基于广电网络的“VV云游戏”互动娱乐平台系统的关键技术研发与应用.pdf

广播与电视技术 2023年 第50卷 第6期18热点 论点沉浸式/云游戏 Immersion/Cloud Games基于广电网络的“VV云游戏”互动娱乐 平台系统的关键技术研发与应用【摘 要】基于广电网络的“VV云游戏”互动娱乐平台系统采用云计算、云渲染等技术与“云+网+端”架构，目前已在深圳天威视讯有线电视网络区域以及5G网络内部署。本文从终端体验、技术特点、IDC部署、功能特色、业务模式等方面介绍了基于广电网络的“VV云游戏”互动娱乐平台系统的研发和应用情况，并提出了下一步的应用和业务探索的方向。【关键词】广电网络，天威视讯，云游戏，GPU云渲染，云计算技术，5G应用【中图分类号】TP319 【文献标识码】B 【DOI编码】10.16171/ki.rtbe.20230006003【本文献信息】沙威，王琛，陈小杰，杨涛.基于广电网络的“VV云游戏”互动娱乐平台系统的关键技术研发与应用J.广播与电视技术，2023,Vol.50(6).Development and Application of Key Technologies of“VV Cloud Game”Interactive Entertainment Platform System Based on Radio and Television NetworkSha Wei,Wang Chen,Chen Xiaojie,Yang Tao(Shenzhen Topway Video Communication Co.,Ltd.,Guangdong 518036,China)Abstract The“VV Cloud Game”interactive entertainment platform system based on radio and television network adopts cloud computing,cloud rendering and other technologies and the“cloud+network+terminal”architecture,which has been deployed in Shenzhen Topway television cable network area and 5G network.This paper introduces the research and application for the“VV Cloud Game”interactive entertainment platform system based on radio and television network from the aspects of terminal experience,technical characteristics,IDC deployment,functional characteristics,business model and so on,and puts forward the direction of application and business exploration in the next stage.Keywords Radio and television network,Topway video communication,Cloud game,GPU cloud rendering,Cloud computing technology,5G application沙威，王琛，陈小杰，杨涛(深圳市天威视讯股份有限公司，广东 518036)0 引言近日，IDC 与中国信息通信研究院（简称中国信通院）联合发布了 全球云游戏产业深度观察及趋势研判（2022 年）（以下简称报告）。报告数据显示，2021 年，中国地区云游戏市场收入已达 40.6 亿元（人民币，下同），同比增长93.3%。预计 2022 年收入将增至 79.2 亿元，同比增长 95.1%。2025 年，云游戏市场收入将达到 342.8 亿元，年均复合增长率为 74.8%。在此背景下，为了探索云游戏业务在广电领域的发展和天威视讯区域的数据与用户，2021 年深圳市天威视讯股份有限公司联合合作公司共同开展研究并上线商用了基于广电网络的“VV 云游戏”互动娱乐平台系统，从而积累了在广电行业使用云游戏、云渲染等技术与服务的经验。本文围绕“VV 云游戏”关键技术在深圳天威视讯有线电视网络区域内的设计、部署、应用及拓展进行阐述。从分析国内云游戏市场规模、云游戏的优缺点开始，向大家介绍天威云游戏的整体设计思路，并重点分析云游戏的技术要点及应用场景，以期为广电 5G 建设下的云游戏乃至云计算服务发展，提供参考方向。广播与电视技术 2023年 第50卷 第6期19热点 论点Immersion/Cloud Games 沉浸式/云游戏1 产品设计及业务介绍1.1 市场规模及整体设计广电 5G 下的云游戏平台系统采用云计算、云渲染等技术与“云+网+端”架构，在深圳有线电视网络区域及 5G 网络内部署。