaming llamado gamenow (para smartTV , google TV, PC y tablets) y otro servicio de cloud gaming con verizon AMD y alcatel lucent invierten en la compañía ciinow. Tecnologia servidores
  26. 26. 3| Historia 2013 nace gaminganywhere (open source cloud gaming system) 2013 2013 nace playgiga (compañía española de cloud gaming marca blanca). Actualmente activos montando pilotos con operadores ubitus lanza su servicio de cloud gaming sobre google tv microsoft anuncia delorean (enmascaramiento de latencia en cloud gaming y online gaming con “ejecúción especulativa” avanzada) 2014
  27. 27. 3| Historia sony saca playstation now. Un servicio de cloud gaming para jugar a juegos de consolas obsoletas. En realidad es gaikai!!!2014 2014 orange anuncia cloud gaming service basado en G-cluster, para su red de IPTV nace shinra technologies, una compañía de square enix (japonesa) con headquarters en new york2014 OTOY se empieza a ofrecer como maquina dentro de AWS (redering + streaming). Ofrecen un api diferente a directx para rendering rápido y un streaming basado en un códec propio (ORBX 2 video códec) 2014
  28. 28. 3| Historia sony compra onlive y a continuación la cierra. Sony has purchased 140 cloud gaming patents and other technologies, removing OnLive from the competition completely2015 2015 ciinow (americana) quiebra. Después de 3 años sin conseguir un despliegue comercial en ningún operador, Se decide discontinuar (ALU y AMD) shinra (japonesa de square enix) cierra en enero 2016
  29. 29. 29 3| Historia Utilizado en pruebas para el proyecto de innovacion “SmartStream” conjuntamente ALU y UPM, fruto del cual nació el protocolo Q4S en 2011
  30. 30. 30 3| Historia Ciinow: marzo 2012 en Telefónica Ese mismo año también se hizo un piloto con Orange España, usando LTE y red fija CLOUD GAMING SURVEY UPM Event (marzo 2012)
  31. 31. Agenda 1| Introducción : concepto y tipos 6| futuro y cuestiones abiertas 5| Estado del arte de la tecnología: problemas y soluciones Cloud gaming 31 4| Jugabilidad (Gameplay): la QoE del gaming 2| negocio potencial 3| Historia e iniciativas comerciales
  32. 32. 4| Jugabilidad (Gameplay) Gameplay is the specific way in which players interact with a game, and in particular with video games. Gameplay is the pattern defined through the game rules, connection between player and the game, challenges and overcoming them, plotand player's connection with it. Video game gameplay is distinct from graphics and audio elements. (esto ultimo es cuestionable pues afecta a las emociones, que son un parámetro del gameplay) Necesitamos saber como el cloud gaming impacta en el gameplay (concretamente en las manipulation rules) para valorar si dicho impacto (que siempre será negativo) impide o no que esta modalidad de jugar despegue como negocio, o si como dice Nintendo, sólo es válida para ciertos tipos de juegos Motivo para comprender, analizar y medir el gameplay componentes Manipulation rules: como se interactúa goal rules: qué hay que hacer Metarules: como puede tunearse Gameplay es diferente según el tipo de juego
  33. 33. 4| Jugabilidad (Gameplay) Mundo abiertoMundo cerrado Shoot ‘em up plataformas RPG (role playing game) MMORPG (Massive Multiplayer Online role playing game) RTS (Real time strategy) Beat em up /Fighting /Accción MMO (massive multiplayer online) arcade aventuras FPS (first person shooter) TPS (Third person shooter) Shooter Puzzle Simulación Sports racing Mascotas, etc Shoot ‘em upRun and gun Tube shooter FPS …
