华为XLabs与网易雷火出品：5G场景下的云游戏业务体验模型|mtc满堂彩旧版特色

本文摘要：5G趋向，应用于先行，云游戏就车站在5G的下一个转角。

5G趋向，应用于先行，云游戏就车站在5G的下一个转角。综合目前有数的云游戏实践中，华为 X Labs 和网易雷火游戏事业部合作出品了《云游戏体验模型（Cloud gMOS）》白皮书。该白皮书叙述了云游戏（Cloud Gaming）业务体验评估的市场需求背景，评估模型框架，主观实验与分析方法，模型公式结构，模型典型值和模型应用于场景等。

在建模过程中，华为 X Labs 和网易雷火游戏事业部对玩家在 5G 下玩云游戏的不道德仔细观察和对系统的基础上，遵守 ITU 涉及规范，使用分级同构的方法，创建了云游戏的用户体验模型。模型填补了业界对云游戏体验定量研究的严重不足。

云游戏体验模型的创建为 5G 网络建设，产业发展规划获取一定的参照和指导，同时云游戏内容服务商、网络运营商和硬件制造商也可根据用户的实际体验来大大调整、优化服务和产品策略。研究背景云游戏（Cloud Gaming）是以云计算为基础的游戏模式，在这种模式下，游戏画面在云端展开计算出来和图形，并将图形已完成的画面传输后，通过网络传输给客户端。所以，客户端仍然必须高端处理器、显示卡、GPU等，仅有须要在本地享有一定的流媒体解码、播出能力才可，这大大降低了用户提供优质游戏的门槛。

某种程度，在 5G 网络赋能下，在随时随地终端、类本地操作者方面，将给云游戏用户的体验带给大幅度提高，云游戏业务是最重要的 Cloud X 业务之一。市场调查机构 IHS Markit 发布的数据指出，云游戏产业极具发展潜力。

之前，对云游戏体验的研究主要集中于在画面质量、倒数/完整性等方面的可行性定性分析，对交互质量、综合体检验缺少系统、了解的定量研究。为了创建起原始的云游戏体验模型，华为X Labs牵头网易雷火游戏事业部进行深入分析，在《逆水寒》、《流星蝴蝶剑》等游戏场景中，邀测试玩家在5G环境下用于云电脑体验《逆水寒》等游戏，通过对玩家的不道德仔细观察和对系统总结，在遵守ITU涉及规范的基础上，系统地展开主观实验。

最后，在主观实验数据承托下，训练并创建了统一的云游戏用户体验评估模型，从用户体验角度，为5G网络建设，产业发展规划获取一定的参照和指导。体验评估模型框架从用户可感官的角度，Cloud Gaming 和 Cloud VR 有相似之处，影响用户综合体检验主要有 3 个方面，分别是影音质量、交互质量和影音的倒数/完整性。云游戏体验评估模型框架可见图 2 右图，某种程度基于分级同构，分成影响因素输出层，子感官体验层和综合体验层。

主观测试与分析方法云游戏用户体验主观实验某种程度基于 ITU-T P.913，用于单刺激法和 ACR 5 分制。云游戏主观实验平台闻图 3 右图，主要还包括云电脑、网络受损仪、客户端及其表明设备。

主观实验平台，获取有所不同分辨率、帧亲率、画质的游戏内容，并在网络受损仪器的掌控下，获取有所不同画面完整性和操作者号召时延的测试场景。明确解释如下：1.有所不同表明设备对用户体验的影响，通过 PPD 统一度量并建立相应评估模型。游戏画面可以通过显示器或者手机屏幕展开表明，在最佳观赏距离下，将实际呈现出在测试用户面前可感官的分辨率转换成PPD。一般而言，10寸以上表明屏幕，如一般显示器的最佳观赏距离为表明屏幕高度的 2 倍，10 寸以下表明屏幕，如手机的最佳观赏距离为显示屏宽度的 4-6 倍（在本次主观实验中，按对分辨率拒绝较高的 4 倍计算出来）。

以 32 寸 4K 显示器为事例，等效 PPD 可根据图 4 右图关系计算出来，计算公式可为：PPD = Ph/(2*arctan(W/2/D)*180/Pi)=80.47其中，Ph 为水平像素数，W 为显示器宽度，D 为最佳观赏距离（也即 2 倍显示器高度）。操作者号召时延还包括：1. 指令数据采集时延； 2. 指令数据下行传输时延； 3. 指令接管，逻辑运算，图形图形时延；4. 捕捉图形时延； 5. 图形编码时延； 6. 编码图形上行传输时延； 7. 图形解码时延；8. 客户端图形时延，还包括解码后图形RAM等候时延，色彩处置，图层变换等环节时延； 9. 显示器表明时延。

模型公式结构云游戏综合体检验评估模型公式如下，在公式结构上，和VR体验评估模型保持一致，相关系数则根据实际测试结果展开数值。MOSC = min(max((MOSAV-1)·(1-v28(5-MOSI)-v29(5-MOSRP))+1,1),5)式中，MOSC 为云游戏综合体检验，MOSAV 为影音质量， MOSI 为交互质量， MOSRP 为视听觉倒数 / 完整性， v28 和 v29为模型系数。

综合体验以影音质量 MOSAV 为基础， 交互质量 MOSI 和倒数 / 完整性 MOSRP 则作为体验受损的子感官项。MOSV = f1(Visual Codec,Br,FR,(Rh,Rv)) ；MOSA = f2(Audio Codec,ABr,SP) ；MOSAV = f3(MOSV,MOSA,tasvn) ；MOSI = f4(tod) ；MOSRP = f5(Tr,RF,ppl)。

