云計(jì)算技術(shù)在電子游戲領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展

文/孫逸凡 陳勇

1 引言

計(jì)算機(jī)以及因特網(wǎng)經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的發(fā)展，在性能上的提高已經(jīng)面臨瓶頸，當(dāng)單臺(tái)計(jì)算機(jī)性能達(dá)到極限的時(shí)候該怎么做是現(xiàn)階段亟待解決的技術(shù)問(wèn)題?，F(xiàn)今，互聯(lián)網(wǎng)在日常的工作與生活中扮演著不可或缺的角色，使得利用廣闊的網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)提供高性能的服務(wù)成為可能，這就衍生出了云計(jì)算的概念，期望借用這一技術(shù)解決單機(jī)資源匱乏的問(wèn)題。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬與計(jì)算機(jī)處理速度的優(yōu)化升級(jí)，云計(jì)算技術(shù)及其相關(guān)應(yīng)用開(kāi)始頻繁出現(xiàn)在公眾的視野中，這種新型的數(shù)據(jù)共享模式為信息科技的發(fā)展注入了新的活力。在云計(jì)算這一環(huán)境的影響下，更多的科研工作者與創(chuàng)新型企業(yè)把目光投向云技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合上，云游戲就是其中一種。眾所周知，傳統(tǒng)的大型電子游戲?qū)﹄娔X配置有著很高的要求，高清晰度的操作界面與高流暢度的游戲體驗(yàn)是游戲玩家們最關(guān)注的要點(diǎn)，云游戲技術(shù)的發(fā)展無(wú)疑為這類問(wèn)題提供了一個(gè)高效的解決方案。因此，針對(duì)云計(jì)算在電子游戲領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行研究能夠加深人們技術(shù)層面的理解，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

2 云計(jì)算概述

2.1 云計(jì)算的定義

云計(jì)算本質(zhì)上是一類新型的信息交互平臺(tái)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)快速獲取資源，并將大部分?jǐn)?shù)據(jù)的分析計(jì)算放置到云端處理(例如服務(wù)器上)，在本地僅占用很少的資源。當(dāng)前，大眾普遍認(rèn)可的一種解釋是將云計(jì)算被定義為一種根據(jù)使用情況付費(fèi)的計(jì)算模式，該模式可以通過(guò)可用的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行便捷訪問(wèn)，并且能夠使用可被快速提供計(jì)算資源共享池（包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲(chǔ)，應(yīng)用軟件，服務(wù)等），與此同時(shí)能夠避免大量的的管理工作以及與服務(wù)供應(yīng)商之間的大量交互。同時(shí)，云計(jì)算還有幾個(gè)相似概念，例如效應(yīng)計(jì)算，網(wǎng)格計(jì)算，自主計(jì)算，其實(shí)云計(jì)算更像是他們的一種綜合，因?yàn)橄噍^于上述3種三種概念，云計(jì)算更為便捷，靈活，規(guī)模也更大。傳統(tǒng)的電腦任務(wù)處理都是基于自己的電腦，而到了云計(jì)算時(shí)代，便成了以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的任務(wù)處理模式，正因?yàn)楝F(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)分布廣，用戶多等特點(diǎn)，云計(jì)算也是一種按需計(jì)算，是資源得到合理利用的協(xié)作方式。

2.2 云計(jì)算的發(fā)展

早在二十世紀(jì)八十年代年，來(lái)自美國(guó)著名高校斯坦福大學(xué)的太陽(yáng)電腦公司便提出了類似云的概念，即“網(wǎng)絡(luò)是電腦”。由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制，這一超前觀點(diǎn)也并沒(méi)有得到很好的發(fā)展。直到數(shù)年后的2006年，谷歌時(shí)任的首席執(zhí)行官Eric Schmidt才第一次公開(kāi)闡述了云計(jì)算這個(gè)概念。在兩年后，中國(guó)也開(kāi)始了云計(jì)算的推行，IBM公司在中國(guó)無(wú)錫幫助本土軟件公司建造了全球首例云計(jì)算中心。經(jīng)過(guò)了幾年的準(zhǔn)備時(shí)間，云計(jì)算已經(jīng)有了相對(duì)充足的概念推廣與技術(shù)儲(chǔ)備，中國(guó)本土的項(xiàng)目也進(jìn)入了黃金時(shí)期，大量廠商的投入也孕育了很多的應(yīng)用解決方案。2015年之后直到現(xiàn)在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)足夠成熟穩(wěn)定，成為了互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)服務(wù)，用于對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