“VV 云游戏”是深圳天威视讯自有的大屏互动娱乐产品品牌，该平台系统基于天威公司现有在网的 4K DVB/IP 智能机顶盒运行，采用第三代超高清视频云技术（X86+GPU软硬一体自主定制的服务器架构），形成“GPU 超算服务器”集群，可快速实现中心 IDC+边缘 MEC 的上万路的大规模部署。平台系统通过采用容器技术动态分配的 PaaS 管理中台，实现多终端、低延迟、高互动的视频业务。在终端体验方面，用户可通过机顶盒自带的遥控器、手柄、虚拟手柄等来操作，在家庭、酒店等大屏场景下体验云游戏及相关产品服务。中国云游戏市场规模及预测如图 1 所示。该平台系统结合国家对游戏的相关政策、广电管控特点以及云游戏既有的特点和服务场景，结合天威视讯城中村、花园小区等宽带、娱乐等用户需求，实现了用户身份识别、防沉迷、大小屏权益互通、云游戏+视频信息互动、微端游戏试玩和边下边玩、游戏云平台分发平台广告发布与联合运营、云游戏+文旅展现、数字文化保护等场景创新。同时，天威视讯正在智慧城市千兆光纤、5G 放号、游戏 CDN 加速、隔离酒店防疫、高端手柄适配、元宇宙等场景中进行“VV 云游戏”互动娱乐平台系统的试点 探索。未来，天威视讯将在内容、场景、入口、分发、终端、网络、算力和生态等方面实现“VV 云游戏”全方位多层次的产品、服务、业务的覆盖。“VV 云游戏”互动娱乐平台系统的开机广告、游戏大厅首页分别如图 2、图 3 所示。图1 中国云游戏市场收入规模（艾瑞咨询：2022年中国云游戏行业研究报告）图2“VV云游戏”开机广告画面图3“VV云游戏”游戏大厅首页广播与电视技术 2023年 第50卷 第6期20热点 论点沉浸式/云游戏 Immersion/Cloud Games1.2 主机级云游戏产品设计思想“VV 云游戏”互动娱乐平台系统在研发、部署之初，即决定采用主机级云游戏的设计思想。原因有二，第一，从对各类型游戏的影响来看，云模式对主机游戏、PC 游戏的效果提升最为显著，对相应领域用户和市场规模的提升作用也更加明显。用户可用较低的硬件成本玩到高品质的主机游戏。2019 年主机游戏在全球销售收入占比超过 32%，但是在国内不足 4%，有巨大的发展空间；第二，主机级云游戏能快速体现广电 5G 网络的高带宽和低延迟的优势，并且有助于促使三大运营商的 4G 用户转用大流量的广电 5G 套餐。因此，主机级云游戏是 5G 网络下的一个成熟业务模式。2022 年中国云游戏用户参与原因如图 4 所示。1.3“VV云游戏”产品介绍2021 年 11 月 18 日，“VV 云游戏”产品在深圳天威视讯运营区域正式上线，首批上线包括 3A 类游戏、轻量类游戏等内容 20 款，月更新游戏内容 3 4 款，产品订购价格为月套餐30元/月、年套餐300元/年、超时时长包10元/10小时。“VV云游戏”互动娱乐平台系统完全部署于天威视讯区域内城域专网，可通过连接局域网 WiFi，使用手机等触屏设备来作为虚拟手柄。经过上线试运行及宣传推广阶段，截至 2022 年 11 月底，“VV 云游戏”产品已累计订购用户 8700 多个，累计收入约 204 万元，预计 2022 年全年收入约为 230 万余元。“VV 云游戏”产品内页、在天威视讯运营区域的宣传海报、产品政策等分别如图 5、图 6、图 7 所示。1.4“VV云游戏”互动娱乐平台业务模式“VV 云游戏”互动娱乐平台以“多端互通+多内容融合”的业务模式为特点，突破底层软件限制，解决用户体验问题，如支持超高清 WebRTC 协议，广泛兼容手机 APK、浏览器、图4 2022年中国云游戏用户参与动机（艾瑞咨询：2022年中国云游戏行业研究报告）图5“VV云游戏”产品内页图6“VV云游戏”产品宣传海报广播与电视技术 2023年 第50卷 第6期21热点 论点Immersion/Cloud Games 沉浸式/云游戏微信小程序、微博、快应用，实现机顶盒、安卓/IOS 手机等大小屏无终端限制体验等。目前，“VV 云游戏”互动娱乐平台可以实现如下业务功能和特色：1.提供 APK、SDK、H5 等多种接入模式，可以对接运营商大小屏的各类平台，也可以提供独立产品大厅；2.一个账户打通，实现大小屏完美互通，手机、平板、电脑、TV 多端流畅体验，精彩娱乐场景随时转换；3.主机大作（100 款）+精品安卓（200+）和攻略视频（1000 小时）的全新融合包形态；4.手柄+手机模拟配套组合，还原最逼近主机配置的完整沉浸式体验；5.“VV 云游戏”多端互通业务模式如图 8 所示。2 “VV云游戏”互动娱乐平台系统创新场景1.云游戏直播互动：融合社交能力，实现主播与玩家之间游戏流与操控权的灵活切换，提供游戏陪练、联机合作/对战等多样化社交特色功能。该模式下，可按云游戏服务路数的方式为直播平台提供更多的粉丝互动。云游戏的直播互动场景如图 9 所示。2.微端游戏试玩/发布：2GB 大小的游戏仅需下载 8M 微端即可通过云游戏的方式直接开始使用，后台下载后再次安装即可完成用户触达；广告平台游戏下载期间即可点击云玩，实现边下边玩的能力，减少 APP 下载流程导致的用户流失。该模式下，可按云游戏服务路数租赁的方式为大型手游提供快速试玩的能力。云游戏的微端试玩/发布如图 10 所示。3.