  34. 34. 34 4| Jugabilidad (Gameplay) Es un término ambiguo con muchas definiciones según cada autor y tambien se solapa con “playability” o facilidad de un juego de ser jugado "Gameplay here is seen as the interactive gaming process of the player with the game." "Playability and Player Experience Research" in Proceedings of DiGRA 2009. http://www.digra.org/wp-content/uploads/digital-library/09287.44170.pdf “The experience of gameplay is one of interacting with a game design in the performance of cognitive tasks, with a variety of emotions arising from or associated with different elements of motivation, task performance and completion”. "Dissecting Play – Investigating the Cognitive and Emotional Motivations and Affects of Computer Gameplay". Proceedings of CGAMES 08. http://bth.diva- portal.org/smash/get/diva2:835951/FULLTEXT01.pdf La jugabilidad es un conjunto de complementos que conforman un todo para hacer que un videojuego sea agradable de jugar, en esto entra los controles, su respuesta, las mecánicas jugables que ofrece, las opciones jugables y como esto afecta a la experiencia en si, haciéndolo intuitivo, fácil de dominar por más complejo que sean las mecánicas que el juego ofrece y no tiene nada que ver con la parte gráfica o sonido del juego. Existe otra corriente que defiende que la calidad gráfica, artística y técnica influyen en la jugabilidad pero en ningún momento cuantifican su influencia “how can we design user interfaces to be more fun” (Ben Shneiderman, 2004)
  35. 35. 35 capacidad que tiene el videojuego en cuestión de hacernos disfrutar de su experiencia interactiva; esto afectaría a las mecánicas jugables tales como disparar con una nave en un matamarcianos o comer fantasmas en un comecocos(hay muchas más, naturalmente), y a la dinámica interactiva en la que nos sumerge. Ciertamente, unos gráficos espectaculares o un sonido de calidad son puntos a tener en cuenta a la hora de valorar un videojuego ya que nos hace disfrutar mejor de la experiencia que nos ofrece. Sin embargo, si la dinámica interactiva falla a la hora de engancharnos de poco valdrán la espectacularidad de dichos elementos. (www.razielwinner.com) 4| Jugabilidad (Gameplay) Cómo medirla : 7 atributos Playability se define como la facilidad que tiene un juego para ser jugado y es una medida de la calidad del gameplay, a través de 7 atributos. El hecho de incorporar un nuevo término es confuso. De hecho en muchas ocasiones vemos igualados playability y gameplay A modo de síntesis, podríamos decir que la jugabilidad es la capacidad de divertir y enganchar que tiene un videojuego.
  36. 36. 36 4| Jugabilidad (Gameplay) Los parámetros se afectan unos a otros. Una mejora en un atributo puede implicar una mejora en todos los demás parámetros atributo Relacionado con medibles en cloud gaming Satisfacción /diversión Gustos, balance esfuerzo-recompensa. Ojo porque mantener el balance implica tener en cuenta el aprendizaje del jugador Aprendizaje Reglas del juego claras Efectividad correcta interactividad ( cuanto tiempo tardas en sacar la espada y si eso hace que pierdas por que el juego no te permite reaccionar rápido). hay juegos que requieren una mayor precisión en el control (como son los juegos de plataformas) y otros que ofrecen un mayor abanico de posibilidades de interacción (como los RPG). Latencia compuesta , efectividad de técnicas de anticipación Inmersión percepciones y sensaciones creíbles, realismo y calidad grafica, realismo de las fisicas, interacción con el terreno y con los elementos del terreno. Posibilidades del interfaz (acciones), Packet loss, fps,resolucion, compresion Motivación: Esfuerzo recompensa, diversidad o monotonía, estimulación emoción Gráficos, música, historia, esfuerzo-recompensa… Socialización Interactividad en juegos multijugador, escalabilidad de GaaS Latencia,
  37. 37. 37 4| Jugabilidad (Gameplay) Ejemplos de métricas asociadas a atributos
  38. 38. 38 4| Jugabilidad (Gameplay) Ejemplos de “superficie de experiencia” en dos videojuegos diferentes Evaluación (superficie de experiencia): Evaluación típica en revistas especializadas: No hay homogeneidad aunque suelen separar aspectos graficos y sonoros . Aparecen conceptos como valor, curva, diversion…