來(lái)自哈佛的加里·金也曾經(jīng)提出云計(jì)算已經(jīng)不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的一種技術(shù)，更是發(fā)生在行業(yè)里的一次革命，并且可以滲透到各個(gè)行業(yè)，比如金融，學(xué)術(shù)，政界等，英國(guó)的一家數(shù)據(jù)分析機(jī)構(gòu)劍橋分析，通過(guò)盜取Facebook的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)輔助特朗普獲得總統(tǒng)大選。從2007起，云計(jì)算就越來(lái)越多的被人們所提起，這種新興技術(shù)已被用到了生活的方方面面，各許多知名企業(yè)也都在向云計(jì)算方向發(fā)展，微軟專門設(shè)計(jì)了云操作系統(tǒng)Cloud OS，亞馬遜也推出了云網(wǎng)絡(luò)服務(wù)WorkSpaces。

2.3 云計(jì)算的應(yīng)用

2.3.1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)這一概念是近幾年出現(xiàn)的新名詞，其內(nèi)涵與定義還處在發(fā)展完善階段，按照字面意思來(lái)說(shuō)即是物物連接的網(wǎng)絡(luò)，也可以說(shuō)是將物體與網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，使得人類可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)讀取或操控物理設(shè)備。隨著物聯(lián)網(wǎng)中連接到物品越多，得到的數(shù)據(jù)也就越多，且這些數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過(guò)處理分析，才能裝化成對(duì)人類有用的資源。云計(jì)算恰好能夠補(bǔ)足物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在大批量數(shù)據(jù)處理方面的缺陷。從物聯(lián)網(wǎng)的組成架構(gòu)來(lái)看，云計(jì)算是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的核心部件，通過(guò)云處理的模式，將網(wǎng)絡(luò)連接到的物品信息傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行實(shí)時(shí)的處理分析。云計(jì)算自身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力與物聯(lián)網(wǎng)的信息挖掘產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，資源共享，能夠迅速推動(dòng)整個(gè)市場(chǎng)的發(fā)展與升級(jí)。

2.3.2 云存儲(chǔ)系統(tǒng)

現(xiàn)今，網(wǎng)絡(luò)云盤在年輕人中的使用率越來(lái)越高，如百度開(kāi)發(fā)的面向大眾的百度網(wǎng)盤以及各種類型的企業(yè)云盤等。網(wǎng)盤的使用突破了數(shù)據(jù)在空間上的問(wèn)題，互聯(lián)網(wǎng)上的各種存儲(chǔ)設(shè)備使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不再局限于一個(gè)物理硬盤，而是變成了云端的存儲(chǔ)空間。人們常用的網(wǎng)盤就是云存儲(chǔ)系統(tǒng)的通俗說(shuō)法，是一種新式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。云存儲(chǔ)是在云計(jì)算的發(fā)展基礎(chǔ)上延伸而來(lái)的，大量數(shù)據(jù)在云端進(jìn)行計(jì)算與分析，必然需要配套的存儲(chǔ)空間將未傳輸?shù)臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)到指定地址內(nèi)。由此，云存儲(chǔ)系統(tǒng)的概念就誕生了，作為云計(jì)算的輔助系統(tǒng)，將待處理或已解析完畢的數(shù)據(jù)存放到云端，方便人們隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)存取的同時(shí)，也解放了物理存儲(chǔ)的壓力。

2.3.3 云殺毒

隨著時(shí)代進(jìn)步，數(shù)據(jù)信息也變得越來(lái)越有價(jià)值，竊取重要數(shù)據(jù)的病毒層出不窮，對(duì)電腦中重要數(shù)據(jù)的保護(hù)也成了當(dāng)面信息保護(hù)的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的殺毒方式多依賴現(xiàn)有的特征庫(kù)對(duì)未知的病毒程序進(jìn)行判別，但日益增多的病毒類型與惡意攻擊使得傳統(tǒng)的方法不再有效?，F(xiàn)今，人們逐漸利用云殺毒技術(shù)取代了其他方法，人們不必再在自己的主機(jī)上安裝龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，而是取而代之的是在云上的病毒特征庫(kù)。每當(dāng)殺毒軟件檢測(cè)到有嫌疑的數(shù)據(jù)，便可將其上傳到云中，進(jìn)行進(jìn)一步檢索，判斷是否包含病毒。

