RU2497184C2 - System and method of compressing streaming interactive video - Google Patents

System and method of compressing streaming interactive video Download PDF

Info

Publication number
RU2497184C2
RU2497184C2 RU2010127316/08A RU2010127316A RU2497184C2 RU 2497184 C2 RU2497184 C2 RU 2497184C2 RU 2010127316/08 A RU2010127316/08 A RU 2010127316/08A RU 2010127316 A RU2010127316 A RU 2010127316A RU 2497184 C2 RU2497184 C2 RU 2497184C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
video
game
user
frame
frames
Prior art date
Application number
RU2010127316/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010127316A (en
Inventor
Стефен Г. ПЕРЛМАН
ДЕР ЛАН Роджер ВАН
Original Assignee
Ол2, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ол2, Инк. filed Critical Ол2, Инк.
Publication of RU2010127316A publication Critical patent/RU2010127316A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2497184C2 publication Critical patent/RU2497184C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/80Generation or processing of content or additional data by content creator independently of the distribution process; Content per se
    • H04N21/85Assembly of content; Generation of multimedia applications
    • H04N21/854Content authoring
    • H04N21/8545Content authoring for generating interactive applications
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/231Content storage operation, e.g. caching movies for short term storage, replicating data over plural servers, prioritizing data for deletion
    • H04N21/23106Content storage operation, e.g. caching movies for short term storage, replicating data over plural servers, prioritizing data for deletion involving caching operations
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/234Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams, manipulating MPEG-4 scene graphs
    • H04N21/2343Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams, manipulating MPEG-4 scene graphs involving reformatting operations of video signals for distribution or compliance with end-user requests or end-user device requirements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/24Monitoring of processes or resources, e.g. monitoring of server load, available bandwidth, upstream requests
    • H04N21/2402Monitoring of the downstream path of the transmission network, e.g. bandwidth available
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/47End-user applications
    • H04N21/478Supplemental services, e.g. displaying phone caller identification, shopping application
    • H04N21/4781Games

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: described are a system and method of storing a control program and data in an application hosting centre. For example, one version of the machine-implemented method involves: breaking down the control program and/or data used to execute an online application into a first type and a second type; storing the control program and data of the first type in memory of a first type, wherein said memory of a first type provides access to memory with a relatively short waiting time, storing the control program and data of a second type in memory of a second type, wherein said memory of a second type provides access to memory with a relatively longer waiting time compared to the memory of a first type, retrieving the control program and data from the first memory and the second memory in response to a client request to execute an online application, and streaming an interactive video which represents images generated by the application for the client.
EFFECT: shorter time required by the signal to travel to and from a game server.
25 cl, 40 dwg

Description

Родственная заявкаRelated Application

Эта заявка является частичным продолжением (CIP) заявки с порядковым номером 10/315460, поданной 10 декабря 2002 г., озаглавленной "УСТРОЙСТВО И СПОСОБ БЕСПРОВОДНОЙ ВИДЕОИГРЫ", права на которую принадлежат заявителю настоящей заявки CIP.This application is a partial continuation (CIP) of application with serial number 10/315460, filed December 10, 2002, entitled "DEVICE AND METHOD FOR A WIRELESS VIDEO GAME", the rights to which belong to the applicant of this CIP application.

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее раскрытие предмета изобретения в целом относится к области систем обработки данных, которые улучшают способность пользователей манипулировать аудио- и видеоносителями и подключаться к ним.The present disclosure of the subject invention generally relates to the field of data processing systems that improve the ability of users to manipulate and connect to audio and video media.

Уровень техникиState of the art

Записываемые аудионосители и киноносители являются одной стороной общественной жизни со времен Томаса Эдисона. В начале 20-го века были широко распространены записываемые аудионосители (валики и грампластинки) и киноносители (синематограф и фильмы), но обе технологии находились, однако, в своей ранней стадии развития. В конце 1920-х годов кинофильмы были объединены со звуковым сопровождением на основе рынка товаров широкого потребления, вслед за этим появились цветные кинофильмы со звуковым сопровождением. Радиовещание постепенно приняло форму широковещательных средств распространения аудиоинформации рынка товаров широкого потребления, пользующихся поддержкой рекламы. Когда в середине 1940-х годов был установлен стандарт телевизионного (TV) вещания, телевидение присоединилось к радио как форма широковещательных средств распространения рынка товаров широкого потребления, и ранее записанные кинофильмы или киноизображения в прямом эфире пришли в дом.Recorded audio and film media have been one side of public life since Thomas Edison. At the beginning of the 20th century, recordable audio media (rollers and records) and film media (cinema and films) were widely distributed, but both technologies were, however, in their early stages of development. In the late 1920s, movies were combined with sound on the basis of the consumer goods market, followed by color films with sound. Broadcasting gradually took the form of broadcast media for the distribution of audio information from the consumer goods market, supported by advertising. When the standard for television (TV) broadcasting was set in the mid-1940s, television joined radio as a form of broadcast media for the distribution of the consumer goods market, and previously recorded live movies or motion pictures came into the house.

К середине 20-го века в большинстве американских домов были граммофоны для воспроизведения записанных аудионосителей, радиоприемник для приема прямых аудиопередач и телевизор для воспроизведения аудио/видео (A/V) носителей прямой передачи. Очень часто эти 3 "медиаплеера" (проигрыватель, радиоприемник и телевизор) были объединены в одном корпусе с совместным использованием обычных динамиков, который стал "медиацентром" для дома. Несмотря на то что выбор носителей информации был ограничен для потребителя, "экосистема" носителей информации была довольно устойчивой. Большинство потребителей знали, как пользоваться "медиаплеерами" и могли в полной мере использовать их функциональные возможности. Вместе с тем издатели мультимедиа (в значительной степени киностудии и телестудии и музыкальные компании) могли поставлять свои носители информации и в театры, и для домашнего использования и не страдали от широко распространенного пиратства или "вторичных продаж", т.е. перепродаж используемого носителя информации. Как правило, издатели не получают доход от "вторичных продаж", и, по существу, это уменьшает доход, который издатели иначе могли бы получить от покупателя используемого носителя информации вследствие новых продаж. Несмотря на то что в середине 20-го века, конечно, использовались проданные грампластинки, такие продажи не оказывали большого влияния на издателей грампластинок, потому что, в отличие от кино или видеопрограммы, - которые взрослый человек, как правило, смотрит один раз или только несколько раз, - музыкальная фонограмма может прослушиваться сотни или даже тысячи раз. Поэтому носитель музыкальной информации является гораздо менее "преходящим" (т.е. он имеет непреходящую ценность для взрослого потребителя), чем кино/видео носители. После покупки грампластинки, если потребителю понравилась музыка, то он, вероятно, будет хранить ее в течение длительного времени.By the mid-20th century, most American homes had phonographs for playing recorded audio media, a radio for receiving live audio transmissions, and a television for playing audio / video (A / V) media of direct transmission. Very often, these 3 “media players” (player, radio and TV) were combined in one housing with the use of conventional speakers, which became a “media center” for the home. Despite the fact that the choice of storage media was limited for the consumer, the “ecosystem” of storage media was quite sustainable. Most consumers knew how to use “media players” and could fully utilize their functionality. At the same time, multimedia publishers (to a large extent film and television studios and music companies) could supply their media to theaters and for home use and did not suffer from widespread piracy or "secondary sales", i.e. resale of the used storage medium. As a rule, publishers do not receive income from "secondary sales", and, in essence, this reduces the income that publishers would otherwise receive from the buyer of the used storage medium due to new sales. Despite the fact that in the middle of the 20th century, of course, the used records were used, such sales did not have a big impact on the publishers of the records, because, unlike a movie or a video program, which an adult usually watches only once or only several times, - a musical soundtrack can be heard hundreds or even thousands of times. Therefore, the medium of musical information is much less "transient" (ie, it has lasting value for an adult consumer) than film / video media. After buying a record, if the consumer liked the music, then he is likely to keep it for a long time.

С середины 20-го века до настоящего времени экосистема носителей информации подверглась ряду радикальных перемен как с выгодой для потребителей и издателей, так и в ущерб им. При широком распространении введения магнитофонов, особенно кассетных магнитных лент с высококачественным стереозвуком, конечно, потребителям стало намного удобнее. Но это также отметило начало того, что является теперь широко распространенной практикой по отношению к потребительским носителям информации: пиратство. Конечно, многие потребители использовали кассетные магнитные ленты для записи на нее своих собственных грампластинок просто для удобства, но все возрастающее количество потребителей (например, студенты в студенческом общежитии при свободном доступе к коллекциям пластинок друг друга) могли делать пиратские копии. Кроме того, потребители могли записывать на магнитную ленту музыку, передаваемую по радио, вместо покупки грампластинки или магнитной ленты у издателя.From the mid-20th century to the present, the ecosystem of information carriers has undergone a series of radical changes both to the benefit of consumers and publishers, and to the detriment of them. With the widespread introduction of tape recorders, especially cassette tapes with high-quality stereo sound, of course, it has become much more convenient for consumers. But it also marked the beginning of what is now a widespread practice with respect to consumer media: piracy. Of course, many consumers used cassette tapes to record their own records on it simply for convenience, but an increasing number of consumers (for example, students in a student dormitory with free access to each other's record collections) could make pirated copies. In addition, consumers could record music broadcasted on magnetic tape instead of buying a record or magnetic tape from a publisher.

Появление потребительского VCR (кассетного видеомагнитофона) привело к еще большему удобству потребителей, так как теперь кассетный видеомагнитофон мог быть установлен для записи телепрограммы, которую можно было посмотреть в более позднее время, и это также привело к созданию видеопроката, где доступ к фильмам, а также телепрограммам, мог предоставляться "по требованию". Быстрое развитие домашних устройств хранения данных рынка товаров широкого потребления с середины 1980-х годов привело к беспрецедентному уровню выбора и удобства для потребителя, а также привело к быстрому расширению издательского рынка мультимедиа.The emergence of a consumer VCR (video cassette recorder) led to even greater consumer convenience, since now a video cassette recorder could be installed to record a television program that could be watched at a later time, and this also led to the creation of a video rental where access to films, as well as television programs could be provided "on demand". The rapid development of home storage devices for the consumer goods market since the mid-1980s has led to an unprecedented level of choice and consumer convenience, and has also led to the rapid expansion of the multimedia publishing market.

В настоящее время потребители сталкиваются с большим выбором мультимедиа, а также с множеством устройств хранения данных, многие из которых привязаны к конкретным видам мультимедиа или конкретным издателям. Страстный потребитель мультимедиа может иметь стек устройств, подключенных к телевизорам и компьютерам, находящимся в различных помещениях дома, что в результате приводит к паутине кабелей, ведущих к одному или нескольким телевизорам и/или персональным компьютерам (PC), а также к группе пультов дистанционного управления. (В контексте настоящей заявки термин "персональный компьютер" или "PC" относится к любому виду компьютера, пригодного для дома или офиса, включающего в себя настольный компьютер, Macintosh® или другие компьютеры, не требующие использования операционной системы Windows, совместимые с Windows устройствами, разновидности UNIX, ноутбуки и т.д.) Эти устройства могут включать в себя видеоигровую консоль, кассетный видеомагнитофон, DVD-плеер, звуковой процессор/усилитель объемного звука, спутниковую телевизионную абонентскую приставку, телевизионную абонентскую приставку кабельного телевидения и т.д. И, для страстного потребителя, может существовать множество устройств с аналогичными функциями из-за вопросов совместимости. Например, потребителю могут принадлежать как HD-DVD, так и Blu-ray DVD плеер, или как Microsoft Xbox®, так и Sony Playstation® игровая видеосистема. На самом деле, из-за несовместимости некоторых игр по всем версиям игровых консолей, потребителю могут принадлежать как XBox, так и более поздняя версия, например, Xbox 360®. Часто потребителей сбивает с толку то, какой видеовход и какой пульт дистанционного управления использовать. Даже после того как диск вставлен в соответствующий плеер (например, DVD, HD-DVD, Blu-ray, Xbox или Playstation), выбраны видеовход и аудиовход для этого устройства, и найден соответствующий пульт дистанционного управления, потребитель, тем не менее, сталкивается с техническими проблемами. Например, в случае широкоэкранного DVD, пользователю может потребоваться сначала определить и затем установить соответствующий формат изображения на своем экране монитора или телевизора (например, 4:3, Full, Zoom, Wide Zoom, Cinema Wide и т.д.). Аналогично, пользователю может потребоваться сначала определить и затем установить соответствующий аудиоформат системы объемного звучания (например, AC3, Dolby Digital, DTS и т.д.). Часто потребитель не сознает, что он, возможно, не использует мультимедийное содержимое в полном объеме функциональных возможностей своей телевизионной или аудиосистемы (например, при просмотре фильма в сжатом виде при неправильном формате изображения или при прослушивании аудио со стереофоническим звуком, а не с объемным звуком).Currently, consumers are faced with a wide selection of multimedia, as well as with many storage devices, many of which are tied to specific types of multimedia or specific publishers. A passionate multimedia consumer can have a stack of devices connected to televisions and computers located in different rooms of the house, resulting in a network of cables leading to one or more televisions and / or personal computers (PCs), as well as a group of remote controls . (In the context of this application, the term "personal computer" or "PC" refers to any type of computer suitable for home or office, including a desktop computer, Macintosh® or other computers that do not require the use of the Windows operating system, compatible with Windows devices, varieties of UNIX, laptops, etc.) These devices may include a video game console, video cassette recorder, DVD player, sound processor / surround amplifier, satellite TV set-top box, television subscriber w CATV set-top box, etc. And, for the passionate consumer, there can be many devices with similar features due to compatibility issues. For example, a consumer may own both an HD-DVD and a Blu-ray DVD player, or both a Microsoft Xbox® and a Sony Playstation® gaming video system. In fact, due to the incompatibility of some games across all versions of game consoles, the consumer may own both the XBox and a later version, such as the Xbox 360®. Often consumers are confused by which video input and which remote control to use. Even after the disc is inserted in the appropriate player (for example, DVD, HD-DVD, Blu-ray, Xbox or Playstation), the video input and audio input for this device are selected and the corresponding remote control is found, the consumer, however, is faced with technical issues. For example, in the case of a widescreen DVD, the user may need to first determine and then set the appropriate image format on his monitor or TV screen (for example, 4: 3, Full, Zoom, Wide Zoom, Cinema Wide, etc.). Similarly, the user may need to first determine and then install the appropriate audio format for the surround sound system (e.g., AC3, Dolby Digital, DTS, etc.). Often, a consumer does not realize that he may not use the multimedia content in full to the functionality of his television or audio system (for example, when watching a movie in compressed form with the wrong image format or when listening to audio with stereo sound rather than surround sound) .

Все больше и больше устройств хранения данных, основанных на Internet-технологиях, добавляются к стеку устройств. Звуковые устройства, подобные системе Sonos® Digital Music, передают потоком аудио непосредственно из Internet. Аналогично, устройства, подобные телевизионной приставке Slingbox™, записывают видео и передают его потоком через домашнюю сеть или через Internet, где его можно смотреть удаленно на PC. И службы IP-телевидения (IPTV) предлагают услуги, подобные кабельному телевидению, через цифровую абонентскую линию (DSL) или другие соединения с Internet в доме. Недавно также предпринимались попытки для интеграции множества мультимедиа-функций в одном устройстве, например Moxi® Media Center и PC под управлением операционной системы Windows XP Media Center Edition. Несмотря на то что каждое из этих устройств предлагает элемент механизма для функций, которые оно выполняет, в каждом отсутствует повсеместно распространенный и простой доступ к большинству носителей информации. Кроме того, производство таких устройств часто стоит сотни долларов, часто из-за необходимости дорогостоящей обработки и/или локального запоминающего устройства. Кроме того, эти современные потребительские электронные устройства, как правило, потребляют много мощности, даже в режиме ожидания, что означает, что они требуют больших затрат со временем и нерационально используют энергоресурсы. Например, устройство может продолжать работать, если потребитель забыл выключить его или переключился на другой видеовход. И так как ни одно из устройств не является законченным решением, то оно должно быть интегрировано с другим стеком устройств в доме, что по-прежнему оставляет пользователя с паутиной проводов и большим количеством пультов дистанционного управления.More and more Internet-based storage devices are being added to the device stack. Sound devices like the Sonos® Digital Music system stream audio directly from the Internet. Similarly, devices like the Slingbox ™ set-top box record video and stream it over the home network or over the Internet, where it can be watched remotely on a PC. And IPTV (IPTV) services offer services like cable television through a digital subscriber line (DSL) or other Internet connections in the home. Recently, efforts have also been made to integrate many multimedia functions in one device, such as Moxi® Media Center and PC running Windows XP Media Center Edition. Despite the fact that each of these devices offers an element of the mechanism for the functions that it performs, each lacks the ubiquitous and easy access to most storage media. In addition, manufacturing such devices often costs hundreds of dollars, often because of the need for expensive processing and / or local storage. In addition, these modern consumer electronic devices tend to consume a lot of power, even in standby mode, which means that they are time-consuming and wasteful of energy. For example, a device may continue to work if a consumer forgot to turn it off or switched to another video input. And since none of the devices is a complete solution, it must be integrated with another device stack in the house, which still leaves the user with a web of wires and a large number of remote controls.

Кроме того, когда многие новейшие устройства, основанные на Internet-технологиях, действительно работают должным образом, они, как правило, предлагают мультимедиа в более общей форме, чем оно могло иначе быть доступным. Например, устройства, которые передают потоком видео через Internet, часто передают потоком только видеоматериал, а не интерактивные "дополнительные материалы", которые часто сопровождают DVD, подобные "мнению о" видео, играм или комментариям кинорежиссера. Это происходит вследствие того, что часто интерактивный материал выводится в конкретном формате, предназначенном для конкретного устройства, которое обрабатывает интерактивность локально. Например, каждый из дисков DVD, HD-DVD и Blu-ray имеет свой собственный конкретный интерактивный формат. Любое домашнее устройство хранения данных или локальный компьютер, который мог быть разработан для поддержки всех популярных форматов, могут потребовать некоторого уровня усложнения и гибкости, что, вероятно, сделало бы их функционирование недопустимо дорогим и сложным для потребителя. In addition, when many of the latest devices based on Internet technology really work properly, they tend to offer multimedia in a more general way than it could otherwise be available. For example, devices that stream video over the Internet often stream only video material, rather than the interactive “supplementary materials” that often accompany DVDs, such as “opinions about” videos, games, or film director comments. This is due to the fact that often interactive material is displayed in a specific format intended for a particular device that processes interactivity locally. For example, each DVD, HD-DVD, and Blu-ray disc has its own specific interactive format. Any home storage device or local computer that could be designed to support all popular formats may require some level of complexity and flexibility, which would probably make their operation unacceptably expensive and complicated for the consumer.

Кроме указанной проблемы, если позже будет введен новый формат, то в локальном устройстве может не существовать аппаратного обеспечения для поддержки этого нового формата, что будет означать то, что потребитель должен будет купить модернизированное локальное устройство хранения данных. Например, если позже введено видео с высоким разрешением или стереоскопическое видео (например, один видеопоток для каждого глаза), то локальное устройство может не иметь вычислительной мощности для декодирования видео, или оно может не иметь аппаратного обеспечения для вывода видео в новом формате (например, предположим, что стереоскопическое восприятие достигается посредством видео с частотой 120 кадр/с, синхронизированного с затворными очками, причем кадры подаются на каждый глаз с частотой 60 кадр/с, если видеоаппаратура потребителя может поддерживать только видео с частотой 60 кадр/с, то эта опция не будет доступной без покупки модернизированного аппаратного обеспечения). In addition to this problem, if a new format is later introduced, then the local device may not have the hardware to support this new format, which will mean that the consumer will have to buy an upgraded local storage device. For example, if you later introduced high-resolution video or stereoscopic video (for example, one video stream for each eye), then the local device may not have the processing power to decode the video, or it may not have hardware to output video in a new format (for example, suppose that stereoscopic perception is achieved through video at a frequency of 120 frames / s, synchronized with shutter glasses, and frames are fed to each eye at a frequency of 60 frames / s, if the consumer’s video equipment Jette only support video at 60 frames / sec, this option would not be available without the purchase of upgraded hardware).

Вопрос сложности и морального износа устройства хранения данных является серьезной проблемой, когда дело доходит до усложненного интерактивного мультимедиа, особенно видеоигр.The issue of complexity and obsolescence of a storage device is a serious problem when it comes to sophisticated interactive multimedia, especially video games.

Современные видеоигровые приложения в основном разделены на четыре главные машинозависимые аппаратные платформы: Sony PlayStation® 1, 2 и 3 (PS1, PS2 и PS3), Microsoft Xbox® и Xbox 360® и Nintendo Gamecube® и Wii™, а также основанные на PC игры. Каждая из этих платформ отличается от других так, что игры, написанные для исполнения на одной платформе, обычно не исполняются на другой платформе. Могут также существовать проблемы совместимости устройства от поколения к поколению. Несмотря на то что большинство разработчиков игровых программ создают игровые программы, независимые от конкретной платформы, для исполнения конкретной игры на конкретной платформе, причем требуется собственный слой программного обеспечения (часто называемый "механизмом разработки игровых программ") для адаптации игры для использования на конкретной платформе. Каждая платформа продается потребителю как "консоль" (т.е. автономный блок, подсоединяемый к телевизору или монитору/динамикам), или она сама является PC. Как правило, видеоигры продаются на оптическом носителе информации, например, DVD Blu-ray, DVD-ROM или CD-ROM, который содержит видеоигру, воплощенную как усложненное приложение реального времени. Так как скорости домашнего широкополосного доступа увеличились, видеоигры становятся все более и более доступными для загрузки.Modern video game applications are mainly divided into four main machine-dependent hardware platforms: Sony PlayStation® 1, 2 and 3 (PS1, PS2 and PS3), Microsoft Xbox® and Xbox 360® and Nintendo Gamecube® and Wii ™, as well as PC-based games . Each of these platforms differs from the others in such a way that games written for execution on one platform are usually not executed on another platform. There may also be device compatibility issues from generation to generation. Although most game developers create platform-independent game programs to run a specific game on a specific platform, their own software layer (often called the "game program development mechanism") is required to adapt the game for use on a particular platform. Each platform is sold to the consumer as a “console” (ie, a standalone unit connected to a TV or monitor / speakers), or it is itself a PC. Typically, video games are sold on an optical storage medium, such as a Blu-ray DVD, DVD-ROM, or CD-ROM, which contains a video game embodied as a sophisticated real-time application. As home broadband speeds increase, video games are becoming more and more available for download.

Требования к специфике для достижения совместимости платформы с программным обеспечением видеоигры являются чрезвычайно высокими из-за характера режима реального времени и высоких вычислительных требований усовершенствованных видеоигр. Например, можно было бы ожидать полную совместимость видеоигр от поколения к поколению (например, от XBox к XBox 360 или от Playstation 2 ("PS2") к Playstation 3 ("PS3")) аналогично тому, как существует общая совместимость рабочих приложений (например, Microsoft Word) от одного PC к другому с более быстрым процессором или ядром. Однако с видеоиграми это не так. Так как производители видеоигр при выпуске поколения видеоигр, как правило, пытаются добиться максимально возможной производительности для данной ценовой точки, то часто существенно изменяют архитектуру системы так, что многие игры, написанные для системы предшествующего поколения, не исполняются на системе более позднего поколения. Например, XBox выполнен на основе семейства процессоров x86, тогда как XBox 360 выполнен на основе семейства PowerPC. The specific requirements for achieving platform compatibility with video game software are extremely high due to the nature of the real-time mode and the high computing requirements of advanced video games. For example, one would expect full compatibility of video games from generation to generation (for example, from XBox to XBox 360 or from Playstation 2 ("PS2") to Playstation 3 ("PS3") in the same way as there is general compatibility of working applications (for example , Microsoft Word) from one PC to another with a faster processor or core. However, this is not the case with video games. Since video game manufacturers, when releasing a generation of video games, tend to try to achieve the highest possible performance for a given price point, they often significantly change the system architecture so that many games written for a previous generation system do not run on a later generation system. For example, the XBox is based on the x86 processor family, while the XBox 360 is based on the PowerPC family.

Могут быть использованы способы эмуляции предшествующей архитектуры, но с учетом того, что видеоигры являются приложениями реального времени, часто невозможно достичь идентичного поведения при эмуляции. Это наносит ущерб потребителю, производителю видеоигровой консоли и издателю программного обеспечения видеоигры. Для потребителя это означает необходимость наличия видеоигровых консолей, как старого, так и нового поколения, подключенных к телевизору для возможности ведения всех игр. Для производителя консоли это означает затраты, связанные с эмуляцией, и более медленное внедрение новых консолей. И для издателя это означает необходимость выпуска множества версий новых игр для охвата всех возможных потребителей - не только выпуск версии для каждого бренда видеоигры (например, XBox, Playstation), но часто версии для каждой версии данного бренда (например, PS2 и PS3). Например, отдельная версия "Madden NFL 08" Electronic Arts была разработана для XBox, XBox 360, PS2, PS3, Gamecube, Wii и PC, наряду с другими платформами. Emulation methods of the previous architecture may be used, but given that video games are real-time applications, it is often impossible to achieve identical emulation behavior. This is detrimental to the consumer, the manufacturer of the video game console, and the publisher of the video game software. For the consumer, this means the need for video game consoles, both the old and the new generation, connected to the TV for the ability to conduct all games. For the console manufacturer, this means the costs associated with emulation and the slower implementation of new consoles. And for the publisher, this means the need to release many versions of new games to reach all possible consumers - not only the release of a version for each brand of a video game (for example, XBox, Playstation), but often the version for each version of this brand (for example, PS2 and PS3). For example, a separate version of Madden NFL 08 Electronic Arts was developed for the XBox, XBox 360, PS2, PS3, Gamecube, Wii and PC, along with other platforms.

Портативные устройства, например, сотовые ("cell") телефоны и портативные медиаплееры также представляют проблемы для разработчиков игр. Все большее количество таких устройств подключаются к беспроводным сетям передачи данных и могут загружать видеоигры. Но на рынке существует широкий выбор сотовых телефонов и устройств хранения данных с широким диапазоном разных разрешающих способностей дисплея и вычислительных возможностей. Кроме того, так как такие устройства, как правило, имеют ограничения по потреблению мощности, стоимости и весу, у них, как правило, отсутствует усовершенствованное аппаратное обеспечение ускорения выполнения графических операций, подобное графическому процессору ("GPU"), например, устройства, изготавливаемое корпорацией NVIDIA, Santa Clara, CA (Санта-Клара, Калифорния). Следовательно, разработчики игровых программ, как правило, разрабатывают данную компьютерную игру одновременно для множества разных типов портативных устройств. Пользователь может обнаружить, что данная компьютерная игра не доступна конкретно для его сотового телефона или портативного медиаплеера. Portable devices, such as cell phones and portable media players, also pose problems for game developers. A growing number of such devices are connected to wireless data networks and can download video games. But there is a wide selection of cell phones and storage devices on the market with a wide range of different display resolutions and computing capabilities. In addition, since such devices typically have restrictions on power consumption, cost, and weight, they generally do not have advanced graphics acceleration hardware such as a graphics processing unit (“GPU”), for example, devices manufactured NVIDIA Corporation, Santa Clara, CA (Santa Clara, CA). Therefore, game developers typically develop this computer game simultaneously for many different types of portable devices. The user may find that this computer game is not specifically available for his cell phone or portable media player.

В случае домашних игровых консолей производители аппаратных платформ, как правило, назначают лицензионный платеж для разработчиков игровых программ для возможности издания игры на своей платформе. Операторы сотовой связи также, как правило, назначают лицензионный платеж для издателя игр для загрузки игры в сотовый телефон. В случае компьютерных игр не существует лицензионного платежа, выплачиваемого для издания игр, но разработчики игр, как правило, сталкиваются с высокими затратами из-за более высокого уровня косвенных затрат на обслуживание клиента для поддержки широкого диапазона конфигураций PC и из-за вопросов инсталляции, которые могут возникнуть. Кроме того, PC, как правило, представляют меньшие препятствия для пиратства игровых программ, так как опытный в техническом отношении пользователь может легко их перепрограммировать, и игры можно легче нелицензионно переиздавать и легче распространять (например, через Internet). Соответственно, для разработчика игровых программ существуют затраты и неблагоприятные условия при публикации на игровых консолях, сотовых телефонах и PC.In the case of home game consoles, manufacturers of hardware platforms typically charge a license fee for game developers to publish games on their platform. Cellular carriers also typically charge a license to the game publisher to download the game to their cell phone. In the case of computer games, there is no royalty paid for publishing games, but game developers generally face high costs because of the higher level of indirect customer service costs to support a wide range of PC configurations and because of installation issues that may arise. In addition, PCs generally pose less obstacles to piracy of gaming programs, as a technically experienced user can easily reprogram them, and games can be easily unlicensed and republished and distributed more easily (for example, via the Internet). Accordingly, for the developer of game programs, there are costs and adverse conditions when publishing on game consoles, cell phones and PCs.

Для издателей игровой консольной и компьютерной программы затраты не ограничиваются этим. Для распространения игр через розничные каналы издатели назначают оптовую цену ниже продажной цены для розничных торговцев для получения чистой прибыли. Издатель также, как правило, должен оплачивать затраты на производство и распространение физических носителей информации, содержащих игру. Розничный торговец также часто возлагает на издателя расход по "оплате ценовой защиты" для покрытия возможных непредвиденных расходов, например, когда игра не раскупается, или если цена игры снижается, или если розничный торговец должен возместить часть или всю оптовую цену и/или принять обратно игру от покупателя. Кроме того, розничные торговцы также, как правило, возлагают на издателей расходы по оплате поддержки сбыта игр в рекламных листовках. Кроме того, розничные торговцы все чаще выкупают игры у пользователей, которые перестали играть в них, и затем продают их как подержанные игры, как правило, не разделяя дохода от их продажи с издателем игр. Дополнением к бремени расходов, возложенных на издателей игр, является тот факт, что игры часто нелицензионно переиздают и распространяют через Internet для загрузки пользователями и изготовления ими бесплатных копий. For publishers of a game console and computer program, the costs are not limited to this. To distribute games through retail channels, publishers charge a wholesale price below the selling price for retailers to generate net profit. The publisher also typically has to pay the costs of producing and distributing the physical media containing the game. The retailer also often charges the publisher a “price protection fee” to cover potential unforeseen expenses, for example, when the game isn’t sold out, or if the price of the game goes down, or if the retailer must refund part or all of the wholesale price and / or return the game from the buyer. In addition, retailers also typically charge publishers the cost of supporting sales of games in leaflets. In addition, retailers are increasingly buying games from users who have stopped playing them and then selling them as used games, usually without sharing the revenue from their sale with the game publisher. In addition to the burden of costs incumbent on game publishers, the fact that games are often unlicensedly republished and distributed via the Internet for users to download and make free copies of them.

Так как скорости широкополосного доступа в Internet увеличиваются, и широкополосные соединения стали более широко распространенными в США и во всем мире, в частности к дому и к Internet-"кафе", где арендуются PC, подключенные к Internet, игры все чаще распространяются посредством загрузки в PC или консоли. Кроме того, широкополосные соединения все чаще используют для ведения многопользовательских онлайновых игр и массовых многопользовательских онлайновых игр (и те, и другие в настоящем раскрытии предмета изобретения обозначены аббревиатурой "MMOG"). Эти изменения уменьшают некоторые затраты и вопросы, связанные с распространением в розницу. Загрузка онлайновых игр направлена на преодоление некоторых неблагоприятных условий для издателей игр за счет того, что затраты на распространение, как правило, уменьшаются, и затраты из-за непроданного носителя информации являются небольшими или отсутствуют. Но загруженные игры, по-прежнему, подвержены пиратству, и из-за своего размера (часто размером в много гигабайтов) они могут загружаться очень долго. Кроме того, множество игр могут заполнить дисководы небольшой емкости, как те, которые продаются с портативными компьютерами или с видеоигровыми консолями. Однако для игр большого размера или MMOG требуется, чтобы можно было вести эту игру по онлайновому соединению, проблема пиратства уменьшается, так как обычно требуется, чтобы пользователь имел действительную учетную запись пользователя. В отличие от линейных мультимедиа (например, видео и музыка), которые можно скопировать камерой при съемке видео с экрана дисплея или микрофоном при записи аудио с динамиков, каждый опыт использования видеоигры уникален и не может быть скопирован с использованием простой видео/аудио записи. Соответственно, даже в регионах, где не обеспечивается строгое выполнение законов об авторском праве, и пиратство сильно распространено, MMOG могут быть ограждены от пиратства, и, следовательно, может поддерживаться предпринимательская деятельность. Например, MMOG "World of Warcraft" медиаконгломерата Vivendi SA с успехом введен во всем мире и не страдает от пиратства. И многие онлайновые игры или игры MMOG, например MMOG "Second Life" ("Вторая Жизнь") компании Linden Lab, формируют доход для операторов игр через экономические модели, встроенные в игры, где можно покупать, продавать и даже создавать ресурсы с использованием онлайновых инструментальных средств. Соответственно, для оплаты использования онлайновых игр могут использоваться механизмы в дополнение к обычным покупкам игровых программ или абонентским обслуживаниям.As broadband Internet access speeds increase, and broadband connections have become more widespread in the US and around the world, in particular to the home and to the Internet “cafe” where PCs connected to the Internet are rented, games are increasingly distributed by downloading to PC or console. In addition, broadband connections are increasingly being used to play multi-user online games and massively multi-user online games (both are referred to in the present disclosure as MMOG). These changes reduce some of the costs and issues of retail distribution. Downloading online games is aimed at overcoming some of the adverse conditions for game publishers due to the fact that distribution costs are generally reduced and costs due to unsold media are small or absent. But downloaded games are still prone to piracy, and because of their size (often many gigabytes), they can take a very long time to load. In addition, many games can fill small capacity drives, such as those sold with laptop computers or with video game consoles. However, large games or MMOG require that the game can be played online, the problem of piracy is reduced, since it is usually required that the user has a valid user account. Unlike linear multimedia (such as video and music), which can be copied by the camera when shooting video from the display screen or by a microphone when recording audio from speakers, each experience using a video game is unique and cannot be copied using simple video / audio recordings. Accordingly, even in regions where the enforcement of copyright laws is not strictly enforced and piracy is widespread, MMOGs can be protected from piracy, and therefore entrepreneurship can be supported. For example, the MMOG "World of Warcraft" of the media conglomerate Vivendi SA has been successfully introduced worldwide and does not suffer from piracy. And many online or MMOG games, such as Linden Lab’s MMOG “Second Life,” generate revenue for game operators through economic models built into games where you can buy, sell, and even create resources using online toolkits. funds. Accordingly, mechanisms can be used to pay for the use of online games in addition to regular purchases of gaming programs or subscription services.

