Microsoft串流遊戲新武器，可節省5/6傳輸流量

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。

▲上述第一種方式會由終端裝置繪製低畫質遊戲畫面，雲端伺服器繪製高畫質遊戲畫面，並將高畫質畫面減去低畫質畫面成為差異畫面（即圖中Delta）。此時只需透過網路將差異畫面傳輸至終端裝置，並於顯示時與低畫質畫面合成即可。

▲第二種方式則是終端裝置只繪製部分遊戲畫格（影片編碼中的I Frame），雲端伺服器繪製所有遊戲畫面，並只傳輸中間空缺的畫格（影片編碼中的P Frame）。由於P Frame只記錄影片中有變動的部分，所以容量比I Frame小很多，因此可以節結省不少傳輸流量。

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