Microsoft串流遊戲新武器，可節省5/6傳輸流量 @ 學承電腦豐原分校

F1379e4852a6e8f1e4c5030901e1ecb4 正當許多遊戲廠商紛紛開始提供遊戲串流服務之際，Microsoft陣營在市場上並沒有太多動作，不過它們卻以技術進行反擊。不同於一般技術純粹將所有遊戲畫面透過影片串流方式傳送至終端裝置，Microsoft Kahawai技術能夠將部份畫面於終端裝置繪製，讓傳輸流量只需原本的1/6。

串流遊戲讓終端裝置突破極限

目前已經有多間廠商提供串流遊戲服務，其中比較知名的就是Sony的PlayStation Now與NVIDIA的Grid等服務，這類服務的原理是將遊戲程式放在雲端伺服器運算，將遊戲畫面「直播」至如PlayStation 4主機、Shield Tablet平板電腦等終端設備，並接受終端設備回傳的指令輸入讓玩家操作遊戲。這種服務最大的好處是玩家不必在終端設備安裝遊戲程式，而且遊戲畫質表現不受終端設備效能限制，舉個例子來說，能在平板電腦上玩到能夠媲美電腦版大作的頂級畫質遊戲。

Kahawai 的目的是要讓如智慧型手機、平板電腦等行動裝置能享受高畫質串流服務，該技術由Microsoft與杜克大學（Duke University）、華盛頓大學（University of Washington）成員組成的研究團隊共同研發。Kahawai這個字來自夏威夷語，相當於英文的Stream，有流動、串流的意思。

Kahawai 最大的特色，就是遊戲畫面會交由雲端伺服器與終端設備協同運算，這樣的好處是能夠在提供同等畫質表現的情況下，節省資料傳輸流量，如此一來就能提升串流遊戲的流暢度，或是降低行動通訊所占用的流量與傳輸費用。另一方面，支援Kahawai技術的遊戲也能離線執行，也就是說當玩家沒有連線到網路時，還是可以遊玩遊戲，只不過畫質會有所降低，相較之下傳統串流遊戲則是完全無法在離現環境執行。

▲串流遊戲是由雲端伺服器負責遊戲的運算工作。

▲PlayStation Now主要的服務內容為讓玩家在PlayStation 4執行PlayStation 3遊戲。

▲Grid的特色則是能在行動裝置上執行AAA級大作遊戲。

協同運算降低傳輸需求

Kahawai 在實作上使用2種不同的技術進行雲端與終端的協同運算，第一種是由終端裝置繪製每一幀低畫質遊戲畫面，雲端伺服器繪製高畫質部分，最後將兩邊的畫面合成顯示。舉個例子來說，如果要繪製森林的話，就把石頭、樹幹等構造較簡單的物件交由終端裝置負責，樹葉、草等複雜物件則交由雲端伺服器負責。

第二種方式則是由終端裝置繪製部份完整遊戲畫格，雲端伺服器繪製其他畫格。舉例來說，如果有款遊戲每秒顯示60幀畫格，其中10幀交由終端裝置負責，另外的 50幀就交由雲端伺服器負責。上述這2種方式由雲端伺服器繪製的遊戲畫面，都會以H.264編碼壓縮並傳輸至終端裝置，由於絕大部份的行動裝置都支援 H.264硬體解碼，所以效能不是問題。

目前研發團隊使用開源遊戲引擎idTech 4來進行Kahawai的技術試作，根據試作結果，Kahawai技術可在提供可接受的FPS（文件中沒有明講，但筆者推測為每秒30幀），與比單純使用終端裝置繪圖更高畫質的前提下，只需使用傳統串遊戲技術1/6的傳輸頻寬，就能維持相同的使用者體驗。

就目前的開發進度來看，Kahawai可能還需要一段不短的時間才能投入實際運作，而且這種方式會加重終端裝置運算的負擔，也就是說進行串流遊戲時將耗費更多電源，對於行動裝置來說將會成為另一個困擾。

想要進一步瞭解Kahawai的讀者，也可以參考Kahawai: High-Quality Mobile Gaming Using GPU Offload這份文件。