Несмотря на то что пиратство во многих случаях может быть уменьшено из-за характера онлайновых игр или MMOG, оператор интерактивных игр, тем не менее, сталкивается с остальными проблемами. Многие игры для исполнения их должным образом требуют значительных локальных (т.е. домашних) ресурсов обработки для онлайновых игр или MMOG. Если производительность локального компьютера пользователя является низкой (например, такой компьютер без GPU, как ноутбук младшей модели), то он, возможно, не сможет вести игру. Кроме того, так как игровые консоли устаревают, то они также отстают от современного уровня развития и, возможно, не могут обрабатывать усовершенствованные игры. Даже если предположить, что локальный PC пользователя может удовлетворять вычислительным требованиям игры, то часто существует сложность инсталляции. Может существовать несовместимость драйверов (например, если новая игра загружена, то она может инсталлировать новую версию графического драйвера, который визуализирует ранее инсталлированную игру, зависящую от старой версии графического драйвера, которая не будет функционировать). Консоль может исчерпать пространство на локальном диске, когда загружается большее количество игр. Сложные игры, как правило, принимают загружаемые заплаты от разработчика игр с течением времени, так как обнаружены и исправлены ошибки, или если в игре выполнены модификации (например, если разработчик игр считает, что уровень игры является слишком сложным или слишком простым). Эти заплаты требуется снова загружать. Но иногда не все пользователи выполняют загрузку всех заплат. В других случаях загруженные заплаты вводят другие вопросы совместимости или расхода пространства на диске. Although piracy can in many cases be reduced due to the nature of online games or MMOGs, the interactive games operator nevertheless faces other problems. Many games to properly execute them require significant local (i.e., home) processing resources for online games or MMOGs. If the performance of the user's local computer is low (for example, a computer without a GPU, such as a younger laptop), then it may not be able to play the game. In addition, as game consoles become obsolete, they also lag behind the current level of development and may not be able to handle advanced games. Even if we assume that the local PC of the user can satisfy the computational requirements of the game, then often there is complexity of installation. There may be driver incompatibility (for example, if a new game is loaded, then it can install a new version of the graphics driver, which renders a previously installed game, depending on the old version of the graphics driver, which will not function). The console can run out of space on the local drive when more games are loading. Complex games tend to accept downloadable patches from the game developer over time, as errors are detected and fixed, or if modifications are made to the game (for example, if the game developer considers the game level to be too complicated or too simple). These patches need to be downloaded again. But sometimes not all users download all patches. In other cases, downloaded patches introduce other compatibility or disk space issues.

Кроме того, во время ведения игры может потребоваться загрузка большого количества данных для обеспечения графической или поведенческой информации в локальный PC или консоль. Например, если пользователь входит в комнату в MMOG и сталкивается со сценой или персонажем, составленными из графических данных, или с линиями поведения, которых нет на локальной машине пользователя, тогда эти данные персонажа или сцены должны быть загружены. Это может в результате привести к значительной задержке во время ведения игры, если подключение к Internet не является достаточно быстрым. И если персонаж или сцена, с которыми сталкиваются, требуют объем памяти или вычислительную мощность, превышающие возможности локального PC или консоли, то может создаться ситуация, когда пользователь не может продолжать игру, или должен продолжать с графикой худшего качества. Соответственно, онлайновые игры или игры MMOG часто ограничивают свои требования к вычислительной сложности и/или по памяти. Кроме того, они часто ограничивают количество передач данных во время игры. И онлайновые игры или игры MMOG также могут сузить рынок пользователей, которые могут вести эти игры.In addition, while playing a game, it may be necessary to download a large amount of data to provide graphic or behavioral information to a local PC or console. For example, if a user enters a room in an MMOG and encounters a scene or character composed of graphic data, or with behaviors that are not on the user's local machine, then this character or scene data must be loaded. This can result in a significant delay during game play if the Internet connection is not fast enough. And if the character or scene that they encounter requires memory or processing power that exceeds the capabilities of the local PC or console, then a situation may arise where the user cannot continue the game, or must continue with worse quality graphics. Accordingly, online games or MMOG games often limit their computational complexity and / or memory requirements. In addition, they often limit the number of data transfers during the game. And online games or MMOG games can also narrow the market for users who can play these games.

Кроме того, опытные в техническом отношении пользователи все чаще декомпилируют локальные копии игр и модифицируют эти игры так, чтобы они могли обманывать. Обманы могут быть такими простыми, как то, чтобы сделать повторное нажатие клавиши более быстрым, чем это может человек (например, чтобы стрелять из огнестрельного оружия очень быстро). В играх, которые поддерживают внутриигровые транзакции ресурсов, обман может достигать уровня фальсификации, которая в результате приводит к мошенническим транзакциям, включающим в себя ресурсы фактической экономической ценности. Когда экономическая модель онлайновых (игр) или игр MMOG основана на таких транзакциях ресурсов, это может в результате привести к последствиям, причиняющим значительный ущерб операторам игр.In addition, technically savvy users are increasingly decompiling local copies of games and modifying these games so that they can cheat. Frauds can be as simple as making a repeated keystroke faster than a person can (for example, to fire a firearm very quickly). In games that support in-game resource transactions, fraud can reach the level of falsification, which results in fraudulent transactions involving resources of actual economic value. When the economic model of online (games) or MMOG games is based on such resource transactions, this can result in consequences causing significant harm to game operators.

Стоимость разработки новой игры выросла, когда PC и консоли стали в состоянии выводить все более усложненные игры (например, с более реалистичной графикой, например трассировка лучей в реальном времени, и более реалистичными линиями поведения, например моделирование физики в реальном времени). На заре видеоигровой промышленности разработка видеоигр была процессом очень похожим на разработку прикладного программного обеспечения, то есть большую часть стоимости разработки составляла разработка программного обеспечения в отличие от разработки таких графических, звуковых и поведенческих элементов или "ресурсов", как те, которые могут быть разработаны для кинофильма с пространственными спецэффектами. В настоящее время многие программы работ по разработке усложненных видеоигр больше напоминают разработку кинофильмов со спецэффектами, чем разработку программного обеспечения. Например, многие видеоигры обеспечивают имитации 3D (трехмерных) миров, и формируют все более фотореалистичные (т.е. компьютерную графику, которая кажется такой реалистичной, как кадр с изображением игры актеров, фотографически) персонажи, реквизит и окружающую обстановку. Одним из самых перспективных аспектов разработки фотореалистичных игр является создание сформированного компьютером человеческого лица, которое нельзя отличить от человеческого лица при игре актеров. Технология захвата лица, как Contour™ Reality Capture, разработанный Mova, San Francisco, CA (Сан-Франциско, Калифорния), захватывает и отслеживает точную геометрию лица актера с высоким разрешением, когда оно находится в движении. Эта технология обеспечивает возможность визуализации лица 3D на PC или игровой консоли, которое практически нельзя отличить от захваченного лица при игре актеров. Точный захват и визуализация "фотореального" человеческого лица полезны в нескольких отношениях. Во-первых, в видеоиграх часто используются очень легко узнаваемые знаменитости или спортсмены (часто высокооплачиваемые), и недостатки могут быть очевидными для пользователя, что отвлекает во время игры или делает просмотр неприятным. Часто требуется высокая степень детализации для достижения высокой степени фотореалистичности с требованием визуализации большого количества многоугольников и текстур с высоким разрешением, возможно, с многоугольниками и/или текстурами, изменяющимися на покадровой основе во время движения лица. The cost of developing a new game grew when PCs and consoles became able to output increasingly sophisticated games (for example, with more realistic graphics, such as real-time ray tracing, and more realistic behaviors, such as real-time physics simulation). At the dawn of the video game industry, video game development was very similar to application software development, that is, software development was a large part of the development cost, as opposed to developing graphic, sound, and behavioral elements or “resources” such as those that can be developed for movie with spatial special effects. Currently, many sophisticated video game development programs are more reminiscent of movie design with special effects than software development. For example, many video games provide simulations of 3D (three-dimensional) worlds, and form increasingly photorealistic (i.e. computer graphics that seem as realistic as a frame depicting actors playing, photographically) characters, props, and surroundings. One of the most promising aspects of the development of photorealistic games is the creation of a computer-shaped human face that cannot be distinguished from a human face when actors play. Face capture technology, like Contour ™ Reality Capture, developed by Mova, San Francisco, CA (San Francisco, CA), captures and tracks the exact geometry of the actor’s face with high resolution when it is in motion. This technology provides the ability to visualize 3D faces on a PC or game console, which can hardly be distinguished from a captured face when playing actors. Accurate capture and visualization of the "photoreal" human face are useful in several ways. Firstly, video games often use very easily recognizable celebrities or athletes (often highly paid), and the flaws can be obvious to the user, which distracts during the game or makes viewing unpleasant. Often, a high degree of detail is required to achieve a high degree of photorealism, requiring the visualization of a large number of high-resolution polygons and textures, possibly with polygons and / or textures that change on a frame-by-frame basis during face movement.

Когда сцены, насчитывающие большое количество многоугольников, с детализированными текстурами, быстро сменяются, PC или игровая консоль, поддерживающая игру, может не иметь достаточный объем памяти RAM для хранения данных достаточного количества текстур и многоугольников для необходимого количества кадров анимации, формируемых в сегменте игры. Кроме того, на PC или игровой консоли, как правило, доступен один накопитель на оптических дисках или один накопитель на магнитных дисках, которые обычно намного медленнее, чем RAM, и, как правило, не могут не отставать от максимальной скорости передачи данных, которую GPU может принимать при визуализации многоугольников и текстур. Современные игры, как правило, загружают большинство многоугольников и текстур в RAM, что означает, что данная сцена в значительной степени ограничена по сложности и продолжительности из-за объема RAM. В случае анимации лица, например, это может ограничивать PC или игровую консоль или до лица с низким разрешением, которое не является фотореальным, или до фотореального лица, которое может быть анимировано только для ограниченного количества кадров, до того, как игра приостановится и загрузит многоугольники и текстуры (и другие данные) для дополнительных кадров.When scenes with a large number of polygons with detailed textures change quickly, a PC or game console that supports the game may not have enough RAM to store enough textures and polygons for the necessary number of animation frames formed in the game segment. In addition, on a PC or game console, as a rule, one optical disk drive or one magnetic disk drive is available, which is usually much slower than RAM and, as a rule, cannot keep up with the maximum data transfer speed that the GPU can take polygons and textures when rendering. Modern games, as a rule, load most polygons and textures into RAM, which means that this scene is largely limited in complexity and duration due to the amount of RAM. In the case of face animation, for example, this can limit the PC or game console to either a low-resolution face that is not photoreal, or to a photoreal face that can only be animated for a limited number of frames, before the game pauses and loads the polygons and textures (and other data) for additional frames.

Наблюдение за медленным перемещением индикатора выполнения по экрану при выводе на экран PC или консоли сообщения наподобие "Loading..." ("Загрузка...") принимается современными пользователями как неотъемлемый недостаток сложных видеоигр. Задержка при загрузке следующей сцены с диска ("диск" в этом описании, если не оговорено иное, относится к энергонезависимым оптическим или магнитным носителям информации, а также к недисковым носителям информации, например к полупроводниковой "флэш"-памяти) может занимать несколько секунд или даже несколько минут. Это является пустой тратой времени и может совершенно разочаровать игрока. Как обсуждалось ранее, большая часть или вся задержка может происходить из-за времени загрузки многоугольника, текстуры или других данных с диска, но также может случиться так, что часть времени загрузки тратится на подготовку процессором и/или GPU в PC или консоли данных для сцены. Например, видеоигра в футбол может обеспечивать возможность игрокам отбирать из большого количества игроков, команд, стадионов и метеорологических условий. Так, в зависимости от того, какая конкретная комбинация выбрана, для сцены могут потребоваться разные многоугольники, текстуры и другие данные (обобщенно "объекты") (например, разные команды имеют разные цвета и рисунки на своей форме). Может оказаться возможным перечислить многие или все различные перемены и предварительно вычислить многие или все объекты заранее, и сохранить эти объекты на диске, используемом для хранения игры. Но если количество перемен является большим, то объем памяти, требуемый для всех объектов, может быть слишком большим и не соответствовать диску (или слишком нереальным для загрузки). Соответственно, существующие PC и консольные системы, как правило, являются ограниченными как по сложности, так и по продолжительности воспроизведения данных сцен, и страдают от долгого времени загрузки для сложных сцен.Observation of the slow movement of the progress bar on the screen when a message like "Loading ..." is displayed on the PC or console screen is accepted by modern users as an inherent disadvantage of complex video games. The delay in loading the next scene from the disk (the “disk” in this description, unless otherwise specified, refers to non-volatile optical or magnetic storage media, as well as non-disk storage media, such as a semiconductor flash memory) may take several seconds or even a few minutes. This is a waste of time and can completely disappoint a player. As discussed earlier, most or all of the delay can occur due to the loading time of the polygon, texture, or other data from the disk, but it can also happen that part of the loading time is spent preparing the processor and / or GPU in the PC or console data for the scene . For example, a video game of football may provide an opportunity for players to select from a large number of players, teams, stadiums and meteorological conditions. So, depending on which particular combination is selected, the scene may require different polygons, textures and other data (collectively “objects”) (for example, different teams have different colors and patterns in their form). It may be possible to list many or all of the various changes and pre-compute many or all of the objects in advance, and save these objects to the disk used to store the game. But if the number of changes is large, then the amount of memory required for all objects may be too large and not correspond to the disk (or too unrealistic to load). Accordingly, existing PCs and console systems, as a rule, are limited both in complexity and in the duration of the playback of these scenes, and suffer from long loading times for complex scenes.

Другим существенным ограничением систем прикладного программного обеспечения и игровых видеосистем на предшествующем уровне техники является то, что они все чаще используют большие базы данных, например, таких 3D объектов, как многоугольники и текстуры, которые требуется загружать в PC или игровую консоль для обработки. Как обсуждалось выше, загрузка таких баз данных может занимать много времени при хранении на локальном диске. Время загрузки, однако, обычно намного больше, если база данных хранится удаленно, и доступ к ней осуществляется через Internet. В таком случае могут потребоваться минуты, часы или даже дни для загрузки большой базы данных. Кроме того, создание таких баз данных часто связано с большими расходами (например, 3D модель детализированного парусного судна, снабженного высокой мачтой, для использования в игре, фильме или историческом документальном фильме), и они предназначены для продажи локальному конечному пользователю. Однако база данных подвергается риску несанкционированного использования после ее загрузки локальным пользователем. Во многих случаях пользователю требуется загрузка базы данных просто для ее оценки, чтобы проверить, удовлетворяет ли она его потребностям (например, имеет ли 3D костюм для персонажа игры удовлетворительный вид, когда пользователь выполняет конкретное перемещение). Длительное время загрузки может быть сдерживающим фактором для пользователя, оценивающего 3D базу данных до того, как принять решение о покупке.Another significant limitation of prior art application software and video game systems is that they are increasingly using large databases of, for example, 3D objects such as polygons and textures that need to be downloaded to a PC or game console for processing. As discussed above, loading such databases can take a lot of time when stored on a local disk. The load time, however, is usually much longer if the database is stored remotely and accessed via the Internet. In this case, it may take minutes, hours or even days to load a large database. In addition, the creation of such databases is often costly (for example, a 3D model of a detailed sailing vessel equipped with a high mast for use in a game, film or historical documentary), and they are intended for sale to a local end user. However, the database is at risk of unauthorized use after it is downloaded by a local user. In many cases, the user needs to download the database just to evaluate it, to check if it meets his needs (for example, does the 3D suit for the game character have a satisfactory appearance when the user performs a specific move). Long download times can be a deterrent for a user evaluating a 3D database before making a purchase decision.

Аналогичные вопросы имеют место в MMOG, в частности, как, например, в играх, которые обеспечивают возможность пользователям использовать все более настраиваемых самостоятельно персонажей. Чтобы PC или игровая консоль выводили на экран персонажа, у них должен быть доступ к базе данных 3D геометрии (многоугольники, текстуры и т.д.), а также линий поведения (например, имеет ли персонаж щит, достаточно ли прочный этот щит, чтобы отклонить копье или нет) для этого персонажа. Как правило, когда пользователь впервые ведет MMOG, большое количество баз данных для персонажа уже поставляется с исходной копией игры, которая доступна локально на оптическом диске игры или загружается на диск. Но, по мере продвижения игры, если пользователь сталкивается с персонажем или объектом, база данных которого не доступна локально (например, если другой пользователь создал персонажа, настраиваемого самостоятельно), то до того, как этот персонаж или объект могут быть выведены на экран, их база данных должна быть загружена. Это в результате может привести к значительной задержке игры.Similar issues exist in MMOG, in particular, as, for example, in games that provide users with the opportunity to use more and more customizable characters. In order for the PC or game console to display on the character’s screen, they must have access to a database of 3D geometry (polygons, textures, etc.), as well as lines of behavior (for example, does the character have a shield, is this shield strong enough to reject spear or not) for this character. As a rule, when a user conducts an MMOG for the first time, a large number of databases for a character already come with the original copy of the game, which is available locally on the optical disc of the game or downloaded to disk. But, as the game progresses, if the user encounters a character or an object whose database is not accessible locally (for example, if another user created a character that can be configured independently), then before this character or object can be displayed, their The database must be loaded. This can result in a significant delay in the game.

С учетом уровня усложненности и сложности видеоигр другой проблемой для разработчиков видеоигр и издателей, связанной с видеоигровыми консолями предшествующего уровня техники, является то, что разработка видеоигры часто занимает от двух до трех лет при стоимости десятки миллионов долларов. С учетом того, что новые платформы видеоигровой консоли вводят со скоростью примерно по одной через каждые пять лет, разработчики игр должны начинать разработку этих игр за годы до выпуска новой игровой консоли, чтобы видеоигры появились в продаже одновременно с выпуском новой платформы. Иногда выпускают несколько консолей от конкурирующих производителей примерно в одно время (например, с интервалом один или два года), но еще неизвестна популярность каждой консоли, например, какая консоль сделает самые большие объемы продаж программного обеспечения видеоигры. Например, в недавнем цикле консолей, было запланировано ввести Microsoft XBox 360, Sony Playstation 3 и Nintendo Wii примерно в один общий период времени. Но за годы до упомянутых введений разработчики игр по существу должны были "делать свои ставки" на то, какие платформы консоли будут более успешными, чем другие, и отдавать свои ресурсы разработки соответственно. Кинокомпании также должны соразмерно распределять свои ограниченные производственные ресурсы исходя из того, что, как они оценивают, будет вероятным успехом фильма, задолго до выпуска этого фильма. С учетом роста уровня инвестиций, требуемых для видеоигр, производство игр все больше становится похожим на производство кинофильмов, и компании по производству игр обычно отдают свои производственные ресурсы исходя из своей оценки будущего успеха конкретной видеоигры. Но в отличие от кинокомпаний эта ставка основана не просто на успехе самого производства, скорее она основана на успехе игровой консоли, на которой эта игра должна исполняться. Выпуск игры на многих консолях одновременно может уменьшить риск, но из-за этой дополнительной программы работ возрастает стоимость, и часто происходит задержка фактического выпуска игры. Given the level of complexity and complexity of video games, another problem for video game developers and publishers associated with prior art video game consoles is that video game development often takes two to three years at a cost of tens of millions of dollars. Given that new video game console platforms are being introduced at a rate of about one every five years, game developers should begin developing these games years before the release of a new game console so that video games go on sale simultaneously with the release of the new platform. Sometimes they release several consoles from competing manufacturers at about the same time (for example, with an interval of one or two years), but the popularity of each console is still unknown, for example, which console will make the largest sales of video game software. For example, in a recent series of consoles, it was planned to introduce Microsoft XBox 360, Sony Playstation 3, and Nintendo Wii in about the same total time period. But years before the introductions mentioned, game developers essentially had to "place their bets" on which console platforms would be more successful than others, and devote their development resources accordingly. Film companies should also apportion their limited production resources proportionally based on what they assess as the film’s likely success, long before the film is released. Given the growth in the investment required for video games, game production is becoming more and more similar to movie production, and game companies typically give up their productive resources based on their assessment of the future success of a particular video game. But unlike film companies, this bet is based not only on the success of the production itself, but rather on the success of the game console on which this game should be performed. Releasing the game on many consoles at the same time can reduce the risk, but because of this additional work program, the cost increases, and often the delay in the actual release of the game occurs.

Условия работы пользователя и условия разработки прикладного программного обеспечения на PC требуют все большего объема вычислений, становятся динамичными и интерактивными, не только, чтобы сделать их более привлекательными визуально для пользователей, но также и сделать их более полезными и интуитивно-понятными. Например, как новая операционная система Windows Vista™, так и последующие версии операционной системы Macintosh® включают в себя визуальные анимационные эффекты. Усовершенствованные графические средства, например Maya™ от Autodesk, Inc., обеспечивают способность к воспроизведению динамических изображений и самой усложненной 3D визуализации, которые расширяют границы современных CPU и GPU. Однако вычислительные требования этих новых инструментальных средств вызывают несколько практических вопросов у пользователей и разработчиков программного обеспечения таких продуктов. The user's working conditions and the conditions for developing application software on a PC require an increasing amount of computation, become dynamic and interactive, not only to make them more attractive visually for users, but also to make them more useful and intuitive. For example, both the new Windows Vista ™ operating system and later versions of the Macintosh® operating system include visual animation effects. Advanced graphics tools, such as Maya ™ from Autodesk, Inc., provide the ability to play dynamic images and the most sophisticated 3D visualizations that extend the boundaries of modern CPUs and GPUs. However, the computational requirements of these new tools raise some practical questions among users and software developers of such products.

Так как визуальное отображение операционной системы (OS) должно работать на широком диапазоне классов компьютеров - в том числе на компьютерах предшествующего поколения, которые больше не продаются, но на которых, тем не менее, можно заменить операционную систему (OS) на новую, - графические требования OS ограничены в значительной степени "наименьшим общим знаменателем" компьютеров, для которых предназначена эта OS, который, как правило, включает в себя компьютеры, которые не включают в себя GPU. Это очень ограничивает функциональные возможности графических средств OS. Кроме того, портативные компьютеры c батарейным питанием (например, ноутбуки) ограничивают возможности визуального отображения, так как высокий уровень вычислительной активности CPU или GPU, как правило, в результате приводит к более высокому уровню потребляемой мощности и меньшему времени работы аккумулятора. Портативные компьютеры, как правило, включают в себя программное обеспечение, которое автоматически понижает активность процессора для уменьшения потребляемой мощности, когда процессор не используется. В некоторых моделях компьютера пользователь может понизить активность процессора вручную. Например, ноутбук VGN-SZ280P корпорации Sony содержит переключатель, обозначенный "Stamina", с одной стороны (для низкого уровня производительности, большего времени работы аккумулятора), и "Speed", с другой (для высокого уровня производительности, меньшего времени работы аккумулятора). OS, под управлением которой работает портативный компьютер, должна быть пригодной к использованию даже в случае, если компьютер работает с производительностью, равной доле от своей максимальной производительности. Соответственно, производительность графической подсистемы OS часто остается гораздо ниже доступной на современном уровне техники вычислительной мощности.Since the visual display of the operating system (OS) should work on a wide range of computer classes - including computers of the previous generation, which are no longer sold, but on which, nevertheless, you can replace the operating system (OS) with a new one - graphic OS requirements are largely limited by the “least common denominator” of computers for which the OS is intended, which typically includes computers that do not include a GPU. This greatly limits the functionality of the OS graphics. In addition, battery-powered laptop computers (such as laptops) limit visual display capabilities, as the high level of computational activity of the CPU or GPU, as a rule, results in higher power consumption and shorter battery life. Laptop computers typically include software that automatically lowers processor activity to reduce power consumption when the processor is not in use. On some computer models, the user may lower the processor activity manually. For example, Sony's VGN-SZ280P laptop contains a switch labeled “Stamina” on the one hand (for low performance, longer battery life), and “Speed” on the other (for high performance, less battery life). The OS that the laptop is running on must be usable even if the computer is running at a rate equal to a fraction of its maximum performance. Accordingly, the performance of the OS graphics subsystem often remains much lower than the processing power available at the current level of technology.

Приложения с широкими функциональными возможностями, требующие большого объема вычислений, подобные Maya, часто продают с ожиданием того, что они будут использоваться на высокопроизводительных PC. Этим, как правило, определяется требование к "наименьшему общему знаменателю" более дорогому и менее портативному с гораздо большей производительностью. Как следствие, у таких приложений гораздо более ограниченная целевая аудитория, чем у универсальной OS (или универсального рабочего приложения, подобного Microsoft Office), и, как правило, их продают в гораздо меньшем объеме, чем программное обеспечение универсальной OS или универсальное прикладное программное обеспечение. Потенциальная аудитория также ограничена, потому что потенциальному пользователю часто трудно испытать такие приложения, требующие большого объема вычислений, заранее. Например, предположим, что студенту требуется узнать, как пользоваться Maya, или потенциальному покупателю, которому уже хорошо известны такие приложения, требуется испытать Maya до того, как вкладывать деньги в покупку (что также может включать в себя покупку машины старшей модели, которая может исполнять Maya). Несмотря на то что студент или потенциальный покупатель могут загрузить демонстрационную версию Maya или получить физическую копию носителя информации с демонстрационной версией Maya, если у них нет компьютера, который может исполнять Maya со всеми его потенциальными возможностями (например, c обработкой сложной 3D сцены), то они не смогут полностью оценить этот продукт. Это существенно ограничивает аудиторию для таких приложений с широкими функциональными возможностями. Это также способствует увеличению продажной цены, так как стоимость разработки обычно погашается гораздо меньшим количеством покупок, чем в случае универсального приложения.Comprehensive, computationally-intensive applications like Maya often sell with the expectation that they will be used on high-performance PCs. This, as a rule, defines the requirement for the “least common denominator” more expensive and less portable with much greater performance. As a result, such applications have a much more limited target audience than a universal OS (or a universal working application like Microsoft Office), and, as a rule, they are sold to a much smaller extent than universal OS software or universal application software. The potential audience is also limited, because it is often difficult for the potential user to try such applications that require a lot of computation in advance. For example, suppose a student needs to learn how to use Maya, or a potential buyer who is already well aware of such applications needs to test Maya before investing in a purchase (which may also include buying an older model that can run Maya). Despite the fact that a student or a potential buyer can download a Maya demo or get a physical copy of a media with Maya demo, if they don’t have a computer that can run Maya with all its potential capabilities (for example, processing complex 3D scenes), they will not be able to fully appreciate this product. This significantly limits the audience for such rich functionality applications. It also contributes to an increase in the selling price, since the development cost is usually repaid by a much smaller number of purchases than in the case of a universal application.

Дорогостоящие приложения также побуждают людей и компании к использованию "пиратских" копий прикладного программного обеспечения. В результате, высокопроизводительное прикладное программное обеспечение страдает от сильно распространенного пиратства, несмотря на существенные усилия издателей такого программного обеспечения уменьшить такое пиратство различными способами. Однако даже при использовании "пиратских" приложений с широкими функциональными возможностями пользователи не могут избежать необходимости вкладывать деньги в дорогостоящие современные PC для исполнения пиратских копий. Следовательно, несмотря на то что пользователи пиратского программного обеспечения могут использовать приложения за цену, равную доле от его фактической розничной цены, они, тем не менее, должны покупать или приобретать дорогостоящий PC для полного использования этого приложения. Costly applications also encourage people and companies to use pirated copies of application software. As a result, high-performance application software suffers from widespread piracy, despite significant efforts by publishers of such software to reduce such piracy in various ways. However, even when using "pirated" applications with wide functionality, users cannot avoid the need to invest in expensive modern PCs to make pirated copies. Therefore, although users of pirated software can use the application for a price equal to a fraction of its actual retail price, they nevertheless must buy or purchase an expensive PC to fully use this application.

Это относится и к пользователям пиратских видеоигр с высокими характеристиками. Несмотря на то что пираты могут получить игры за цену, равную доле от их фактической цены, они, тем не менее, должны покупать дорогостоящую вычислительную технику (например, PC с усовершенствованным GPU или высокопроизводительную видеоигровую консоль, подобную XBox 360), необходимую для ведения игры должным образом. С учетом того, что видеоигры, как правило, являются времяпрепровождением для потребителей, дополнительные затраты на высокопроизводительную игровую видеосистему могут являться препятствием. Эта ситуация ухудшается в странах (например, в Китае), где среднегодовой доход рабочих в настоящее время является довольно низким относительно среднегодового дохода рабочих в США. В результате гораздо меньший процент людей владеет высокопроизводительной игровой видеосистемой или высокопроизводительным PC. В таких странах весьма распространены "Internet кафе", в которых пользователи оплачивают использование компьютера, подключенного к Internet. Часто такие Internet кафе имеют старую модель или низкопроизводительный PC без высокопроизводительных признаков, например GPU, которые могли бы иначе обеспечить возможность игрокам вести видеоигры, требующие большого объема вычислений. Это является решающим фактором успеха игр, которые исполняются на низкопроизводительных PC, например "World of Warcraft" медиаконгломерата Vivendi, которая является очень успешной в Китае, и там в нее обычно играют в Internet кафе. Напротив, в игру, требующую большого объема вычислений, подобную "Second Life", с гораздо меньшей вероятностью можно играть на PC, установленном в китайском Internet кафе. Такие игры фактически недоступны пользователям, которые имеют доступ только к низкопроизводительным PC в Internet кафе. This also applies to users of high-end pirated video games. Despite the fact that pirates can get games for a price equal to a fraction of their actual price, they nevertheless have to buy expensive computing equipment (for example, a PC with an advanced GPU or a high-performance video game console like the XBox 360) needed to play the game properly. Given that video games are usually a pastime for consumers, the additional cost of a high-performance gaming video system can be an obstacle. This situation is worsening in countries (for example, China), where the average annual income of workers is currently quite low relative to the average annual income of workers in the United States. As a result, a much smaller percentage of people own a high-performance gaming video system or high-performance PC. In such countries, Internet cafes are very common, in which users pay for using a computer connected to the Internet. Often such Internet cafes have an old model or low-performance PC without high-performance features, such as GPUs, which could otherwise provide players with the opportunity to play video games that require a lot of computation. This is a decisive factor for the success of games that run on low-end PCs, such as the "World of Warcraft" Vivendi media conglomerate, which is very successful in China and is usually played there in Internet cafes. On the contrary, a game requiring a large amount of computation, such as "Second Life", is much less likely to be played on a PC installed in a Chinese Internet cafe. Such games are virtually inaccessible to users who have access only to low-performance PCs in Internet cafes.

Препятствия также существуют для пользователей, которые рассматривают покупку видеоигры и хотели бы сначала испытать демонстрационную версию игры с загрузкой ее через Internet в свой домашний компьютер. Демонстрационная версия видеоигры часто является полнофункциональной версией игры с некоторыми недоступными признаками или с ограничениями, наложенными на количество проведений игры. Может подразумеваться длительный процесс (возможно часы) загрузки гигабайтов данных до того, как игра будет инсталлирована и исполняться на PC или на консоли. В случае PC может также подразумеваться выяснение того, какие специальные драйверы необходимы (например, драйверы OpenGL или DirectX) для этой игры, загрузка соответствующей версии, инсталляция их, и затем определение того, можно ли на PC вести эту игру. Этот последний этап может включать в себя определение того, существуют ли у PC достаточные возможности для обработки (CPU и GPU), достаточная RAM и совместимая OS (например, некоторые игры исполняются на Windows XP, но не исполняются на Vista). Соответственно, после длительного процесса при попытке запуска демонстрационной версии видеоигры, пользователь может обнаружить, что демонстрационная версия видеоигры, возможно, не может быть воспроизведена с учетом конфигурации PC пользователя. Хуже, если после загрузки новых драйверов пользователем для испытания демонстрационной версии, эти версии драйверов могут оказаться несовместимыми с другими играми или приложениями, которые пользователь постоянно использует на PC, соответственно, инсталляция демонстрационной версии может привести ранее работающие игры или приложения в неработающее состояние. Эти препятствия не только разочаровывают пользователя, но они создают препятствия издателям программного обеспечения видеоигры и разработчикам видеоигр для сбыта своих игр. Obstacles also exist for users who are considering buying a video game and would like to first test the demo version of the game by downloading it through the Internet to their home computer. The demo version of a video game is often a full-featured version of a game with some inaccessible features or with restrictions on the number of times a game is played. It may mean a lengthy process (possibly hours) of downloading gigabytes of data before the game is installed and executed on a PC or console. In the case of a PC, it can also mean figuring out what special drivers are needed (for example, OpenGL or DirectX drivers) for this game, downloading the appropriate version, installing them, and then determining whether it is possible to play this game on the PC. This final step may include determining whether the PC has sufficient processing capabilities (CPU and GPU), sufficient RAM, and a compatible OS (for example, some games run on Windows XP but not run on Vista). Accordingly, after a lengthy process when trying to launch a demo version of a video game, the user may find that the demo version of the video game may not be playable in view of the configuration of the user's PC. Worse, if after downloading the new drivers by the user to test the demo version, these driver versions may be incompatible with other games or applications that the user constantly uses on the PC, respectively, installing the demo version may bring previously running games or applications to a non-working state. These barriers not only frustrate the user, but they create barriers for video game software publishers and video game developers to market their games.

Другая проблема, которая в результате приводит к экономической неэффективности, имеет отношение к тому, что данные PC или игровая консоль обычно предназначены для обеспечения определенного уровня требования к производительности для приложений и/или игр. Например, некоторые PC имеют большую или меньшую RAM, более медленные или более быстрые CPU и более медленные или более быстрые GPU, если они вообще имеют GPU. Некоторые игры или приложения используют преимущества всей вычислительной мощности данного PC или консоли, в то время как многие игры или приложения не используют их. Если игре или приложению, которую выбирает пользователь, требуется производительность меньше максимальной производительности локального PC или консоли, то пользователь может зря потратить деньги на неиспользуемые признаки PC или консоли. В случае консоли производитель консоли может заплатить больше, чем было необходимо для финансирования затрат на консоль.Another problem that results in economic inefficiencies relates to the fact that PC or game console data are usually designed to provide a certain level of performance requirement for applications and / or games. For example, some PCs have more or less RAM, slower or faster CPUs, and slower or faster GPUs, if they have a GPU at all. Some games or applications take advantage of the full processing power of a given PC or console, while many games or applications do not use them. If the game or application that the user selects requires performance less than the maximum performance of the local PC or console, then the user may be wasting money on unused features of the PC or console. In the case of a console, the console manufacturer may pay more than was necessary to finance the costs of the console.