3 電子游戲的發(fā)展

現(xiàn)代的電子游戲相對(duì)于以往消耗體力的游戲來(lái)說(shuō)，在形式上已經(jīng)發(fā)生了巨大的改變，可是本質(zhì)依然不變。如今的電子游戲也已成了繼電影先驅(qū)者喬托·卡努杜定義的電影為第七藝術(shù)和第三次信息革命被定義成第八藝術(shù)的電視之后的第九藝術(shù)，在人們的娛樂(lè)生活中發(fā)揮愈發(fā)重要的作用。

3.1 電子游戲發(fā)展歷程

電子游戲與其載體也有著密不可分的聯(lián)系，從游戲主機(jī)到電腦，無(wú)不是這樣。20世 紀(jì)40年 代，Thomas·T·Goldsmith Jr與EstleRay Mann在美國(guó)設(shè)計(jì)并注冊(cè)了專利《陰極射線管娛樂(lè)裝置》，緊接著，在20世紀(jì)50年代初便出現(xiàn)了跳棋的程序。但要說(shuō)真正可以稱得上是電子游戲的，通常認(rèn)為是在1958年由Willy Higginbotham創(chuàng)造出的《雙人網(wǎng)球》游戲。伴隨著1972年雅達(dá)利公司的建立，世界上第一臺(tái)商用游戲機(jī)正式問(wèn)世，并且出現(xiàn)了第一款模擬乒乓球的街機(jī)游戲《Pong》。四年后，雅達(dá)利公司邊發(fā)行了一款游戲機(jī)Atair 2600，這也是第一部意義上的家用游戲主機(jī)系統(tǒng)。然而好景不長(zhǎng)，1983年便發(fā)生了一件著名的事件Atari Shock，也叫做雅達(dá)利大崩潰。因?yàn)橐豢铍娮佑螒颉禘T外星人》在市場(chǎng)上的無(wú)人問(wèn)津?qū)е铝怂捌渌麥N的卡帶被直接送往新墨西哥州填埋。這次雅達(dá)利大崩潰便導(dǎo)致了整個(gè)北美的游戲機(jī)市場(chǎng)的大蕭條。但是很快，日本的任天堂便從這次大崩潰中吸取了足夠多的教訓(xùn)，并且開(kāi)發(fā)出了“紅白機(jī)”（Family Computer，簡(jiǎn)稱FC），任天堂通過(guò)紅白機(jī)和風(fēng)靡一時(shí)的《超級(jí)馬里奧兄弟》游戲，僅僅用了三年的時(shí)間，就把整個(gè)北美電子游戲市場(chǎng)恢復(fù)到了雅達(dá)利的全盛時(shí)期。在此之后，電子游戲業(yè)就開(kāi)始了蓬勃發(fā)展，出現(xiàn)了更多的游戲主機(jī)。

與此同時(shí)，電腦憑借其超越游戲機(jī)主機(jī)的性能，電腦上的電子游戲也跟著游戲主機(jī)一同發(fā)展起來(lái)，很多運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始參與到游戲市場(chǎng)中，電子游戲這一娛樂(lè)活動(dòng)逐漸演變成一個(gè)規(guī)模完整、龐大的產(chǎn)業(yè)，各類大型電子游戲相繼出現(xiàn)，為人們的休閑生活提供了更多的選擇。此外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步也從一定層面上推動(dòng)了電子游戲的發(fā)展，基于Web網(wǎng)頁(yè)技術(shù)的無(wú)客戶端電子游戲以其操作簡(jiǎn)單，占用內(nèi)存空間少等優(yōu)勢(shì)博得了廣大網(wǎng)民的青睞，成為電子游戲的一個(gè)重要分支。