  39. 39. 4| Jugabilidad (Gameplay) Los atributos se afectan unos a otros y están ligados entre si . Cada atributo puede tener varias métricas lo que hace dificil evaluarlos. JL. Sanchez (2010) propone la caracterización con facetas de la jugabilidad, que tienen en cuenta los atributos y sus métricas, las facetas tienen la ventaja de tener un ámbito bien delimitado. También propone una medida de la jugabilidad que sería la suma ponderadacada faceta en funcion del tipo de juego Evaluación basada en “facetas” Jugabilidad intrinseca Jugabilidad mecanica Jugabilidad interactiva Jugabilidad artistica Jugabilidad intrapersonal Jugabilidad interpersonal
  40. 40. 40 4| Jugabilidad (Gameplay) impacto del cloud gaming en el gameplay Parametros técnicos limitados por cloud gaming Atributos relacionados Facetas relacionadas fps Afecta a la satisfacción, emoción, inmersión, efectividad Jugabilidad mecánica Resolución /bitrate Satisfacción, inmersión, emoción Jugabilidad artística Latencia de red, latencia de codificación Afecta a la interactividad (parte de la efectividad) Jugabilidad interactiva Limitación de escalabilidad (debida a latencias) Afecta a la socialización (se utilizan tecnicas de “partitioning” para juntar en “islas” los usuarios que pueden comunicarse fluidamente entre si) Jugabilidad interpersonal Mecanismos de anticipación Afecta a la interactividad (parte de la efectividad) y a la socialización Jugabilidad intrapersonal e interpersonal Solo se queda fuera la jugabilidad intrínseca, que depende de las reglas del juego
  41. 41. 4| Jugabilidad (Gameplay) impacto de la reducción de fps y calidad en cloud gaming en el gameplay Mas fps implican mas recursos cloud y mayor ancho de banda Menos fps generan mala QoE y mayor dificultad 12 20 30 60 Percibimos los frames No Percibimos los frames pero es algo brusco Suave pero en videos de alto movimiento puede ser insuficiente suave Cine: 24 Cine alta calidad: 48
  42. 42. 42 4| Jugabilidad (Gameplay) impacto de la reduccion de fps y calidad en cloud gaming en el gameplay : satisfacción, emoción, inmersión, efectividad
  43. 43. 43 4| Jugabilidad (Gameplay) impacto de la reduccion de fps y calidad en cloud gaming en el gameplay : satisfacción, emoción, inmersión, efectividad
  44. 44. 44 4| Jugabilidad (Gameplay) QUESTION 1 Have you noticed loss on graphics quality with respect to PC or console? QUESTION 2 Have you noticed slower time response on key pads with respect to PC or console? QUESTION 3 Has it been a new good experience? CLOUD GAMING SURVEY UPM Event (marzo 2012) 35 students from UPM*, between 19 and 23 years-old: 3 hardgamers, 32 casual 6 games available, hosted in CiiNow platform in a Telefonica Data Center in Madrid 3 players simultaneously, each using 6Mbps
  45. 45. Agenda 1| Introducción : concepto y tipos 6| futuro y cuestiones abiertas 5| Estado del arte de la tecnología: problemas y soluciones Cloud gaming 45 4| Jugabilidad (Gameplay): la QoE del gaming 2| negocio potencial 3| Historia e iniciativas comerciales
  46. 46. 5| estado del arte: problemáticas Tabla resumen de Problemas y soluciones parciales problema Solución parcial comentario Calidad de red ( Latencia de red y pérdida de paquetes) Q4S, N-QoS, IPTV La solución mas fácil (y única que se ha llevado a cabo comercialmente) es usar la red de IPTV Latencia de codificación LHE, OTOY codec, ancho de banda mayor, mayor potencia de calculo, tecnicas adaptativas de resolucion, motor de juego modificado para ahorrar tiempo de cálculo de vectores Un códec mas rápido puede ahorrar inversiones millonarias en servidores ubicados en la ultima milla Latencia total Ejecución especulativa, modelo LR o CRA,Inversion en la ultima milla. Técnicas de “partitioning” (islas) Hacerle creer al usuario que su respuesta es inmediata Pérdida de paquetes Q4S, A-QoS, adaptacion dinamica de bitrate y/o resolución y/o fps Según que códec, hay limitaciones respecto lo que es posible hacer