Другая проблема, которая существует в сбыте и использовании видеоигр, включает в себя учет того, что пользователь просматривает другие игры до того, как он совершает покупку этой игры. На предшествующем уровне техники существует несколько подходов для записи видеоигр для повторного воспроизведения в дальнейшем. Например, в патентной заявке США № 5558339 сообщается о записи информации о состоянии игры, включающей в себя операции игрового контроллера, в течение "геймплей" (процесс игры) в компьютере клиента видеоигры (принадлежащего идентичному или другому пользователю). Эта информация о состоянии может быть использована в дальнейшем для повторного воспроизведения некоторых или всех операций игры на компьютере клиента видеоигры (например, PC или консоли). Существенным недостатком этого подхода является то, что для того, чтобы пользователю просмотреть записанную игру, он должен иметь компьютер клиента видеоигры, который может воспроизводить игру, и должен иметь видеоигровое приложение, исполняющееся на этом компьютере так, что геймплей является идентичным при повторном воспроизведении состояния записанной игры. Кроме того, видеоигровое приложение должно быть написано таким способом, что не существует возможности различия исполнения между записанной игрой и повторно воспроизводимой игрой. Another problem that exists in the marketing and use of video games involves taking into account that the user is viewing other games before making a purchase for this game. In the prior art, there are several approaches for recording video games for replay later on. For example, US Patent Application No. 5558339 teaches the recording of game state information including operations of a game controller during a "gameplay" (game process) in a computer of a video game client (belonging to an identical or different user). This status information can then be used to replay some or all of the game’s operations on the video game client’s computer (for example, a PC or console). A significant drawback of this approach is that in order for the user to view the recorded game, he must have a video game client computer that can play the game and must have a video game application running on this computer so that the gameplay is identical when the recorded state is repeated games. In addition, the video game application must be written in such a way that there is no possibility of a performance difference between the recorded game and the replayed game.

Например, графическое представление игры обычно вычисляется на покадровой основе. Для многих игр игровая логика иногда может занимать меньше или больше времени, чем один период кадра, для вычисления графического представления, выводимого на экран для следующего кадра, в зависимости от того, является ли сцена особенно сложной, или существуют ли другие задержки, которые замедляют исполнение (например, на PC, может исполняться другой процесс, который забирает циклы CPU у игровых приложений). В такой игре может со временем встретиться "пороговый" кадр, который вычисляется за несколько меньшее время, чем один период кадра (скажем, на несколько тактов CPU меньше). Когда снова вычисляется идентичная сцена с использованием идентичной информации о состоянии игры, она может легко занять на несколько тактов CPU больше, чем один период кадра (например, если внутренняя шина CPU немного не совпадает по фазе с внешней шиной DRAM, и это вводит несколько единиц времени цикла CPU задержки, даже если не существует большой задержки из-за другого процесса, забирающего миллисекунды процессорного времени у обработки игры). Следовательно, когда игра повторно воспроизводится, кадр вычисляется в течение двух периодов кадра, а не в течение одного периода кадра. Некоторые линии поведения основаны на том, как часто в игре вычисляется новый кадр (например, когда игра производит выборку входных данных из игровых контроллеров). Когда ведется игра, это несоответствие в привязке ко времени для разных линий поведения не влияет на ведение игры, но это может в результате привести к тому, что при повторном воспроизведении игры выведется другой результат. Например, если баллистика баскетбола вычисляется с устойчивой скоростью 60 кадр/с, но выборка входных данных игрового контроллера производится на основе скорости вычисленных кадров, то скорость вычисленных кадров могла быть 53 кадр/с, когда игра записывалась, но 52 кадр/с, когда игра повторно воспроизводится, что может привести к несовпадению между тем, вошел ли баскетбольный мяч в корзину или нет, что в результате приведет к другому исходу. Соответственно, использование состояния игры для записи видеоигр требует очень осторожного проектирования игровой программы для обеспечения того, что повторное воспроизведение с использованием идентичной информации о состоянии игры выведет идентичный исход.For example, a graphical representation of a game is usually calculated on a frame-by-frame basis. For many games, game logic can sometimes take less or more time than one frame period to calculate the graphical representation displayed on the screen for the next frame, depending on whether the scene is particularly complex or if there are other delays that slow down the execution (for example, on a PC, another process may be executed that takes CPU cycles from gaming applications). In such a game, a “threshold” frame may occur over time, which is calculated in a slightly shorter time than one frame period (say, few CPU cycles less). When an identical scene is again calculated using identical information about the game state, it can easily take several CPU cycles for more than one frame period (for example, if the internal CPU bus is slightly out of phase with the external DRAM, and this introduces several time units CPU latency cycle, even if there is no big delay due to another process taking milliseconds of processor time from game processing). Therefore, when the game is replayed, the frame is calculated for two frame periods, and not for one frame period. Some behaviors are based on how often a new frame is computed in a game (for example, when a game selects input from game controllers). When a game is being played, this discrepancy in relation to time for different lines of behavior does not affect the conduct of the game, but this may result in a different result being displayed when the game is repeated. For example, if basketball ballistics is calculated at a stable speed of 60 frames / s, but the input of the game controller is sampled based on the speed of the calculated frames, then the speed of the calculated frames could be 53 frames / s when the game was being recorded, but 52 frames / s when the game repeatedly reproduced, which may lead to a mismatch between whether the basketball entered the basket or not, which as a result will lead to a different outcome. Accordingly, using the game state to record video games requires very careful design of the game program to ensure that replay using identical game state information will produce an identical outcome.

Другим подходом предшествующего уровня техники для записи видеоигры является простая запись видеовыхода PC или игровой видеосистемы (например, на VCR, устройство записи на диски DVD или на плату захвата видео на PC). Видео после этого может быть перемотано и повторно воспроизведено, или в качестве альтернативы записанное видео может быть выгружено в Internet, как правило, после сжатия. Недостатком этого подхода является то, что, когда последовательность кадров 3D игры повторно воспроизводится, пользователь ограничен просмотром этой последовательности кадров только с точки обзора, с которой эта последовательность кадров была записана. Другими словами, пользователь не может изменить точку обзора сцены.Another prior art approach for recording a video game is to simply record the video output of a PC or game video system (for example, to a VCR, a DVD writer or to a video capture card on a PC). The video can then be rewound and replayed, or alternatively the recorded video can be uploaded to the Internet, usually after compression. The disadvantage of this approach is that when the sequence of frames of a 3D game is repeatedly reproduced, the user is limited to viewing this sequence of frames only from the viewpoint from which this sequence of frames was recorded. In other words, the user cannot change the viewpoint of the scene.

Кроме того, когда сжатое видео записанной последовательности кадров игры, воспроизводимое на домашнем PC или игровой консоли, делают доступным другим пользователям через Internet, даже если это видео сжато в реальном времени, может оказаться невозможной выгрузка этого сжатого видео в реальном времени в Internet. Причиной, по которой это происходит, является то, что много домов в мире, которые подключены к Internet, имеют в высокой степени асимметричные широкополосные соединения (например, DSL и кабельный модем, как правило, имеют гораздо большую полосу пропускания нисходящего потока данных, чем полосу пропускания восходящего потока данных). Сжатые видеопоследовательности с высоким разрешением часто имеют большие полосы пропускания, чем пропускная способность восходящего потока данных сети, что делает невозможной выгрузку их в реальном времени. Соответственно, может иметь место существенная задержка после воспроизведения последовательности кадров игры (возможно, минуты или даже часы) до того, как другой пользователь в Internet сможет просмотреть игру. Несмотря на то что эта задержка допустима в определенных ситуациях (например, для просмотра выполнений игрока, которые происходили раньше), она делает невозможным просмотр игры в прямом эфире (например, соревнование по баскетболу с участием победителей) или с возможностью "повтора", когда игра воспроизводится в прямом эфире. In addition, when compressed video of a recorded sequence of game frames played on a home PC or game console is made available to other users via the Internet, even if the video is compressed in real time, it may not be possible to download this compressed video in real time on the Internet. The reason this is happening is because many homes in the world that are connected to the Internet have highly asymmetric broadband connections (for example, DSL and cable modem, as a rule, have a much larger downstream bandwidth than the bandwidth upstream bandwidth). Compressed high-resolution video sequences often have larger bandwidths than the bandwidth of the upstream network data, making it impossible to download them in real time. Accordingly, there may be a significant delay after playing back a sequence of game frames (possibly minutes or even hours) before another Internet user can view the game. Although this delay is acceptable in certain situations (for example, to view player’s accomplishments that have occurred before), it makes it impossible to watch the game live (for example, a basketball competition with the winners participating) or with the possibility of “replay” when the game played live.

Другой подход предшествующего уровня техники обеспечивает возможность зрителю, имеющему телевизор, просматривать видеоигры в прямом эфире, но только под управлением телевизионной производственной группы. Некоторые телевизионные каналы, как в США, так и в других странах, обеспечивают каналы для просмотра видеоигр, по которым телевизионная аудитория может смотреть определенных пользователей видеоигры (например, игроков с самым высоким рейтингом, участвующих в соревнованиях). Это выполняется при наличии видеовыхода игровых видеосистем (PC и/или консолей), подаваемого в оборудование для обработки и распространения видео для телевизионного канала. Это мало чем отличается от трансляции по телевизионному каналу баскетбольной игры в прямом эфире, в которой несколько камер обеспечивают линии передачи в прямом эфире под разными углами вокруг баскетбольной площадки. После этого телевизионный канал может использовать свое оборудование для спецэффектов и обработки видео/аудио для манипуляции выходом из различных игровых видеосистем. Например, телевизионный канал может накладывать текст поверх видео из видеоигры, в которой указывается статус разных игроков (аналогично тому, как можно накладывать текст во время баскетбольной игры в прямом эфире), и телевизионный канал может накладывать дополнительное аудио от комментатора, который может обсуждать действия, происходящие во время игр. Кроме того, видеоигровой выход может быть комбинирован с камерами, записывающими видео фактических игроков игр (например, с показом их эмоциональной реакции на игру).Another prior art approach enables a viewer having a television to watch live video games, but only under the control of a television production team. Some television channels, both in the United States and in other countries, provide channels for watching video games through which a television audience can watch certain users of a video game (for example, top-rated players participating in competitions). This is done when there is a video output of gaming video systems (PC and / or consoles) supplied to equipment for processing and distributing video for a television channel. This is not unlike broadcasting a live basketball game on a television channel, in which several cameras provide live transmission lines at different angles around the basketball court. After that, the television channel can use its equipment for special effects and video / audio processing to manipulate the output from various gaming video systems. For example, a television channel can overlay text on top of a video from a video game that indicates the status of different players (similar to how you can overlay text during a basketball game live), and a television channel can overlay additional audio from a commentator who can discuss actions, occurring during games. In addition, the video game output can be combined with cameras recording videos of actual gamers (for example, showing their emotional reaction to the game).

Одной проблемой, связанной с этим подходом, является то, что такие линии передачи видео в прямом эфире должны быть доступны для оборудования телевизионного канала для обработки и распространения видео в реальном времени для того, чтобы у него было возбуждение прямой передачи. Однако, как обсуждалось ранее, это часто бывает невозможно (осуществить), когда игровой видеосистемой управляют из дома, особенно если часть трансляции включает в себя видео в прямом эфире из камеры, которая захватывает реальное видео игрока. Кроме того, во время соревнования, существует беспокойство, что игрок, находящийся дома, может модифицировать игру и обманывать, как описано выше. По этим причинам такие трансляции видеоигры по телевизионным каналам часто компонуют так, что игроки и игровые видеосистемы сосредоточены в общественном месте (например, в телевизионной студии или на арене), где телевизионное производственное оборудование может принимать линии передачи видео из множества игровых видеосистем и, возможно, камер для прямой передачи.One problem with this approach is that such live video transmission lines should be available for the equipment of the television channel for processing and distribution of real-time video so that it has direct transmission excitation. However, as discussed earlier, this is often impossible (to implement) when the game video system is controlled from home, especially if part of the broadcast includes live video from a camera that captures the player’s real video. In addition, during the competition, there is concern that a player at home may modify the game and cheat, as described above. For these reasons, such television game video broadcasts are often arranged so that players and video game systems are concentrated in a public place (for example, in a television studio or in the arena), where television production equipment can receive video lines from a variety of video game systems, and possibly cameras for direct transmission.

Несмотря на то что такие видеоигровые телевизионные каналы предшествующего уровня техники могут обеспечить очень захватывающее представление для телевизионной аудитории, которое является практическим опытом, близким к реальному спортивному событию, например, с видеоигроками, представленными как "спортсмены", и в смысле их действий в мире видеоигры, и в смысле их действий в реальном мире, эти игровые видеосистемы часто ограничены положениями, когда игроки находятся в непосредственной физической близости друг с другом. И так как телевизионные каналы транслируют, то каждый вещательный канал может показывать только один видеопоток, который выбирается производственной группой телевизионного канала. Из-за этих ограничений и высокой стоимости эфирного времени, производственного оборудования и производственных групп по таким телевизионным каналам, как правило, показывают только игроков с самым высоким рейтингом, участвующих в самых важных соревнованиях. Although such video game television channels of the prior art can provide a very exciting performance for a television audience, which is a hands-on experience close to a real sporting event, for example, with video games presented as “athletes” and in terms of their actions in the video game world , and in the sense of their actions in the real world, these gaming video systems are often limited by positions when players are in close physical proximity to each other. And since television channels are broadcast, each broadcast channel can show only one video stream, which is selected by the production group of the television channel. Due to these restrictions and the high cost of airtime, production equipment and production groups, only the highest-rated players participating in the most important competitions are usually shown on such television channels.

Кроме того, данный телевизионный канал, транслирующий полноэкранное изображение видеоигры всей телевизионной аудитории, показывает только одну видеоигру в данный момент времени. Это очень ограничивает возможности выбора телезрителя. Например, телезритель, возможно, не интересуется игрой(ами), показываемой(ыми) в данное время. Другой зритель может интересоваться только просмотром игры конкретного игрока, которую не показывают по телевизионному каналу в данное время. В других случаях зритель может интересоваться только просмотром того, как опытный игрок управляет конкретным уровнем в игре. Однако другие зрители могут захотеть управлять точкой обзора, с которой смотрят видеоигру, которая отличается от точки обзора, выбранной производственной группой и т.д. Одним словом, телезритель может иметь множество предпочтений при просмотре видеоигр, которые не обеспечиваются конкретной трансляцией по телевизионной сети, даже если доступны несколько разных телевизионных каналов. По всем вышеупомянутым причинам видеоигровые телевизионные каналы предшествующего уровня техники имеют существенные ограничения в представлении видеоигр телезрителям.In addition, a given television channel broadcasting a full-screen video game image of the entire television audience shows only one video game at a time. This greatly limits the choice of the viewer. For example, the viewer may not be interested in the game (s) currently being shown. Another viewer may be interested only in watching the game of a particular player, which is not shown on the television channel at this time. In other cases, the viewer may only be interested in watching how an experienced player controls a specific level in the game. However, other viewers may want to control the viewpoint from which they are watching the video game, which is different from the viewpoint selected by the production team, etc. In short, the viewer can have many preferences when watching video games that are not provided by a specific broadcast on a television network, even if several different television channels are available. For all of the above reasons, video game television channels of the prior art have significant limitations in the presentation of video games to viewers.

Другой недостаток игровых видеосистем предшествующего уровня техники и систем прикладного программного обеспечения состоит в том, что они являются сложными, и обычно страдают от ошибок, аварийных отказов и/или непреднамеренных и нежелательных линий поведения (обобщенно, "ошибки"). Несмотря на то что игры и приложения, как правило, проходят через процесс настройки и отладки (часто называемый "гарантии качества программного обеспечения" или SQA) перед выпуском, почти неизменно, после выпуска игры или приложения для широкой аудитории, в условиях эксплуатации неожиданно возникают ошибки. К сожалению, разработчику программного обеспечения трудно идентифицировать и обнаружить многие из ошибок после выпуска. Разработчикам программного обеспечения может быть трудно узнать об ошибках. Даже когда они узнают об ошибке, у них может иметься в распоряжении только ограниченный объем информации для идентификации причины этой ошибки. Например, пользователь может позвонить по телефону в службу поддержки клиентов разработчика игры и оставить сообщение о том, что при ведении игры экран начал мерцать, потом стал темно-синим и PC завис. Это дает группе SQA очень мало полезной информации для обнаружения ошибки. Некоторые игры или приложения, с которыми устанавливают связь в режиме онлайн, могут иногда давать больше информации в определенных случаях. Например, иногда может использоваться "сторожевой" процесс для осуществления текущего контроля игры или приложения на предмет "аварийного отказа". Сторожевой процесс может собирать статистику о статусе процесса приложений или игры (например, о статусе стека, использования памяти, того, как далеко игра или приложения продвинулись и т.д.), когда происходит аварийный отказ, и затем передавать эту информацию в группу SQA через Internet. Но в сложной игре или приложении расшифровка такой информации может занять очень много времени для точного определения того, что пользователь делал во время аварийного отказа. Даже после этого может оказаться невозможным определить последовательность событий, которая привела к аварийному отказу.Another disadvantage of prior art gaming video systems and application software systems is that they are complex and typically suffer from errors, crashes and / or unintentional and undesired behaviors (generically, “errors”). Although games and applications typically go through a setup and debugging process (often called “software quality assurance” or SQA) before release, almost invariably, after a game or application is released to a wide audience, operating errors unexpectedly occur . Unfortunately, it is difficult for a software developer to identify and detect many of the errors after release. Software developers may find it difficult to learn about bugs. Even when they find out about the error, they may have at their disposal only a limited amount of information to identify the cause of this error. For example, a user can call the game developer customer support service by phone and leave a message stating that when the game was running, the screen started to flicker, then it turned dark blue and the PC froze. This gives the SQA group very little useful information for detecting an error. Some games or applications that are connected online may sometimes provide more information in certain cases. For example, a watchdog process can sometimes be used to monitor a game or application for a crash. The watchdog process can collect statistics about the status of the application or game process (for example, about the status of the stack, memory usage, how far the game or applications have moved, etc.) when a crash occurs, and then pass this information to the SQA through Internet But in a complex game or application, deciphering such information can take a very long time to accurately determine what the user did during an emergency. Even after this, it may not be possible to determine the sequence of events that led to the crash.

Еще одной проблемой, связанной с PC и игровыми консолями, является то, что они подлежат обслуживанию, что причиняет большое неудобство потребителю. Вопросы обслуживания также влияют на производителя PC или игровой консоли, так как они, как правило, обязаны отправлять специальный ящик для безопасной перевозки сломанных PC или консоли, и затем нести расходы по ремонту, если PC или консоль находятся на гарантии. На издателя прикладного программного обеспечения или игры может также влиять потеря продаж (или использование онлайнового обслуживания) вследствие того, что PC и/или консоли находятся в состоянии ремонта.Another problem associated with PCs and game consoles is that they are subject to maintenance, which causes great inconvenience to the consumer. Service issues also affect the manufacturer of the PC or game console, as they are usually required to send a special box to safely transport the broken PC or console, and then bear the repair costs if the PC or console is under warranty. The publisher of an application software or game may also be affected by a loss of sales (or the use of online services) due to the PC and / or consoles being in a state of repair.

На фиг.1 изображена игровая видеосистема предшествующего уровня техники, например, Sony Playstation 3, Microsoft Xbox 360, Nintendo Wii™, персональный компьютер на базе Windows или Macintosh корпорации Apple. Каждая из этих систем включает в себя центральный процессор (CPU) для исполнения программного кода, как правило, графический процессор (GPU) для выполнения усовершенствованных графических операций и разнообразные виды ввода/вывода (I/O) для обмена информацией с внешними устройствами и пользователями. Для простоты эти компоненты изображены объединенными вместе как один блок 100. Также изображено, что игровая видеосистема предшествующего уровня техники по фиг.1 включает в себя накопитель 104 на оптических носителях информации (например, накопитель высокой емкости для дисков), накопитель 103 на жестких дисках для хранения данных и программного кода видеоигры, сетевое соединение 105 для ведения игр с нескольким участниками, для загрузки игр, заплат, демонстрационных версий или другого мультимедиа, оперативное запоминающее устройство (RAM) 101 для хранения программного кода, в настоящее время исполняемой CPU/GPU 100, игровой контроллер 106 для приема входных команд от пользователя во время геймплей и дисплей 102 (например, SDTV/HDTV или компьютерный монитор).Figure 1 shows a gaming video system of the prior art, for example, Sony Playstation 3, Microsoft Xbox 360, Nintendo Wii ™, a personal computer based on Windows or Macintosh from Apple. Each of these systems includes a central processing unit (CPU) for executing program code, usually a graphic processor (GPU) for performing advanced graphic operations and various types of input / output (I / O) for exchanging information with external devices and users. For simplicity, these components are shown combined together as one unit 100. It is also shown that the prior art gaming video system of FIG. 1 includes an optical storage device 104 (eg, a high-capacity disk drive), a hard disk drive 103 for storing data and video game program code, network connection 105 for playing games with several participants, for downloading games, patches, demos or other multimedia, random access memory (RAM) 101 for storing program code currently executable by the CPU / GPU 100, a game controller 106 for receiving input commands from a user during gameplay, and a display 102 (e.g., SDTV / HDTV or computer monitor).

Система предшествующего уровня техники, изображенная на фиг.1, имеет несколько ограничений. Во-первых, накопители 104 на оптических дисках и накопители 103 на жестких дисках, как правило, имеют гораздо более медленные скорости доступа по сравнению со скоростью доступа RAM 101. При работе непосредственно через RAM 101 CPU/GPU 100 может, на практике, обрабатывать гораздо больше многоугольников в секунду, чем это возможно, когда программный код и данные считываются непосредственно с накопителя 103 на жестких дисках или накопителя 104 на оптических дисках вследствие того, что RAM 101 обычно имеет гораздо большую полосу пропускания и не страдает от задержек дисковых механизмов относительно долгого поиска. Но в этих системах предшествующего уровня техники обеспечен только ограниченный объем RAM (например, 256-512 Мбайт). Следовательно, часто требуется последовательность кадров "Загрузка…", во время которой RAM 101 периодически заполняется данными для следующей сцены видеоигры.The prior art system depicted in FIG. 1 has several limitations. Firstly, optical disk drives 104 and hard disk drives 103 typically have much slower access speeds than the RAM 101 access speed. When working directly through RAM 101, the CPU / GPU 100 can, in practice, process much more polygons per second than possible when program code and data are read directly from a hard disk drive 103 or an optical disk drive 104 due to the fact that the RAM 101 usually has a much larger bandwidth and does not suffer from delay ek Disc Brake relatively long search. But in these systems of the prior art only a limited amount of RAM is provided (for example, 256-512 MB). Therefore, a “Loading ...” sequence of frames is often required during which the RAM 101 is periodically populated with data for the next video game scene.

В некоторых системах делается попытка совмещать загрузку программного кода одновременно с геймплей, но это можно сделать только, когда известна последовательность событий (например, если автомобиль едет по дороге, то может быть загружена геометрия для приближающихся зданий, находящихся на краю дороги, в то время как автомобиль едет). Для сложной и/или быстрой смены сцен этот тип совмещения обычно не работает. Например, в случае, когда пользователь находится в середине сражения, и RAM 101 полностью заполнена данными, представляющими объекты, находящиеся в поле зрения в этот момент, если пользователь быстро перемещает изображение влево для просмотра объектов, которые в настоящее время не загружены в RAM 101, то в результате произойдет нарушение непрерывности в действии, так как не будет достаточно времени, чтобы загрузить новые объекты из накопителя 103 на жестких дисках или оптического носителя 104 информации в RAM 101.Some systems try to combine the loading of the program code simultaneously with the gameplay, but this can only be done when the sequence of events is known (for example, if the car is traveling on the road, then geometry can be loaded for approaching buildings located on the edge of the road, while car rides). For complex and / or quick scene changes, this type of combining usually does not work. For example, in the case when the user is in the middle of a battle and RAM 101 is completely filled with data representing objects in view at that moment, if the user quickly moves the image to the left to view objects that are not currently loaded in RAM 101, then, as a result, there will be a disruption in continuity in operation, since there will not be enough time to load new objects from the hard disk drive 103 or the optical information carrier 104 into RAM 101.

Другая проблема, связанная с системой по фиг.1, возникает из-за ограничений емкости памяти накопителей 103 на жестких дисках и оптического носителя информации 104. Несмотря на то что дисковые запоминающие устройства могут быть изготовлены с относительно большой емкостью памяти (например, 50 гигабайтов или больше), они, тем не менее, не обеспечивают достаточное количество емкости памяти для определенных сценариев, встречающихся в современных видеоиграх. Например, как упоминалось ранее, в видеоигре в футбол пользователю может обеспечиваться возможность отбирать из десятков команд, игроков и стадионов по всему миру. Для каждой команды, каждого игрока и каждого стадиона необходимо большое количество карт отображения текстуры и карт окружения для описания 3D поверхностей в мире (например, каждая команда имеет уникальную футболку, причем каждая требует уникальной карты отображения текстуры).Another problem associated with the system of FIG. 1 arises from the limitations of the memory capacity of hard disk drives 103 and the optical storage medium 104. Although disk storage devices can be made with relatively large memory capacities (for example, 50 gigabytes or more), they, however, do not provide enough memory for certain scenarios found in modern video games. For example, as mentioned earlier, in a video game of soccer, the user may be able to select from dozens of teams, players and stadiums around the world. For each team, each player and each stadium, a large number of texture mapping maps and environment maps are needed to describe 3D surfaces in the world (for example, each team has a unique T-shirt, each requiring a unique texture mapping map).

Один способ, используемый для решения этой последней проблемы, заключается в том, чтобы в игре предварительно вычислять карты отображения текстуры и карты окружения после того, как они выбраны пользователем. Это может включать в себя несколько процессов, требующих большого объема вычислений, в том числе восстановление сжатых изображений, 3D отображение, затенение, организация структур данных и т.д. В результате для пользователя может иметь место задержка, в то время как в видеоигре выполняются эти вычисления. Одним способом уменьшения этой задержки, в принципе, является выполнение всех этих вычислений, - включающих в себя каждую перемену команды, состава команды и стадиона, - когда игра первоначально разрабатывалась. Выпускаемая версия игры тогда может включать в себя все эти предварительно обработанные данные, хранящиеся на оптическом носителе 104 информации, или на одном или нескольких серверах в Internet с только переключаемыми предварительно обработанными данными для данных команды, состава команды, выбора стадиона, загружаемыми через Internet в накопитель 103 на жестких дисках, когда пользователь делает выбор. Как практический вопрос, однако такие предварительно загруженные данные каждой перемены, возможной при ведении игры, могут легко составлять терабайты данных, что намного превышает емкость современных оптических устройств хранения данных. Кроме того, данные для данных команды, состава команды, выбора стадиона могут легко составлять сотни мегабайтов данных или больше. В отношении домашнего сетевого подключения, скажем, 10 Мбит/с, загрузка этих данных через сетевое соединение 105 может занимать больше времени, чем вычисление упомянутых данных локально.One method used to solve this last problem is to pre-compute texture mapping and environment maps in the game after they are selected by the user. This may include several processes requiring a large amount of computation, including restoration of compressed images, 3D display, shading, organization of data structures, etc. As a result, there may be a delay for the user while these calculations are performed in the video game. One way to reduce this delay, in principle, is to do all of these calculations — including every change of team, team, and stadium — when the game was originally developed. The released version of the game then may include all of these pre-processed data stored on the optical information medium 104, or on one or more servers on the Internet with only switchable pre-processed data for team data, team composition, stadium selection, downloaded via the Internet to the drive 103 on hard drives when the user makes a choice. As a practical matter, however, such pre-loaded data of each change that is possible when playing a game can easily make terabytes of data, which far exceeds the capacity of modern optical data storage devices. In addition, data for team data, team composition, stadium selection can easily be hundreds of megabytes of data or more. For a home network connection of, say, 10 Mbps, downloading this data through network connection 105 may take longer than computing said data locally.

Соответственно, при архитектуре игры предшествующего уровня техники, изображенной на фиг.1, у пользователя происходят существенные задержки между основными монтажными переходами сложных игр.Accordingly, with the prior art game architecture shown in FIG. 1, the user experiences significant delays between the main editing transitions of complex games.

Другая проблема, связанная с такими подходами предшествующего уровня техники, как тот, который изображен на фиг.1, состоит в том, что со временем видеоигры становятся более усовершенствованными и требуют большей вычислительной мощности CPU/GPU. Соответственно, даже при предположении неограниченного объема RAM, требования к аппаратному обеспечению видеоигры превышают максимальный уровень вычислительной мощности, имеющейся в этих системах. В результате пользователи должны модернизировать игровую аппаратуру через каждые несколько лет, чтобы не отставать (или вести более новые игры при более низких уровнях качества). Одним последствием тенденции еще большего усовершенствования видеоигр является то, что домашние видеоигровые вычислительные машины, как правило, являются экономически неэффективными, потому что их стоимость обычно определяется в соответствии с требованиями игры самой высокой производительности, которую они могут поддерживать. Например, XBox 360 может использоваться для ведения игры, подобной "Gears of War", которая требует высокоэффективных CPU, GPU и сотни мегабайтов RAM, или XBox 360 может использоваться для игры Pac Man, игры из 1970-х, которая требует только килобайты RAM и CPU очень низкой производительности. На самом деле XBox 360 обладает достаточной вычислительной мощностью для размещения многих параллельных игр Pac Man одновременно.Another problem with prior art approaches such as that shown in FIG. 1 is that over time, video games become more advanced and require more CPU / GPU processing power. Accordingly, even assuming an unlimited amount of RAM, the video game hardware requirements exceed the maximum level of computing power available in these systems. As a result, users must upgrade their gaming equipment every few years to keep up (or play newer games at lower quality levels). One consequence of the trend of even greater improvements in video games is that home video game computers are generally economically inefficient because their cost is usually determined according to the requirements of the highest performance game that they can support. For example, the XBox 360 can be used to play a game like "Gears of War" that requires high-performance CPUs, GPUs and hundreds of megabytes of RAM, or the XBox 360 can be used to play Pac Man, a game from the 1970s that only requires kilobytes of RAM and CPU is very low performance. In fact, the XBox 360 has enough processing power to host many Pac Man concurrent games simultaneously.

Видеоигровые вычислительные машины, как правило, выключены в течение большего количества времени в неделю. Согласно исследованию Nielsen Entertainment в июле 2006 г. активных игроков в возрасте 13 лет и старше, в среднем, активные игроки проводят четырнадцать часов в неделю за игрой в консольные видеоигры, или только 12% всего времени в неделю. Это означает, что средняя видеоигровая консоль не используется 88% времени, что является неэффективным использованием дорогостоящего ресурса. Это особенно важно с учетом того, что видеоигровые консоли часто финансируются производителем для снижения покупной цены (с ожиданием, что эта дотация будет возвращена вследствие лицензионных платежей от будущих покупок программного обеспечения видеоигры).Video game computers are typically turned off for more time per week. According to a Nielsen Entertainment study in July 2006 of active players 13 years of age and older, on average, active players spend fourteen hours a week playing console video games, or only 12% of all time per week. This means that the average video game console is not used 88% of the time, which is an inefficient use of an expensive resource. This is especially important given that video game consoles are often funded by the manufacturer to lower the purchase price (with the expectation that this subsidy will be returned as a result of royalties from future purchases of video game software).

Видеоигровые консоли также несут расходы, связанные с почти любым потребительским электронным устройством. Например, электроника и механизмы систем должны быть смонтированы в корпусе. Производитель должен предоставлять гарантию на сервисное обслуживание. Розничный торговец, который продает систему, должен получать прибыль от любой продажи системы и/или от продажи программного обеспечения видеоигры. Все эти факторы добавляют к стоимости видеоигровой консоли, которая должна финансироваться или производителем, с передачей потребителю, или обоими.Video game consoles also incur costs associated with almost any consumer electronic device. For example, electronics and system mechanisms must be mounted in a housing. The manufacturer must provide a service guarantee. The retailer who sells the system must profit from any sale of the system and / or from the sale of video game software. All these factors add to the cost of a video game console, which should be financed either by the manufacturer, with the transfer to the consumer, or both.

Кроме того, основной проблемой видеоигровой промышленности является пиратство. Механизмы безопасности, используемые фактически на каждой основной игровой видеосистеме, "взламывают" со временем, что в результате приводит к несанкционированному копированию видеоигр. Например, система безопасности Xbox 360 была взломана в июле 2006 г., и пользователи теперь могут загружать нелегальные копии в режиме онлайн. Игры, которые можно загружать (например, игры для PC или Mac), являются особенно уязвимыми для пиратства. В определенных регионах мира, где пиратство слабо контролируется, по существу, не существует жизнеспособного рынка для автономного программного обеспечения видеоигры, потому что пользователи могут покупать пиратские копии так же легко, как и легальные копии за цену, равную очень незначительной доле от цены. Кроме того, во многих частях мира цена игровой консоли составляет такой высокий процент от дохода, что даже если бы пиратство контролировали, то мало людей могли бы позволить себе современную игровую систему. In addition, piracy is a major concern in the video game industry. Security mechanisms that are used on virtually every major video game system “crack” over time, resulting in unauthorized copying of video games. For example, the Xbox 360 security system was hacked in July 2006, and users can now download illegal copies online. Games that can be downloaded (such as PC or Mac games) are especially vulnerable to piracy. In certain regions of the world where piracy is poorly controlled, there is essentially no viable market for stand-alone video game software, because users can buy pirated copies as easily as legal copies for a price equal to a very small fraction of the price. In addition, in many parts of the world, the price of a game console is such a high percentage of revenue that even if piracy were controlled, few people could afford a modern gaming system.

Кроме того, рынок подержанных игр уменьшает доход видеоигровой промышленности. Когда пользователь теряет интерес к игре, он может продать игру розничному торговцу, который перепродает эту игру другим пользователям. Это несанкционированная, но обычная практика значительно уменьшает доходы издателей игр. Аналогично, обычно происходит сокращение продаж приблизительно на 50% при переходе на другую платформу каждые несколько лет. Это происходит потому, что пользователи перестают покупать игры для старых платформ, когда они узнают, что скоро должна быть выпущена новая версия платформы (например, когда собираются выпустить Playstation 3, пользователи перестают покупать игры для Playstation 2). Вместе взятые уменьшение продаж и увеличение затрат на разработку, связанные с новыми платформами, могут оказать очень существенное неблагоприятное влияние на рентабельность разработчиков игр.In addition, the market for used games reduces the revenue of the video game industry. When a user loses interest in a game, he can sell the game to a retailer who resells the game to other users. This is an unauthorized but common practice that significantly reduces the income of game publishers. Likewise, sales typically fall by about 50% when switching to another platform every few years. This is because users stop buying games for old platforms when they find out that a new version of the platform is due to be released soon (for example, when they plan to release Playstation 3, users stop buying games for Playstation 2). Taken together, the decrease in sales and the increase in development costs associated with new platforms can have a very significant adverse effect on the profitability of game developers.

Новые игровые консоли также являются очень дорогими. Xbox 360, Nintendo Wii и Sony Playstation 3 - все в розницу продаются за сотни долларов. Мощные игровые системы персональных компьютеров могут стоить до 8000 долларов. Это представляет для пользователей существенное вложение денег, особенно с учетом того, что аппаратное обеспечение устаревает после нескольких лет, и того, что многие системы покупают для детей.New game consoles are also very expensive. Xbox 360, Nintendo Wii and Sony Playstation 3 - all retail for hundreds of dollars. Powerful personal computer gaming systems can cost up to $ 8,000. This represents a significant investment for users, especially considering that the hardware becomes obsolete after several years and what many systems buy for children.

