วิดีโอ codec ตัวใหม่ที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับ game streaming ได้เปิดตัวแล้ว โดยสัญญาว่าจะส่งมอบความเร็วในการ encoding ที่เร็วกว่าโซลูชัน hardware แบบดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ PyroWave ที่สร้างโดยนักพัฒนาอิสระ ใช้แนวทางที่รุนแรงโดยการตัดฟีเจอร์ที่ออกแบบมาสำหรับการผลิตภาพยนตร์ออกไป และมุ่งเน้นไปที่ความต้องการเฉพาะของ real-time game streaming
codec นี้แก้ไขปัญหาพื้นฐานในโซลูชัน game streaming ปัจจุบัน บริการ streaming ส่วนใหญ่พึ่งพา codecs ที่ยืมมาจากการผลิตภาพยนตร์ ซึ่งรวมถึงฟีเจอร์อย่างการรองรับ subtitle, chapter indexing และ complex entropy coding ที่เพิ่ม latency ที่ไม่จำเป็นให้กับแอปพลิเคชัน gaming สำหรับ game streaming เป้าหมายคือการทำ encoding workflow ทั้งหมดให้เสร็จภายใน 15-20 มิลลิวินาที ทำให้ฟีเจอร์ที่มุ่งเน้นภาพยนตร์เหล่านี้กลายเป็นสิ่งที่ขัดแย้งกับจุดประสงค์
ฟีเจอร์ที่ถูกลบออกเพื่อความเร็ว:
- การรองรับคำบรรยาย
- การจัดทำดัชนีบท
- การเข้ารหัสเสียง
- การเข้ารหัสแบบ Entropy
- ข้อมูลเมตาของกล้อง
- ฟังก์ชันการวนซ้ำ
- การทำนายการเคลื่อนไหวแบบซับซ้อน
สถาปัตยกรรมที่เรียบง่ายเพื่อความเร็ว
ปรัชญาหลักของ PyroWave มุ่งเน้นไปที่การลดความซับซ้อนมากกว่าการเพิ่มเติม codec นี้ตัดฟีเจอร์การผลิตภาพยนตร์แบบดั้งเดิมออกไป และมุ่งเน้นไปที่ชุดฟีเจอร์ขั้นต่ำที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับ parallel processing แนวทางนี้ช่วยให้สามารถหลีกเลี่ยงคอมโพเนนต์ที่มี latency สูงซึ่งรบกวน video codecs แบบดั้งเดิมเมื่อใช้สำหรับแอปพลิเคชันแบบ interactive
ชุมชนเทคนิคแสดงความสนใจเป็นพิเศษในการใช้ Discrete Wavelet Transforms ของ codec แทนที่จะเป็น Discrete Cosine Transforms ที่พบได้ทั่วไปในมาตรฐานอย่าง H.264 ตัวเลือกนี้ร่วมกับ coefficient packing ที่เรียบง่ายโดยใช้ fixed 12×12 blocks ช่วยให้เกิดข้อได้เปรียบด้านความเร็วของ codec ในขณะที่ยังคงคุณภาพภาพที่เหมาะสมสำหรับเนื้อหา gaming
Discrete Wavelet Transforms: เทคนิคทางคณิตศาสตร์สำหรับการวิเคราะห์สัญญาณที่สามารถรักษารายละเอียดในภาพบางประเภทได้มากกว่าวิธีการบีบอัดแบบดั้งเดิม
ข้อมูลจำเพาะหลักของ PyroWave :
- เวลาการเข้ารหัสเป้าหมาย: เศษส่วนของมิลลิวินาทีต่อเฟรม
- อัตราส่วนการบีบอัด: ~1 บิตต่อพิกเซล
- การทำงานของเวิร์กโฟลว์เป้าหมายให้เสร็จสิ้น: เวลาแฝงรวม 15-20 มิลลิวินาที
- ขนาดบล็อก: สัมประสิทธิ์ 12×12 แบบคงที่
- วิธีการแปลง: Discrete Wavelet Transforms (DWT) แทนที่จะเป็น Discrete Cosine Transforms (DCT)
ความสนใจจากชุมชนและการเปรียบเทียบ
ผู้ที่ชื่นชอบเทคโนโลยีรีบเร่งเปรียบเทียบกับโซลูชันที่มีอยู่ สมาชิกชุมชนบางคนสังเกตเห็นความคล้ายคลึงกับ NDI (Network Device Interface) ซึ่งเป็นโปรโตคอลการ streaming วิดีโอแบบมืออาชีพ แม้ว่า PyroWave จะดูเหมือนจะกำหนดเป้าหมายไปที่สถานการณ์ที่มี latency ต่ำกว่านั้น คนอื่นๆ แนะนำความเป็นไปได้ในการผสานรวมกับเครื่องมือ game streaming ยอดนิยมอย่าง Moonlight ซึ่งสามารถนำประโยชน์ด้านประสิทธิภาพเหล่านี้มาให้ผู้ใช้ในบ้านที่ streaming เกมผ่านเครือข่ายท้องถิ่นของพวกเขา
