云游戏介绍-5G和云游戏

导读：进入到2020年，5G网络部署和商用进程进一步加快，云游戏作为5G技术在消费互联网领域的重要应用，受到了资本和社会的广泛关注。

本文将介绍云游戏的基本概念和定义、云游戏的典型特征和分类、云游戏的发展历程，以及为什么说现在才真正进入云游戏时代。

01 云游戏的定义

随着5G的来临，云游戏的概念越来越为大众所熟知，云游戏的发展正逐渐步入正轨，对其概念的探寻也愈发火热。

百度百科对云游戏的概念做了简要阐述：云游戏（Cloud Gaming）又称为游戏点播（Gaming on Demand），是一种以云计算技术为基础的在线游戏技术。云游戏技术使图形处理与数据运算能力相对有限的轻端设备（Thin Client）能够运行高品质的游戏。

华为和顺网公司联合发布的《云游戏白皮书》从基本原理的角度对云游戏的概念进行了如下定义：云游戏将内容的存储、计算和渲染都转移到云端，实时的游戏画面串流到终端进行显示，最终呈现到用户眼前。

云游戏也称为GaaS（Game as a Service），它将游戏体验变成一种服务，提供给广大用户，解决了用户不断购买或升级终端设备的困扰，也避免了游戏下载和更新的麻烦，从成本、时间、内容、维护等方面提升了游戏体验。

本书采纳的是5G云游戏产业联盟发布的《云游戏产业发展白皮书（2019年）—5G助力云游戏产业快速发展》中对云游戏的定义，具体如下。

云游戏是以云计算为基础的游戏方式，本质上为交互性的在线视频流，在云游戏的运行模式下，游戏在云端服务器上运行，并将渲染完毕的游戏画面或指令压缩后，通过网络传送给用户。

具体可理解为远程超强服务器中拥有众多虚拟电脑，玩家可在其中一台电脑中进行游戏，游戏的画面与声音通过网络传输至终端（PC、移动终端、机顶盒等），玩家可通过输入设备（鼠标、键盘、手柄等）对游戏进行实时操作。

如图2-1所示的是云游戏的架构示意图。

02 云游戏的6个典型特征

云游戏作为一种与云计算等技术相融合的产物，区别于端游、页游、手游和主机游戏等类型的游戏，具备游戏资源云化、运行过程云化、游戏内容跨平台、瘦客户端性、计算和网络强依赖、平台化管理6个典型特征。

1. 游戏资源云化

此处的游戏资源是指游戏运行过程中需要用到的资源文件，包括场景、人物、动画和音频等资源。

• 在云游戏中，这些资源均存储在云端，只需要将游戏下载到云端服务器上存储并运行即可；
• 端游、手游和主机游戏则将这些资源存储在游戏客户端本地，需要先下载一个游戏客户端并安装到本地硬盘中再运行，游戏的各种资源均在本地完成加载；
• 页游是指运行在浏览器上的网页游戏，虽然看起来无须下载和安装客户端，但实际上游戏资源需要在打开网页时加载至本地。

2. 运行过程云化

游戏运行过程是指游戏的逻辑计算和画面渲染等必要的步骤。云游戏本质上是一种基于云计算的远程技术应用，游戏在云端完成对每一帧视频画面的渲染之后，通过网络传送到指定的终端进行解码输出。

而端游、页游、主机游戏和手游均是在本地运行游戏的各项逻辑计算和画面渲染，游戏运行速度和画面效果取决于本地电脑的硬件配置。

3. 游戏内容跨平台

由于云游戏的资源存储在云端，其运行过程也在云端，因此云游戏基本上实现了与客户端的解耦。如果能将运营平台统一化，那么游戏商在不同机型间的适配和优化的工作量将大幅减少，从而可以解放部分人力资源用于产品创新。

尤其是对原生云游戏内容而言，其游戏内容的跨平台性提高了游戏开发的效率，提升了游戏的呈现质量，同时也降低了开发的成本。

4. 瘦客户端性

云游戏将客户端与游戏的存储、运行等功能解耦，经常玩各种大型游戏的重度游戏用户不再需要腾出手机空间或购买更大容量的新设备。

同时，由于游戏的运行整体都集中在云端，因此云游戏对终端设备的内存大小和处理器性能等的要求比较低。在云游戏生态下，即使是在性能配置较低的“瘦客户端”中也可以畅玩大型3A游戏。

5. 计算和网络强依赖

在云游戏模式下，游戏在云端存储、运行和渲染，然后以压缩视频流的方式通过高速网络传输至终端上运行，因此云游戏对云基础资源的计算能力、网络带宽提出了更高的要求。

6. 平台化管理

云游戏的运行和运营管理都集中在云端，这对规范云游戏的生态发展有诸多好处。

• 从游戏玩家的角度来看，云游戏可以利用云端ID识别等技术杜绝外挂等影响游戏公平性的操作；
• 从政府监管的角度来看，云游戏可在云端审查游戏的整体内容，有利于简化审批工作并加强监管；
• 从知识产权的角度来看，云游戏可使用数字内容版权保护（Digital Rights Management）机制，提供更加有效的数字版权保护；
• 从社会责任的角度来看，云游戏更有利于未成年人游戏防沉迷工作的推进。

03 云游戏的3种分类方式

分类是对事物进行深度认知与理解的一种方法。本文将以云游戏技术链条中的不同环节为基础，对云游戏进行分类，以加深读者对云游戏概念的认知与理解。根据云游戏所包含的技术要素，我们从云（云端）、管（网络传输）、端三个层面的技术特征入手，对其进行分类。