Одним подходом к решению вышеизложенных проблем являются онлайновые игры, в которых программа, управляющая игрой, и данные размещены на сервере и доставляются в клиентские машины по требованию как сжатое видео и аудио, которые передаются потоком по широкополосной цифровой сети. Некоторые компании, например G-Cluster в Финляндии (теперь дочерняя компания японской корпорации SOFTBANK Broadmedia), в настоящее время оказывают эти услуги в режиме онлайн. Аналогичные игровые услуги стали доступны в локальных сетях, например в локальных сетях гостиниц, и предлагаются провайдерами DSL и кабельного телевидения. Основным недостатком этих систем является проблема времени ожидания, т.е. время, которое требуется сигналу для прохождения до и от игрового сервера, который обычно расположен в "центральной станции" оператора. Динамичные видеоигры-боевики (также известные как видеоигры "twitch" ("подергивания")) требуют очень малого времени ожидания между временем, когда пользователь выполняет операцию с игровым контроллером, и временем, когда экран дисплея обновляется и показывает результат операции пользователя. Малое время ожидания требуется для того, чтобы у пользователя было ощущение, что игра отвечает "немедленно". Пользователи могут быть удовлетворены разными интервалами времени ожидания в зависимости от типа игры и уровня мастерства пользователя. Например, время ожидания 100 мс может быть допустимым для медленной бессистемной игры (подобной бакгаммон) или медленной ролевой игры, но в динамичной игре-боевике время ожидания, превышающее 70 или 80 мс, может ухудшать игру пользователя и, соответственно, является неприемлемым. Например, в игре, которая требует быстрого времени реакции, резко ухудшается точность по мере увеличения времени ожидания от 50 до 100 мс.One approach to solving the above problems is online games in which the game control program and data are hosted on a server and delivered to client machines on demand as compressed video and audio, which are streamed over a digital broadband network. Some companies, such as G-Cluster in Finland (now a subsidiary of the Japanese corporation SOFTBANK Broadmedia), currently provide these services online. Similar gaming services have become available on local networks, such as hotel local networks, and are offered by DSL and cable television providers. The main disadvantage of these systems is the problem of latency, i.e. the time it takes for the signal to travel to and from the game server, which is usually located in the “central station” of the operator. Dynamic action video games (also known as twitch video games) require a very short wait time between the time the user performs an operation with the game controller and the time the display screen refreshes and shows the result of the user's operation. A short wait time is required in order for the user to have the feeling that the game responds “immediately”. Users can be satisfied with different time-out intervals depending on the type of game and the user's skill level. For example, a 100 ms latency may be acceptable for a slow, unsystematic game (like a bakgammon) or a slow role-playing game, but in a dynamic action game, a latency of more than 70 or 80 ms can degrade the user's game and is therefore unacceptable. For example, in a game that requires a fast reaction time, accuracy decreases sharply as the latency increases from 50 to 100 ms.

Когда игровой сервер или сервер приложений установлены в близлежащей, управляемой сетевой среде, или там, где сетевой тракт до пользователя является предсказуемым, и/или он может выдерживать пики полосы пропускания, намного проще управлять временем ожидания и с точки зрения максимального времени ожидания, и с точки зрения постоянства времени ожидания (например, так, что пользователь наблюдает устойчивое движение от цифрового видео, передаваемого потоком через сеть). Такого уровня управления можно достичь между распределительным устройством сети кабельного телевидения до дома абонента кабельного телевидения, или от центральной АТС DSL до дома абонента DSL, или в среде коммерческой учрежденческой локальной сети (LAN) от сервера или пользователя. Также можно получить специально разделенные частные соединения точка-точка между компаниями, которые имеют гарантированную полосу пропускания и время ожидания. Но в игровой или прикладной системе, которая размещает игры в серверном центре, подключенном к общему Internet, и затем передает потоком сжатое видео пользователю через широкополосное соединение, многие факторы воздействуют на время ожидания, что в результате приводит к серьезным ограничениям в применении систем предшествующего уровня техники. When a game server or application server is installed in a nearby, controlled network environment, or where the network path to the user is predictable and / or can withstand bandwidth peaks, it is much easier to manage the latency both in terms of maximum latency and from the point of view of constancy of waiting time (for example, so that the user observes steady motion from digital video transmitted by the stream through the network). This level of control can be achieved between the cable television network switchgear to the cable subscriber’s home, or from the DSL central office to the DSL subscriber’s home, or in a commercial office local area network (LAN) environment from a server or user. You can also get specially divided private point-to-point connections between companies that have guaranteed bandwidth and latency. But in a gaming or application system that hosts games in a server center connected to a common Internet, and then streams the compressed video to the user over a broadband connection, many factors affect the latency, which leads to serious limitations in the use of prior art systems .

В типичном доме, подключенном к широкополосному каналу, пользователь может иметь DSL или кабельный модем для услуг широкополосного доступа. Для таких услуг широкополосного доступа время передачи сигнала туда и обратно между домом пользователя и общим Internet обычно составляет 25 мс (а иногда и больше). Кроме того, существуют величины времени ожидания передачи сигнала туда и обратно, которые являются следствием маршрутизации данных через Internet в серверный центр. Время ожидания передачи через Internet меняется в зависимости от маршрута, который задается данным, и задержек, которые происходят вследствие маршрутизации по нему. В дополнение к задержкам маршрутизации время передачи сигнала туда и обратно также является следствием скорости света, проходящего через светопровод, который соединяет большую часть Internet. Например, на каждые 1000 миль (1600 км) время передачи сигнала туда и обратно приблизительно равно 22 мс вследствие скорости света через светопровод и других потерь. In a typical house connected to a broadband channel, a user may have a DSL or cable modem for broadband services. For such broadband services, the round-trip signal transmission time between the user's home and the general Internet is usually 25 ms (and sometimes more). In addition, there are waiting times for signal transmission back and forth, which are the result of routing data through the Internet to the server center. The latency of transmission over the Internet varies depending on the route that is specified by the data and the delays that occur as a result of routing along it. In addition to routing delays, round-trip signal transmission time is also a consequence of the speed of light passing through the light guide that connects most of the Internet. For example, for every 1000 miles (1600 km), the round-trip signal transmission time is approximately 22 ms due to the speed of light through the light guide and other losses.

Дополнительное время ожидания может произойти из-за скорости передачи данных, передаваемых потоком через Internet. Например, если пользователю предоставляется услуга DSL, которую продают как "услугу DSL 6 мегабит в секунду", то на практике пользователь, вероятно, получит меньше 5 мегабит в секунду пропускной способности нисходящего потока данных в лучшем случае и, вероятно, будет наблюдать, что соединение периодически ухудшается из-за различных факторов, например перегрузки во время периодов пиковой нагрузки в мультиплексоре доступа к цифровой абонентской линии (DSLAM). Аналогичный вопрос может возникнуть с уменьшением скорости передачи данных кабельного модема, используемого для соединения, проданного как "услуга кабельной модемной связи 6 мегабит в секунду", до скорости, гораздо меньшей, чем указанная, если произойдет перегрузка в локальном общем коаксиальном кабеле, образующем линию связи через окрестности, или в другом месте в сети системы кабельных модемов. Если пакеты данных с устойчивой скоростью 4 Мбит/с будут передаваться потоком в одном направлении в формате протокола передачи дейтаграмм пользователя (UDP) от серверного центра через такие соединения, если все будет работать исправно, то пакеты данных будут передаваться без дополнительного времени ожидания, но в случае перегрузки (или других препятствий), и если потоковым данным к пользователю доступно только 3,5 Мбит/с, то в типичной ситуации или пакеты будут сброшены, что в результате приведет к потере данных, или пакеты будут стоять в очереди в точке перегрузки, пока они не будут отправлены, следовательно, с введением дополнительного времени ожидания. В разных точках перегрузки существует разная вместимость очереди для хранения задерживаемых пакетов, соответственно, в некоторых случаях пакеты, которые не могут пройти через точку перегрузки, немедленно сбрасываются. В других случаях в очереди стоят несколько мегабитов данных и в итоге отправляются. Но, почти во всех случаях, очереди в точках перегрузки ограничены по вместимости, и после превышения этих ограничений очереди переполняются, и пакеты сбрасываются. Соответственно, для устранения дополнительного времени ожидания (или, что еще хуже, потери пакетов), необходимо устранение превышения возможностей скорости передачи данных из игрового сервера или сервера приложений пользователю.Additional latency may occur due to the data rate transmitted by the stream over the Internet. For example, if a user is provided with a DSL service, which is sold as a “6 megabits per second DSL service," then in practice the user is likely to receive less than 5 megabits per second of downstream bandwidth at best and is likely to observe that the connection periodically worsens due to various factors, such as congestion during periods of peak load in the Digital Subscriber Line Access Multiplexer (DSLAM). A similar question may arise with a decrease in the data transfer speed of the cable modem used for the connection sold as a “6 megabits per second cable modem service” to a speed much lower than that indicated if overload occurs in the local common coaxial cable forming the communication line through the neighborhood, or elsewhere on the network of cable modem systems. If data packets with a stable speed of 4 Mbit / s will be streamed in one direction in the format of the user datagram protocol (UDP) from the server center through such connections, if everything works correctly, then the data packets will be transmitted without additional waiting time, but in in case of congestion (or other obstacles), and if only 3.5 Mbit / s is available to streaming data to the user, then in a typical situation either packets will be dropped, which will result in data loss, or packets will stand out unit at the point of congestion until they are sent, therefore, with the introduction of an additional waiting time. At different congestion points, there is a different queue capacity for storing delayed packets; accordingly, in some cases, packets that cannot pass through the congestion point are immediately discarded. In other cases, several megabits of data are queued up and sent as a result. But, in almost all cases, queues at congestion points are limited in capacity, and after these limits are exceeded, the queues overflow and packets are discarded. Accordingly, to eliminate the additional waiting time (or, even worse, packet loss), it is necessary to eliminate the excess of the speed of data transfer from the game server or application server to the user.

Время ожидания также является следствием времени, требуемого для сжатия видео в сервере и восстановления сжатого видео в клиентском устройстве. Время ожидания также имеет место, когда в видеоигре, исполняющейся на сервере, вычисляется следующий кадр, который должен быть выведен на экран. Имеющиеся в настоящее время доступные алгоритмы сжатия видео страдают или из-за высоких скоростей передачи данных, или из-за большого времени ожидания. Например, алгоритм сжатия движущихся изображений MJPEG является только внутрикадровым алгоритмом сжатия с потерями, который отличается малым временем ожидания. Каждый кадр видео сжимается независимо от каждого другого кадра видео. Когда клиентское устройство принимает кадр видео, сжатого по алгоритму сжатия движущихся изображений MJPEG, то оно может немедленно восстановить сжатый кадр и вывести его на экран с получающимся в результате очень малым временем ожидания. Но из-за того что каждый кадр сжимается отдельно, упомянутый алгоритм не может использовать сходные черты между последовательными кадрами, и в результате только внутрикадровые алгоритмы сжатия видео страдают от очень высоких скоростей передачи данных. Например, видео 640×480, 60 кадр/с (кадров в секунду), сжатое по алгоритму сжатия движущихся изображений MJPEG, может потребоваться 40 Мбит/с (мегабит в секунду) или большая скорость передачи данных. Такие высокие скорости передачи данных для видеоокна с таким низким разрешением требуют чрезмерно больших затрат во многих широкополосных приложениях (и конечно для большинства потребительских приложений, основанных на Internet-технологиях). Кроме того, из-за того что каждый кадр сжимается независимо, артефакты в кадрах, которые могут получиться в результате сжатия с потерями, вероятно, будут появляться в разных местах в последовательных кадрах. Это может в результате привести к тому, что для зрителя выглядит как движущиеся визуальные артефакты, когда восстанавливается сжатое видео.Latency is also a consequence of the time required to compress video in a server and recover compressed video in a client device. Latency also occurs when the next frame is calculated in the video game running on the server and should be displayed on the screen. Currently available video compression algorithms suffer either from high data rates or from a long latency. For example, the MJPEG moving image compression algorithm is only a lossy intra-frame compression algorithm that has a short latency. Each video frame is compressed independently of each other video frame. When a client device receives a frame of video compressed using the MJPEG moving image compression algorithm, it can immediately restore the compressed frame and display it with the resulting very low latency. But due to the fact that each frame is compressed separately, the mentioned algorithm cannot use similar features between successive frames, and as a result, only intraframe video compression algorithms suffer from very high data transfer rates. For example, a video of 640x480, 60 frames per second (frames per second), compressed using the MJPEG moving image compression algorithm, may require 40 Mbps (megabits per second) or a high data transfer rate. Such high data transfer rates for video windows with such a low resolution require unreasonably high costs in many broadband applications (and of course for most consumer applications based on Internet technologies). In addition, due to the fact that each frame is compressed independently, artifacts in frames that may result from lossy compression are likely to appear in different places in successive frames. This can result in what the viewer looks like moving visual artifacts when the compressed video is restored.

Другие алгоритмы сжатия, например, MPEG2, H.264 или VC9 от корпорации "Майкрософт", как они используются в конфигурациях предшествующего уровня техники, могут достигать высоких коэффициентов сжатия, но за счет большого времени ожидания. Такие алгоритмы используют межкадровое, а также внутрикадровое сжатие. Периодически такие алгоритмы выполняют только внутрикадровое сжатие кадра. Такой кадр известен как ключевой кадр (как правило, называемый I-кадр). После этого эти алгоритмы, как правило, сравнивают I-кадр с предшествующими кадрами и с последующими кадрами. Вместо того чтобы сжимать предшествующие кадры и последующие кадры независимо, упомянутый алгоритм определяет то, что изменилось в изображении предшествующих и последующих кадров по сравнению с I-кадром, и после этого сохраняет эти изменения как так называемые B-кадры для изменений, предшествующих I-кадру, и P-кадры, для изменений, следующих за I-кадром. Это в результате приводит к гораздо меньшим скоростям передачи данных, чем только внутрикадровое сжатие. Но это, как правило, достигается за счет большего времени ожидания. I-кадр обычно намного больше, чем B-кадр или P-кадр (часто в 10 раз больше), и в результате его передача занимает пропорционально больше времени при данной скорости передачи данных. Other compression algorithms, such as MPEG2, H.264, or VC9 from Microsoft, as used in prior art configurations, can achieve high compression ratios, but at the cost of a long latency. Such algorithms use interframe as well as intraframe compression. Periodically, such algorithms perform only intraframe compression of the frame. Such a frame is known as a key frame (usually called an I-frame). After that, these algorithms, as a rule, compare the I-frame with previous frames and with subsequent frames. Instead of compressing the previous frames and subsequent frames independently, the above algorithm determines what has changed in the image of the previous and subsequent frames compared to the I-frame, and then saves these changes as the so-called B-frames for changes preceding the I-frame , and P-frames, for changes following the I-frame. This results in much lower data rates than just intraframe compression. But this, as a rule, is achieved due to a longer waiting time. An I-frame is usually much larger than a B-frame or P-frame (often 10 times larger), and as a result, its transmission takes proportionally longer at a given data rate.

Рассмотрим, например, ситуацию, когда I-кадры в 10 раз больше B-кадров и P-кадров, и существует 29 B-кадров+30 P-кадров=59 промежуточных кадров для каждого отдельного I-интракадра, или всего 60 кадров для каждой "Группы Кадров" (GOP). Соответственно, при 60 кадр/с, каждую секунду существует 1 60-кадровая GOP. Предположим, что максимальная скорость передачи данных на канале передачи равна 2 Мбит/с. Для получения видео высшего качества в этом канале алгоритм сжатия может выводить поток данных 2 Мбит/с, и, с учетом вышеупомянутых коэффициентов, в результате этого получается 2 мегабита (Мбит)/(59+10)=30 394 бита в каждом интракадре и 303 935 битов в каждом I-кадре. Когда алгоритм восстановления сжатых данных принимает сжатый видеопоток, для устойчивого воспроизведения видео, требуется восстанавливать каждый сжатый кадр и выводить их на экран с постоянным интервалом (например, 60 кадр/с). Для получения этого результата, если для какого-либо кадра существует время ожидания передачи, то все кадры должны быть задержаны, по меньшей мере, на время этого времени ожидания, соответственно, самая большое время ожидания кадра определяет время ожидания для каждого видеокадра. I-кадры вводят самые большие величины времени ожидания передачи, так как они являются наибольшими, и весь I-кадр должен быть принят до того, как может быть восстановлен сжатый I-кадр и выведен на экран (или любой промежуточный кадр, зависящий от I-кадра). С учетом того, что скорость передачи данных по каналу равна 2 Мбит/с, передача I-кадра займет 303 935/2 Мбит = 145 мс.Consider, for example, a situation where I-frames are 10 times larger than B-frames and P-frames, and there are 29 B-frames + 30 P-frames = 59 intermediate frames for each individual I-frame, or a total of 60 frames for each "Personnel Groups" (GOP). Accordingly, at 60 fps, 1 60-frame GOP exists every second. Assume that the maximum data rate on the transmission channel is 2 Mbps. To obtain the highest quality video in this channel, the compression algorithm can output a 2 Mbit / s data stream, and, taking into account the above factors, as a result, 2 megabits (Mbit) / (59 + 10) = 30 394 bits in each intra-frame and 303 935 bits in each I-frame. When the compressed data recovery algorithm receives a compressed video stream, for stable video playback, it is required to restore each compressed frame and display them at a constant interval (for example, 60 frames / s). To obtain this result, if there is a transmission waiting time for any frame, then all frames must be delayed at least by the time of this waiting time, respectively, the longest waiting time for the frame determines the waiting time for each video frame. I-frames introduce the largest transmission latency values since they are the largest and the entire I-frame must be received before the compressed I-frame can be restored and displayed (or any intermediate frame depending on I- frame). Given that the channel data rate is 2 Mbps, the transmission of the I-frame will take 303 935/2 Mbps = 145 ms.

В системе межкадрового сжатия видео, как описано выше, с использованием большого процента полосы пропускания канала передачи существуют большие величины времени ожидания из-за большого размера I-кадра относительно среднего размера кадра. Или, другими словами, несмотря на то что при алгоритмах межкадрового сжатия предшествующего уровня техники достигается меньшая средняя покадровая скорость передачи данных, чем при только внутрикадровых алгоритмах сжатия (например, 2 Мбит/с по сравнению с 40 Мбит/с), они, тем не менее, страдают от высокой пиковой покадровой скорости передачи данных (например, 303 935×60=18,2 Мбит/с) из-за больших I-кадров. Однако следует принимать во внимание то, что вышеупомянутый анализ предполагает, что все P-кадры и B-кадры намного меньше I-кадров. Несмотря на то что это в общем справедливо, это не справедливо для кадров с высоким уровнем сложности изображения, некоррелированных с предшествующим кадром, с большим перемещением или со сменами сцен. В таких ситуациях P-кадры или B-кадры могут становиться такими большими, как I-кадры (если P-кадр или B-кадр становится больше I-кадра, то усложненный алгоритм сжатия, как правило, "обеспечивает" I-кадр и заменяет P-кадр или B-кадр I-кадром). Соответственно, в цифровом видеопотоке в любой момент могут иметь место пики скорости передачи данных, имеющие размер I-кадра. Соответственно, в случае со сжатым видео, когда средняя скорость передачи данных видео приближается к пропускной способности скорости передачи данных каналов передачи (как это часто происходит, с учетом требований высокой скорости передачи данных для видео), высокие пиковые скорости передачи данных из-за I-кадров или больших P-кадров или B-кадров в результате приводят к большому времени ожидания кадра. In the inter-frame video compression system, as described above, using a large percentage of the transmission channel bandwidth, there are large latency values due to the large size of the I-frame relative to the average frame size. Or, in other words, despite the fact that with the interframe compression algorithms of the prior art, a lower average frame-by-frame data transfer rate is achieved than with only intraframe compression algorithms (for example, 2 Mbit / s compared to 40 Mbit / s), they do not less, they suffer from a high peak frame rate (for example, 303 935 × 60 = 18.2 Mbit / s) due to the large I-frames. However, it should be taken into account that the above analysis assumes that all P-frames and B-frames are much smaller than I-frames. Although this is generally true, this is not true for frames with a high level of image complexity, uncorrelated with the previous frame, with a lot of movement, or with scene changes. In such situations, P-frames or B-frames can become as large as I-frames (if a P-frame or B-frame becomes larger than an I-frame, then a sophisticated compression algorithm, as a rule, “provides” an I-frame and replaces P-frame or B-frame I-frame). Accordingly, in a digital video stream, peaks of data rate having the size of an I-frame can occur at any time. Accordingly, in the case of compressed video, when the average video data rate approaches the bandwidth of the data rate of the transmission channels (as often happens, taking into account the requirements of a high data rate for video), high peak data rates due to I- frames or large P-frames or B-frames as a result lead to a large latency of the frame.

Несомненно в вышеизложенном обсуждении описывается только время ожидания алгоритма сжатия, создаваемое большими B-кадрами, P-кадрами или I-кадрами в GOP. Если используются B-кадры, то время ожидания будет еще больше. Причиной, по которой это происходит, является то, что до того, как B-кадр может быть выведен на экран, все B-кадры, следующие за B-кадром и I-кадром, должны быть приняты. Соответственно, в последовательности группы изображений (GOP), например, BBBBBIPPPPPBBBBBIPPPPP, в которой существуют 5 B-кадров перед каждым I-кадром, первый B-кадр не может быть выведен на экран устройством восстановления сжатого видео до тех пор, пока не будут приняты последующие B-кадры и I-кадр. Соответственно, если видео передают потоком со скоростью 60 кадр/с (т.е. 16,67 мс/кадр), то до того как может быть восстановлен сжатый первый B-кадр, потребуется 16,67×6=100 мс для приема пяти B-кадров и I-кадра, независимо от скорости полосы пропускания канала, и это только с 5 B-кадрами. Сжатые видеопоследовательности с 30 B-кадрами являются довольно распространенными. И, при небольшой полосе пропускания канала, как 2 Мбит/с, влияние времени ожидания, вызванного размером I-кадра, является большим дополнением к влиянию времени ожидания из-за ожидания поступления B-кадров. Соответственно, на канале 2 Мбит/с с большим количеством B-кадров довольно просто превысить время ожидания 500 мс или больше с использованием технологии сжатия видео предшествующего уровня техники. Если B-кадры не используются (за счет меньшего коэффициента сжатия для данного уровня качества), то B-кадр не вызывает время ожидания, но, по-прежнему, время ожидания вызывают пиковые размеры кадра, описанные выше. Undoubtedly, the discussion above only describes the latency of the compression algorithm created by large B-frames, P-frames, or I-frames in the GOP. If B frames are used, then the latency will be even longer. The reason this happens is that before the B-frame can be displayed, all B-frames following the B-frame and I-frame must be received. Accordingly, in a group of image sequence (GOP), for example BBBBBIPPPPPBBBBBIPPPPPP, in which there are 5 B-frames before each I-frame, the first B-frame cannot be displayed on the screen by the compressed video recovery device until the next B-frames and I-frame. Accordingly, if the video is streamed at 60 frames / s (i.e., 16.67 ms / frame), then before the compressed first B-frame can be restored, 16.67 × 6 = 100 ms will be required to receive five B-frames and I-frames, regardless of the channel bandwidth, and this is only with 5 B-frames. Compressed video sequences with 30 B frames are quite common. And, with a small channel bandwidth of 2 Mbps, the effect of latency caused by the size of the I-frame is a big addition to the influence of latency due to waiting for the arrival of B-frames. Accordingly, on a 2 Mbit / s channel with a large number of B-frames, it is quite simple to exceed a latency of 500 ms or more using prior art video compression technology. If B-frames are not used (due to a lower compression ratio for a given quality level), then the B-frame does not cause a wait time, but, as before, the peak frame sizes described above cause a wait time.

Проблема усугубляется самим характером многих видеоигр. Алгоритмы сжатия видео, использующие структуру GOP, описанную выше, в значительной степени оптимизированы для использования с видео в прямом эфире или материалом кинофильма, предназначенного для пассивного просмотра. Как правило, камера (либо реальная камера или виртуальная камера в случае создаваемой компьютером анимации) и сцена являются относительно устойчивыми, просто потому что если камера или сцена перемещаются слишком отрывисто, то материал фильма или видео (a), как правило, неприятно смотреть, и (b) если его смотрят, то обычно зритель невнимательно следит за действием, когда камера внезапно резко поворачивается (например, если камера ударяется при съемке, когда ребенок задувает свечи на торте ко дню рождения, и внезапно резко поворачивается в сторону от торта и возвращается обратно, то зрители, как правило, сосредоточены на ребенке и торте, и не обращают внимания на краткое прерывание, когда камера внезапно перемещается). В случае видеоинтервью или видеотелеконференции камера может удерживаться в фиксированном положении и совсем не двигаться, что в результате приводит к совсем очень маленькому количеству пиков данных. Но 3D видеоигра с высокой активностью отличается постоянным движением (например, рассмотрим 3D гонки, где весь кадр находится в быстром движении в течение гонки, или рассмотрим игры-боевики от первого лица, где виртуальная камера постоянно перемещается рывками). Такие видеоигры могут в результате привести к последовательностям кадров с большими и частыми пиками, где пользователю может быть необходимо ясно видеть то, что происходит в течение этих внезапных движений. Как таковые, артефакты сжатия гораздо менее приемлемы в 3D видеоиграх с высокой активностью. Соответственно, видеовыход многих видеоигр, вследствие их характера, выводит сжатый видеопоток с очень высокими и частыми пиками.The problem is compounded by the nature of many video games. Video compression algorithms using the GOP framework described above are highly optimized for use with live video or movie material intended for passive viewing. Typically, the camera (or a real camera or virtual camera in the case of computer-generated animation) and the scene are relatively stable, simply because if the camera or scene moves too jerkyly, then the film or video material (a) is usually unpleasant to watch, and (b) if it is watched, then the viewer usually attentively watches the action when the camera suddenly turns sharply (for example, if the camera bumps when shooting, when the child blows out the candles on the birthday cake, and suddenly turns sharply to the side he gets away from the cake and returns, then the audience, as a rule, is focused on the child and the cake, and do not pay attention to a brief interruption when the camera suddenly moves). In the case of video interviews or video teleconferencing, the camera can be held in a fixed position and not move at all, which results in a very very small number of data peaks. But a 3D video game with high activity is distinguished by constant movement (for example, consider 3D racing, where the entire frame is in fast motion during the race, or consider first-person action games where the virtual camera is constantly moving jerky). Such video games may result in sequences of frames with large and frequent peaks, where the user may need to clearly see what happens during these sudden movements. As such, compression artifacts are much less acceptable in high-activity 3D video games. Accordingly, the video output of many video games, due to their nature, outputs a compressed video stream with very high and frequent peaks.

С учетом того, что пользователи динамичных видеоигр-боевиков не терпимы к большому времени ожидания, и с учетом всех вышеупомянутых причин времени ожидания, до настоящего времени существовали ограничения для размещенных на сервере видеоигр, которые передавали потоком видео в Internet. Кроме того, пользователи приложений, которые требуют высокой степени интерактивности, страдают от аналогичных ограничений, если эти приложения размещены в общем Internet и передают видео потоком. Такие услуги требуют конфигурации сети, в которой хостинговые серверы устанавливаются непосредственно в распределительном устройстве (в случае кабельного широкополосного канала) или в центральной АТС (в случае цифровых абонентских линий (DSL)), или в пределах LAN (или на специально разделенном частном соединении) в коммерческой обстановке так, что маршрутом и расстоянием от клиентского устройства до сервера управляют для минимизации времени ожидания, и пики могут быть адаптированы так, что они не будут вызывать время ожидания. Сети LAN (как правило, имеющие скорость в пределах 100 Мбит/с-1 Гбит/с) и арендуемые линии связи с соответствующей полосой пропускания, как правило, могут поддерживать требования по пиковой полосе пропускания (например, пиковая полоса пропускания 18 Мбит/с равна незначительной доле от пропускной способности LAN 100 Мбит/с).Considering the fact that users of dynamic video game-fighters are not tolerant of long waiting times, and taking into account all the above reasons for the waiting time, until now there were restrictions for video games hosted on the server that streamed video to the Internet. In addition, users of applications that require a high degree of interactivity suffer from similar restrictions if these applications are hosted on the Internet and stream video. Such services require a network configuration in which hosting servers are installed directly in the switchgear (in the case of cable broadband) or in the central exchange (in the case of digital subscriber lines (DSL)), or within the LAN (or on a specially divided private connection) in the commercial environment so that the route and distance from the client device to the server is controlled to minimize latency, and peaks can be adapted so that they do not cause latency. LAN networks (typically at speeds of up to 100 Mbit / s-1 Gbit / s) and leased lines with appropriate bandwidth can generally support peak bandwidth requirements (for example, a peak bandwidth of 18 Mbit / s is a fraction of the LAN bandwidth of 100 Mbps).

Требования по пиковой полосе пропускания могут также быть обеспечены инфраструктурой широкополосной сети, связанной с жилыми домами, если выполнены специальные адаптации. Например, в системе кабельного телевидения, цифровому видеотрафику может быть предоставлена выделенная полоса пропускания, которая может обрабатывать пики, например, большие I-кадры. И, в системе DSL, может быть обеспечен модем DSL с более высокой скоростью, с учетом больших пиков, или может быть обеспечено специально разделенное соединение, которое может обрабатывать данные при более высоких скоростях передачи. Но общепринятый кабельный модем и инфраструктура DSL, подсоединенные к общему Internet, имеют гораздо меньший допуск для требований по пиковой полосе пропускания для сжатого видео. Соответственно, онлайновые службы, которые размещают видеоигры или приложения в серверных центрах, находящихся на большом расстоянии от клиентских устройств, и затем передают потоком сжатый видеовыход по Internet через обычные широкополосные соединения, связанные с жилыми домами, страдают от существенного времени ожидания и ограничений по пиковой полосе пропускания - особенно в отношении игр и приложений, которые требуют очень малого времени ожидания (например, игры-боевики от первого лица и другие многопользовательские, интерактивные игры-боевики или приложения, требующие малого времени отклика). Peak bandwidth requirements can also be provided by the infrastructure of the broadband network associated with residential buildings, if special adaptations are made. For example, in a cable television system, digital video traffic may be provided with a dedicated bandwidth that can handle peaks, such as large I-frames. And, in a DSL system, a DSL modem can be provided at a higher speed, taking into account large peaks, or a specially divided connection can be provided that can process data at higher bit rates. But the common cable modem and DSL infrastructure connected to the common Internet have far less tolerance for peak bandwidth requirements for compressed video. Accordingly, online services that host video games or applications in server centers that are far away from client devices and then stream compressed video output over the Internet through regular broadband connections associated with residential buildings suffer from significant latency and peak bandwidth limitations bandwidth - especially for games and applications that require a very short wait time (for example, first-person action games and other multiplayer, interactive games s-fighters or applications that require low response time).

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Настоящее раскрытие предмета изобретения станет полностью понятно из нижеследующего подробного описания и из прилагаемых чертежей, которые, однако, не должны восприниматься как ограничивающие раскрываемый предмет изобретения конкретными изображенными вариантами осуществления, а должны восприниматься как предназначенные только для объяснения и понимания.The present disclosure of the subject invention will become fully understood from the following detailed description and from the accompanying drawings, which, however, should not be construed as limiting the disclosed subject matter to the particular depicted embodiments, but should be construed as intended only for explanation and understanding.

На фиг.1 изображена архитектура игровой видеосистемы предшествующего уровня техники.Figure 1 shows the architecture of a gaming video system of the prior art.

На фиг.2a-фиг.2b изображена архитектура системы высокого уровня согласно одному варианту осуществления.Figures 2a-2b illustrate the architecture of a high-level system according to one embodiment.

На фиг.3 изображены фактические, оцененные и требуемые скорости передачи данных для передачи информации между клиентом и сервером.Figure 3 shows the actual, estimated and required data rates for transmitting information between the client and server.

На фиг.4a изображена служба хостинга и клиент, применяемые согласно одному варианту осуществления.Fig. 4a shows a hosting service and a client used in accordance with one embodiment.

На фиг.4b изображены иллюстративные величины времени ожидания, связанные с передачей информации между клиентом и службой хостинга.Figure 4b shows illustrative latency values associated with the transfer of information between a client and a hosting service.

На фиг.4c изображено клиентское устройство согласно одному варианту осуществления.FIG. 4c shows a client device according to one embodiment.

На фиг.4d изображено клиентское устройство согласно другому варианту осуществления.Fig. 4d shows a client device according to another embodiment.

На фиг.4e изображена иллюстративная блок-схема клиентского устройства по фиг.4c.Fig. 4e shows an illustrative block diagram of the client device of Fig. 4c.

На фиг.4f изображена иллюстративная блок-схема клиентского устройства по фиг.4d. Fig. 4f shows an illustrative block diagram of the client device of Fig. 4d.

На фиг.5 изображена иллюстративная форма сжатия видео, которая может быть применена согласно одному варианту осуществления.5 depicts an illustrative form of video compression that can be applied according to one embodiment.

На фиг.6a изображена иллюстративная форма сжатия видео, которая может быть применена в другом варианте осуществления.Fig. 6a shows an illustrative form of video compression that can be applied in another embodiment.

На фиг.6b изображены пики скорости передачи данных, связанной с передачей видеопоследовательности с низкой активностью, низким уровнем сложности.Fig. 6b shows peaks of the data rate associated with the transmission of a low activity, low complexity video sequence.

На фиг.6c изображены пики скорости передачи данных, связанной с передачей видеопоследовательности с высокой активностью, высоким уровнем сложности.Fig. 6c shows peaks of the data rate associated with the transmission of a video sequence with high activity, high complexity.

На фиг.7a-фиг.7b изображены иллюстративные способы сжатия видео, применяемые в одном варианте осуществления.FIGS. 7a-7b illustrate exemplary video compression methods used in one embodiment.

На фиг.8 изображены дополнительные иллюстративные способы сжатия видео, применяемые в одном варианте осуществления.On Fig depicts additional illustrative video compression methods used in one embodiment.

На фиг.9a-фиг.9c изображены иллюстративные способы, применяемые в одном варианте осуществления для уменьшения пиков скорости передачи данных.FIGS. 9a-9c illustrate illustrative methods used in one embodiment to reduce data rate peaks.

На фиг.10a-фиг.10b изображен один вариант осуществления, который эффективно упаковывает фрагменты внутри пакетов.10a-10b depict one embodiment that efficiently packs fragments within packets.

На фиг.11a-фиг.11d изображены варианты осуществления, которые применяют способы прямого исправления ошибок.On figa-fig.11d depicts embodiments of which apply methods of direct error correction.

На фиг.12 изображен один вариант осуществления, который использует многоядерные процессоры для сжатия.12 depicts one embodiment that utilizes multi-core processors for compression.