  47. 47. 5| estado del arte: problema calidad de red Caracterización del tráfico de vídeo interactivo (capturas wireshark) Conclusión: la multiplexación estadística de los flujos de video de los usuarios es posible sin reserva estricta de recursos = “donde caben 2, caben 3”, por lo tanto la reserva estática de ancho de banda no es adecuada como posible solución, es más eficiente la “calidad dinámica bajo demanda”
  48. 48. Caracterización del tráfico de vídeo interactivo Dirt 2 Defense Grid Gold (Estrategia 3D) 5| estado del arte: problema calidad de red
  49. 49. 49 Private Network (IPTV) Internet Content provider Contents & applications Operator Contents & applications QoS . . . Fixed or mobile user 5| estado del arte: soluciones: Q4S + N-QoS Rol de los operadores: Vender contenidos versus vender calidad dinámica bajo demanda
  50. 50. 50 5| estado del arte: soluciones: Q4S + N-QoS Q4S: measurement of quality latency jitter bandwidth packetloss 4 rings to rule them all
  51. 51. 51 YES YES NO NO 5| estado del arte: soluciones: Q4S + N-QoS
  52. 52. 5252 Demo Lab environment latency packetloss jitter 30 ms encoding High-end PC End-user laptop Q4S Q4S Network-Emulator Q4S-ALERT receiver & policy server function 5| estado del arte: soluciones: Q4S + N-QoS
  53. 53. 53 Q4S: un protocolo para medir calidad en tiempo real . La idea es solicitar al operador mas calidad solo cuando sea necesaria, de modo que el operador nos venda calidad dinámica bajo demanda (Network-based QoS) , y los juegos los proporcionen terceras empresas , no el operador. 5| estado del arte: soluciones: Q4S + N-QoS
  54. 54. 54 Para calcular la latencia de codificación/decodificación de Streammygame añadimos como “juego” un reloj y hacemos una foto a las dos pantallas simultáneamente. Puesto que estamos en la misma red la latencia de red es casi cero y la diferencia entre los relojes será aproximadamente la latencia de codificación/decodificación: 5| estado del arte: problema latencia codificación 40 ms 30 ms Nota: la imagen de un reloj es sencilla y poco movimiento salvo en los milisegundos. Una imagen compleja podría tardar mucho mas
  55. 55. 55 Huyes, pero no huyes realmente hasta 130ms +80ms =210ms después de que te disparasen 80ms El disparo sale realmente 20 ms después Te enteras de que te han disparado 40+80+10=130ms después de que lo han hecho 20ms 80ms + video decoding 40ms Video encoding Cuanto Tiempo tienes para huir? 5| estado del arte: problema latencia codificación
  56. 56. 56 5| estado del arte: problema latencia codificación Codificación de video: etapas Calculo vectores streamingInfo diferencial encoding • Division en bloques • Transformacion DCT • cuantizacion Block matching Frames I Frames P Frames B (no válidos) Relleno de estructura info para Payloader 60% 30%
  57. 57. 5| estado del arte: soluciones : OTOY codec Solucion propietaria
  58. 58. 58 (Información sensorial) (Información perceptuall) 5| estado del arte: soluciones :LHE Ejemplo de asignación de hops y reconstrucción realizada por LHE Modelado de la respuesta logarítmica del ojo humano
  59. 59. 59 Los valores que se alegran del brillo medio “local” se interpretan con menos precisión, ya sea por exceso (izquierda) o por defecto (derecha) h1 min =4 h1 max Zona lisa o suave borde X Rango de variación de h1 5| estado del arte: soluciones :LHE
  60. 60. 60 •Estrictamente lineal O(N) •Bit-rate no elegible 5| estado del arte: soluciones :LHE
  61. 61. 61 5| estado del arte: soluciones :LHE
  62. 62. 62 Lena @ 0.1bpp JPEG, LHE, JP2K 62 5| estado del arte: soluciones :LHE
  63. 63. 63 No hay efecto de bloques en LHE porque los bloques comparten los PPP en las esquinas y no hay saltos de resolución No hace falta deblocking filter como se hace en h264 intraframe JPEG y LHE a 0.3bpp hay efecto de bloques en JPEGporque hay saltos de cuantización de las componentes de las distintas frecuencias entre bloques 5| estado del arte: soluciones :LHE
