中国信通院：云游戏关键技术研究报告（2020年）（64页）.pdf

1、中国信息通信研究院泰尔终端实验室 5G云游戏产业联盟 2021 年 1 月 中国信息通信研究院泰尔终端实验室 5G云游戏产业联盟 2021 年 1 月 云游戏关键技术 研究报告 云游戏关键技术 研究报告 （2020 年）（2020 年） 前前 言言 云游戏是以云计算为基础的游戏方式，其本质为交互性的在线 视频流。云游戏概念自 2000 年被首次提出，历经了初生、萌芽、预 热和全面发展几个阶段，每次阶段性飞跃的背后都是信息通信基础 技术的更迭。5G 的商用开启了云游戏移动化的新篇章，而云游戏也 将作为 5G 落地的重要应用场景之一， 将先进网络技术带来的革新性 体验传达给广大用户。 报告通过对云

2、游戏技术发展历程的回顾、技术架构的概览、关 键技术的剖析以及保障体系的构建， 全面阐释了云游戏是由云计算、 网络和流媒体等多种信息通信技术融合而成的，同时又通过其广泛 的用户群体和优质的内容资源， 可以迅速形成技术落地的应用示范， 从而反向推进产业整体发展的中心思想。报告还归纳了云游戏技术 的几大发展趋势， 并指出由于云游戏技术架构可复用于其他高算力、 大视频流交互场景，未来有望打破场景界限，实现技术资源复用， 创造出更多更新的需求和体验。 云游戏为社会带来的不仅仅是游戏玩家的体验升级，更是全世 界信息通信技术的一场革新。 云游戏，未来可期。 目目 录录 一、技术发展历程 . 1 （一）以 W

3、i-Fi 为传输承载力的云游戏雏形初现 . 1 （二）虚拟化和编解码技术助力云游戏产品萌芽 . 1 （三）云计算技术提升推动云游戏进入预热阶段 . 2 （四）5G 弥补传输短板，云游戏进入全面发展期 . 3 （五）云游戏是信息通信技术融合更迭的领跑者 . 5 二、技术架构总览 . 7 （一）参与角色与构成要素 . 7 （二）生命周期与行为分解 . 8 （三）功能架构与部署实现 . 11 三、关键技术剖析 . 17 （一）5G 技术赋能云游戏移动端便携属性 . 17 （二）边缘计算实现网络带宽与时延的双赢 . 23 （三）虚拟化/容器技术提升资源使用效率 . 27 （四）高密度 GPU 助力云游

4、戏实现算力飞跃 . 33 （五）流媒体技术开启用户视听体验新篇章 . 37 四、保障体系构建 . 40 （一）云游戏标准化体系 . 40 （二）用户体验评价体系 . 43 五、发展趋势展望 . 48 （一）云原生引领云游戏进入新纪元 . 48 （二）指令流与视频流的双路线融合 . 51 （三）人工智能技术让云游戏更智能 . 53 （四）信息安全将愈发受到产业重视 . 55 （五）云游戏技术将实现场景社会化 . 55 图图 目目 录录 图 1 2008-2019 年的云游戏发展历程 . 5 图 2 云游戏参与角色 . 7 图 3 云游戏上架部署活动行为分解 . 9 图 4 云游戏登录活动行为分解

5、 . 9 图 5 云游戏运行活动流程 . 11 图 6 云游戏各要素的功能架构图 . 12 图 7 按云计算层级部署的云端架构 . 14 图 8 云游戏服务平台部署架构 . 14 图 9 云游戏运营平台部署架构 . 15 图 10 云游戏全局部署架构 . 16 图 11 边缘计算实现架构示意图 . 25 图 12 系统直连、容器、虚拟机架构示意图 . 28 图 13 三种不同的云游戏技术实现架构 . 29 图 14 宿主型虚拟化架构示意图 . 31 图 15 裸机虚拟化架构示意图 . 31 图 16 进程虚拟化架构示意图 . 32 图 17 GPU 直通、GPU 透传示意图 . 35 图 18

6、 GPU 共享、GPU 虚拟示意图 . 35 图 19 云游戏的框架及用到的流媒体技术 . 37 图 20 5G 云游戏标准体系框架图 . 41 图 21 ITU-T G.1032 对游戏 QoE 影响因素的划分 . 46 图 22 视频流云游戏实现流程 . 51 图 23 指令流云游戏实现流程 . 52 表表 目目 录录 表格 1 云游戏角色及构成要素 . 8 表格 2 云游戏边缘机房管理解决方案比对分析 . 26 表格 3 软件虚拟化技术实现方案和技术特点比对 . 30 表格 4 云游戏主要推流协议性能对比 . 38 表格 5 云游戏主流编码算法特点比对 . 38 表格 6 视频流与指令流