本文从产品性能，技术实现，基础设施等方面剖析Google Stadia云游戏。

1 Google Stadia 根本状况

状态

  • 2019-3月 GDC大会公布
  • 2019-11月上线，首批上线14个国家：美國、加拿大、英國、法國、德國、意大利、西班牙、荷蘭、比利時、愛爾蘭、丹麥、瑞典、挪威、芬蘭

价格

  • Stadia Pro $9.9/月，游戏需独自购买（提供局部收费游戏），分辨率可达4K\@60FPS
  • Stadia Base 收费，游戏需独自购买（无收费游戏），分辨率1080P\@60FPS

外设与接入形式

  • 手柄（Stadia Controller）操控，可插入耳机，带麦克风，振动反馈
  • 多端接入：手机: Stadia App(Android, iOS)，PC: Chrome浏览器，TV: Chromecast

网络准入条件

  • 分辨率720P\@60FPS起，带宽要求10Mbps；最大4K\@60FPS，带宽要求35Mbps；画质可随网速晋升而平滑晋升
  • 提供测速服务(https://projectstream.google....)，由合作伙伴MLab提供服务

欠缺中的性能

  • Google Assistant
  • Stream Connect(2020.7已灰度）
  • State Share
  • Crowd play(2020.7已灰度）

Staida给游戏产业带来新模式

  • 玩游戏更乏味：即玩、Staida分享到YouTube、Staida唤起YouTube游戏指南或提醒、从YouTube进入游戏
  • 游戏散发渠道更广阔：超链接散发，无需绑定Store
  • 游戏创作更简略：提供游戏创作辅助工具

Stadia控制器在顶部具备两个独特按钮：一个用于Google智能助理，另一个用于屏幕捕获。它们以清晰的红色图标出现在润滑的彩色外表上。捕获按钮用于尽可能轻松和无摩擦地与YouTube共享，而助手蕴含在那里帮忙游戏玩家在YouTube上找到指南或提醒，而无需来到他们的游戏会话。

2 Stadia 商业指标

Stadia的商业指标有两局部：

  • 通过云游戏作为切入，尝试做游戏，成为一家游戏公司
  • 为YouTube引流，将云游戏流量引入YouTube

第一个指标是长期指标，不确定性较大。第二个指标是短期指标，从以后Stadia产品设计、以及人事调动 Justin Uberti发表来到Google Duo我的项目 现负责Google Stadia首席工程师 都能够明确推导进去。

3 Google Stadia 技术栈

谷歌Stadia技术栈，撑持存量游戏云化、原生云游戏开发两个场景。

  • 存量游戏云化：Stadia SDK与游戏云化工具。
  • 原生云游戏开发：Project Chimera、GameBus等。

4 Stadia SDK：游戏集成SDK实现Stadia游戏特有性能

游戏集成Stadia SDK实现Stadia游戏特有性能：Click to Play、Crowd Play、Crowd Choice、State Share、Assistant。因为未申请通过Stadia开发者，没能获取到SDK包。

Stadia SDK: Click to Play

Stadia Streamer基于WebRTC实现游戏串流，在有浏览器的设施上都能够玩云游戏。

Click to Play: 在观看YouTube视频时候，能够通过一个按钮进入游戏体验游戏

Click to Play: 通过链接分享游戏到社交网站(Twitter, Reddit等），其他人点开链接即玩

Stadia SDK: Crowd Play

Crowd Play（相似互动直播） 玩法:观众观看游戏时候可退出游戏，作为主播的队友或对手角色。

Crowd Play原理：主播开启Crowd Play，观众点按钮退出游戏，游戏通过Stadia SDK获取新退出的玩家。

Crowd Play 游戏集成办法:在游戏包里通过标记位管制是否开启Crowd Play（怎么配置？？）

游戏反对Crowd Play，须要先反对Multi Player模式，并应用Stadia SDK从Stadia获取玩家退出、来到的事件

Stadia SDK: Crowd Choice

应用办法:观众通过投票影响游戏内容，包含抉择主播应用的武器、抉择游戏中的NPC（非玩家角色）等。

4种投票类型：

  • Multi Choice 多选
  • Tug-of-War 两个选项选一个
  • Crowd Boost 一个选项
  • Chat 可定制对话内容，20+选项