На фиг.13a-фиг.13b изображено географическое положение и связь между службами хостинга согласно различным вариантам осуществления. On figa-fig.13b shows the geographical location and communication between hosting services according to various options for implementation.

На фиг.14 изображены иллюстративные величины времени ожидания, связанные с передачей информации между клиентом и службой хостинга.On Fig shows illustrative values of the latency associated with the transfer of information between the client and the hosting service.

На фиг.15 изображена иллюстративная архитектура серверного центра службы хостинга.On Fig depicts an illustrative architecture of the server center of the hosting service.

На фиг.16 изображен иллюстративный моментальный снимок экрана одного варианта осуществления интерфейса пользователя, который включает в себя множество видеоокон в реальном масштабе времени.16 is an illustrative screen shot of one embodiment of a user interface that includes multiple real-time video windows.

На фиг.17 изображен интерфейс пользователя по фиг.16 после выбора конкретного видеоокна.On Fig depicts the user interface of Fig after selecting a specific video window.

На фиг.18 изображен интерфейс пользователя по фиг.17 после распахивания упомянутого конкретного видеоокна во весь экран.On Fig depicts the user interface of Fig after opening the said specific video window in full screen.

На фиг.19 изображены иллюстративные совместные пользовательские видеоданные, совмещенные на экране игры с нескольким участниками.On Fig depicts illustrative joint user video data, combined on the screen of the game with several participants.

На фиг.20 изображена иллюстративная страница пользователя для игрока в службе хостинга.On Fig depicts an illustrative user page for a player in a hosting service.

На фиг.21 изображена иллюстративная 3D интерактивная реклама.On Fig depicts an illustrative 3D interactive advertising.

На фиг.22 изображена иллюстративная последовательность этапов для вывода фотореального изображения, имеющего текстурированную поверхность, исходя из захвата поверхности живого исполнения.On Fig depicts an illustrative sequence of steps for outputting a photoreal image having a textured surface, based on the capture surface of a live performance.

На фиг.23 изображена иллюстративная страница интерфейса пользователя, которая обеспечивает возможность выбора линейного мультимедийного содержимого.On Fig depicts an illustrative page of the user interface, which provides the ability to select linear multimedia content.

Фиг.24 - график, который иллюстрирует время, которое пройдет до того, как web-страница станет активной, по сравнению со скоростью соединения. 24 is a graph that illustrates the time that elapses before a web page becomes active, compared with the connection speed.

Описание иллюстративных вариантов осуществленияDescription of Illustrative Embodiments

В нижеследующем описании изложены конкретные детали, например типы устройств, конфигурации систем, способы обмена информацией и т.д., для обеспечения полного понимания настоящего раскрытия предмета изобретения. Однако специалистам в соответствующих областях техники, к которым относится данное изобретение, будет понятно, что эти конкретные детали не являются обязательными для применения описанных вариантов осуществления. The following description sets forth specific details, such as device types, system configurations, communication methods, etc., to provide a thorough understanding of the present disclosure. However, it will be understood by those skilled in the relevant technical fields to which this invention relates that these specific details are not necessary for the application of the described embodiments.

На фиг.2a-фиг.2b обеспечена архитектура высокого уровня двух вариантов осуществления, в которых видеоигры и приложения размещаются службой 210 хостинга и к ним получают доступ клиентские устройства 205, находящиеся на территории 211 пользователя (отметим, что "территория пользователя" означает любое место, где находится пользователь, в том числе на открытом воздухе, если он использует мобильное устройство), через Internet 206 (или другую общедоступную или частную сеть) согласно абонентскому обслуживанию. Клиентские устройства 205 могут быть универсальными компьютерами, например, PC Windows Microsoft или PC Linux или компьютерами Macintosh корпорации Apple, Inc. с проводным или беспроводным соединением с Internet, с встроенным или внешним дисплеем 222, или они могут быть специализированными клиентскими устройствами, например телевизионной абонентской приставкой (с проводным или беспроводным соединением с Internet), которая выводит видео и аудио на монитор или телевизор 222, или они могут быть мобильными устройствами, предположительно с беспроводным соединением с Internet.2a-2b, there is provided a high-level architecture of two embodiments in which video games and applications are hosted by the hosting service 210 and are accessed by client devices 205 located in the user territory 211 (note that “user territory” means any place where the user is located, including outdoors, if he uses a mobile device), via Internet 206 (or another public or private network) according to the subscription service. Client devices 205 may be general purpose computers, for example, Microsoft Windows PCs or Linux PCs or Apple, Inc. Macintosh computers. with a wired or wireless connection to the Internet, with an integrated or external display 222, or they can be specialized client devices, for example, a television set-top box (with a wired or wireless connection to the Internet) that outputs video and audio to a monitor or TV 222, or they may be mobile devices, presumably with a wireless Internet connection.

Любое из этих устройств может иметь свои собственные устройства ввода пользователя (например, клавиатуры, кнопки, сенсорные экраны, трекпад или световое перо, камеры видеозахвата и/или камеры, отслеживающие движение, и т.д.), или они могут использовать внешние устройства 221 ввода (например, клавиатуры, мыши, игровые контроллеры, световое перо, камеры видеозахвата и/или камеры, отслеживающие движение, и т.д.), подключенные посредством проводов или беспроводным способом. Как описано более подробно ниже, служба 210 хостинга включает в себя серверы различных уровней производительности, в том числе серверы с мощными средствами обработки CPU/GPU. Во время ведения игры или использования приложения в службе 210 хостинга домашнее или офисное клиентское устройство 205 принимает входные данные контроллера и/или клавиатуры от пользователя, и затем оно отправляет эти входные данные контроллера через Internet 206 в службу 210 хостинга, который в ответ исполняет программу, управляющую игрой, и формирует последовательные кадры видеовыхода (последовательность видеоизображений) для игры или прикладного программного обеспечения (например, если пользователь нажимает на кнопку, которая может перемещать персонажа на экране вправо, тогда игровая программа создает последовательность видеоизображений, на которых изображен персонаж, перемещающийся вправо). Эта последовательность видеоизображений после этого сжимается с использованием устройства сжатия видео с малым временем ожидания, и после этого служба 210 хостинга передает видеопоток с малым временем ожидания через Internet 206. Домашнее или офисное клиентское устройство после этого декодируют сжатый видеопоток и визуализируют восстановленные видеоизображения на мониторе или телевизоре. Следовательно, требования к вычислительной и графической технике клиентского устройства 205 значительно уменьшаются. Требуется, чтобы клиент 205 имел вычислительную мощность только для пересылки входных данных клавиатуры/контроллера в Internet 206 и декодирования и восстановления сжатого видеопотока, принятого из Internet 206, что в настоящее время фактически любой персональный компьютер может выполнять в программном обеспечении на своем центральном процессоре (например, двухядерный процессор корпорации Intel (Intel Corporation Core Duo CPU)), работающем с тактовой частотой приблизительно 2 ГГц, может восстанавливать сжатое HDTV 1280×720, закодированное с использованием таких устройств сжатия, как H.264 и Windows Media VC9. И, в случае любых клиентских устройств, также специализированные интегральные схемы могут выполнять восстановление сжатого видео для таких стандартов в реальном времени с гораздо меньшими затратами и с гораздо меньшим потреблением мощности, чем универсальный CPU, например, который может потребоваться для современного PC. А именно, для выполнения функции пересылки входных данных контроллера и восстановления сжатого видео, в домашних клиентских устройствах 205 не требуются никакие специализированные графические процессоры (GPU), накопитель на оптических дисках или накопители на жестких дисках, например игровая видеосистема предшествующего уровня техники, изображенная на фиг.1.Any of these devices may have their own user input devices (e.g., keyboards, buttons, touch screens, trackpad or light pen, video capture cameras and / or motion monitoring cameras, etc.), or they can use external devices 221 input devices (for example, keyboards, mice, game controllers, a light pen, video capture cameras and / or motion monitoring cameras, etc.) connected via wires or wirelessly. As described in more detail below, the hosting service 210 includes servers of various performance levels, including servers with powerful CPU / GPU processing capabilities. While playing a game or using an application in the hosting service 210, the home or office client device 205 receives the input of the controller and / or keyboard from the user, and then it sends this input to the controller via Internet 206 to the hosting service 210, which executes the program in response, controlling the game, and forms consecutive frames of video output (a sequence of video images) for a game or application software (for example, if the user presses a button that can move character on the screen to the right, then the game program creates a sequence of video images that depict a character moving to the right). This sequence of video images is then compressed using a low-latency video compression device, and after that, the hosting service 210 transmits a low-latency video stream via the Internet 206. The home or office client device then decodes the compressed video stream and visualizes the reconstructed video images on a monitor or television . Therefore, the requirements for computing and graphics technology of the client device 205 are significantly reduced. It is required that client 205 only have processing power to send keyboard / controller input data to Internet 206 and to decode and recover the compressed video stream received from Internet 206, which at present virtually any personal computer can run in software on its central processor (for example , a dual-core processor of Intel Corporation (Intel Corporation Core Duo CPU)), operating at a frequency of approximately 2 GHz, can recover compressed HDTV 1280 × 720 encoded using such devices tv compression like H.264 and Windows Media VC9. And, in the case of any client devices, also specialized integrated circuits can perform compressed video recovery for such standards in real time with much lower costs and much lower power consumption than a universal CPU, for example, which may be required for a modern PC. Namely, in order to perform the function of transferring controller input data and recovering compressed video, no specialized graphics processors (GPUs), optical disk drives or hard disk drives, for example, the prior art gaming video system shown in FIG. .one.

По мере того как игры и прикладное программное обеспечение становятся более сложными и более фотореалистичными, они требуют GPU, CPU более высокой производительности, большего количества RAM и более быстрых накопителей на магнитных дисках большей емкости, и вычислительная мощность службы 210 хостинга может непрерывно модернизироваться, но конечному пользователю не потребуется обновлять домашнюю или офисную клиентскую платформу 205, так как требования к ее обработке будут оставаться постоянными для разрешающей способности дисплея и частоты кадров при данном алгоритме восстановления сжатого видео. Соответственно, аппаратные ограничения и вопросы совместимости, имеющиеся в настоящее время, не существуют в системе, изображенной на фиг.2a-фиг.2b.As games and application software become more complex and more photorealistic, they require a GPU, higher performance CPU, more RAM and faster magnetic disk drives of larger capacity, and the processing power of the hosting service 210 can be continuously upgraded, but to the end the user will not need to update the home or office client platform 205, since the processing requirements will remain constant for the display resolution and frequency Adrov a given algorithm restore compressed video. Accordingly, hardware limitations and compatibility issues currently available do not exist in the system depicted in FIGS. 2a-2b.

Кроме того, так как игра и прикладное программное обеспечение исполняются только в серверах в службе 210 хостинга, не существует копии игры или прикладного программного обеспечения (ни в виде оптического носителя информации, ни как загружаемого программного обеспечения) в офисе ("офис", как используется в этом описании, если не оговорено иное, включает в себя любое нежилое окружение, не связанное с постоянным проживанием, в том числе классные комнаты, например) или в доме пользователя. Это значительно уменьшает вероятность того, что игра или прикладное программное обеспечение будут незаконно скопированы (незаконно использоваться), а также уменьшает вероятность того, что ценная база данных, которая может быть использована игрой или прикладным программным обеспечением, будет незаконно использоваться. На самом деле если для ведения игры требуются специализированные серверы (например, с требованием очень дорогого, большого или шумного оборудования) или прикладное программное обеспечение, которое на практике нельзя использовать дома или в офисе, то даже если будет получена пиратская копия игры или прикладного программного обеспечения, то ее нельзя будет использовать дома или в офисе.In addition, since the game and application software are executed only on servers in the hosting service 210, there is no copy of the game or application software (either as an optical storage medium or as downloadable software) in the office (“office” as used in this description, unless otherwise specified, includes any non-residential environment that is not associated with permanent residence, including classrooms, for example) or in the user's home. This significantly reduces the likelihood that the game or application software will be illegally copied (illegally used), and also reduces the likelihood that a valuable database that can be used by the game or application software will be illegally used. In fact, if the game requires specialized servers (for example, requiring very expensive, large or noisy equipment) or application software that in practice cannot be used at home or in the office, even if a pirated copy of the game or application software is received , then it can not be used at home or in the office.

В одном варианте осуществления служба 210 хостинга обеспечивает инструментальные средства разработки программного обеспечения разработчикам 220 прикладного программного обеспечения или игры (что, как правило, относится к компаниям по разработке программного обеспечения, игровым или телевизионным студиям или издателям прикладного программного обеспечения или игры), которые проектируют видеоигры, для того чтобы они могли проектировать игры, которые можно будет исполнять в службе 210 хостинга. Такие инструментальные средства обеспечивают возможность разработчикам использовать признаки службы хостинга, которые обычно не доступны в автономном PC или игровой консоли (например, быстрый доступ к очень большим базам данных сложной геометрии ("геометрия", если не оговорено иное, используется в этом описании для ссылки на многоугольники, текстуры, снаряжение, освещение, линии поведения и другие компоненты и параметры, которые определяют базы данных 3D)).In one embodiment, the hosting service 210 provides software development tools to application or game developers 220 (which typically refers to software companies, game or television studios, or application or game publishers) who design video games so that they can design games that can be played in the 210 hosting service. Such tools enable developers to use features of a hosting service that are not usually available in a standalone PC or game console (for example, quick access to very large databases of complex geometry (“geometry”, unless otherwise specified, is used in this description to refer to polygons, textures, equipment, lighting, behaviors and other components and parameters that define 3D databases)).

Разные бизнес-модели возможны по этой архитектуре. По одной модели служба 210 хостинга получает абонентскую плату от конечного пользователя и платит лицензионный платеж разработчикам 220, как изображено на фиг. 2a. В альтернативной реализации, изображенной на фиг.2b, разработчики 220 получают абонентскую плату непосредственно от пользователя и платят службе 210 хостинг за хостинг содержимого приложения или игры. Эти лежащие в основе принципы не ограничены какой-либо конкретной бизнес-моделью для обеспечения хостинга приложения или онлайновых игр.Different business models are possible for this architecture. In one model, the hosting service 210 receives a subscription fee from the end user and pays a license fee to developers 220, as shown in FIG. 2a. In the alternative implementation depicted in FIG. 2b, developers 220 receive a monthly fee directly from the user and pay the hosting service 210 for hosting the contents of the application or game. These underlying principles are not limited to any particular business model for hosting an application or online games.

Характеристики сжатого видеоCompressed Video Features

Как обсуждалось ранее, одной существенной проблемой, связанной с оказанием услуг по видеоиграм или услуг по прикладному программному обеспечению в режиме онлайн, является проблема времени ожидания. Время ожидания 70-80 мс (от момента, когда устройство ввода приводится в действие пользователем, до момента, когда ответ выводится на экран дисплея) находится на верхней границе для игр и приложений, требующих малого времени отклика. Однако достичь такой задержки очень трудно в контексте архитектуры, изображенной на фиг.2a и фиг.2b, из-за нескольких практических и физических ограничений. As discussed previously, one significant problem with providing video game services or online application software services is the latency problem. The latency of 70-80 ms (from the moment when the input device is activated by the user to the moment when the answer is displayed on the display screen) is at the upper limit for games and applications that require a short response time. However, it is very difficult to achieve such a delay in the context of the architecture depicted in FIGS. 2a and 2b, due to several practical and physical limitations.

Как указано на фиг.3, когда пользователь подписывается на Internet-услугу, соединение обычно оценивается номинальной максимальной скоростью 301 передачи данных до офиса или дома пользователя. В зависимости от политики провайдеров и характеристик оборудования для маршрутизации может быть более или менее обеспечено строгое выполнение этой максимальной скорости передачи данных, но, как правило, фактическая доступная скорость передачи данных является более низкой по одной или нескольким разным причинам. Например, в центральной АТС DSL или в локальной линии кабельной модемной связи может находиться слишком много сетевого трафика, или в кабельной сети может присутствовать шум, вызывающий сброс пакетов, или провайдер может установить максимальное количество битов в месяц для каждого пользователя. В настоящее время максимальная скорость передачи нисходящего потока данных для услуг DSL и кабельной связи, как правило, колеблется от нескольких сотен килобит в секунду (Кбит/с) до 30 Мбит/с. Услуги сотовой связи обычно ограничены до сотен Кбит/с нисходящего потока данных. Однако скорость услуг широкополосного доступа и количество пользователей, которые подписываются на услуги широкополосного доступа, существенно увеличатся со временем. В настоящее время некоторые аналитики оценивают, что 33% американских абонентов широкополосного доступа имеют скорость передачи нисходящего потока данных 2 Мбит/с или больше. Например, некоторые аналитики предсказывают, что к 2010 г. свыше 85% американских абонентов широкополосного доступа будут иметь скорость передачи данных 2 Мбит/с или больше.As indicated in FIG. 3, when a user subscribes to an Internet service, the connection is usually rated at a nominal maximum data rate 301 to the user's office or home. Depending on the policies of the providers and the characteristics of the routing equipment, this maximum data rate can be strictly enforced more or less, but, as a rule, the actual available data rate is lower for one or several different reasons. For example, in a central DSL PBX or in a local cable modem communication line, there may be too much network traffic, or there may be noise in the cable network causing packet drops, or the provider may set the maximum number of bits per month for each user. Currently, the maximum downstream data rate for DSL and cable services typically ranges from a few hundred kilobits per second (Kbps) to 30 Mbps. Cellular services are usually limited to hundreds of Kbps downstream data. However, the speed of broadband services and the number of users who subscribe to broadband services will increase significantly over time. Some analysts currently estimate that 33% of US broadband subscribers have a downlink data rate of 2 Mbps or more. For example, some analysts predict that by 2010, over 85% of US broadband subscribers will have a data rate of 2 Mbps or more.

Как указано на фиг.3, фактическая доступная максимальная скорость 302 передачи данных может колебаться с течением времени. Соответственно, в контексте прикладного программного обеспечения или онлайновых игр с малым временем ожидания иногда трудно предсказать фактическую доступную скорость передачи данных для конкретного видеопотока. Если скорость 303 передачи данных, требуемая для поддержки данного уровня качества при данном количестве кадров в секунду (кадр/с) с данной разрешающей способностью (например, 640×480, 60 кадр/с) для определенной величины сложности сцены и перемещения, поднимается выше фактической доступной максимальной скорости 302 передачи данных (как указано посредством пика на фиг.3), то может возникнуть несколько проблем. Например, в некоторых Internet-услугах будут просто сбрасываться пакеты, что в результате приведет к потере данных и искаженным/потерянным изображениям на видеоэкране пользователя. В других услугах дополнительные пакеты будут временно помещены в буфер (т.е. поставлены в очередь), и эти пакеты будут обеспечены клиенту с имеющейся скоростью передачи данных, что в результате приведет к увеличению времени ожидания - неприемлемый результат для многих видеоигр и приложений. Наконец, некоторые провайдеры Internet-услуг будут рассматривать увеличение скорости передачи данных как злонамеренную атаку, например, как атаку типа отказ в обслуживании (известный способ, используемый хакерами для блокирования сетевых соединений), и прервут соединение пользователя с Internet на определенный период времени. Соответственно, в вариантах осуществления, описанных в этом документе, предпринимаются шаги для обеспечения того, что скорость передачи данных, требуемая для видеоигры, не будет превышать максимальную имеющуюся скорость передачи данных. As indicated in FIG. 3, the actual available maximum data rate 302 may fluctuate over time. Accordingly, in the context of low latency application software or online games, it is sometimes difficult to predict the actual available data rate for a particular video stream. If the data transfer rate 303 required to support a given quality level at a given number of frames per second (fps) with a given resolution (for example, 640x480, 60 fps) for a certain level of scene complexity and movement rises above the actual the available maximum data rate 302 (as indicated by the peak in FIG. 3), several problems may occur. For example, some Internet services will simply drop packets, which will result in data loss and distorted / lost images on the user's video screen. In other services, additional packages will be temporarily buffered (i.e. queued), and these packages will be provided to the client with the available data transfer rate, which as a result will increase the latency - an unacceptable result for many video games and applications. Finally, some Internet service providers will consider the increase in data transfer speed as a malicious attack, for example, as a denial of service attack (a known method used by hackers to block network connections), and interrupt the user's connection to the Internet for a certain period of time. Accordingly, in the embodiments described herein, steps are taken to ensure that the data rate required for a video game does not exceed the maximum available data rate.

Архитектура службы хостингаHosting Service Architecture

На фиг.4a изображена архитектура 210 службы хостинга согласно одному варианту осуществления. Служба 210 хостинга или может быть расположена в одном серверном центре, или может быть распределена по всему множеству серверных центров (для обеспечения соединений с пользователями с меньшим временем ожидания, которые имеют маршруты с меньшим временем ожидания до определенных серверных центров, чем другие, для обеспечения выравнивания нагрузки среди пользователей и обеспечения избыточности на случай отказа одного или нескольких серверных центров). Служба 210 хостинга может со временем включать в себя сотни тысяч или даже миллионы серверов 402, обслуживающих очень большое количество пользователей. Система 401 управления службы хостинга обеспечивает централизованное управление для службы 210 хостинга и управляет маршрутизаторами, серверами, системами сжатия видео, системами учета и формирования счетов и т.д. В одном варианте осуществления система 401 управления службы хостинга реализована в распределенной системе обработки данных на основе операционной системы Linux, соединенной с дисковыми массивами типа RAID, используемыми для хранения баз данных для пользовательской информации, информации для сервера и статистических данных системы. В вышеизложенных описаниях различные операции, реализованные службой 210 хостинга, если они не отнесены к другим специальным системам, инициируются и управляются системой 401 управления службы хостинга.4a shows a hosting service architecture 210 according to one embodiment. Hosting service 210 can either be located in one server center, or it can be distributed across the entire set of server centers (to provide connections with users with less latency who have routes with less latency to certain server centers than others, to ensure alignment load among users and redundancy in the event of failure of one or more server centers). The hosting service 210 may eventually include hundreds of thousands or even millions of servers 402 serving a very large number of users. The hosting service management system 401 provides centralized management for the hosting service 210 and manages routers, servers, video compression systems, metering and billing systems, etc. In one embodiment, the hosting service management system 401 is implemented in a distributed data processing system based on a Linux operating system connected to RAID disk arrays used to store databases for user information, server information, and system statistics. In the foregoing descriptions, various operations performed by the hosting service 210, if not referred to other special systems, are initiated and controlled by the hosting service management system 401.

Служба 210 хостинга включает в себя несколько серверов 402, например, таких серверов, которые в настоящее время имеются в продаже, от Intel, IBM, Hewlett Packard и других. В качестве альтернативы, серверы 402 могут быть собраны в заказной конфигурации из компонентов, или, в конце концов, они могут быть интегрированы так, что весь сервер будет реализован как однокристальная интегральная схема. Несмотря на то что на этой схеме для примера изображено небольшое количество серверов 402, при фактическом применении может быть только один сервер 402 или миллионы серверов 402 или больше. Все серверы 402 могут быть сконфигурированы одинаково (в качестве примера некоторых параметров конфигурации, с одинаковыми производительностью и типом CPU, с или без GPU, и если с GPU, то с одинаковыми производительностью и типом GPU, с одинаковым количеством CPU и GPU, с одинаковыми объемом и типом/скоростью RAM и с одинаковой конфигурацией RAM), или различные подмножества серверов 402 могут иметь одинаковую конфигурацию (например, 25% серверов могут быть выполнены определенным способом, 50% другим способом и 25% еще одним способом), или все серверы 402 могут быть разными.Hosting service 210 includes several servers 402, for example, those servers currently commercially available from Intel, IBM, Hewlett Packard, and others. Alternatively, the servers 402 can be assembled in a custom configuration from components, or, in the end, they can be integrated so that the entire server will be implemented as a single-chip integrated circuit. Although this diagram illustrates a small number of servers 402 as an example, in actual use there can only be one server 402 or millions of servers 402 or more. All 402 servers can be configured in the same way (as an example of some configuration parameters, with the same performance and type of CPU, with or without a GPU, and if with a GPU, then with the same performance and type of GPU, with the same number of CPUs and GPUs, with the same volume and RAM type / speed and with the same RAM configuration), or different subsets of 402 servers can have the same configuration (for example, 25% of the servers can be executed in a certain way, 50% in a different way, and 25% in another way), or all 402 servers can would be different.

В одном варианте осуществления серверы 402 без диска, т.е. вместо того чтобы иметь свое собственное локальное массовое запоминающее устройство (независимо от того, является ли оно оптическим или магнитным запоминающим устройством, или запоминающим устройством на полупроводниках, например флэш-памятью, или другим средством массовой памяти, выполняющим аналогичную функцию), каждый сервер имеет доступ к общей массовой памяти через быстродействующую магистраль или ускоренное сетевое соединение. В одном варианте осуществления этим высокоскоростным соединением является сеть 403 хранения данных (SAN), соединенная с набором матриц 405 независимых дисковых накопителей с избыточностью (RAID) с соединениями между устройствами, реализованными с использованием технологии Gigabit Ethernet. Как известно специалистам в данной области техники, SAN 403 можно использовать для объединения множества дисковых массивов 405 типа RAID вместе, что в результате приводит к чрезвычайно широкой полосе пропускания - приближающейся или, возможно, превышающей полосу пропускания, доступную из RAM, используемой в современных игровых консолях и PC. И в то время как дисковые массивы типа RAID на основе вращающихся носителей информации, например магнитных носителей информации, часто имеют существенное время ожидания доступа во время поиска, дисковые массивы типа RAID на основе полупроводниковой памяти могут быть реализованы с гораздо меньшим временем ожидания доступа. В другой конфигурации некоторые или все серверы 402 предоставляют некоторые или все свои собственные массовые запоминающие устройства локально. Например, на сервере 402 может храниться информация, к которой часто обращаются, например ее операционная система и копия видеоигры или приложения, на локальном запоминающем устройстве на основе флеш-памяти с малым временем ожидания, но он может использовать SAN для доступа к дисковым массивам 405 типа RAID, на основе вращающихся носителей информации с большим временем поиска, для получения доступа к большим базам данных геометрии или информации о состоянии игры с меньшей частотой. In one embodiment, the diskless servers 402, i.e. instead of having its own local mass storage device (regardless of whether it is an optical or magnetic storage device, or a semiconductor storage device such as flash memory, or another mass storage medium performing a similar function), each server has access to shared mass memory via a high-speed trunk or accelerated network connection. In one embodiment, this high-speed connection is a storage area network (SAN) 403 connected to a set of 405 array of independent redundant disk drives (RAID) with connections between devices using Gigabit Ethernet technology. As is well known to those skilled in the art, SAN 403 can be used to combine multiple 405 RAID arrays together, resulting in an extremely wide bandwidth — approaching or possibly exceeding the bandwidth available from RAM used in modern game consoles and PC. And while RAID disk arrays based on rotating storage media, such as magnetic storage media, often have significant access latency during searches, semiconductor memory RAID disk arrays can be implemented with much shorter access latency. In another configuration, some or all of the servers 402 provide some or all of their own mass storage devices locally. For example, server 402 can store information that is often accessed, such as its operating system and a copy of a video game or application, on a local flash memory device with low latency, but it can use a SAN to access type 405 disk arrays RAID, based on rotating storage media with a long search time, to gain access to large databases of geometry or information about the state of the game at a lower frequency.

Кроме того, в одном варианте осуществления, служба 210 хостинга применяет логику 404 сжатия видео с малым временем ожидания, описанную подробно ниже. Логика 404 сжатия видео может быть реализована в программном обеспечении, аппаратном обеспечении или их любой комбинации (определенные варианты осуществления которой описаны ниже). Логика 404 сжатия видео включает в себя логику для сжатия аудио и визуального материала. In addition, in one embodiment, the hosting service 210 applies the low latency video compression logic 404, described in detail below. Video compression logic 404 may be implemented in software, hardware, or any combination thereof (certain embodiments of which are described below). Video compression logic 404 includes logic for compressing audio and visual material.

При операции во время ведения видеоигры или использования приложения на территории 211 пользователя посредством клавиатуры, мыши, игрового контроллера или другого устройства 421 ввода логика 413 управляющего сигнала на клиенте 415 передает управляющие сигналы 406a-406b (как правило, в виде пакетов UDP), представляющие нажатия клавиши (и другие виды вводов пользователя), приводимые в действие пользователем, в службу 210 хостинга 210. Управляющие сигналы от данного пользователя маршрутизируются в соответствующий сервер 402 (или серверы, если на устройство ввода пользователя реагируют множество серверов). Как изображено на фиг.4a, управляющие сигналы 406a могут маршрутизироваться в серверы 402 через SAN. В качестве альтернативы или в дополнение, управляющие сигналы 406b могут маршрутизироваться непосредственно в серверы 402 по сети службы хостинга (например, по локальной сети Ethernet). Независимо от того, как они были переданы, сервер или серверы исполняют игру или прикладное программное обеспечение в ответ на управляющие сигналы 406a-406b. Несмотря на то что на фиг.4a не изображены различные сетевые компоненты, например брандмауэр(ы) и/или шлюз(ы), они могут обрабатывать входящий и исходящий трафик на границе службы 210 хостинга (например, между службой 210 хостинга и Internet 410) и/или на границе территории 211 пользователя между Internet 410 и домашним или офисным клиентом 415. Графический выход и аудиовыход исполняемой игры или прикладного программного обеспечения, - т.е. новые последовательности видеоизображений, - обеспечиваются в логику 404 сжатия видео с малым временем ожидания, которая сжимает последовательности видеоизображений согласно способам сжатия видео с малым временем ожидания, например согласно способам, описанным в этом документе, и передает сжатый видеопоток, обычно со сжатым или несжатым аудио, назад в клиента 415 через Internet 410 (или, как описано ниже, через оптимизированную высокоскоростную сетевую службу, которая предает в обход общего Internet). После этого логика 412 восстановления сжатого видео с малым временем ожидания в клиенте 415 восстанавливает сжатые видео- и аудиопотоки и визуализирует восстановленный видеопоток, и, как правило, воспроизводит восстановленный аудиопоток на дисплее 422. В качестве альтернативы, аудио может быть воспроизведено в динамиках, отделенных от дисплея 422, или совсем не воспроизводиться. Отметим, что, несмотря на то что устройство 421 ввода и дисплей 422 изображены на фиг.2a и фиг.2b как автономные устройства, они могут быть интегрированы внутри клиентских устройств, например портативных компьютеров или мобильных устройств.In an operation while conducting a video game or using an application in the user territory 211 by means of a keyboard, mouse, game controller or other input device 421, the control signal logic 413 on the client 415 transmits control signals 406a-406b (typically in the form of UDP packets) representing clicks keys (and other types of user inputs), which are activated by the user, to the hosting service 210. The control signals from this user are routed to the corresponding server 402 (or servers, if on devices user input to respond multiple servers). As shown in FIG. 4a, control signals 406a may be routed to servers 402 via a SAN. Alternatively or in addition, control signals 406b may be routed directly to servers 402 via a hosting service network (e.g., via an Ethernet LAN). Regardless of how they were transmitted, the server or servers execute the game or application software in response to control signals 406a-406b. 4a, although various network components, such as firewall (s) and / or gateway (s), are not shown, they can handle incoming and outgoing traffic at the boundary of hosting service 210 (for example, between hosting service 210 and Internet 410) and / or at the border of a user territory 211 between the Internet 410 and a home or office client 415. The graphic output and audio output of an executable game or application software, i.e. new video sequences are provided to the low latency video compression logic 404, which compresses the video sequence according to the low latency video compression methods, for example according to the methods described in this document, and transmits a compressed video stream, usually with compressed or uncompressed audio, back to client 415 via the Internet 410 (or, as described below, through an optimized high-speed network service that betrays the bypass of the common Internet). After that, the low latency compressed video recovery logic 412 in the client 415 recovers the compressed video and audio streams and visualizes the restored video stream, and, as a rule, reproduces the restored audio stream on the display 422. Alternatively, the audio can be played in speakers separated from display 422, or not playable at all. Note that although the input device 421 and the display 422 are depicted in FIGS. 2a and 2b as stand-alone devices, they can be integrated within client devices, such as laptop computers or mobile devices.

Домашний или офисный клиент 415 (описанный ранее на фиг.2a и фиг.2b как домашний или офисный клиент 205) может быть очень экономичным устройством с малым энергопотреблением, с очень ограниченной вычислительной производительностью или производительностью графической подсистемы, и может иметь очень ограниченную локальную массовую память, или она совсем может отсутствовать. Напротив, каждый сервер 402, соединенный с SAN 403 и множеством RAID 405, может быть исключительно высокопроизводительной вычислительной системой, и, безусловно, если совместно используются множество серверов в конфигурации параллельной обработки, то почти не существует ограничений по вычислительной производительности системы и производительности графической подсистемы, которые могут быть использованы. И, из-за сжатия 404 видео с малым временем ожидания и сжатия 412 видео с малым временем ожидания, у пользователя создается впечатление, что упомянутая вычислительная мощность серверов 402 предоставляется пользователю. Когда пользователь нажимает клавишу на устройстве 421 ввода, изображение на дисплее 422 обновляется в ответ на нажатие этой клавиши без значимой задержки с точки зрения восприятия так, как в случае локального исполнения игры или прикладного программного обеспечения. Соответственно, с домашним или офисным клиентом 415, который является компьютером с очень низкой производительностью или только экономичной интегральной схемой, в которой реализовано восстановление сжатого видео с малым временем ожидания и логика 413 управляющего сигнала, пользователь обеспечен фактически произвольно выбираемой вычислительной мощностью из удаленного местоположения, причем создается впечатление, что они находятся локально. Это дает пользователям возможность запускать наиболее усовершенствованные, требующие интенсивной работы процессора (обычно новые) видеоигры и самые высокопроизводительные приложения.The home or office client 415 (described earlier in FIG. 2a and FIG. 2b as the home or office client 205) can be a very economical device with low power consumption, very limited computing or graphics performance, and can have very limited local mass storage , or she may be completely absent. In contrast, each server 402 connected to a SAN 403 and multiple RAID 405 can be an exceptionally high-performance computing system, and, of course, if multiple servers are shared in a parallel processing configuration, then there are almost no restrictions on the computing performance of the system and the performance of the graphics subsystem. which can be used. And, due to the compression of 404 video with low latency and the compression of 412 video with low latency, the user is under the impression that the computing power of the servers 402 is provided to the user. When the user presses a key on the input device 421, the image on the display 422 is updated in response to pressing this key without significant delay in terms of perception, as in the case of a local execution of a game or application software. Accordingly, with a home or office client 415, which is a computer with very low performance or only an economical integrated circuit, which implements the recovery of compressed video with a low latency and control signal logic 413, the user is provided with virtually randomly selected processing power from a remote location, moreover it seems that they are locally. This gives users the ability to run the most advanced, intensive (usually new) video games and the most high-performance applications.