云电竞酒店：在酒店每间客房添加云电竞设备，打造电竞主题酒店，吸引游戏玩家入住，满足玩家组队开黑的需求，兼顾休息空间与私密性。每个房间分布 2 5 台（路），单酒店总数为 100 路。4.云游戏技术下的数字文化服务应用创新：运用3D建模、视觉设计、特效渲染等技术，打造 4K/8K 实现超高清、沉浸式互动的展示效果；基于广电 5G 网络并建设数字文化算力底座-视频云计算，实现实时互动、跨终端观看，探索构建新的商业模式，深入挖掘文化资源的价值，促进优秀文化资源的传播速度和广度。上述创新场景如图 11 所示。3 “VV云游戏”互动娱乐平台系统架构设计3.1 技术方案简介“VV 云游戏”平台系统采用第三代超高清视频云技术（X86+GPU 软硬一体自主定制的服务器架构），形成“GPU超算服务器”集群，可快速实现中心 IDC+边缘 MEC 的上万图7“VV云游戏”与宽带融合套餐图8“VV云游戏”多端互通业务模式图9 云游戏直播互动示意图广播与电视技术 2023年 第50卷 第6期22热点 论点沉浸式/云游戏 Immersion/Cloud Games图11 数字文化展馆/博览会图10 在大型手游的发布中使用了微端试玩以及边下边玩的新型游戏发布模式，提升了3倍的用户转化率图12“VV云游戏”互动娱乐平台系统技术架构图路的大规模部署，通过采用容器技术动态分配的 PaaS 管理中台，实现多终端、低延迟、高互动的视频业务。“VV 云游戏”互动娱乐平台系统技术架构如图 12 所示。3.2 技术方案优势1.主机云游戏方案业内性价比最优：性能媲美高端游戏主机（PS4Pro)，相比谷哥 Stadia 方案成本降低 70%，比索尼PSNow 方案成本降低 30%。2.超高清画质：4K-8K30fps-60fps 实时视频转码及图形渲染能力，充分发挥 5G/大屏优势，娱乐再升级：超高清4K60 帧顶级游戏体验，为用户带来堪比好莱坞大片的影院广播与电视技术 2023年 第50卷 第6期23热点 论点Immersion/Cloud Games 沉浸式/云游戏级音效视听享受。3.低时延编解码：视频编解码时延10ms，可以快速体现 5G 网络的优势，满足各方需求：体现 5G 优势，带动大流量套餐升级，体现光纤宽带的优势，家庭宽带 升级。4.密集型部署：一机多卡，密集型部署，节约机房机柜和电力。5.高性价比服务器：定制化的 GPU 渲染服务器采用游戏主机架构设计，结合消费级GPU，成本相较于通用工业级 GPU 服务器降低逾 70%（游戏主机专门针对 3D 图形渲染及视频处理做深度优化定制，特别适合游戏及超高清视频，相较于通用 PC 具备卓越的性价比优势）。6.大吞吐高性能存储方案：定制化的大吞吐存储方案相较于通用技术方案在存储成本上降低逾 60%（快速加载秒开主机云游戏及实时超高清视频处理，均需要大吞吐存储服务器，但通用存储方案价格高昂，为视频及游戏深度定制的缓存架构，可极大降低成本）。7.领先的编解码技术：定制优化的视频编码，在同等视频质量情况下，可大幅提升编解码效率减少宽带占用。8.多业务混合运行：云端支持多种业务场景，计算模式混合运行，冷/热切换调度，最大化云资源利用率。9.丰富的产品线：提供 SaaS、PaaS、IaaS 多层级产品服 务，满足不同用户需求。3.3“VV云游戏”平台系统的核心能力1.GPU 计算：集群化消费级 GPU，达到专业级 GPU 服务器性能。1）高度优化的软件虚拟机技术，实现 1080P-4K 60 帧的超高清；2）高度优化的 GPU 图形驱动技术，降低 30%的 GPU 功耗；3）拥有多项专利的低延迟的视频串流技术，渲染、编码、串流、客户端解码处理时延 10ms；整体端到端时延 10ms +网络时延。2.实现机器自动化的平台 247 不间断运维保障，云化消费级应用场景，达到工业级的稳定可靠。1）已积累超百万例故障经验数据，通过机器学习，系统目前可以自动排除 95%以上的运行故障；2）针对手机网络做深度优化，点开成功率及网络自适应能力均达到业界领先水平。3.具备成熟的平台运维体系，采用模组化设计、通用的技术平台。1）可以快速部署和支撑，新业务上线在 30 天内完成；线路扩容可以在 20 天内完成；2）通用型 GPU 视频云计算平台，可以广泛支持多类 5G视频业务。“VV 云游戏”互动娱乐平台系统产品功能架构图如图 13所示。4 结束语2022 年 10 月，在国家广电总局主办的第二届高新视频创新应用大赛大屏云游戏赛道中，由公众业务中心、技术产品部共同申报的天威视讯“VV 云游戏”互动娱乐平台系统关键技术研发与应用在大屏云游戏赛道中喜获二等奖，该项目充分展示了公司在云游戏等新业务上的创新能力，扩大了公司的业务内容和用户群体，为公司盈收带来了更多增益。参考文献：1 王书庆,沙威.下一代广电综合业务网上营业厅的特点与功能J.广播电视信息，2010,000(3):36-38.第一作者简介：沙威（1981），男，深圳市天威视讯股份有限公司公众业务中心项目总监。主要从事游戏、信息化系统、增值业务方面的研究，曾主导和参与过天威视讯 V 电竞产品专区、天威网上营业厅、天威视讯在线实时客服系统等重大项目。图13“VV云游戏”互动娱乐平台系统产品功能架构图