1. 按云端计算架构分类

根据运行游戏的云平台的计算架构来进行分类，云游戏可以分为X86架构和ARM架构两大类。X86架构的云平台主要用于PC端游戏和主机游戏的云化，ARM架构的云平台则主要用于手游的云化。

X86服务器的操作系统既可以是Windows，也可以是Linux，其优势十分明显。

• 第一，服务器的标准化程度高，供应链成熟，目前IT领域的大部分服务器都是X86架构，因此服务器的购买比较方便，备货周期非常短。
• 第二，硬件稳定性高，耐用性好，使用生命周期长。
• 第三，维护简单，X86架构服务器的IDC托管模式很成熟，机房的管理人员无须进行特别培训即可胜任。

但是，万事万物都是相生相悖的，X86服务器也具备性能损耗大、经济成本高、一级兼容性较差等问题。

基于ARM服务器的Android 虚拟机架构与X86服务器的架构基本类似，只是云端服务器的CPU是基于ARM指令集，而非Intel的X86架构。相应的，其优势也有相同点，例如，服务器的标准化程度高、硬件稳定性高、维护相对比较简单等。

同时，值得一提的是，由于ARM架构本身就是ARM指令集，因此无须进行指令集的解析，从而也不存在兼容性问题。但其存在核心供应商较少、配套硬件的供应链不够成熟、显卡等关键器件的支持力度较小等问题。

2. 按网络传输内容分类

根据网络传输的游戏内容来进行分类，云游戏可以分为指令流传输和视频流传输两大类。它们的实现方法各不相同，指令流传输图示如图2-2所示，视频流传输图示如图2-3所示。

以指令流为核心的技术解决方案，其在网络中传输的是相应的指令。指令流云游戏的原理是在服务器端运行游戏，所有的逻辑仍由云端进行运算，只是最终形成的是OpenGL或者WebGL的渲染指令，再通过网络传输到终端设备，由终端设备解析和执行指令流，指令流充分利用了终端设备的GPU能力。

以视频流为核心的技术解决方案，其在网络中传输的是音视频信号。游戏中所有的计算和画面渲染都在云端服务器中进行处理，随后通过相应的编码压缩技术，将最终的画面转换为视频和音频数据并利用网络传输给不同的终端设备，最后由客户端进行解码并显示。

以上两种技术解决方案都需要从以下几个方面进行技术层面的优化和整理，最终形成统一的行业规范。

指令流传输的方式传输的内容少而轻，游戏的运行还要依赖本地终端的计算能力，其实，指令流云游戏只是介于云游戏与本地游戏之间的一个“混血产物”。

视频流云游戏则全部在云端执行，从云游戏的概念上来看，视频流云游戏才算是纯正的云游戏。但是，在网络质量尚未达到支持云游戏的理想条件时，指令流传输方式也不失为一种好的过渡性解决方案。

3. 按端侧串流内容分类

根据端侧云游戏产品的形态进行分类，其产品形态可分为两种：游戏窗口串流和桌面串流。

• 游戏窗口串流的特点是云端仅将游戏窗口内的画面串流至本地，只能用于游戏用途；
• 桌面串流则是将整个桌面串流至本地，通常会预置各类热门网络游戏（LOL、DOTA2、PUBG 等）和主流游戏平台（WeGame、Steam、Origin 等），用户就像是在使用网吧的电脑一样。

04云游戏行业研究

2019年既是中国5G商用的元年，也是我国云游戏产业的“新元年”。国内三大运营商、华为、腾讯等企业开始推动云游戏的技术、标准和应用的落地，以构建我国云游戏产业生态。

2019年12月，我国5G云游戏产业联盟正式成立，成立大会上发布了由中国信息通信研究院、国家广播电视总局广播电视科学研究院、中国新闻出版传媒集团和5G 云游戏产业联盟联合牵头，数十家业内企业参与并共同起草的《云游戏产业发展白皮书（2019年）——5G助力云游戏产业快速发展》。

白皮书中深入解读了5G如何助力云游戏的突破和变革，分析了其关键技术发展路线，梳理了5G时代云游戏的产业结构和生态体系，探讨了产业发展所面临的挑战，并提出了相应的政策建议。

2019年12月，华为iLab实验室联合顺网科技发布了《云游戏白皮书》，从技术、应用、产业链、用户体验、商业模式等各个方面详细解读了云游戏行业的现状。《云游戏白皮书》重点针对端游云游戏，从端到端解决方案、关键技术、用户体验、商业模式等多个方面进行剖析，同时也明确了云游戏体验的关键约束。

2020年3月，腾讯科技（上海）有限公司联合深圳市标准技术研究院发布了团体标准《云游戏参考架构与安全要求》。标准中规定了云游戏的架构组成、用户视图、功能视图等相关要求，适用于云游戏架构的设计与搭建。《云游戏参考架构与安全要求》成为国内发布的首个云游戏标准，该标准的发布加速推动了国内云游戏产业全面标准的制定。

2020年6月，5G云游戏产业联盟标准工作组会议正式通过了《云游戏术语与定义》《云游戏标准体系研究》《云游戏参考架构》等通用基础类标准和研究课题的立项。这些标准的制定意味着云游戏产业的进一步成熟，云游戏的概念和技术成熟度已具备可标准化的基础。