Crowd Choice 游戏集成办法

Stadia SDK: State Share

应用办法: 玩家在YouTube上找到玩家分享的游戏，能够进入到分享时的状态持续玩。

原理:玩家上传带状态元数据的视频到YouTube、或应用Stadia直播游戏；观众找到视频可进入游戏；游戏读取视频元数据，进入指定状态（如关卡）。

游戏集成办法

Stadia SDK: Assistant

应用办法：手柄按下Assistant按钮，说出问题（如怎么击败这个Boss？），Assistant会搜查出一个教学视频

Assistant 工作原理：游戏通过Stadia SDK上报游戏场景对应的标签，给视频流打标签

Assistant 游戏集成办法

Stadia Streamer：构建在WebRTC之上

WebRTC架构现状

Stadia 场景下WebRTC架构

Stadia场景下WebRTC批改点（对外接口未发生变化）

  1. 音视频采集由摄像头、麦克风变为GPU、声卡
  2. Codec采纳VP9编码
  3. 减少Rate Adaptation，协同编码与传输
  4. 反对C/S模式
  5. 传输协定应用QUIC替换

为什么谷歌抉择WebRTC

  • 游戏免装置，通过Chrome即可玩，撑持云游戏跨终端推广指标
  • WebRTC定位是超低时延(half-second)实时音视频流传输协定
  • 加强WebRTC生态

为什么须要WebRTC Over QUIC

  • 简化WebRTC协定栈
  • QUIC劣势：零RTT建链、改良的拥塞管制、多路复用、连贯迁徙、前向冗余纠错

Stadia GameBus：原生云游戏引擎

GameBus两个性能：分布式游戏引擎；Stadia多实例级联，实现大型多人在线游戏。

GameBus是一个分布式架构的游戏引擎，分布式架构的劣势是能够容易横向扩大，如物理零碎算力加强、应用云端弱小的AI算力实现更乏味的NPC角色。

通过GameBus级联多个Stadia实例，实现大型多人在线游戏。

Stadia Playability Toolkit：云游戏测试、调优工具集

Stadia 为游戏云化提供一系列工具

  • Chrome Test Client(Network Simulator, Frame Capture)
  • Stream Profile API
  • Media Stream API
  • Stream Capabilities API
  • Frame Token API
  • Video Diff
  • Smoothness View

5 Google Stadia 网络带宽要求与串流时延

玩Stadia云游戏网络带宽要求

720P@60FPS带宽10Mbps，1080P@60FPS 20Mbps带宽，4K分辨率则要求35Mbps带宽。如果带宽达不到要求，则可能会呈现卡顿或花屏（Stadia在编码与传输自适应上做了不少工作以保障晦涩度）。

第三方评测的时延数据

通过Stadia玩游戏，与本地游戏比拟，串流时延均匀在40\~90ms之间。

数据起源

  • Stadia PC对应键盘鼠标输出
  • Stadia TV对应手柄输出
  • 第二个游戏在TV上提早特地高，作者也不分明起因，提早高，然而不卡顿。

数据起源

Stadia Streaming(串流)技术栈

Google Stadia通过寰球骨干网就近接入、定制云游戏主机、优化编解码器、优化传输协定，实现游戏画质4K\@60FPS，操作响应时延150ms的指标。

编解码与传输协定

  • VP9编码格局: 更高的压缩比
  • 定制AMD GPU，4K\@60FPS编码（后续反对8K\@120FPS）
  • WebRTC Over QUIC：低时延传输协定，BBR拥塞管制
  • 编码与传输协同：依据网络品质实时调整编码参数(码率、分辨率、帧率等），保障游戏晦涩体验

游戏主机

  • CPU: X86处理器，2.7GHz; Mem: 16G; GPU: AMD V340 16GB;
  • 图形API：Vulkan
  • Linux操作系统

寰球部署

  • Edge POP点就近接入
  • 不确定Stadia服务器最终是否部署到Edge POP

Reference

1

Stadia应用体验：这货色没做完

Google Stadia：与 YouTube 集成，低硬件门槛收割「公众」流量

Google Stadia是YouTube的将来，而不是游戏的

Google 新设 Stadia 游戏工作室，由前圣莫尼卡工作室负责人领导

Google Stadia 首发评测汇总：云游戏不是梦，但谷歌会让你望而生畏

2

How YouTube Paved the Way for Google's Stadia Cloud Gaming Service

3

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4

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