การอภิปรายยังเน้นโอกาสที่น่าสนใจสำหรับการผสานรวมที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นระหว่าง game engines และ video encoders rendering engines สมัยใหม่สร้างข้อมูล motion vector อยู่แล้วสำหรับเอฟเฟกต์อย่าง motion blur และ temporal anti-aliasing ซึ่งในทางทฤษฎีสามารถแบ่งปันกับ video encoders เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการบีบอัด อย่างไรก็ตาม ความกังวลเรื่องสิทธิบัตรและลักษณะไข่กับไก่ของการผสานรวมดังกล่าวในปัจจุบันจำกัดแนวทางนี้
Motion vectors: ข้อมูลที่อธิบายว่าวัตถุเคลื่อนไหวระหว่างเฟรมอย่างไร ซึ่งคำนวณโดย game engines อยู่แล้วสำหรับเอฟเฟกต์ภาพต่างๆ
บริบทการเปรียบเทียบ:
- โคเดกแบบดั้งเดิม: H.264, H.265, AV1 (ปรับให้เหมาะสมสำหรับประสิทธิภาพการบีบอัด)
- ทางเลือกระดับมืออาชีพ: NDI จาก Vizrt, มาตรฐาน JPEG XS
- ตัวเข้ารหัสฮาร์ดแวร์: NVIDIA NVENC, เอนจิน ASIC เฉพาะทาง
- การรวมระบบที่เป็นไปได้: เครื่องมือสตรีมเกม Moonlight/Sunshine
 |
|---|
| ฉากการต่อสู้ที่เข้มข้นแสดงถึงธรรมชาติที่มีชีวิตชีวาและเชิงโต้ตอบของเกมที่ PyroWave มุ่งหวังจะเสริมสร้างผ่านโคเดคของตน |
การอ้างสิทธิ์ด้านประสิทธิภาพและการตรวจสอบ
การอ้างสิทธิ์ที่โดดเด่นที่สุดเกี่ยวกับ PyroWave คือข้อได้เปรียบด้านความเร็วเหนือ hardware encoders เฉพาะทาง ตามที่นักพัฒนากล่าว codec สามารถ encode เฟรมในเศษส่วนของมิลลิวินาทีในขณะที่บรรลุอัตราการบีบอัดประมาณ 1 bit ต่อ pixel นี่จะแสดงถึงการปรับปรุงหลายเท่าเหนือ hardware encoders ทั่วไปอย่าง NVIDIA ของ NVENC แม้ว่าชุมชนจะสังเกตถึงความจำเป็นในการทำ benchmark ที่เหมาะสมเทียบกับการกำหนดค่า low-latency ที่ปรับให้เหมาะสมของ codecs ที่มีอยู่
ภาพหน้าจอตัวอย่างของ Expedition 33 มีคุณภาพที่น่าประทับใจจริงๆ เมื่อพิจารณาว่าดูเหมือนจะ encoding ที่ประมาณ 1 bit ต่อ pixel และใช้เวลาเพียงเศษส่วนของมิลลิวินาทีในการ encode
ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคบางคนแนะนำให้เปรียบเทียบ PyroWave กับ H.264 ที่กำหนดค่าด้วยการตั้งค่า zero-latency และ JPEG XS ซึ่งเป็นมาตรฐาน low-latency แบบมืออาชีพ การเปรียบเทียบเหล่านี้จะช่วยตรวจสอบการอ้างสิทธิ์ด้านประสิทธิภาพและกำหนดตำแหน่งของ PyroWave ในภูมิทัศน์การแข่งขันของ real-time video encoding
ผลกระทบในอนาคต
การพัฒนา PyroWave เน้นย้ำถึงความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับ codecs เฉพาะทางที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันแบบ interactive มากกว่าการบริโภควิดีโอแบบ passive เมื่อ game streaming กลายเป็นที่แพร่หลายมากขึ้น ทั้งสำหรับบริการ cloud gaming และการ streaming เครือข่ายท้องถิ่น ความจำเป็นสำหรับ codecs ที่ให้ความสำคัญกับ latency มากกว่าประสิทธิภาพการบีบอัดจะชัดเจนมากขึ้น
แนวทางการพัฒนาแบบเปิดของ codec และการมุ่งเน้นไปที่กรณีการใช้งานเฉพาะสามารถเป็นแรงบันดาลใจให้กับโซลูชันเฉพาะทางที่คล้ายคลึงกันสำหรับแอปพลิเคชัน real-time อื่นๆ ว่า PyroWave จะได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายหรือไม่นั้นน่าจะขึ้นอยู่กับการผสานรวมเข้ากับ streaming frameworks ที่มีอยู่และประสิทธิภาพในสถานการณ์การทดสอบในโลกแห่งความเป็นจริง
อ้างอิง: I designed my own ridiculously fast game streaming video codec — PyroWave
 |
|---|
| ภาพหน้าจอการวิเคราะห์ประสิทธิภาพแสดงให้เห็นการมุ่งเน้นด้านเทคโนโลยีในการปรับปรุงประสิทธิภาพ codec สำหรับแอปพลิเคชันแบบโต้ตอบเช่นเกม |