3.2 電子游戲現(xiàn)存問(wèn)題

電子游戲的發(fā)展同時(shí)也伴隨著游戲容量的擴(kuò)大以及對(duì)電腦性能要求的提高。傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤HDD已經(jīng)滿足不了大型游戲的速度要求，若想進(jìn)行游戲數(shù)據(jù)的快速讀取，需要使用固態(tài)硬盤SSD，可由于固態(tài)硬盤高昂的成本和價(jià)格，也使得很多游戲愛(ài)好者望而卻步。同時(shí)，電子游戲從當(dāng)年一個(gè)軟盤的大小變成了現(xiàn)在的動(dòng)輒幾個(gè)GB，甚至幾百GB。造成游戲大小變化的最主要原因是游戲中高分辨率的貼圖，它們的存在對(duì)電腦的圖像處理能力造成了一定的壓力。由此，顯卡的功能得以彰顯，如今顯卡的計(jì)算能力也已遠(yuǎn)超CPU的計(jì)算能力，對(duì)游戲畫(huà)質(zhì)的提升作用很大，然而目前圖形計(jì)算能力強(qiáng)的顯卡價(jià)格也極其高昂，也很少有游戲愛(ài)好者為了追求顯示畫(huà)面的極致去購(gòu)買一塊顯卡。云游戲的出現(xiàn)正彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電子游戲的不足，使得越來(lái)越多的人能夠以低成本去享受高質(zhì)量的電子游戲，而非購(gòu)買昂貴的電腦設(shè)備。

4 云計(jì)算與電子游戲的結(jié)合——云游戲

4.1 云游戲定義

云游戲是時(shí)下新興的一種游戲方式，其實(shí)現(xiàn)的理論基礎(chǔ)是云計(jì)算系統(tǒng)，將游戲部署在云端，云端服務(wù)器對(duì)當(dāng)前游戲畫(huà)面進(jìn)行渲染并以合適的壓縮比例將數(shù)據(jù)壓縮至適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇笮魉椭量蛻舳?，游戲玩家在客戶端收到?shù)據(jù)包后自行解壓，即可得到實(shí)時(shí)的圖形畫(huà)面。由此可見(jiàn)，只要網(wǎng)絡(luò)速度足夠快，用戶的游戲體驗(yàn)不會(huì)受到任何影響，能夠?qū)崿F(xiàn)與普通網(wǎng)頁(yè)游戲類似的流暢度與保真度。現(xiàn)階段，云游戲模式是專為高畫(huà)質(zhì)以及大容量的電子游戲設(shè)計(jì)的，整個(gè)游戲的運(yùn)行都在云中，玩家發(fā)送對(duì)應(yīng)的指令到服務(wù)器，服務(wù)器做出相應(yīng)的反饋并將畫(huà)面?zhèn)髦量蛻舳耍皖愃朴谠陔娔X上進(jìn)行視頻點(diǎn)播。因?yàn)樗械挠螒虍?huà)面都在服務(wù)器端運(yùn)行并渲染，所以玩家的游戲設(shè)備并不需要了以往玩大型電子游戲的高端處理器或顯卡對(duì)游戲進(jìn)行繁雜的圖形運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理，只需其電腦擁有最基礎(chǔ)的視頻解壓能力和將玩家指令發(fā)送至云端的能力即可。

4.2 云游戲的優(yōu)點(diǎn)

前《刺客信條》系列女制作人Jade Raymond在接受采訪時(shí)也曾說(shuō)過(guò)，3A游戲（3A是一種美式概念，用來(lái)描述高成本，高質(zhì)量的游戲）的未來(lái)在于云游戲。并且著名游戲《最終幻想15》的總監(jiān)田畑端表示：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，云游戲?qū)⒛軌蛲耆〈鶳S5和Xbox2，而PS5和Xbox2正是當(dāng)下索尼和微軟公司正在開(kāi)發(fā)的游戲主機(jī)。與傳統(tǒng)的游戲模式相比，云游戲可以很大程度上減少?gòu)S商對(duì)于游戲主機(jī)的開(kāi)發(fā)，相較于主機(jī)開(kāi)發(fā)投入的大量資金，運(yùn)營(yíng)商只需花比這少很多的錢去增設(shè)幾臺(tái)高性能的服務(wù)器。