模型典型值1. PPD对画面质量 MOSV 的影响典型值基于H.264编码，BPP 为0.133，帧亲率120fps的条件，PPD 对画面质量 MOSV 的影响典型值，闻右图6右图。可以看见，PPD 为20时，画面质量 MOSV 大约为3.57分；PPD 为60时，画面质量 MOSV 大约为4.73分，PPD 小于60后，画面质量 MOSV 快速增长显得陡峭。

2. 分辨率在最佳观赏距离下对画面质量 MOSV 影响的典型值基于 H.264 编码，BPP 为 0.133，帧亲率 120fps的条件，在显示器上观赏有所不同分辨率的画面，其对画面质量 MOSV的影响典型值，如图 7 右图。在低帧亲率情况下，1080P的游戏画面，才可对应较高的PPD，MOSV 为 4.5 分。3. 帧亲率对画面质量 MOSV 的影响典型值基于 H.264 编码，BPP 为 0.133，PPD 为 120 的条件，帧亲率对画面质量 MOSV 影响的典型值，闻右图 8 右图。帧亲率为 30fps 时，画面质量 MOSV 大约为 3.35 分；帧亲率为 60fps 时，画面质量 MOSV 大约为 4.41 分；帧亲率为 90fps 时，画面质量 MOSV 多达 4.80 分。

帧亲率多达 90fps 后，画面质量 MOSV 的快速增长趋势渐趋陡峭。4. 操作者号召时延对交互质量 MOSI 的影响典型值游戏操作者号召时延高于 50ms 时交互质量 MOSI 超过 5 分；操作者号召时延 100ms 时，交互质量 MOSI 为 4.03 分。

当操作者号召时延为 200ms 时，交互质量 MOSI 为 2.92 分。5. 数据遗失率对完整性 MOSP 的影响典型值有所不同的数据传输模式，具有有所不同的数据遗失亲率和画面完整性的关系模型。基于 TCP+RTP 传输模式，TCP 丢包率对完整性 MOSP 的影响典型值，如下图 10 右图。

当 TCP 丢包率为 0.1% 时，影音完整性 MOSP 为5分；当丢包率为0.3% 时，影音完整性 MOSP 为 3.68 分；当丢包率为 1% 时，影音完整性 MOSP 为 1.14 分。模型应用于基于如下条件，云游戏在有所不同表明设备和网络条件下的体验对照表，可见表格 4 右图。1) 基于 H.264 编码，BPP 为 0.21。

2) 10寸以上表明屏幕（大屏），如显示器，最佳观赏距离按显示器高度 *2 计算出来，10 寸以下表明屏幕（小屏），如手机屏幕，最佳观赏距离按显示屏宽度 *4 倍计算出来（在引荐最佳观赏距离下，只要屏幕高宽比符合常规，在有所不同尺寸的大屏上观赏完全相同分辨率的游戏画面，可取得完全相同的等效 PPD，小屏也如此）。3)数据传输对影音完整性没影响。4)音频编码算法：AAC-LC，音频固定码率：140Kbps。

根据下诏，我们可以仔细观察云游戏产业发展的现状，并规划未来的产业发展路径：1)720P 或 1080P，帧亲率30fps，是目前主流云游戏平台可获取的游戏画面水平。游戏画面无论基于手机屏幕还是显示器呈现出，综合体检验 MOSC 在 3.2 至 3.5 分之间，处在刚刚多达“可拒绝接受”的水平；2)5G 云游戏，建议从 1080P@60fps 跟上，对标专业玩家用于本地电脑的体验水平。大部分场景下（操作者号召时延70ms），手机可以执着 4 分体验；3) 对于大屏，当游戏画面分辨率为 2K（2560*1440），帧亲率 60fps，操作者号召时延 50ms 时，综合体检验MOSC 可约 4.29 分，用户体验超过“好”的水平，可作为未来 2 年后挑战目标；4) 当游戏画面分辨率 4K（3840*2160），帧亲率 60fps，操作者号召时延 50ms 时，综合体检验 MOSC 相似 4.5 分，可作为长年挑战目标。

当前云游戏体验现状与产业发展路径建议，可见图 11 右图。结束语在5G时代，云游戏产业终将获得长足发展。

利用体验评估模型，云游戏内容服务商、网络运营商和硬件制造商可根据用户的实际体验来大大调整、优化服务和产品策略，有效地提升竞争力。最后，为了强化产业合作，华为XLabs将评估模型算法邮购SDK形式公布和分享。所附出品方讲解：Wireless X Labs是一个全新的平台，目的将电信运营商、技术供应商和横向行业的合作伙伴挤满在一起，探寻未来的移动应用于场景，推展业务和技术创新，创建一个对外开放的生态系统。

Wireless X Labs创建了三个实验室，探寻三个主要领域：人与人之间的相连，横向领域的应用于和家庭应用于。2007年，雷火游戏在西子湖畔正式成立，是网易在杭州的第一个游戏工作室。

几经十多年发展，雷火游戏已是享有将近两千名员工的事业群，不具备国内一流研发、运营、营销实力。雷火团队先后顺利首创《倩女幽魂》、《天谕》、《逆水寒》三大旗舰游戏品牌，在动作、体育、休闲游戏领域作出顺利尝试。

录：已获得华为许可刊登。(公众号：)涉及文章：Android 手机用户福利：Nvidia 云游戏立刻就能玩游戏了在云游戏和 AI 的浪潮下，微软公司和索尼也手牵手了谷歌腾讯都入局了，云游戏不会是下一个大风口吗？原创文章，予以许可禁令刊登。下文闻刊登须知。

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