На фиг.4c изображено очень элементарное и экономичное домашнее или офисное клиентское устройство 465. Это устройство является вариантом осуществления домашнего или офисного клиента 415 по фиг.4a и фиг.4b. Длина его приблизительно равна 5 сантиметрам. У него есть гнездо 462 Ethernet, которое обеспечивает интерфейс с кабелем Ethernet с питанием через Ethernet (PoE), через которое оно получает питание и получает соединение с Internet. Оно может исполнять преобразование сетевых адресов (NAT) внутри сети, которая поддерживает NAT. В офисной обстановке многие новые коммутаторы Ethernet имеют PoE и доводят PoE непосредственно до гнезда Ethernet в офисе. В таком случае все, что требуется, - это кабель Ethernet от настенного гнезда до клиента 465. Если имеющееся соединение Ethernet не переносит энергию (например, в доме с DSL или кабельным модемом, но без PoE), то в продаже имеются экономичные настенные "модули" (т.е. источники питания), которые принимают кабель Ethernet без питания и выводят Ethernet с PoE.FIG. 4c depicts a very basic and economical home or office client device 465. This device is an embodiment of the home or office client 415 of FIG. 4a and 4b. Its length is approximately 5 centimeters. It has a 462 Ethernet jack that provides an interface with an Ethernet cable powered by Ethernet (PoE), through which it receives power and receives an Internet connection. It can perform network address translation (NAT) within a network that supports NAT. In an office environment, many new Ethernet switches have PoE and bring PoE directly to the Ethernet jack in the office. In this case, all that is required is an Ethernet cable from the wall jack to the client 465. If the existing Ethernet connection does not transfer energy (for example, in a house with a DSL or cable modem, but without PoE), then economical wall-mounted modules are available "(i.e. power supplies) that accept an Ethernet cable without power and output Ethernet from PoE.

Клиент 465 содержит логику 413 управляющего сигнала (по фиг.4a), которая соединена с беспроводным интерфейсом Bluetooth, который обеспечивает интерфейс с устройствами 479 ввода Bluetooth, например клавиатурой, мышью, игровым контроллером, и/или микрофоном, и/или наушниками. Кроме того, один вариант осуществления клиента 465 может выводить видео со скоростью 120 кадр/с, при соединении с дисплеем 468 может поддерживать видео 120 кадр/с и передавать сигналы (как правило, через инфракрасное излучение) в затворные очки 466 для попеременного закрытия то одного глаза, то другого с каждым последовательным кадром. Результатом, воспринимаемым пользователем, является стереоскопическое 3D изображение, которое "выскакивает" из экрана дисплея. Одним таким дисплеем 468, который поддерживает такую операцию, является Samsung HL-T5076S. Так как видеопоток для каждого глаза является отдельным, в одном варианте осуществления два независимых видеопотока сжимаются службой 210 хостинга, кадры чередуются во времени, и сжатые кадры восстанавливаются как два независимых процесса восстановления сжатых данных внутри клиента 465.Client 465 comprises a control signal logic 413 (of FIG. 4a) that is connected to a Bluetooth wireless interface that provides an interface with Bluetooth input devices 479, such as a keyboard, mouse, game controller, and / or microphone, and / or headphones. In addition, one embodiment of client 465 can output video at a speed of 120 frames per second, when connected to a display 468 it can support video at 120 frames per second and transmit signals (usually via infrared radiation) to shutter glasses 466 for alternately closing one eyes, then another with each successive frame. The result perceived by the user is a stereoscopic 3D image that "pops up" from the display screen. One such 468 display that supports such an operation is the Samsung HL-T5076S. Since the video stream for each eye is separate, in one embodiment, two independent video streams are compressed by the hosting service 210, frames are interleaved in time, and compressed frames are restored as two independent processes for recovering compressed data within client 465.

Клиент 465 также содержит логику 412 восстановления сжатого видео с малым временем ожидания, которая восстанавливает сжатое входящее видео и аудио и выводит через HDMI (мультимедийный интерфейс высокой четкости), соединительный кабель 463, который подключают к SDTV (телевидение стандартной четкости) или HDTV (телевидение высокой четкости) 468, в случае, если телевизор с видео и аудио, или к монитору 468, который поддерживает HDMI. Если монитор 468 пользователя не поддерживает HDMI, то может быть использован HDMI-DVI (цифровой видеоинтерфейс), но аудио будет утрачено. Согласно стандарту HDMI, характеристики 464 дисплея (например, поддерживаемые разрешающие способности, частоты кадров) передаются из дисплея 468, и эта информация затем возвращается через подключение 462 к Internet обратно в службу 210 хостинга, поэтому она может передавать потоком сжатое видео в формате, подходящем для дисплея.Client 465 also contains low latency compressed video recovery logic 412 that recovers compressed incoming video and audio and outputs via HDMI (High Definition Multimedia Interface), a 463 patch cable that connects to SDTV (Standard Definition Television) or HDTV (High Definition Television) definition) 468, in the case of a TV with video and audio, or to a 468 monitor that supports HDMI. If the user's monitor 468 does not support HDMI, then HDMI-DVI (digital video interface) can be used, but audio will be lost. According to the HDMI standard, display characteristics 464 (e.g., supported resolutions, frame rates) are transmitted from the display 468, and this information is then returned via the Internet connection 462 to the hosting service 210, so it can stream compressed video in a format suitable for display.

На фиг.4d изображено домашнее или офисное клиентское устройство 475, которое является идентичным домашнему или офисному клиентскому устройству 465, изображенному на фиг.4c, за исключением того, что у него больше внешних интерфейсов. Кроме того, клиент 475 может принимать любой PoE для питания или он может работать от внешнего адаптера источника питания (не изображен), который вставляется в контактное гнездо на стене. С использованием входа USB клиента 475 видеокамера 477 обеспечивает сжатое видео в клиент 475, которое выгружается клиентом 475 в службу 210 хостинга для использования, описанного ниже. Устройство сжатия с малым временем ожидания, использующее способы сжатия, описанные ниже, является встроенным в камеру 477. On fig.4d shows a home or office client device 475, which is identical to the home or office client device 465 shown in figs, except that it has more external interfaces. In addition, the 475 client can accept any PoE for power, or it can run on an external power adapter (not shown) that plugs into the pin jack on the wall. Using the USB input of client 475, video camera 477 provides compressed video to client 475, which is uploaded by client 475 to hosting service 210 for use as described below. A low latency compression device using the compression methods described below is integrated in the camera 477.

В дополнение к разъему Ethernet для подключения к Internet клиент 475 также имеет беспроводной интерфейс 802.11g с Internet. Оба интерфейса могут использовать NAT внутри сети, которая поддерживает NAT. In addition to the Ethernet connector for connecting to the Internet, the 475 client also has an 802.11g wireless interface with the Internet. Both interfaces can use NAT inside a network that supports NAT.

Кроме того, в дополнение к разъему HDMI для вывода видео и аудио клиент 475 также имеет разъем Dual Link DVI-I (двухканальный DVI-I), который включает в себя аналоговый выход (и с эталонным кабелем адаптера обеспечивает выход VGA). Он также имеет аналоговые выходы для композитного видео и S-видео. In addition, in addition to the HDMI connector for video and audio output, the 475 client also has a Dual Link DVI-I (DVI-I) connector, which includes an analog output (and provides a VGA output with a reference adapter cable). It also has analog outputs for composite video and S-video.

Для аудио клиент 475 имеет левое/правое гнезда RCA аналогового стерео, и для вывода цифрового аудио он имеет выход TOSLINK (оптический выход).For audio, the 475 client has left / right RCA analog stereo jacks, and it has a TOSLINK (optical output) output for digital audio output.

В дополнение к беспроводному интерфейсу Bluetooth с устройствами 479 ввода он также имеет гнезда USB для обеспечения интерфейса с устройствами ввода.In addition to the Bluetooth wireless interface with input devices 479, it also has USB sockets for providing an interface with input devices.

На фиг.4e изображен один вариант осуществления внутренней архитектуры клиента 465. Или все или некоторые из устройств, изображенные на схеме, могут быть реализованы в программируемой пользователем логической матрице, заказной схеме ASIC, или в нескольких отдельных устройствах, или заказных, или имеющихся в готовом виде. FIG. 4e depicts one embodiment of the internal architecture of client 465. Or, all or some of the devices shown in the diagram can be implemented in a user-programmable logic matrix, a custom ASIC, or in several separate devices, either custom or available form.

Ethernet с PoE 497 подсоединяется к интерфейсу 481 Ethernet. Питание 499 подается из Ethernet с PoE 497 и соединяется с остальными устройствами в клиенте 465. Шина 480 является общей шиной для обмена информацией между устройствами.Ethernet with PoE 497 connects to the 481 Ethernet interface. Power 499 is supplied from Ethernet with PoE 497 and connected to other devices in client 465. Bus 480 is a common bus for exchanging information between devices.

Управляющий CPU 483 (почти любой небольшой CPU, например, CPU серии R4000 с быстродействием миллион команд в секунду (MIPS) и тактовой частотой 100 МГц со встроенной RAM отвечает требованиям), исполняющий небольшое клиентское управляющее приложение из флэш-памяти 476, обеспечивает выполнение стека протоколов для сети (т.е. интерфейс Ethernet), и также осуществляет связь со службой 210 хостинга, и конфигурирует все устройства в клиенте 465. Он также управляет интерфейсами с устройствами 469 ввода и отправляет пакеты обратно в службу 210 хостинга с пользовательскими данными контроллера, защищенными посредством прямого исправления ошибок, в случае необходимости. Кроме того, управляющий CPU 483 осуществляет текущий контроль пакетного трафика (например, если пакеты утеряны или задержаны, а также делает отметку времени их поступления). Эта информация отправляется обратно в службу 210 хостинга так, чтобы она могла постоянно осуществить текущий контроль сетевого соединения и корректировать то, что она отправляет, соответственно. Во флэш-память 476 первоначально во время изготовления загружают с управляющую программу для управляющего CPU 483, а также серийный номер, который является уникальным для конкретной клиентской 465 единицы оборудования. Этот серийный номер обеспечивает возможность службе 210 хостинга однозначно идентифицировать клиентскую 465 единицу оборудования.The control CPU 483 (almost any small CPU, for example, the R4000 series CPU with a speed of a million instructions per second (MIPS) and a clock frequency of 100 MHz with built-in RAM meets the requirements), executing a small client control application from the flash memory 476, ensures the execution of the protocol stack for the network (ie, the Ethernet interface), and also communicates with the hosting service 210, and configures all devices in the client 465. It also manages the interfaces with the input devices 469 and sends packets back to the hosting service 210 with user controller data protected by direct error correction, if necessary. In addition, the control CPU 483 monitors packet traffic (for example, if packets are lost or delayed, and also makes a time stamp for their arrival). This information is sent back to the hosting service 210 so that it can constantly monitor the network connection and adjust what it sends, respectively. Initially, during the manufacturing process, the flash memory 476 is downloaded from the control program for the control CPU 483, as well as a serial number that is unique to a particular client equipment unit 465. This serial number enables the hosting service 210 to uniquely identify a client 465 piece of equipment.

Интерфейс 484 Bluetooth осуществляет связь с устройствами 469 ввода беспроводным способом через свою антенну, находящуюся внутри клиента 465. The Bluetooth interface 484 communicates wirelessly with input devices 469 via its antenna located within client 465.

Устройство 486 восстановления сжатого видео является устройством восстановления сжатого видео с малым временем ожидания, сконфигурированным для реализации восстановления сжатого видео, описанного в этом документе. Существует большое количество устройств восстановления сжатого видео, или имеющихся в готовом виде, или в виде интеллектуальной собственности (IP) конструкции, которая может быть интегрирована в FPGA или заказную схему ASIC. Одной компанией, предлагающей IP для декодера H.264, является Ocean Logic, Manly, NSW Australia. Преимуществом использования IP является то, что способы сжатия, используемые в этом описании, не соответствуют стандартам сжатия. Некоторые стандартные устройства восстановления сжатых данных являются достаточно гибкими для обеспечения способов сжатия, описанных в этом документе, но некоторые не могут (их обеспечивать). Но, посредством IP, существует полная гибкость для перепроектирования устройства восстановления сжатых данных так, как требуется.The compressed video recovery device 486 is a low latency compressed video recovery device configured to implement the compressed video recovery described in this document. There are a large number of compressed video recovery devices, either prefabricated or in the form of intellectual property (IP) designs, which can be integrated into FPGAs or custom ASICs. One company offering IP for the H.264 decoder is Ocean Logic, Manly, NSW Australia. The advantage of using IP is that the compression methods used in this description do not comply with compression standards. Some standard compressed data recovery devices are flexible enough to provide the compression methods described in this document, but some cannot (provide). But, through IP, there is complete flexibility for redesigning a compressed data recovery device as required.

Выход устройства восстановления сжатого видео соединен с подсистемой 487 вывода видео, которая соединяет видео с видеовыходом интерфейса 490 HDMI.The output of the compressed video recovery device is connected to the video output subsystem 487, which connects the video to the video output of the HDMI 490 interface.

Подсистема 488 восстановления сжатого аудио реализуется или с использованием стандартного устройства восстановления сжатого аудио, которое имеется в продаже, или она может быть реализована как IP, или восстановление сжатого аудио может быть реализовано внутри управляющего процессора 483, который может, например, реализовывать устройство восстановления сжатого аудио Vorbis.The compressed audio recovery subsystem 488 is implemented either using a standard commercially available compressed audio recovery device, or it can be implemented as IP, or the compressed audio recovery can be implemented inside the control processor 483, which can, for example, implement a compressed audio recovery device Vorbis.

Устройство, которое осуществляет восстановление сжатого аудио, соединено с подсистемой 489 вывода аудио, которая соединяет аудио с аудиовыходом интерфейса 490 HDMI.A device that recovers compressed audio is connected to an audio output subsystem 489 that connects audio to the audio output of the HDMI 490 interface.

На фиг.4f изображен один вариант осуществления внутренней архитектуры клиента 475. Как можно видеть, эта архитектура является идентичной архитектуре клиента 465, за исключением дополнительных интерфейсов и необязательного внешнего питания DC от адаптера источника питания, который вставляют в контактное гнездо на стене, и если так используется, заменяет питание, которое может поступать из PoE 497 Ethernet. Функциональные возможности, которые присутствуют у клиента 465, не будут повторяться ниже, но дополнительные функциональные возможности описываются следующим образом.4f shows one embodiment of the internal architecture of the client 475. As you can see, this architecture is identical to the architecture of the client 465, with the exception of additional interfaces and optional external DC power from the power adapter, which is inserted into the pin socket on the wall, and if so used, replaces the power that can come from the PoE 497 Ethernet. The functionality that is present in client 465 will not be repeated below, but additional functionality is described as follows.

CPU 483 осуществляет связь с дополнительными устройствами и конфигурирует их.The CPU 483 communicates with and configures additional devices.

Подсистема 482 WiFi обеспечивает беспроводной доступ к Internet, в качестве альтернативы, к Ethernet 497 через свою антенну. В продаже имеются подсистемы WiFi от широкого круга производителей, включающих в себя Atheros Communications, Santa Clara, CA (Санта-Клара, Калифорния).The WiFi subsystem 482 provides wireless access to the Internet, alternatively, to the Ethernet 497 through its antenna. WiFi subsystems from a wide range of manufacturers are on sale, including Atheros Communications, Santa Clara, CA (Santa Clara, California).

Подсистема 485 USB обеспечивает альтернативный вариант по отношению к связи Bluetooth для проводных устройств 479 ввода USB. Подсистемы USB являются довольно стандартными и общедоступными для матриц FPGA и схем ASIC, а также они часто являются встроенными в имеющиеся в готовом виде устройства, выполняющие другие функции, подобные восстановлению сжатого видео.The USB 485 subsystem provides an alternative to Bluetooth for wired USB input devices 479. USB subsystems are fairly standard and generally available for FPGAs and ASICs, and they are often embedded in ready-made devices that perform other functions, such as recovering compressed video.

Подсистема 487 вывода видео выводит более широкий диапазон видеовыходов, чем внутри клиента 465. В дополнение к обеспечению видеовыхода HDMI 490, она обеспечивает DVI-I 491, S-видео 492 и композитное видео 493. Кроме того, когда для цифрового видео используется интерфейс DVI-I 491, характеристики 464 дисплея передаются обратно из дисплея в управляющий CPU 483 для того, чтобы он мог уведомлять службу 210 хостинга о характеристиках дисплея 478. Все интерфейсы, обеспечиваемые подсистемой 487 вывода видео, являются довольно стандартными интерфейсами и общедоступными во многих видах.The video output subsystem 487 outputs a wider range of video outputs than within the client 465. In addition to providing HDMI 490 video output, it provides DVI-I 491, S-video 492, and composite video 493. In addition, when DVI- I 491, display characteristics 464 are transferred back from the display to the control CPU 483 so that it can notify the hosting service 210 of the characteristics of the display 478. All interfaces provided by the video output subsystem 487 are fairly standard interfaces and are generally available many species.

Подсистема 489 вывода аудио выводит аудио в цифровой форме через цифровой интерфейс 494 (S/PDIF и/или TOSLINK) и аудио в аналоговой форме через стереофонический аналоговый интерфейс 495. The audio output subsystem 489 outputs audio in digital form via a digital interface 494 (S / PDIF and / or TOSLINK) and audio in analog form through a stereo analog interface 495.

Анализ времени передачи сигнала туда и обратноRound-trip time analysis

Несомненно, для реализации преимуществ, изложенных в предыдущем разделе, время передачи сигнала туда и обратно между действием пользователя с использованием устройства 421 ввода и появлением результата этого действия на дисплее 420, не должно превышать 70-80 мс. Это время ожидания должно учитывать все факторы на пути от устройства 421 ввода на территории 211 пользователя до службы 210 хостинга и обратно до территории 211 пользователя, до дисплея 422. На фиг.4b изображены различные компоненты и сети, через которые должны проходить сигналы, и выше этих компонентов и сетей находится временная шкала, на которой выведены в упорядоченном виде иллюстративные величины времени ожидания, которые можно ожидать в практической реализации. Отметим, что фиг.4b является упрощенной, и изображена только маршрутизация по критическому пути. Другая маршрутизация данных, используемая для других признаков системы, описана ниже. Двунаправленные стрелки (например, стрелка 453) указывают время передачи сигнала туда и обратно, и однонаправленные стрелки (например, стрелка 457) указывают время передачи сигнала в одну сторону, и "~" обозначают приблизительное измерение. Следует указать, что будут реальные ситуации, в которых нельзя будет получить перечисленные величины времени ожидания, но в большинстве случаев в США, с использованием соединений посредством кабельного модема и DSL с территорией 211 пользователя, эти величины времени ожидания могут быть получены в случаях, описанных в следующем разделе. Также отметим, что, несмотря на то, что сотовая беспроводная связь с Internet безусловно будет функционировать в изображенной системе, в большинстве современных американских сотовых систем передачи данных (например EVDO) существуют очень большие величины времени ожидания, и не могут быть получены величины времени ожидания, изображенные на фиг.4b. Однако эти лежащие в основе принципы могут быть реализованы в будущих сотовых технологиях, в которых может быть реализован этот уровень времени ожидания. Undoubtedly, in order to realize the advantages described in the previous section, the round-trip signal transmission time between the user’s action using the input device 421 and the appearance of the result of this action on the display 420 should not exceed 70-80 ms. This waiting time should take into account all the factors on the way from the input device 421 in the user territory 211 to the hosting service 210 and back to the user territory 211, to the display 422. Fig. 4b shows various components and networks through which the signals must pass, and above of these components and networks there is a timeline on which illustrative values of the waiting time, which can be expected in practical implementation, are displayed in an ordered form. Note that FIG. 4b is simplified, and only critical path routing is depicted. Other data routing used for other features of the system is described below. Bidirectional arrows (for example, arrow 453) indicate the time of signal transmission back and forth, and unidirectional arrows (for example, arrow 457) indicate time of signal transmission in one direction, and “~” indicate the approximate measurement. It should be noted that there will be real situations in which it will not be possible to obtain the listed latency values, but in most cases in the United States, using cable modem and DSL connections with user territory 211, these latency values can be obtained in the cases described in next section. We also note that, although the cellular wireless connection to the Internet will certainly function in the depicted system, in most modern American cellular data transmission systems (for example EVDO) there are very large values of latency, and latency values cannot be obtained. depicted in fig.4b. However, these underlying principles may be implemented in future cellular technologies in which this level of latency can be implemented.

Начиная с устройства 421 ввода на территории 211 пользователя, после того, как пользователь приводит в действие устройство 421 ввода, управляющий сигнал пользователя отправляется в клиент 415 (который может быть автономным устройством, например телевизионной абонентской приставкой, или он может быть программным обеспечением, или аппаратным обеспечением, функционирующими в другом устройстве, например PC или мобильном устройстве), и разбивается на пакеты (в формате UDP в одном варианте осуществления), и пакету дается адрес назначения для передачи в службу 210 хостинга. Пакет будет также содержать информацию для указания того, от какого пользователя поступают управляющие сигналы. После этого пакет(ы) управляющего сигнала пересылается(ются) через устройство 443 брандмауэра/маршрутизатора/NAT (преобразование сетевых адресов) в интерфейс 442 WAN. Интерфейс 442 WAN является интерфейсным устройством, обеспечиваемым для территории 211 пользователя провайдером ISP пользователя (провайдер Internet-услуг). Интерфейс 442 WAN может быть кабелем или модемом DSL, приемопередатчиком WiMax, приемопередатчиком для волоконно-оптической линии связи, интерфейсом сотовой системы передачи данных, интерфейсом передачи данных по протоколу IP через электросеть (Internet Protocol-over-powerline) или любым другим из множества интерфейсов с Internet. Кроме того, устройство 443 брандмауэра/маршрутизатора/NAT (и, возможно, интерфейс 442 WAN) может быть интегрировано в клиента 415. Примером этого может быть мобильный телефон, который включает в себя программное обеспечение для реализации функциональных возможностей домашнего или офисного клиента 415, а также средство для маршрутизации и подключения к Internet беспроводным способом через некоторый стандарт (например, 802.11g). Starting with the input device 421 in the user territory 211, after the user drives the input device 421, the user control signal is sent to the client 415 (which can be a stand-alone device, for example, a television set-top box, or it can be software or hardware software operating in another device, such as a PC or mobile device), and is packetized (in UDP format in one embodiment), and the packet is given a destination address for transmission to the 210 hosting service. The package will also contain information to indicate which user receives control signals. After that, the packet (s) of the control signal is sent (are) through the device 443 firewall / router / NAT (network address translation) in the 442 WAN interface. The WAN interface 442 is an interface device provided for the user territory 211 by the user's ISP provider (Internet service provider). The 442 WAN interface can be a DSL cable or modem, a WiMax transceiver, a fiber optic transceiver, a cellular data system interface, an IP protocol over an electrical network (Internet Protocol-over-powerline), or any other of a variety of interfaces with Internet In addition, the firewall / router / NAT device 443 (and possibly the WAN interface 442) can be integrated into the client 415. An example of this is a mobile phone, which includes software to implement the functionality of a home or office client 415, and also a means for routing and connecting to the Internet wirelessly through some standard (for example, 802.11g).

После этого интерфейс 442 WAN маршрутизирует управляющие сигналы в то, что называется в этом описании "точка входа в Internet" 441 для провайдера Internet-услуг (ISP) пользователя, которая является средством, которое обеспечивает интерфейс между средством передачи данных WAN, соединенным с территорией 211 пользователя, и общим Internet или частной сетью. Характеристики точки входа в Internet изменяются в зависимости от характера обеспечиваемой Internet-услуги. Для DSL это, как правило, будет центральная АТС телефонной компании, где расположен DSLAM. Для кабельных модемов это, как правило, будет центральная станция мультисистемного оператора (MSO) кабельной линии. Для систем сотовой связи это, как правило, будет диспетчерская, связанная с антенной мачтой сотовой связи. Но какова бы ни была природа точки входа в Internet, она далее маршрутизирует пакет(ы) управляющего сигнала в общий Internet 410. Пакет(ы) управляющего сигнала далее маршрутизируются в интерфейс 441 WAN со службой 210 хостинга, через то, что наиболее вероятно будет интерфейсом приемопередатчика для волоконно-оптической линии связи. WAN 441 далее маршрутизирует пакеты управляющего сигнала в логику 409 маршрутизации (которая может быть реализована многими различными способами, включающими в себя коммутатор Ethernet и серверы маршрутизации), которая определяет адрес пользователя и маршрутизирует управляющий(ие) сигнал(ы) в соответствующий сервер 402 для данного пользователя. After that, the WAN interface 442 routes control signals to what is referred to in this description as an “Internet access point” 441 for a user’s Internet service provider (ISP), which is a means that provides an interface between a WAN data medium connected to territory 211 user, and the public Internet or private network. Internet access point characteristics vary depending on the nature of the Internet service provided. For DSL, this will usually be the central telephone exchange of the telephone company where the DSLAM is located. For cable modems, this will usually be the central station of the cable multisystem operator (MSO). For cellular communication systems, this will usually be the control room associated with the antenna mast of the cellular communication. But whatever the nature of the Internet entry point, it further routes the control signal packet (s) to the general Internet 410. The control signal packet (s) is further routed to the 441 WAN interface with hosting service 210, through what will most likely be the interface transceiver for fiber optic communication line. WAN 441 further routes the control signal packets to routing logic 409 (which can be implemented in many different ways, including an Ethernet switch and routing servers), which determines the user address and routes the control (s) signal (s) to the corresponding server 402 for this user.

После этого сервер 402 принимает управляющие сигналы как входные сигналы для игры или прикладного программного обеспечения, которые исполняются на сервере 402, и использует их для обработки следующего кадра игры или приложения. После формирования следующего кадра, видео и аудио выводятся из сервера 402 в устройство 404 сжатия видео. Видео и аудио могут быть выведены из сервера 402 в устройство 404 сжатия посредством различных средств. Во-первых, устройство 404 сжатия может быть встроено в сервер 402, соответственно, сжатие может быть реализовано локально внутри сервера 402. Или видео и/или аудио могут выводиться в виде пакетов через сетевое соединение, например соединение Ethernet, в сеть, которая является любой частной сетью между сервером 402 и устройством 404 сжатия видео, или через совместно использованную сеть, например, SAN 403. Или видео может выводиться через разъем видеовыхода из сервера 402, например, разъем VGA или DVI, и затем захватываться устройством сжатия 404 видео. Кроме того, аудио может выводиться из сервера 402 или как цифровое аудио (например, через разъем S/PDIF или TOSLINK), или как аналоговое аудио, который оцифрован и закодирован логикой сжатия аудио внутри устройства 404 сжатия видео.After that, the server 402 receives control signals as input signals for the game or application software, which are executed on the server 402, and uses them to process the next frame of the game or application. After the formation of the next frame, video and audio are output from the server 402 to the video compression device 404. Video and audio can be output from server 402 to compression device 404 by various means. Firstly, the compression device 404 can be integrated into the server 402, respectively, the compression can be implemented locally inside the server 402. Or video and / or audio can be output in the form of packets through a network connection, for example, an Ethernet connection, to a network that is any a private network between the server 402 and the video compression device 404, or via a shared network, such as SAN 403. Or video can be output through the video output connector from the server 402, for example, a VGA or DVI connector, and then captured by the video compression device 404. In addition, audio can be output from server 402 either as digital audio (eg, via an S / PDIF or TOSLINK connector), or as analog audio that is digitized and encoded by audio compression logic within video compression device 404.

После захвата устройством 404 сжатия видео видеокадра и аудио, формируемого в течение этого периода кадра, из сервера 402, устройство сжатия видео сжимает видео и аудио с использованием способов, описанных ниже. После сжатия видео и аудио, формируются пакеты с адресом для отправки обратно в клиент 415 пользователя, и их маршрутизируют в интерфейс 441 WAN, который далее маршрутизирует видео и аудио пакеты через общий Internet 410, который далее маршрутизирует видео и аудио пакеты в точку 441 входа в Internet ISP пользователя, которая маршрутизирует видео и аудио пакеты в интерфейс 442 WAN на территории пользователя, который маршрутизирует видео и аудио пакеты в устройство 443 брандмауэра/маршрутизатора/NAT, которое далее маршрутизирует видео и аудио пакеты в клиента 415.After the video compression device 404 captures the video frame and audio generated during this frame period from the server 402, the video compression device compresses the video and audio using the methods described below. After compressing the video and audio, packets with an address are formed for sending back to the client 415 of the user, and they are routed to the WAN interface 441, which then routes the video and audio packets through the common Internet 410, which further routes the video and audio packets to the entry point 441 in An Internet ISP of a user who routes video and audio packets to a 442 WAN interface on the territory of a user who routes video and audio packets to a firewall / router / NAT device 443, which then routes video and audio packets to client 415.

Клиент 415 восстанавливает сжатые видео и аудио и после этого выводит видео на экран дисплея 422 (или на встроенный дисплей клиента) и отправляет аудио на дисплей 422, или в отдельные усилитель/динамики, или в усилитель/динамики, встроенные в клиента. The client 415 recovers the compressed video and audio and then outputs the video to the display screen 422 (or to the client’s built-in display) and sends the audio to the display 422, or to separate amplifiers / speakers, or to the amplifier / speakers built into the client.

Для того чтобы пользователь воспринимал весь только описанный процесс без запаздывания, двухсторонняя задержка должна быть меньше 70 или 80 мс. Некоторые из задержек времени ожидания в описанном пути туда и обратно контролируются службой 210 хостинга и/или пользователем, а другие не контролируются. Однако следующие измерения, основанные на анализе и тестировании большого количества реальных сценариев, являются приблизительными. In order for the user to perceive the entire process described only without delay, the two-way delay should be less than 70 or 80 ms. Some of the latency delays in the described round-trip path are controlled by the hosting service 210 and / or the user, while others are not controlled. However, the following measurements, based on the analysis and testing of a large number of real-world scenarios, are approximate.

Время передачи в одном направлении для отправки управляющих сигналов 451 обычно меньше 1 мс, маршрутизация туда и обратно через территорию 452 пользователя обычно выполняется с использованием общедоступных коммутаторов потребительского уровня брандмауэра/маршрутизатора/NAT по локальной сети Ethernet приблизительно за 1 мс. I (Соединения) пользователь ISP значительно отличаются по их задержкам 453 передачи сигнала туда и обратно, но с провайдерами кабельной модемной связи и DSL, как правило, наблюдается (задержка) между 10 и 25 мс. Время передачи сигнала туда и обратно по общему Internet 410 может очень отличиться в зависимости от того, как маршрутизируется трафик, и существуют ли какие-нибудь отказы на маршруте (и эти вопросы обсуждаются ниже), но, как правило, общий Internet обеспечивает довольно оптимальные маршруты, и время ожидания в значительной степени определяется скоростью света через светопровод с учетом расстояния до пункта назначения. Как также обсуждается ниже, авторы установили службу 210 хостинга самое большее на расстоянии примерно 1000 миль (1600 км), на котором, как ожидается, она будет располагаться от территории 211 пользователя. Фактическое время передачи сигнала через Internet на (расстояние) 1000 миль (1600 км) (2000 миль (3200 км) туда и обратно) приблизительно равно 22 мс. Интерфейс 441 WAN со службой 210 хостинга является обычно интерфейсом волоконно-оптической линии связи с высокой скоростью коммерческого уровня с незначительным временем ожидания. Соответственно, время 454 ожидания общего Internet обычно находится между 1 и 10 мс. Может быть достигнуто время ожидания маршрутизации 455 в одном направлении через службу 210 хостинга меньше 1 мс. Сервер 402, как правило, вычисляет новый кадр для игры или приложения за время меньшее, чем один период кадра (который при 60 кадр/с равен 16,7 мс), соответственно, 16 мс является приемлемым для использования максимальным временем 456 передачи сигнала в одну сторону. В оптимизированной аппаратной реализации алгоритмов сжатия аудио и сжатия видео, описанных в этом документе, сжатие 457 может быть выполнено за 1 мс. В менее оптимизированных версиях сжатие может занимать 6 мс (несомненно, еще менее оптимизированные версии могут занимать больше времени, но такие реализации могут влиять на общее время ожидания передачи туда и обратно, и может потребоваться, чтобы другие величины времени ожидания были меньше (например, может быть уменьшено допустимое расстояние через общий Internet) для поддержания целевого времени ожидания 70-80 мс). Величины времени передачи сигнала туда и обратно для Internet 454, (соединения) 453 пользователь ISP, и маршрутизации 452 по территории пользователя уже были рассмотрены, поэтому остается рассмотреть время ожидания восстановления 458 сжатого видео, которое, в зависимости от того, реализовано ли восстановление 458 сжатого видео в специализированном аппаратном обеспечении, или реализовано ли оно в программном обеспечении на клиентском устройстве 415 (например, PC или мобильном устройстве), может изменяться в зависимости от размера дисплея и производительности CPU для восстановления сжатых данных. Как правило, восстановление 458 сжатых данных занимает между 1 и 8 мс.The one-way transmission time for sending control signals 451 is usually less than 1 ms, and round-trip routing through user territory 452 is usually performed using consumer-grade firewall / router / NAT public switches over an Ethernet LAN in approximately 1 ms. I (Connections) ISP users differ significantly in their round-trip delays 453, but with cable modem and DSL providers, there is usually a (delay) between 10 and 25 ms. Round-trip Internet 410 signal transmission times can vary greatly depending on how the traffic is routed and if there are any failures on the route (and these are discussed below), but as a rule, the general Internet provides fairly optimal routes , and the waiting time is largely determined by the speed of light through the light guide, taking into account the distance to the destination. As also discussed below, the authors installed the hosting service 210 at the most at a distance of about 1000 miles (1600 km), which, as expected, it will be located from the territory of 211 users. The actual time it takes to transmit a signal over the Internet for (distance) 1000 miles (1600 km) (2000 miles (3200 km) round trip) is approximately 22 ms. The WAN interface 441 with the hosting service 210 is typically an interface of a high-speed, commercial-grade fiber optic link with little latency. Accordingly, the latency time 454 of the common Internet is usually between 1 and 10 ms. One-way routing latency 455 can be reached through the hosting service 210 in less than 1 ms. Server 402, as a rule, calculates a new frame for a game or application in less than one frame period (which at 60 frames / s is 16.7 ms), respectively, 16 ms is acceptable for using a maximum time of 456 signal transmission in one side. In an optimized hardware implementation of the audio compression and video compression algorithms described in this document, compression 457 can be completed in 1 ms. In less optimized versions, compression may take 6 ms (of course, even less optimized versions may take longer, but such implementations may affect the overall round-trip latency, and it may be necessary for other latency values to be shorter (for example, allowable distance via the common Internet) to maintain the target latency of 70-80 ms). The values of the round-trip signal transmission time for Internet 454, (connection) 453, ISP user, and routing 452 within the user's territory have already been considered, so it remains to consider the waiting time for recovering 458 compressed video, which, depending on whether recovery of 458 compressed is implemented video in specialized hardware, or whether it is implemented in software on a client device 415 (e.g., PC or mobile device), may vary depending on the size of the display and the manufacturer CPU FOR A restoration of the compressed data. Typically, recovering 458 compressed data takes between 1 and 8 ms.