其次，云游戲技術(shù)的成熟與推廣為廣大電子游戲玩家?guī)?lái)了更多收益。首先云游戲無(wú)需游戲的本地安裝與后期更新修復(fù)。一款游戲從它發(fā)售開(kāi)始，開(kāi)發(fā)商與運(yùn)營(yíng)商為了保證用戶游戲體驗(yàn)會(huì)不斷地進(jìn)行游戲更新，修復(fù)或增加新的內(nèi)容，這樣的更新與修復(fù)過(guò)程會(huì)耗費(fèi)很多的時(shí)間。然而云游戲可以做到實(shí)時(shí)更新，用戶每次游戲打開(kāi)就能去運(yùn)行在云端早已更新好的游戲，而不是去等待游戲源文件的下載。

同時(shí)，云游戲也使得電子游戲突破了環(huán)境以及硬件的限制，只要能夠連接到互聯(lián)網(wǎng)，便能做到隨時(shí)隨地的游戲娛樂(lè)。近年來(lái)，全世界都開(kāi)始進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)提速的時(shí)代，4G技術(shù)的普及與5G技術(shù)的演進(jìn)為云游戲提供了較好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與速度配置。因?yàn)椋脩羯踔量梢栽谑謾C(jī)，平板電腦，機(jī)頂盒上運(yùn)行那些需要高端電腦配件才能運(yùn)行的大型電子游戲。

4.3 云游戲發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

如今，云游戲也成了很多公司發(fā)展的重點(diǎn)業(yè)務(wù)。早在2009年，業(yè)界就已經(jīng)出現(xiàn)商用化的云游戲平臺(tái)，例如OnLive和Gaikai，但終究因?yàn)檫€在該技術(shù)發(fā)展的早期階段，網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，人們對(duì)于此概念的不接受等等原因，他們并沒(méi)有獲得較大成功，但仍未云游戲?qū)?lái)的發(fā)展模式奠定了基礎(chǔ)。在2014年，索尼推出了一款云端流傳游戲輸服務(wù)PlayStation Now，用戶可以在個(gè)人電腦或者游戲主機(jī)上嘗試超過(guò)650款的來(lái)自PS4，PS3，PS2的游戲。人工智能計(jì)算公司NVIDIA也退出了NVIDIA GRID的虛擬GPU技術(shù)并將其搭載到其自研游戲主機(jī)NVIDIA SHIELD上來(lái)實(shí)現(xiàn)云游戲，通過(guò)NVIDIA GRID的云游戲技術(shù)，它能夠以流的形式傳輸 Web 上的視頻游戲，并且在云端服務(wù)器上渲染3D游戲。同時(shí)英偉達(dá)官方宣傳將NVIDIA GRID用作點(diǎn)播式游戲服務(wù)(GaaS)解決方案的基礎(chǔ)時(shí)，便能體會(huì)到云游戲與傳統(tǒng)游戲機(jī)系統(tǒng)的不同和優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)也有公司正在大力開(kāi)發(fā)云游戲服務(wù)，在2017年的世界移動(dòng)大會(huì)上，咪咕互娛便隆重推出了他們的云游戲業(yè)務(wù)，成為了全場(chǎng)亮點(diǎn)?，F(xiàn)在咪咕互娛的云游戲服務(wù)已經(jīng)包含了一百多款游戲。總的來(lái)說(shuō)，云游戲的發(fā)展前景十分開(kāi)闊，定會(huì)成為將來(lái)電子游戲演變的重要方向。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著網(wǎng)絡(luò)使用者對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的用戶體驗(yàn)需求日益提高，云計(jì)算技術(shù)逐漸成為未來(lái)信息技術(shù)發(fā)展的重要方向，云計(jì)算與其他技術(shù)的融合也引發(fā)了新一輪的科技革命。云游戲是云計(jì)算技術(shù)在電子游戲領(lǐng)域的重要應(yīng)用，將游戲畫(huà)面的處理過(guò)程放置到云端服務(wù)器中進(jìn)行，無(wú)需高端的電腦配置。云游戲的技術(shù)尚未發(fā)展至完全成熟的階段，但其勢(shì)必會(huì)成為現(xiàn)代游戲玩家的主要游戲體驗(yàn)方式。