  64. 64. 64 5| estado del arte: soluciones :LHE 1st LHE New frame (Y2) PR metric Elastic Downsampling Differential Frame info 2nd LHE Δy Interpol (Y1’’) Vector computation Y2’ Δy= y2’- interp(y1’’) Y2’’ Y1’’ {wi} Bloque de Frame Y2 Bloque de Frame Y1 Antes de calcular la info diferencial debemos adaptar resoluciones con una interpolación por vecino (sin coste) Δy= y2’- interp(y1’) Yi’: submuestreada sin cuantizar Yi’’: submuestreada cuantizada
  65. 65. 5| estado del arte: soluciones: motores “especiales” Un motor que envia información al video encoder sobre el movimiento de los objetos de la escena, simplificaría los cálculos, reduciendo hasta un 39% el encoding time. EL problema es que el juego tiene que estar programado con ese motor…
  66. 66. 66 5| estado del arte: problema inmediatez Por debajo de 60ms de red, considerando 40ms de encoding, es molesto
  67. 67. 5| estado del arte: soluciones: ejecución especulativa “Ejecución especulativa” o mecanismos de “compensación de latencia” Solo aplicable si el rendering se ejecuta en el lado cliente. Básicamente consiste en hacer creer al usuario que su acción ha sido tenida en cuenta aun cuando el server aun no ha recibido el mensaje Es “especulativa” por que puede que cuando el mensaje llegue al servidor haya que deshacer la acción. La desincronización es corregida cuando el cliente recibe el game state desde el server. Si es necesario “arreglar” la situación, se involucran mecanismos “suaves”, para que el usuario no sea del todo consciente de un cambio brusco en el juego Duke Nukem 3D fue el primer juego online en aplicar esta técnica en 1996
  68. 68. 68 5| estado del arte: problema pérdida paquetes Reajuste de bitrate: normalmente es posible Solicitud de N-QoS al operador: a dia de hoy no se hace Reajuste de resolución: los codecs convencionales no lo permiten (LHE si) Reajuste de fps: el impacto puede ser muy negativo si bajamos de 20fps Los mecanismos de videostreaming adaptativo (como HLS o smooth streaming) no son aplicables porque en cloud gaming no hay retransmisiones ni tenemos el video almacenado en distintas resoluciones
  69. 69. 69 5| estado del arte: problema pérdida paquetes 12 20 30 fps Bitrate Resolution Como manejar las 3 dimensiones maximizando el gameplay? ( QoE del videojuego y no QoE del video) codec actuador Métricas Q4S fps, bps, res
  70. 70. 5| estado del arte: soluciones adaptar resolución vs bitrate Reducción de bitrate: 0.1bpp Reducción de resolución (menos bloques, mas precisos) . 0.4bpp interpolación Imagen original 512 256
  71. 71. Agenda 1| Introducción : concepto y tipos 6| futuro y cuestiones abiertas 5| Estado del arte de la tecnología: problemas y soluciones Cloud gaming 71 4| Jugabilidad (Gameplay): la QoE del gaming 2| negocio potencial 3| Historia e iniciativas comerciales
  72. 72. 5| futuro y cuestiones abiertas Q4S + A-QoS + N-QoS + LHE Usando gaming anywhere Google Cloud Platform synchronizes data across mobile, console, and PC, and lets you orchestrate your game centrally from the cloud. (de Amazon) Nintendo va a entrar en cloud gaming en marzo de 2017?
  73. 73. 5| futuro y cuestiones abiertas •Información negocio •Asociacion española de videojuegos http://www.aevi.org.es/ •Tools: • GamingAnywhere: http://gaminganywhere.org/ •Streammygame : http://streammygame.com/smg/index.php •Sobre LHE •Presentacion sobre el codec : http://ceiboard.dit.upm.es/rsti/?p=348 •Proyecto Github https://github.com/magonzalezc/LHE branch: lhe_develop • Articulo IET image processing Journal: http://digital- library.theiet.org/content/journals/10.1049/iet-ipr.2014.0421 •Sobre Q4S •Q4S video http://www.youtube.com/watch?v=dzhFO3jsnic •Q4S protocol https://tools.ietf.org/pdf/draft-aranda-dispatch-q4s-03.pdf Enlaces de interés

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