Соответственно, посредством суммирования всех величин времени ожидания в самом плохом случае, наблюдаемом на практике, можно определить время передачи сигнала туда и обратно в самом плохом случае, которое, как можно ожидать, будет испытывать пользователь системы, изображенной на фиг.4a. Они равны: 1+1+25+22+1+16+6+8=80 мс. И, безусловно, на практике (с оговорками, обсуждаемыми ниже), это примерно равно времени передачи сигнала туда и обратно, наблюдаемому при использовании версии пилотной модели, изображенной на фиг.4a с использованием имеющихся в готовом виде PC Windows в качестве клиентских устройств и домашних соединений кабельной модемной связи и DSL в пределах США. Несомненно, сценарии, которые лучше самого плохого случая, могут в результате привести к гораздо меньшим величинам времени ожидания, но на них нельзя основываться при разработке коммерческой услуги, которая широко используется.Accordingly, by summing all the latency values in the worst case observed in practice, it is possible to determine the round-trip time of the signal in the worst case that can be expected to be experienced by the user of the system shown in Fig. 4a. They are equal: 1 + 1 + 25 + 22 + 1 + 16 + 6 + 8 = 80 ms. And, of course, in practice (with the reservations discussed below), this is approximately equal to the round-trip signal transmission time observed when using the version of the pilot model shown in Fig. 4a using ready-made Windows PCs as client devices and home cable modem and DSL connections within the United States. Undoubtedly, scenarios that are better than the worst case can result in much shorter waiting times, but they cannot be based on when developing a commercial service that is widely used.

Для получения величин времени ожидания, выведенных в упорядоченном виде на фиг.4b, (при передаче сигнала) через общий Internet, требуется, чтобы устройство 404 сжатия видео и устройство 412 восстановления сжатого видео по фиг.4a в клиенте 415 формировало поток пакетов (с) очень конкретными характеристиками, например, последовательность пакетов, формируемая на всем пути от службы 210 хостинга до дисплея 422, не подвергалась задержкам или чрезмерной потере пакетов и, в частности, постоянно удовлетворяла ограничениям полосы пропускания, доступной пользователю по подключению к Internet пользователя через интерфейс 442 WAN и брандмауэр/маршрутизатор/NAT 443. Кроме того, устройство сжатия видео должно создавать поток пакетов, который достаточно устойчив, чтобы он мог допускать неизбежную потерю пакетов и изменение порядка следования пакетов, которое происходит в обычном Internet и сетевых передачах. To obtain the latency values displayed in an ordered form in FIG. 4b (when transmitting a signal) via the common Internet, it is required that the video compression device 404 and the compressed video recovery device 412 of FIG. 4a generate a packet stream in the client 415 (c) with very specific characteristics, for example, the sequence of packets formed all the way from the hosting service 210 to the display 422 was not subject to delays or excessive packet loss and, in particular, constantly met the bandwidth limitations available to users to the user by connecting to the Internet of the user through the 442 WAN interface and the firewall / router / NAT 443. In addition, the video compression device must create a packet stream that is stable enough to allow for inevitable packet loss and packet reordering that occurs in normal Internet and network transmissions.

Сжатие видео с малым временем ожиданияLow latency video compression

Для достижения вышеизложенных целей, в одном варианте осуществления используется новый подход к сжатию видео, посредством которого уменьшают время ожидания и требования по пиковой полосе пропускания для передачи видео. До описания этих вариантов осуществления будет обеспечен анализ современных способов сжатия видео согласно фиг.5 и фиг.6a-фиг.6b. Несомненно, эти способы могут быть применены согласно лежащим в основе принципам, если пользователь будет обеспечен полосой пропускания, достаточной для обработки данных со скоростью передачи, требуемой этими способами. Отметим, что в этом описании не рассматривается сжатие аудио, за исключением констатации того, что оно реализуется одновременно и синхронно со сжатием видео. Существуют способы сжатия аудио предшествующего уровня техники, которые удовлетворяют требованиям для этой системы.In order to achieve the foregoing objectives, in one embodiment, a new approach to video compression is used, whereby latency and peak bandwidth requirements for video transmission are reduced. Prior to describing these embodiments, an analysis of current video compression methods according to FIG. 5 and FIGS. 6a-6b will be provided. Undoubtedly, these methods can be applied according to the underlying principles if the user is provided with a bandwidth sufficient to process the data at the transmission rate required by these methods. Note that this description does not address audio compression, except for stating that it is implemented simultaneously and synchronously with video compression. There are prior art audio compression methods that satisfy the requirements for this system.

На фиг.5 изображен один конкретный способ предшествующего уровня техники для сжатия видео, в котором каждый отдельный видеокадр 501-503 сжимается посредством логики 520 сжатия с использованием конкретного алгоритма сжатия для формирования последовательности сжатых кадров 511-513. Одним вариантом осуществления этого способа является "алгоритм сжатия движущихся изображений MJPEG", в котором каждый кадр сжимается согласно алгоритму сжатия неподвижного изображения, разработанный Объединенной группой экспертов по машинной обработке фотографических изображений (JPEG) на основе дискретного косинусного преобразования (DCT). Однако могут быть применены различные другие типы алгоритмов сжатия, хотя, по-прежнему, с выполнением этих лежащих в основе принципов (например, алгоритмы сжатия, основанные на вейвлете, например, JPEG-2000).5 depicts one particular prior art method for compressing video in which each individual video frame 501-503 is compressed by compression logic 520 using a specific compression algorithm to generate a sequence of compressed frames 511-513. One embodiment of this method is a “MJPEG moving image compression algorithm” in which each frame is compressed according to a still image compression algorithm developed by the Joint Photographic Image Processing Machine (JPEG) Expert Group based on Discrete Cosine Transformation (DCT). However, various other types of compression algorithms can be applied, although, as before, with the implementation of these underlying principles (e.g. compression algorithms based on a wavelet, e.g. JPEG-2000).

Одна проблема, связанная с этим типом сжатия, состоит в том, что оно уменьшает скорость передачи данных каждого кадра, но оно не использует сходные черты между последовательными кадрами для уменьшения скорости передачи данных всего видеопотока. Например, как изображено на фиг.5, предположим, что частота кадров 640×480×24 бит/пиксел=640×480×24/8/1024=900 Килобайт/кадр (Кбайт/кадр), для данного качества изображения, посредством алгоритма сжатия движущихся изображений MJPEG можно сжать поток с коэффициентом 10, что в результате приводит к потоку данных 90 Кбайт/кадр. При 60 кадров/сек потребовалась бы полоса пропускания канала 90 Кбайт×8 бит×60 кадров/сек=42,2 Мбит/с, которая была бы слишком широкой полосой пропускания почти для всех домашних подключений к Internet в США в настоящее время, и слишком широкой полосой пропускания для многих офисных подключений к Internet. Безусловно, с учетом того, что при этом потребуется постоянный поток данных с такой широкой полосой пропускания, и он будет обслуживать только одного пользователя, даже в офисной среде LAN, он будет потреблять большую часть полосы пропускания LAN Ethernet 100 Мбит/с и сильно нагружать коммутаторы Ethernet, поддерживающие LAN. Соответственно, сжатие для движущегося видео неэффективно при сравнении с другими способами сжатия (например, способами сжатия, описанными ниже). Кроме того, алгоритмы сжатия одного кадра, подобные JPEG и JPEG-2000, которые используют алгоритмы сжатия с потерями, выводят артефакты сжатия, которые могут быть не заметны на неподвижных изображениях (например, артефакт внутри густой листвы в сцене может не казаться артефактом, так как глаз не знает точно, как густая листва должна выглядеть). Но если сцена движется, то артефакт может быть заметным, потому что глаз замечает, что артефакт (изменяется) от кадра к кадру, несмотря на то, что артефакт находится в области сцены, где он мог быть незаметным в неподвижном изображении. Это в результате приводит к восприятию "фоновых помех" в последовательности кадров, сходных по виду с помехами "снег", видимых во время граничного аналогового телевизионного приема. Несомненно, этот тип сжатия может, тем не менее, использоваться в определенных вариантах осуществления, описанных в этом документе, но, вообще говоря, для данного качества восприятия требуется устранение фоновых помех в сцене, высокая скорость передачи данных (т.е. низкий коэффициент сжатия).One problem associated with this type of compression is that it reduces the data rate of each frame, but it does not use similar features between consecutive frames to reduce the data rate of the entire video stream. For example, as shown in FIG. 5, suppose that the frame rate is 640 × 480 × 24 bit / pixel = 640 × 480 × 24/8/1024 = 900 Kb / frame (Kb / frame), for a given image quality, using an algorithm MJPEG moving image compression can compress the stream with a factor of 10, which results in a data stream of 90 Kbytes / frame. At 60 frames / sec, a channel bandwidth of 90 KB × 8 bits × 60 frames / sec = 42.2 Mb / s would be required, which would be too wide a bandwidth for almost all home Internet connections in the USA at present, and too wide bandwidth for many office Internet connections. Of course, given that this will require a constant data stream with such a wide bandwidth, and it will serve only one user, even in an office LAN environment, it will consume most of the 100 Mbps LAN Ethernet bandwidth and load the switches heavily Ethernet supporting LAN. Accordingly, compression for a moving video is inefficient when compared with other compression methods (for example, compression methods described below). In addition, single-frame compression algorithms like JPEG and JPEG-2000, which use lossy compression algorithms, produce compression artifacts that might not be noticeable on still images (for example, an artifact inside thick foliage in a scene may not seem like an artifact, since the eye does not know exactly how dense foliage should look). But if the scene is moving, then the artifact may be noticeable because the eye notices that the artifact (changes) from frame to frame, despite the fact that the artifact is in the area of the scene where it could be invisible in a still image. This as a result leads to the perception of "background interference" in a sequence of frames similar in appearance to "snow" interference, seen during the boundary analog television reception. Undoubtedly, this type of compression can nevertheless be used in certain embodiments described in this document, but, generally speaking, for this quality of perception, the background noise in the scene must be eliminated, a high data rate (i.e., low compression ratio) )

Другие типы сжатия, например, H.264 или Windows Media VC9, MPEG2 и MPEG4, все являются более эффективными при сжатии видеопотока, потому что они используют сходные черты между последовательными кадрами. Все эти способы основаны на одинаковых общих способах сжатия видео. Соответственно, несмотря на то, что будет описан стандарт H.264, однако идентичные общие принципы относятся к различным другим алгоритмам сжатия. Большое количество устройств сжатия H.264 и устройство восстановления сжатых данных имеются в наличии, в том числе библиотека программного обеспечения с открытым исходным текстом ×264 для сжатия H.264 и библиотека программного обеспечения с открытым исходным текстом FFmpeg для восстановления сжатых данных H.264. Other types of compression, such as H.264 or Windows Media VC9, MPEG2, and MPEG4, are all more effective at compressing a video stream because they use similar features between consecutive frames. All of these methods are based on the same common video compression methods. Accordingly, although the H.264 standard will be described, however, identical general principles apply to various other compression algorithms. A large number of H.264 compression devices and a compressed data recovery device are available, including the H.264 open source software library for H.264 compression and the FFmpeg open source software library for recovering H.264 compressed data.

На фиг.6a и фиг.6b изображен иллюстративный способ сжатия предшествующего уровня техники, в котором последовательность несжатых видеокадров 501-503, 559-561 сжимают посредством логики 620 сжатия в последовательность "I-кадров" 611, 671, "P-кадров" 612-613 и "B-кадров" 670. Вертикальная ось на фиг.6a в общем обозначает получающийся в результате размер каждого из закодированных кадров (несмотря на то, что кадры не вычерчены в масштабе). Как описано выше, кодирование видео с использованием I-кадров, B-кадров и P-кадров понятно специалистам в данной области техники. В нескольких словах, I-кадр 611 является сжатием на основе DCT полного несжатого кадра 501 (аналогичным сжатому изображению JPEG, как описано выше). P-кадры 612-613, в общем, значительно меньше по размеру, чем I-кадры 611, потому что они используют данные предыдущего I-кадра или P-кадра, то есть они содержат данные, указывающие на изменения между предыдущим I-кадром или P-кадром. B-кадры 670 являются аналогичными P-кадрам, за исключением того, что B-кадры используют кадр в следующем опорном кадре, а также, возможно, кадр в предыдущем опорном кадре. 6a and 6b depict an illustrative prior art compression method in which a sequence of uncompressed video frames 501-503, 559-561 are compressed by compression logic 620 into a sequence of “I-frames” 611, 671, “P-frames” 612 -613 and “B-frames” 670. The vertical axis in FIG. 6a generally denotes the resulting size of each of the encoded frames (although the frames are not drawn to scale). As described above, video coding using I-frames, B-frames and P-frames is understood by those skilled in the art. In a few words, the I-frame 611 is a DCT-based compression of the full uncompressed frame 501 (similar to a JPEG compressed image as described above). The P-frames 612-613 are generally much smaller than the I-frames 611 because they use the data of the previous I-frame or P-frame, that is, they contain data indicating changes between the previous I-frame or P frame. B-frames 670 are similar to P-frames, except that B-frames use a frame in the next reference frame, as well as, possibly, a frame in the previous reference frame.

В нижеследующем обсуждении будет предполагаться, что требуемая частота кадров равна 60 кадров/секунда, что каждый I-кадр равен приблизительно 160 Кбит, средний P-кадр и B-кадр равен 16 Кбит, и что новый I-кадр формируется каждую секунду. С этим набором параметров средняя скорость передачи данных равна: 160 Кбит+16 Кбит×59=1,1 Мбит/с. Эта скорость передачи данных вполне находится в пределах максимальной скорости передачи данных для многих современных высокоскоростных подключений к Internet в домах и офисах. Посредством этого способа также можно решать проблему фоновых помех при только-внутрикадровом кодировании, потому что P- и B-кадры отслеживают различия между кадрами, поэтому артефакты сжатия не должны появляться и исчезать от кадра к кадру, следовательно, уменьшается проблема фоновых помех, описанная выше.In the following discussion, it will be assumed that the required frame rate is 60 frames / second, that each I-frame is approximately 160 kbps, the average P-frame and B-frame is 16 kbps, and that a new I-frame is generated every second. With this set of parameters, the average data transfer rate is: 160 Kbps + 16 Kbps × 59 = 1.1 Mbps. This data rate is well within the maximum data rate for many modern high-speed Internet connections in homes and offices. Using this method, it is also possible to solve the problem of background noise with only intra-frame coding, because P- and B-frames track differences between frames, therefore, compression artifacts should not appear and disappear from frame to frame, therefore, the background noise problem described above is reduced .

Одна проблема, связанная с вышеизложенными видами сжатия, состоит в том, что, несмотря на то, что средняя скорость передачи данных является относительно низкой (например, 1,1 Мбит/с), передача одного I-кадра может занимать несколько периодов кадра. Например, с использованием способов предшествующего уровня техники, сетевого соединения 2,2 Мбит/с (например, DSL или кабельный модем с пиком 2,2 Мбит/с максимальной доступной скорости передачи данных 302 по фиг.3a) обычно достаточно для передачи потоком видео со скоростью 1,1 Мбит/с с I-кадром 160 Кбит/с каждые 60 кадров. Это может быть выполнено, если устройство восстановления сжатых данных будет ставить в очередь 1 секунду видео до восстановления сжатого видео. За 1 секунду передается 1,1 Мбит данных, что может быть легко обеспечено при максимальной доступной скорости передачи данных 2,2 Мбит/с, даже с предположением, что доступная скорость передачи данных может периодически снижаться на 50%. К сожалению, этот подход предшествующего уровня техники в результате приводит ко времени ожидания в 1 секунду для видео из-за 1-секундного видеобуфера в приемнике. Такая задержка отвечает требованиям многих приложений предшествующего уровня техники (например, воспроизведение линейного видео), но является слишком долгим временем ожидания для динамичных видеоигр-боевиков, в которых не допускается время ожидания более 70-80 мс. One problem with the above types of compression is that, although the average data rate is relatively low (for example, 1.1 Mbps), the transmission of one I-frame can take several frame periods. For example, using prior art methods, a 2.2 Mbps network connection (eg, DSL or cable modem with a peak of 2.2 Mbps maximum available data rate 302 of FIG. 3a) is usually sufficient for video streaming from 1.1 Mbps with an I-frame of 160 Kbps every 60 frames. This can be accomplished if the compressed data recovery device queues 1 second of video before recovering the compressed video. 1.1 Mbits of data are transmitted in 1 second, which can be easily achieved with a maximum available data rate of 2.2 Mbps, even with the assumption that the available data rate may periodically decrease by 50%. Unfortunately, this prior art approach results in a wait time of 1 second for video due to the 1 second video buffer in the receiver. Such a delay meets the requirements of many prior art applications (for example, playing linear video), but it is too long to wait for action-packed action video games that do not allow latencies of more than 70-80 ms.

Если попытаться исключить 1-секундный видеобуфер, то это по-прежнему не приведет к сокращению времени ожидания, достаточному для динамичных видеоигр-боевиков. Например, использование B-кадров, как описано ранее, неизбежно влечет за собой прием всех B-кадров, предшествующих I-кадру, а также I-кадра. Если предположить, что 59 кадров не-I-кадров примерно разделены между P- и B-кадрами, то принимается, по меньшей мере, 29 B-кадров и I-кадр до того, как любой B-кадр может быть выведен на экран. Соответственно, независимо от доступной полосы пропускания канала это неизбежно влечет за собой задержку 29+1=30 кадров длительностью 1/60 секунды каждый, или 500 мс времени ожидания. Очевидно, что это слишком долго.If you try to exclude the 1-second video buffer, then this still will not lead to a reduction in the latency sufficient for dynamic video-game fighters. For example, the use of B-frames, as described previously, inevitably entails the reception of all B-frames preceding the I-frame, as well as the I-frame. Assuming that 59 frames of non-I frames are roughly divided between P and B frames, at least 29 B frames and an I frame are received before any B frame can be displayed. Accordingly, regardless of the available channel bandwidth, this inevitably entails a delay of 29 + 1 = 30 frames with a duration of 1/60 second each, or 500 ms latency. Obviously, this is too long.

Соответственно, другой подход должен исключать B-кадры и использовать только I- и P-кадры. (Одним следствием этого является то, что скорость передачи данных увеличивается для данного уровня качества, но для согласованности в этом примере, будем продолжать предполагать, что размер каждого I-кадра равен 160 Кбит, и среднего P-кадра равен 16 Кбит, и, соответственно, скорость передачи данных по-прежнему равна 1,1 Мбит/с.) Этот подход исключает неизбежное время ожидания, вводимое B-кадрами, так как декодирование каждого P-кадра зависит только от предыдущего принятого кадра. Проблема, которая остается при этом подходе, состоит в том, что I-кадр настолько больше среднего P-кадра, что на канале с небольшой полосой пропускания, как обычно бывает в большинстве домов и во многих офисах, передача I-кадра добавляет значительное время ожидания. Это изображено на фиг.6b. Скорость 624 передачи данных видеопотока ниже доступной максимальной скорости 621 передачи данных за исключением I-кадров, где пиковая скорость передачи данных, требуемая для I-кадров 623 намного превышает доступную максимальную скорость 622 передачи данных (и даже номинальную максимальную скорость 621 передачи данных). Скорость передачи данных, требуемая P-кадрами, меньше доступной максимальной скорости передачи данных. Даже если пики в 2,2 Мбит/с доступной максимальной скоростью передачи данных постоянно остаются на своей пиковой скорости 2,2 Мбит/с, то передача I-кадра займет 160 Кбит/2,2 Мбит=71 мс, и если доступная максимальная скорость 622 передачи данных снизится на 50% (1,1 Мбит/с), то передача I-кадра займет 142 мс. Соответственно, время ожидания при передаче I-кадра находится приблизительно между 71-142 мс. Это время ожидания является дополнением к величинам времени ожидания, идентифицированным на фиг.4b, которые в самом плохом случае составляют в сумме 70 мс, поэтому в результате общее время передачи сигнала туда и обратно, от момента, когда пользователь приводит в действие устройство 421 ввода до того, как изображение появляется на дисплее 422, равно 141-222 мс, которое является слишком большим. И если доступная максимальная скорость передачи данных становится меньше 2,2 Мбит/с, то время ожидания увеличивается дополнительно.Accordingly, another approach is to exclude B-frames and use only I- and P-frames. (One consequence of this is that the data rate increases for a given quality level, but for consistency in this example, we will continue to assume that the size of each I-frame is 160 Kbps, and the average P-frame is 16 Kbps, and, accordingly , the data transfer rate is still 1.1 Mbit / s.) This approach eliminates the inevitable latency introduced by B-frames, since the decoding of each P-frame depends only on the previous received frame. The problem that remains with this approach is that the I-frame is so much larger than the average P-frame that on a channel with a small bandwidth, as is usually the case in most homes and in many offices, transmitting the I-frame adds a significant latency . This is depicted in FIG. 6b. The video stream data rate 624 is lower than the available maximum data rate 621, with the exception of I-frames, where the peak data rate required for I-frames 623 is much higher than the available maximum data rate 622 (and even the nominal maximum data rate 621). The data rate required by the P frames is less than the maximum available data rate. Even if the peaks at 2.2 Mbit / s with the available maximum data rate constantly remain at their peak speed of 2.2 Mbit / s, then the transmission of the I-frame will take 160 Kbit / 2.2 Mbit = 71 ms, and if the available maximum speed Since 622 data transfers are reduced by 50% (1.1 Mbps), the transmission of the I-frame will take 142 ms. Accordingly, the latency for transmitting an I-frame is approximately between 71-142 ms. This latency is in addition to the latency values identified in FIG. 4b, which in the worst case total 70 ms, therefore, the total round-trip signal transmission time from the moment the user drives input device 421 to of how the image appears on the display 422, is equal to 141-222 ms, which is too large. And if the available maximum data rate becomes less than 2.2 Mbit / s, then the latency increases further.

Отметим также, что, в общем, существуют серьезные последствия "создания пробки" ISP посредством пиковой скорости 623 передачи данных, которая намного превышает доступную скорость 622 передачи данных. Оборудование у разных ISP ведет себя по-разному, но следующие линии поведения являются довольно распространенными среди ISP кабельной модемной связи и DSL при приеме пакетов с гораздо большей скоростью передачи данных, чем доступная скорость 622 передачи данных: (a) задержка пакетов посредством постановки их в очередь (введение времени ожидания), (b) сброс некоторых или всех пакетов, (c) прерывание соединения на некоторый период времени (скорее всего, потому что ISP будет обеспокоен тем, что это является злонамеренной атакой, например, атакой "отказ в обслуживании"). Соответственно, передача потока пакетов с полной скоростью передачи данных с такими характеристиками, как характеристики, изображенные на фиг.6b, не является практически осуществимым вариантом. Пики 623 могут стоять в очереди в службе 210 хостинга и отправляться со скоростью передачи данных ниже доступной максимальной скорости передачи данных, что вводит неприемлемое время ожидания, описанное в предыдущем абзаце. Note also that, in general, there are serious consequences of ISP “plugging” through a peak data rate 623, which far exceeds the available data rate 622. Equipment for different ISPs behaves differently, but the following behaviors are quite common among cable modem and DSL ISPs when receiving packets with a much higher data rate than the available data rate 622: (a) packet delay by setting them to queue (setting a timeout), (b) dropping some or all packets, (c) interrupting the connection for a certain period of time (most likely because the ISP will be concerned that this is a malicious attack, for example, a denial of service attack service "). Accordingly, transmitting a packet stream with a full data rate with characteristics such as those shown in FIG. 6b is not a viable option. Peaks 623 may be queued in the hosting service 210 and sent at a data rate below the available maximum data rate, which introduces an unacceptable wait time described in the previous paragraph.

Кроме того, последовательность 624 скорости передачи данных видеопотока, изображенная на фиг.6b, является очень "нормальной" последовательностью скорости передачи данных видеопотока и может быть видом последовательности скорости передачи данных, которая, как можно ожидать, получается в результате сжатия видео из видеопоследовательности, которая не изменяется очень сильно и обнаруживает очень мало движения (например, как обычно бывает при проведении видеотелеконференции, где камеры находятся в фиксированном положении и их мало передвигают, и объекты в сцене, например, разговаривающие сидящие люди, мало двигаются). In addition, the video stream data rate sequence 624 shown in FIG. 6b is a very “normal” video stream data rate sequence and may be a type of data rate sequence that can be expected to result from video compression from the video sequence, which does not change very much and detects very little movement (for example, as is usually the case with video teleconferencing, where the cameras are in a fixed position and there is little movement ute, and objects in the scene, for example, sitting people talking, move little).

Последовательность 634 скорости передачи данных видеопотока, изображенная на фиг.6c, является последовательностью, которую обычно можно ожидать наблюдать из видео с гораздо большим количеством действий, например, которая может формироваться в кинофильме или видеоигре, или в некотором прикладном программном обеспечении. Отметим, что наряду с пиками 633 I-кадра, существуют также пики P-кадра, например 635 и 636, которые являются довольно большими и превышают доступную максимальную скорость передачи данных во многих случаях. Несмотря на то, что эти пики P-кадра не совсем такие большие, как пики I-кадра, они, тем не менее, являются слишком большими для передачи их по каналу с полной скоростью передачи данных, и как и в случае с пиками I-кадра, они, пики P-кадра, должны передаваться медленно (следовательно, с возрастающим временем ожидания).The video stream data rate sequence 634 shown in FIG. 6c is a sequence that can usually be expected to be observed from a video with a lot more actions, for example, which can be generated in a movie or video game, or in some application software. Note that along with peaks 633 of the I-frame, there are also peaks of the P-frame, for example 635 and 636, which are quite large and exceed the available maximum data rate in many cases. Despite the fact that these peaks of the P-frame are not quite as large as the peaks of the I-frame, they are nevertheless too large to transmit them over a channel with a full data rate, and as in the case of peaks I- frame, they, the peaks of the P-frame, should be transmitted slowly (therefore, with increasing latency).

На канале с широкой полосой пропускания (например, LAN 100 Мбит/с или частное соединение с широкой полосой пропускания 100 Мбит/с) в сети могут допускаться большие пики, например, пики 633 I-кадра или пики 636 P-кадра, и, в принципе, может поддерживаться малое время ожидания. Но такие сети часто совместно используются многими пользователями (например, в офисной обстановке), и такие данные "с пиками" влияют на производительность LAN, в частности, если сетевой трафик маршрутизируется к частному, совместно используемому соединению (например, из удаленного центра обработки и хранения данных в офис). Прежде всего, следует учитывать, что в этом примере видеопоток с относительно низким разрешением 640×480 пикселей с 60 кадр/с. Потоки HDTV 1920×1080 с 60 кадр/с легко обрабатываются современными компьютерами и дисплеями, и все больше имеется в продаже дисплеев с разрешающей способностью 2560×1440 с 60 кадр/с (например, дисплей 30" корпорации Apple, Inc). Видеопоследовательности с высокой активностью с 1920×1080 с 60 кадр/с может потребоваться 4,5 Мбит/с с использованием сжатия H.264 для приемлемого уровня качества. Если предположить, что I-кадры достигают пика при номинальной скорости передачи данных 10X, то в результате получаются пики 45 Мбит/с, а также меньший, но, тем не менее, значительный, пик P-кадра. Если несколько пользователей принимают видеопотоки по идентичной сети 100 Мбит/с (например, частное сетевое соединение между офисом и центром обработки и хранения данных), то легко увидеть, как пики видеопотока нескольких пользователей могут объединяться с переполнением полосы пропускания сети и с возможным переполнением полосы пропускания магистрали коммутаторов, поддерживающих пользователей в сети. Даже в случае сети по технологии Gigabit Ethernet, если достаточное количество пиков достаточного количества пользователей объединяются одновременно, то это может переполнить сеть или сетевые коммутаторы. И когда видео с разрешающей способностью 2560×1440 станет более обычным явлением, средняя скорость передачи данных видеопотока может быть равна 9,5 Мбит/с, что в результате, возможно, приведет к пиковой скорости передачи данных 95 Мбит/с. Не вызывает сомнения, что соединение 100 Мбит/с между центром обработки и хранения данных и офисом (которое в настоящее время является исключительно высокоскоростным соединением) будет полностью переполнено пиковым трафиком отдельного пользователя. Соответственно, несмотря на то, что LAN и частные сетевые соединения могут допускать потоковое видео с пиками, потоковое видео с высокими пиками не желательно, и может потребоваться специальное планирование и адаптация отделом IT офиса. On a channel with a wide bandwidth (for example, a 100 Mbit / s LAN or private connection with a wide bandwidth of 100 Mbit / s), large peaks may be allowed in the network, for example, peaks 633 I-frames or peaks 636 P-frames, and, in in principle, short latency can be supported. But such networks are often shared by many users (for example, in an office setting), and such “peak” data affects LAN performance, in particular if network traffic is routed to a private, shared connection (for example, from a remote data center data to the office). First of all, it should be borne in mind that in this example, a video stream with a relatively low resolution of 640 × 480 pixels with 60 frames / s. HDTV streams of 1920 × 1080 with 60 frames / s are easily handled by modern computers and displays, and more and more commercially available displays with a resolution of 2560 × 1440 with 60 frames / s (for example, a 30 "display by Apple Inc.). High-speed video sequences activity from 1920 × 1080 with 60 frames / s may require 4.5 Mbps using H.264 compression for an acceptable level of quality.If we assume that I-frames peak at a nominal data rate of 10X, the result is peaks 45 Mbps, as well as a smaller, but nonetheless significant, p to a P-frame: If several users receive video streams over an identical 100 Mbit / s network (for example, a private network connection between an office and a data processing center), it is easy to see how the peaks of a video stream of several users can combine with network bandwidth overflow and with possible bandwidth overflow on the backbone of switches supporting users on the network, even in the case of a network using Gigabit Ethernet technology, if enough peaks of a sufficient number of users are combined camping at the same time, it can overwhelm a network or network switches. And when video with a resolution of 2560 × 1440 becomes more common, the average data rate of the video stream can be 9.5 Mbit / s, which may result in a peak data transfer rate of 95 Mbit / s. There is no doubt that the 100 Mbps connection between the data center and the office (which is currently an exceptionally high-speed connection) will be completely overwhelmed by the peak traffic of an individual user. Accordingly, although LAN and private network connections may allow streaming video with peaks, streaming video with high peaks is not desirable, and special planning and adaptation by the IT office may be required.

Несомненно, для стандартных приложений линейного видео, эти вопросы не являются проблемой, потому что скорость передачи данных "сглаживается" в момент передачи, и данные для каждого кадра ниже максимальной доступной скорости 622 передачи данных, и в буфере в клиенте сохраняется последовательность I-, P- и B-кадров до того, как они будут восстановлены. Соответственно, скорость передачи данных по сети остается близкой к средней скорости передачи данных видеопотока. К сожалению, это вводит время ожидания, даже если B-кадры не используются, что является неприемлемым для приложений с малым временем ожидания, например, видеоигры и приложения требуют малого времени отклика. Undoubtedly, for standard linear video applications, these issues are not a problem, because the data rate is “smoothed out” at the time of transmission, and the data for each frame is lower than the maximum available data rate 622, and the sequence I-, P is stored in the buffer in the client - and B-frames before they are restored. Accordingly, the data rate over the network remains close to the average data rate of the video stream. Unfortunately, this introduces a wait time, even if B-frames are not used, which is unacceptable for applications with low latency, for example, video games and applications require a short response time.

Одним решением предшествующего уровня техники для уменьшения видеопотоков, которые имеют высокие пики, является использование способа, часто называемого кодирование "Постоянный битрейт" (постоянная скорость передачи битов, CBR). Несмотря на то, что представляется, что термин CBR подразумевает, что все кадры сжимаются так, чтобы у них была одинаковая скорость передачи битов (т.е. размер), он обычно относится к схеме сжатия, в которой допускается максимальная скорость передачи битов по определенному количеству кадров (в нашем случае, 1 кадр). Например, в случае фиг.6c, если ограничение CBR применяется к кодированию, которое ограничивает скорость передачи битов, например, до 70% номинальной максимальной скорости 621 передачи данных, тогда алгоритм сжатия ограничивает сжатие каждого из кадров так, чтобы любой кадр, который обычно сжимается с использованием больше 70% номинальной максимальной скорости 621 передачи данных, сжимается посредством меньшего количества битов. Результатом этого является то, что кадры, которым обычно требуется больше битов для поддержания данного уровня качества, "испытывают недостаток" в битах, и качество изображения этих кадров хуже, чем качество изображения других кадров, которым не требуется большее количество битов, чем 70% (скорости) максимальной скорости 621 передачи данных. Этот подход может привести к приемлемым результатам для определенных типов сжатого видео, когда (a) ожидается мало движения или изменений сцены, и (b) пользователи могут считать приемлемым периодическое ухудшение качества. Хорошим примером применения, подходящего для CBR, является проведение видеотелеконференции, так как в ней мало пиков, и если качество ухудшается на короткий период (например, если камерой выполняют панорамирование, что в результате приводит к существенному движению сцены и большим пиками, то во время панорамирования может быть не достаточно битов для сжатия высококачественного изображения, что в результате может привести к ухудшенному качеству изображения), это является приемлемым для большинства пользователей. К сожалению, CBR плохо подходят для многих других применений, в которых существуют сцены высокого уровня сложности или с большим движением, и/или в которых требуется достаточно постоянный уровень качества. One prior art solution to reduce video streams that have high peaks is to use a method often referred to as "Constant Bitrate" (Constant Bit Rate, CBR) encoding. Although it seems that the term CBR means that all frames are compressed so that they have the same bit rate (i.e. size), it usually refers to a compression scheme that allows a maximum bit rate for a certain the number of frames (in our case, 1 frame). For example, in the case of FIG. 6c, if the CBR restriction is applied to encoding that limits the bit rate, for example, to 70% of the nominal maximum data rate 621, then the compression algorithm limits the compression of each of the frames so that any frame that is usually compressed using more than 70% of the nominal maximum data rate 621, is compressed by fewer bits. The result of this is that frames that usually require more bits to maintain a given quality level are “lacking” in bits, and the image quality of these frames is worse than the image quality of other frames that do not need more bits than 70% ( speed) maximum speed 621 data transmission. This approach may lead to acceptable results for certain types of compressed video, when (a) little movement or scene changes are expected, and (b) users may consider periodic degradation acceptable. A good example of an application suitable for CBR is videoconferencing, since there are few peaks in it, and if the quality deteriorates for a short period (for example, if the camera performs panning, which results in significant movement of the scene and large peaks, then during panning there may not be enough bits to compress a high-quality image, which can result in poor image quality), this is acceptable to most users. Unfortunately, CBRs are poorly suited for many other applications in which scenes of a high level of complexity or with high movement exist, and / or in which a fairly constant level of quality is required.

Логика 404 сжатия с малым временем ожидания, применяемая в одном варианте осуществления, использует несколько разных способов для решения круга проблем, связанных с передачей потоком сжатого видео с малым временем ожидания, при поддержании высокого уровня качества. Во-первых, логика 404 сжатия с малым временем ожидания формирует только I-кадры и P-кадры, следовательно, уменьшается необходимость ожидания в течение нескольких периодов кадра для декодирования каждого B-кадра. Кроме того, как изображено на фиг.7a, в одном варианте осуществления, логика 404 сжатия с малым временем ожидания разбивает каждый несжатый кадр 701-760 в последовательность "фрагментов" ("tile", "тайл") и отдельно кодирует каждый фрагмент или как I-кадр или как P-кадр. Группа сжатых I-кадров и P-кадров называется в этом описании "R-кадры" 711-770. В конкретном примере, изображенном на фиг.7a, каждый несжатый кадр разбивается в матрицу 4×4 из 16 фрагментов. Однако эти лежащие в основе принципы не ограничены никакой конкретной схемой подразделения.The low latency compression logic 404 used in one embodiment uses several different methods to solve a range of problems associated with streaming compressed video with low latency while maintaining a high level of quality. First, the low latency compression logic 404 generates only I-frames and P-frames, therefore, the need for waiting for several frame periods to decode each B-frame is reduced. In addition, as shown in FIG. 7a, in one embodiment, the low latency compression logic 404 splits each uncompressed frame 701-760 into a sequence of “tiles” and “encodes each tile individually or as I-frame or as a P-frame. The group of compressed I-frames and P-frames is referred to in this description as "R-frames" 711-770. In the specific example shown in FIG. 7a, each uncompressed frame is divided into a 4 × 4 matrix of 16 fragments. However, these underlying principles are not limited to any particular subdivision scheme.

В одном варианте осуществления логика 404 сжатия с малым временем ожидания разделяет видеокадр на несколько фрагментов и кодирует (т.е. сжимает) один фрагмент из каждого кадра как I-кадр (т.е. этот фрагмент сжимается так, как если бы он был отдельным видеокадром размером 1/16 полного изображения, и сжатие, используемое для этого "мини"-кадра, является сжатием I-кадра), а остальные фрагменты изображения как P-кадры (т.е. сжатие, используемое для каждой "мини" 1/16 (части) кадра, является сжатием P-кадра). Фрагменты, сжатые как I-кадры и как P-кадры, должны называться "I- фрагментами" и "P- фрагментами", соответственно. С каждым последующим видеокадром, фрагмент, который должен быть закодирован как I-фрагмент, меняется. Соответственно, в данный период кадра только один фрагмент из фрагментов в видеокадре является I-фрагментом, а остальные фрагменты являются P-фрагментами. Например, на фиг.7a фрагмент 0 несжатого кадра 701 закодирован как I-фрагмент I0, а остальные 1-15 фрагменты закодированы как P-фрагменты с P1 по P15 для вывода R-кадра 711. В следующем несжатом видеокадре 702, фрагмент 1 несжатого кадра 701 закодирован как I-фрагмент I1, а остальные фрагменты 0 и с 2 по 15 закодированы как P-фрагменты, P0 и с P2 по P15, для вывода R-кадра 712. Соответственно, I-фрагменты и P-фрагменты для фрагментов постепенно чередуются во времени по последовательным кадрам. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет сформирован R-(кадр) 770 с последним фрагментом в матрице, закодированным как I-фрагмент (т.е. I15). После этого процесс повторяется с формированием еще одного R-кадра, например кадра 711 (т.е. кодирование I-фрагмента для фрагмента 0) и т.д. Несмотря на то, что на фиг.7a не изображено, в одном варианте осуществления, первый R-кадр видеопоследовательности из R-кадров содержит только I-фрагменты (т.е. последующие (R)-кадры содержат данные опорного изображения, исходя из которого вычисляется движение). В качестве альтернативы, в одном варианте осуществления, последовательность в начальный момент использует схему I-фрагмента, идентичную обычной, но не включает в себя P-фрагменты для тех фрагментов, которые еще не закодированы посредством I-фрагмента. Другими словами, определенные фрагменты не кодируются никакими данными до тех пор, пока не поступит первый I-фрагмент, следовательно, устраняются начальные пики в скорости 934 передачи данных видеопотока по фиг.9a, что более подробно объясняется ниже. Кроме того, как описано ниже, различные другие размеры и формы могут использоваться для фрагментов, хотя, по-прежнему, с выполнением этих лежащих в основе принципов.In one embodiment, the low latency compression logic 404 splits the video frame into several fragments and encodes (i.e. compresses) one fragment from each frame as an I-frame (i.e., this fragment is compressed as if it were separate a 1/16 full-frame video frame, and the compression used for this “mini” frame is I-frame compression), and the remaining image fragments are P-frames (ie, compression used for each “mini” 1 / 16 (parts) of the frame, is the compression of the P-frame). Fragments compressed as I-frames and as P-frames should be called “I-fragments” and “P-fragments”, respectively. With each subsequent video frame, the fragment that should be encoded as an I-fragment changes. Accordingly, in a given frame period, only one fragment of the fragments in the video frame is an I-fragment, and the remaining fragments are P-fragments. For example, in FIG. 7a, slice 0 of uncompressed frame 701 is encoded as I-fragment I 0 , and the remaining 1-15 fragments are encoded as P-fragments P 1 through P 15 to output R-frame 711. In the next uncompressed video frame 702, fragment 1 of an uncompressed frame 701 is encoded as an I-fragment I 1 , and the remaining fragments 0 and 2 to 15 are encoded as P-fragments, P 0 and P 2 to P 15 , to output an R-frame 712. Accordingly, I-fragments and P fragments for fragments gradually alternate in time in successive frames. The process continues until an R- (frame) 770 is formed with the last fragment in the matrix encoded as an I-fragment (i.e., I 15 ). After that, the process is repeated with the formation of another R-frame, for example, frame 711 (i.e., encoding of the I-fragment for fragment 0), etc. Although not shown in FIG. 7a, in one embodiment, the first R-frame of a video sequence of R-frames contains only I-fragments (i.e. subsequent (R) -frames contain reference image data, based on which movement is calculated). Alternatively, in one embodiment, the sequence initially uses an I-fragment scheme identical to the usual one, but does not include P-fragments for those fragments that have not yet been encoded by the I-fragment. In other words, certain fragments are not encoded by any data until the first I fragment arrives, therefore, the initial peaks in the video stream data transfer rate 934 of FIG. 9a are eliminated, which is explained in more detail below. In addition, as described below, various other sizes and shapes may be used for fragments, although still with the implementation of these underlying principles.

Логика 412 восстановления сжатого видео, исполняющаяся в клиенте 415, восстанавливает каждый сжатый фрагмент, как если бы это была отдельная видеопоследовательность маленьких I- и P-кадров, и затем передает каждый фрагмент в буфер кадров, управляющий дисплеем 422. Например, I0 и P0 из R-кадров 711-770 используются для восстановления сжатого фрагмента 0 видеоизображения и его визуализации. Точно так же I1 и P1 из R-кадров 711-770 используются для восстановления фрагмента 1, и так далее. Как упоминалось выше, восстановление сжатых I-кадров и P-кадров известно в данной области техники, а восстановление сжатых I-фрагментов и P-фрагментов может выполняться посредством наличия множества устройств восстановления сжатого видео, функционирующих в клиенте 415. Несмотря на то, что представляется, что увеличение количества процессов увеличивает затраты вычислительных ресурсов в клиенте 415, это фактически не так, потому что сам фрагмент пропорционально меньше относительно количества дополнительных процессов, поэтому количество выводимых на экран пикселей является идентичным, как если бы существовал один процесс и использовались обычные I- и P-кадры полного размера.The compressed video recovery logic 412, executed in the client 415, restores each compressed fragment, as if it were a separate video sequence of small I- and P-frames, and then passes each fragment to the frame buffer that controls the display 422. For example, I 0 and P 0 of the R-frames 711-770 are used to recover the compressed fragment 0 of the video image and its visualization. Similarly, I 1 and P 1 from R frames 711-770 are used to recover fragment 1, and so on. As mentioned above, the restoration of compressed I-frames and P-frames is known in the art, and the restoration of compressed I-fragments and P-fragments can be performed by means of a plurality of compressed video recovery devices operating in client 415. Despite what appears to be that an increase in the number of processes increases the cost of computing resources in client 415, this is actually not the case, because the fragment itself is proportionally smaller relative to the number of additional processes, therefore, the number of output dimyh pixels on the screen is the same as if there were one process and used conventional I- and P-frames are full size.

Этот способ R-кадра значительно уменьшает пики полосы пропускания, обычно связанные с I-кадрами, изображенными на фиг.6b и фиг.6c, потому что любой данный кадр обычно составлен из P-кадров, которые обычно меньше I-кадров. Например, снова предположим, что обычный I-кадр равен 160 Кбит, тогда I-фрагменты каждого из кадров, изображенных на фиг.7a, примерно равны 1/16 этой величины или 10 Кбит. Аналогично, предположим, что обычный P-кадр равен 16 Кбит, тогда P-кадры для каждого из фрагментов, изображенные на фиг.7a, могут быть примерно равны 1 Кбит. Конечным результатом является R-кадр приблизительно 10 Кбит+15×1 Кбит=25 Кбит. Соответственно, каждая последовательность из 60 кадров равна 25 Кбит×60=1,5 Мбит/с. Соответственно, при 60 кадров/секунда потребуется канал с возможностью поддержки полосы пропускания 1,5 Мбит/с, но с гораздо меньшими пиками, появляющимися из-за I-фрагментов, распределенных по всему интервалу из 60 кадров.This R-frame method significantly reduces the bandwidth peaks typically associated with I-frames depicted in FIG. 6b and FIG. 6c, because any given frame is usually composed of P-frames, which are usually smaller than I-frames. For example, suppose again that the usual I-frame is 160 Kbps, then the I-fragments of each of the frames shown in Fig. 7a are approximately 1/16 of this value or 10 Kbps. Similarly, suppose that a regular P-frame is 16 Kbit, then the P-frames for each of the fragments shown in Fig. 7a can be approximately 1 Kbit. The end result is an R-frame of approximately 10 Kbps + 15 × 1 Kbps = 25 Kbps. Accordingly, each sequence of 60 frames is 25 Kbps × 60 = 1.5 Mbps. Accordingly, at 60 frames / second, a channel with the ability to support bandwidth of 1.5 Mbit / s, but with much smaller peaks appearing due to I-fragments distributed over the entire interval of 60 frames, will be required.

Отметим, что в предыдущих примерах с идентичным предположением о скоростях передачи данных для I-кадров и P-кадров, средняя скорость передачи данных была равна 1,1 Мбит/с. Причиной этого является то, что в предыдущих примерах новый I-кадр вводится только один раз каждые 60 периодов кадра, тогда как в этом примере 16 фрагментов, которые составляют I-кадр, циклически повторяются через 16 периодов кадра, и, по существу, эквивалент I-кадра вводится каждые 16 периодов кадра, что в результате приводит к несколько более высокой средней скорости передачи данных. На практике, тем не менее, более частое введение I-кадров не увеличивает скорость передачи данных линейно. Это происходит вследствие того, что P-кадр (или P-фрагмент) первоначально кодирует отличие последующего кадра от предшествующего. Соответственно, если предшествующий кадр является довольно похожим на следующий кадр, то P-кадр является очень маленьким, если предшествующий кадр весьма отличается от следующего кадра, то P-кадр является очень большим. Но так как P-кадр в значительной степени получается из предыдущего кадра, а не из фактического кадра, то получающийся в результате закодированный кадр может содержать больше ошибок (например, визуальные артефакты), чем I-кадр с соответствующим количеством битов. И, когда один P-кадр следует за другим P-кадром, то может произойти накопление ошибок, которое ухудшается при наличии длинной последовательности P-кадров. Далее, усложненное устройство сжатия видео обнаруживает, что качество изображения ухудшается после последовательности P-кадров, и, в случае необходимости, оно выделяет больше битов последующим P-кадрам для повышения качества или, если это будет наиболее эффективным образом действия, заменяет P-кадр I-кадром. Соответственно, когда используются длинные последовательности P-кадров (например, 59 P-кадров, как в предыдущих примерах выше), в частности, когда сцена очень сложная и/или в ней много движения, обычно требуется больше битов для P-кадров по мере их удаления от I-кадра.Note that in the previous examples with the identical assumption of data transfer rates for I-frames and P-frames, the average data transfer rate was 1.1 Mbit / s. The reason for this is that in the previous examples, a new I-frame is introduced only once every 60 frame periods, while in this example the 16 fragments that make up the I-frame are cyclically repeated after 16 frame periods, and essentially the equivalent of I A frame is inserted every 16 frame periods, which results in a slightly higher average data rate. In practice, however, the more frequent introduction of I-frames does not increase the data rate linearly. This is due to the fact that the P-frame (or P-fragment) initially encodes the difference between the next frame from the previous one. Accordingly, if the previous frame is quite similar to the next frame, then the P-frame is very small, if the previous frame is very different from the next frame, then the P-frame is very large. But since the P-frame is largely obtained from the previous frame, and not from the actual frame, the resulting encoded frame may contain more errors (for example, visual artifacts) than the I-frame with the corresponding number of bits. And, when one P-frame follows another P-frame, error accumulation can occur which worsens when there is a long sequence of P-frames. Further, the sophisticated video compression device detects that the image quality is degraded after a sequence of P-frames, and, if necessary, it allocates more bits to subsequent P-frames to improve the quality or, if this is the most effective way, replaces the P-frame I frame. Accordingly, when long sequences of P-frames are used (for example, 59 P-frames, as in the previous examples above), in particular when the scene is very complex and / or has a lot of movement, usually more bits are needed for P-frames as they removal from the I-frame.

Другими словами, если посмотреть на P-кадры с противоположной точки зрения, P-кадры, которые непосредственно следуют за I-кадром, как правило, требуют меньшего количества битов, чем P-кадры, которые являются более удаленными от I-кадра. Так, в примере, изображенном на фиг.7a, все P-кадры удалены от предшествующего им I-кадра не более чем на 15 кадров, тогда как, например, в предыдущем примере, P-кадр может находиться на расстоянии 59 кадров от I-кадра. Соответственно, при большей частоте I-кадров, P-кадры меньше. Несомненно, точные относительные размеры меняются в зависимости от характера видеопотока, но в примере по фиг.7a, если I-фрагмент равен 10 Кбит, то размер P-фрагментов в среднем может быть равен только 0,75 Кбит, что в результате приводит к 10 Кбит+15×0,75 Кбит=21,25 Кбит, или при (скорости) 60 кадров в секунду, скорость передачи данных равна 21,25 Кбит×60=1,3 Мбит/с, или приблизительно на 16% больше, чем скорость передачи данных потока с I-кадром, за которым следуют 59 P-кадров, в 1,1 Мбит/с. И опять же, относительные результаты этих двух подходов к сжатию видео меняются в зависимости от видеопоследовательности, но, как правило, опыт показывает, что использование R-кадров требует приблизительно на 20% больше битов для данного уровня качества, чем использование последовательностей I/P-кадров. Но, несомненно, R-кадры существенно уменьшают пики, что намного уменьшает время ожидания при использовании упомянутых видеопоследовательностей, по сравнению со временем ожидания для последовательности I/P-кадров.In other words, if you look at P-frames from the opposite point of view, P-frames that immediately follow the I-frame usually require fewer bits than P-frames that are farther from the I-frame. So, in the example shown in figa, all P-frames are removed from the previous I-frame by no more than 15 frames, whereas, for example, in the previous example, the P-frame can be located at a distance of 59 frames from I- frame. Accordingly, with a higher frequency of I-frames, P-frames are smaller. Undoubtedly, the exact relative sizes vary depending on the nature of the video stream, but in the example of Fig. 7a, if the I-fragment is 10 Kbit, then the size of P-fragments on average can be only 0.75 Kbit, which results in 10 Kbit + 15 × 0.75 Kbit = 21.25 Kbit, or at (speed) 60 frames per second, data transfer rate is 21.25 Kbit × 60 = 1.3 Mbit / s, or approximately 16% more than the data rate of the stream with an I-frame, followed by 59 P-frames, at 1.1 Mbps. And again, the relative results of these two approaches to video compression vary depending on the video sequence, but, as a rule, experience shows that using R-frames requires approximately 20% more bits for a given quality level than using I / P- frames. But, of course, R-frames significantly reduce peaks, which greatly reduces the latency when using the mentioned video sequences, compared with the latency for a sequence of I / P frames.

R-кадры могут быть сконфигурированы множеством различных способов, в зависимости от характера видеопоследовательности, надежности канала и доступной скорости передачи данных. В альтернативном варианте осуществления используется количество фрагментов, отличное от 16 в конфигурации 4×4. Например, может использоваться 2 фрагмента в конфигурации 2×1 или 1×2, может использоваться 4 фрагмента в конфигурации 2×2, 4×1 или 1×4, может использоваться 6 фрагментов в конфигурации 3×2, 2×3, 6×1 или 1×6, или может использоваться 8 фрагментов в конфигурации 4×2 (как изображено на фиг.7b), 2×4, 8×1 или 1×8. Отметим, что фрагменты необязательно должны быть квадратными, также видеокадр необязательно должен быть квадратным или даже прямоугольным. Фрагменты могут принимать любую форму, которая лучшие всего подходит для используемого приложения или видеопотока. R-frames can be configured in many different ways, depending on the nature of the video sequence, channel reliability and available data rate. In an alternative embodiment, a number of fragments other than 16 in a 4x4 configuration is used. For example, 2 fragments can be used in a 2 × 1 or 1 × 2 configuration, 4 fragments can be used in a 2 × 2, 4 × 1 or 1 × 4 configuration, 6 fragments can be used in a 3 × 2, 2 × 3, 6 × configuration 1 or 1 × 6, or 8 fragments can be used in a 4 × 2 configuration (as shown in FIG. 7b), 2 × 4, 8 × 1, or 1 × 8. Note that the fragments do not have to be square, and the video frame does not have to be square or even rectangular. Snippets can take any form that is best suited to the application or video stream in use.

В другом варианте осуществления циклическое повторение I- и P-фрагментов не фиксировано количеством фрагментов. Например, в конфигурации 4×2 с 8 фрагментами может, однако, использоваться последовательность с периодическим повторением через 16 элементов, как изображено на фиг.7b. Последовательные несжатый кадры 721, 722, 723, каждый, разделены на 8 фрагментов, 0-7, и каждый фрагмент сжимают отдельно. В R-кадре 731, только фрагмент 0 сжат как I-фрагмент, а остальные фрагменты сжаты как P-фрагменты. В следующем R-кадре 732 все 8 фрагментов сжаты как P-фрагменты, и далее в следующем R-кадре 733, фрагмент 1 сжат как I-фрагмент, а остальные фрагменты все сжаты как P-фрагменты. И такое установление последовательности продолжается для 16 кадров, при этом I-фрагмент формируется только через кадр, соответственно, последний I-фрагмент будет сформирован для фрагмента 7 в течение периода 15-го кадра (на фиг.7b не изображен) и в течение периода 16-го кадра сжимают R-кадр 780 с использованием всех P-фрагментов. Далее последовательность снова начинается с фрагмента 0, сжатого как I-фрагмент, при этом другие фрагменты сжаты как P-фрагменты. Как в предшествующем варианте осуществления, самый первый кадр всей видеопоследовательности обычно состоит из всех I-фрагментов для обеспечения опорных элементов (reference) для P-фрагментов, начиная с этого момента. Циклическое повторение I-фрагментов и P-фрагментов даже не должно быть четным, кратным числом количества фрагментов. Например, с 8 фрагментами, за каждым кадром с I-фрагментом может следовать 2 кадра со всеми P-фрагментами, прежде, чем будет использован другой I-фрагмент. В еще одном варианте осуществления, для определенных фрагментов может устанавливаться последовательность I-фрагментов чаще, чем для других фрагментов, если, например, известно, что в определенных областях экрана больше движения, что требует частых I-фрагментов, в то время как другие являются более статическими (например, с изображением счета в игре), что требует менее частых I-фрагментов. Кроме того, несмотря на то, что каждый кадр на фиг.7a-фиг.7b изображен с одним I-фрагментом, в одном кадре может быть закодировано множество I-фрагментов (в зависимости от полосы пропускания канала передачи). И наоборот, определенные кадры или последовательности кадров могут быть переданы без I-фрагментов (т.е. только P-фрагменты). In another embodiment, the cyclic repetition of the I and P fragments is not fixed by the number of fragments. For example, in a 4 × 2 configuration with 8 fragments, however, a sequence with periodic repetition through 16 elements can be used, as shown in FIG. Successive uncompressed frames 721, 722, 723, each, are divided into 8 fragments, 0-7, and each fragment is compressed separately. In R-frame 731, only fragment 0 is compressed as an I-fragment, and the remaining fragments are compressed as P-fragments. In the next R-frame 732, all 8 fragments are compressed as P-fragments, and then in the next R-frame 733, fragment 1 is compressed as an I-fragment, and the remaining fragments are all compressed as P-fragments. And this sequencing continues for 16 frames, while the I-fragment is formed only through the frame, respectively, the last I-fragment will be formed for fragment 7 during the period of the 15th frame (not shown in Fig.7b) and during the period 16 -th frame compress the R-frame 780 using all the P-fragments. Then the sequence starts again from fragment 0, compressed as an I-fragment, while other fragments are compressed as P-fragments. As in the previous embodiment, the very first frame of the entire video sequence usually consists of all I-fragments to provide reference elements for P-fragments, starting from this moment. The cyclic repetition of I-fragments and P-fragments does not even have to be an even multiple of the number of fragments. For example, with 8 fragments, each frame with an I fragment can be followed by 2 frames with all P fragments before another I fragment is used. In yet another embodiment, for certain fragments, a sequence of I-fragments can be established more often than for other fragments, if, for example, it is known that in certain areas of the screen there is more movement, which requires frequent I-fragments, while others are more static (for example, with the image of the score in the game), which requires less frequent I-fragments. In addition, despite the fact that each frame in FIGS. 7a-7b is depicted with one I-fragment, many I-fragments can be encoded in one frame (depending on the transmission channel bandwidth). Conversely, certain frames or sequences of frames can be transmitted without I-fragments (i.e., only P-fragments).

Причина, по которой подходы, описанные в предыдущем абзаце, работают хорошо, состоит в том, что, если не распределить I-фрагменты по каждому отдельному кадру, то, как представляется, это в результате приведет к большим пикам, поведение системы не является таким простым. Так как каждый фрагмент сжимают отдельно от других фрагментов, то, по мере того, как фрагменты становятся меньше, кодирование каждого фрагмента может стать менее эффективным, потому что устройство сжатия данного фрагмента не может использовать сходные признаки изображения и сходное движение из остальных фрагментов. Соответственно, деление экрана на 16 фрагментов в общем в результате приведет к менее эффективному кодированию, чем деление экрана на 8 фрагментов. Но, если экран разделен на 8 фрагментов, и это вызывает ввод данных полного I-кадра каждые 8 кадров, вместо каждых 16 кадров, то это в результате приводит к гораздо более высокой скорости передачи данных в целом. Соответственно, при введении полного I-кадра каждые 16 кадров, вместо того, чтобы вводить его каждые 8 кадров, общая скорость передачи данных уменьшается. Кроме того, при использовании 8 больших фрагментов, вместо 16 меньших фрагментов, уменьшается общая скорость передачи данных, что также уменьшает до некоторой степени пики данных, вызываемые большими фрагментами.The reason why the approaches described in the previous paragraph work well is that if I-fragments are not allocated to each individual frame, it seems that this will result in large peaks as a result, the behavior of the system is not so simple . Since each fragment is compressed separately from other fragments, then, as the fragments become smaller, the encoding of each fragment may become less efficient, because the compression device of this fragment cannot use similar image features and similar movement from the rest of the fragments. Accordingly, dividing the screen into 16 fragments will generally result in less efficient coding than dividing the screen into 8 fragments. But, if the screen is divided into 8 fragments, and this causes the input of the full I-frame data every 8 frames, instead of every 16 frames, this results in a much higher data transfer rate as a whole. Accordingly, with the introduction of a full I-frame every 16 frames, instead of entering it every 8 frames, the overall data rate decreases. In addition, when using 8 large fragments, instead of 16 smaller fragments, the overall data transfer rate decreases, which also reduces to some extent the data peaks caused by large fragments.

В другом варианте осуществления, логика 404 сжатия видео с малым временем ожидания по фиг.7a и фиг.7b управляет выделением битов различным фрагментам в R-кадрах или с предварительным конфигурированием посредством установок, на основе известных характеристик видеопоследовательности, которая должна быть сжата, или автоматически, на основе непрерывного анализа качества изображения в каждом фрагменте. Например, в некоторых видеоиграх-гонках, передняя часть автомобиля игрока (которая является относительно неподвижной в сцене) занимает большую часть нижней половины экрана, тогда как верхняя половина экрана полностью заполнена надвигающимся шоссе, зданиями и пейзажем, которые почти всегда находятся в движении. Если логика 404 сжатия выделяет равное количество битов каждому фрагменту, то фрагменты в нижней половине экрана (фрагменты 4-7) в несжатом кадре 721 по фиг.7b, будут, в общем, сжиматься с более высоким качеством, чем фрагменты (чем фрагменты) в верхней половине экрана (фрагменты 0-3) в несжатом кадре 721 по фиг.7b. Если известно, что эта конкретная игра или эта конкретная сцена игры имеют такие характеристики, то операторы 210 службы хостинга могут сконфигурировать логику 404 сжатия для выделения большего количества битов фрагментам, находящимся в верней части экрана, чем фрагментам, находящимся в нижней части экрана. Или логика 404 сжатия может оценивать качество сжатия фрагментов после сжатия кадров (с использованием одного или нескольких из множества показателей качества сжатия, например пиковое отношение сигнал/шум (PSNR)), и если она определяет, что за определенное временное окно качество определенных фрагментов постоянно улучшается, тогда она постепенно выделяет большее количество битов фрагментам, качество которых ухудшается до тех пор, пока уровень качества различных фрагментов не станет примерно одинаковым. В альтернативном варианте осуществления логика 404 устройства сжатия выделяет биты для получения более высокого качества в конкретном фрагменте или группе фрагментов. Например, с более высоким качеством в центре экрана, чем на краях, она может обеспечивать лучшее общее восприятие. In another embodiment, the low latency video compression logic 404 of FIG. 7a and FIG. 7b controls bit allocation to different fragments in R frames or pre-configured through settings based on known characteristics of the video sequence to be compressed or automatically , based on continuous analysis of image quality in each fragment. For example, in some video racing games, the front of the player’s car (which is relatively motionless in the scene) occupies most of the lower half of the screen, while the upper half of the screen is completely filled with oncoming highway, buildings, and landscapes that are almost always in motion. If the compression logic 404 allocates an equal number of bits to each fragment, then the fragments in the lower half of the screen (fragments 4-7) in the uncompressed frame 721 of Fig. 7b will generally be compressed with higher quality than the fragments (than the fragments) in the upper half of the screen (fragments 0-3) in an uncompressed frame 721 of Fig.7b. If it is known that this particular game or this particular game scene has these characteristics, then the hosting service operators 210 may configure the compression logic 404 to allocate more bits to the fragments located at the top of the screen than the fragments located at the bottom of the screen. Or, compression logic 404 can evaluate the quality of fragment compression after frame compression (using one or more of a variety of compression quality indicators, such as peak signal to noise ratio (PSNR)), and if it determines what kind of time frame the quality of certain fragments is constantly improving then it gradually allocates a larger number of bits to the fragments, the quality of which deteriorates until the quality level of the various fragments becomes approximately the same. In an alternative embodiment, the compression device logic 404 allocates bits to obtain higher quality in a particular fragment or group of fragments. For example, with higher quality in the center of the screen than at the edges, it can provide a better overall experience.

В одном варианте осуществления, для улучшения разрешающей способности определенных участков видеопотока, логика 404 сжатия видео использует меньшие фрагменты для кодирования областей видеопотока с относительно большей сложностью сцены и/или большим движением, чем для областей видеопотока с относительно меньшей сложностью сцены и/или меньшим движением. Например, как изображено на фиг.8, меньшие фрагменты применяются вокруг движущегося персонажа 805 в одной области одного R-кадра 811 (за которым, возможно, следует последовательность R-кадров с идентичными размерами фрагментов (не изображены)). Далее, когда персонаж 805 перемещается в новую область изображения, меньшие фрагменты используются вокруг этой новой области внутри другого R-кадра 812, как изображено. Как упоминалось выше, различные другие размеры и формы могут быть применены как "фрагменты", хотя, по-прежнему, с выполнением этих лежащих в основе принципов. In one embodiment, to improve the resolution of certain portions of the video stream, video compression logic 404 uses smaller fragments to encode areas of the video stream with relatively greater scene complexity and / or greater movement than for areas of the video stream with relatively less scene complexity and / or less movement. For example, as shown in FIG. 8, smaller fragments are applied around a moving character 805 in one area of a single R-frame 811 (which may possibly be followed by a sequence of R-frames with identical fragment sizes (not shown)). Further, when the character 805 moves to a new area of the image, smaller fragments are used around this new area inside another R-frame 812, as shown. As mentioned above, various other sizes and shapes can be applied as “fragments”, although, as before, with the implementation of these underlying principles.

Несмотря на то, что циклические I/P-фрагменты, описанные выше, существенно уменьшают пики в скорости передачи данных видеопотока, они не устраняют пики полностью, в частности, в случае таких быстро изменяющихся или очень сложных видеоизображениях, которые встречаются в кинофильмах, видеоиграх и некотором прикладном программном обеспечении. Например, во время внезапного монтажного перехода, за сложным кадром может следовать другой сложный кадр, который полностью отличается от него. Несмотря на то, что несколько I-фрагментов могут находиться перед монтажным переходом только на расстоянии нескольких периодов кадра, они не помогут в этой ситуации, потому что материал нового кадра не имеет связи с предыдущими I-фрагментами. В такой ситуации (и в других ситуациях, когда, несмотря на то, что не все изменяется, большая часть изображения изменяется) устройство 404 сжатия видео определяет, что многие, если не все, P-фрагменты более эффективно кодировать как I-фрагменты, и в результате получается очень большой пик в скорости передачи данных для этого кадра.Despite the fact that the cyclic I / P fragments described above significantly reduce the peaks in the data rate of the video stream, they do not completely eliminate the peaks, in particular in the case of such fast-changing or very complex video images that are found in movies, video games and some application software. For example, during a sudden framing transition, a complex frame may be followed by another complex frame that is completely different from it. Despite the fact that several I-fragments can only be located at a distance of several frame periods before the transition, they will not help in this situation, because the material of the new frame has no connection with the previous I-fragments. In such a situation (and in other situations where, although not everything changes, most of the image changes), the video compression device 404 determines that many, if not all, P fragments are more efficiently encoded as I fragments, and the result is a very large peak in data rate for this frame.

Как обсуждалось ранее, это просто имеет место, что с большинством подключений к Internet потребительского уровня (и многими офисными соединениями), просто не выполнимо для данных, создающих "пробку", которые превышают доступную максимальную скорость передачи данных, изображенную позицией 622 на фиг.6c, вместе с номинальной максимальной скоростью 621 передачи данных. Отметим, что номинальная максимальная скорость 621 передачи данных (например, "DSL 6 Мбит/с") является, по существу, цифрой сбыта для пользователей, рассматривающих покупку подключения к Internet, но, в общем, она не гарантирует уровень производительности. Для целей этой заявки это не имеет отношения к делу, так как единственной проблемой является доступная максимальная скорость 622 передачи данных во время передачи потоком видео через соединение. Следовательно, на фиг.9a и фиг.9c, так как мы описываем решение проблемы пиков, номинальная максимальная скорость передачи данных не изображена на графике, и изображена только доступная максимальная скорость 922 передачи данных. Скорость передачи данных видеопотока не должна превышать доступную максимальную скорость 922 передачи данных. As discussed earlier, this simply is the case that with most consumer-level Internet connections (and many office connections), it is simply not feasible for data creating a congestion that exceeds the available maximum data rate shown at 622 in FIG. 6c , together with a nominal maximum data rate of 621. Note that the nominal maximum data transfer speed of 621 (for example, “DSL 6 Mbps”) is essentially a sales figure for users considering purchasing an Internet connection, but, in general, it does not guarantee a performance level. For the purposes of this application, this is not relevant, since the only problem is the available maximum data transfer rate 622 during transmission by video stream over the connection. Therefore, in Figs. 9a and 9c, since we are describing a solution to the peak problem, the nominal maximum data rate is not shown in the graph, and only the available maximum data rate 922 is shown. The video stream data rate should not exceed the available maximum data rate 922.

Для решения этой проблемы, первым, что делает устройство 404 сжатия видео, является определение пиковой скорости 941 передачи данных, которая является скоростью передачи данных, которую канал в состоянии обрабатывать устойчиво. Эта скорость может быть определена несколькими способами. Один такой способ состоит в постепенной отправки тестового потока с все более высокой скоростью передачи данных из службы по 210 размещению информации на сервере в клиента 415 по фиг.4a и фиг.4b, и обеспечении клиентом обратной связи в службу хостинга относительно уровня потери пакетов и времени ожидания. Когда потеря пакетов и/или время ожидания начинают резко увеличиваться, это указывает на приближение к доступной максимальной скорости 922 передачи данных. После этого служба 210 хостинга может постепенно уменьшать скорость передачи данных тестового потока до тех пор, пока клиент 415 не сообщит, что за достаточный период времени, тестовый поток был принят с приемлемым уровнем потери пакетов, и время ожидания является почти минимальным. Это устанавливает пиковую максимальную скорость 941 передачи данных, которая далее используется как пиковая скорость передачи данных для потокового видео. С течением времени пиковая скорость 941 передачи данных будет колебаться (например, если другой пользователь, живущий в этом доме, начнет интенсивно использовать подключение к Internet), и клиент 415 должен будет постоянно осуществлять текущий контроль над увеличением времени ожидания или потери пакетов с указанием того, что доступная максимальная скорость 922 передачи данных падает ниже ранее установленной пиковой скорости 941 передачи данных, и если это так, то пиковую скорость 941 передачи данных. Аналогично, если с течением времени клиент 415 находит, что потеря пакетов и время ожидания остаются на оптимальных уровнях, то он может отправлять запрос, чтобы устройство сжатия видео медленно увеличивало скорость передачи данных для проверки того, увеличилась ли доступная максимальная скорость передачи данных (например, прекратил ли другой пользователь, живущий в доме, интенсивно использовать подключение к Internet), и снова ожидать до тех пор, пока потеря пакетов и/или более высокое время ожидания не будут указывать на то, что доступная максимальная скорость 922 передачи данных была превышена, и снова может быть найден более низкий уровень для пиковой скорости 941 передачи данных, но тот, который может быть выше, чем уровень, который был до тестирования на увеличение скорости передачи данных. Соответственно, с использованием этого способа (и других способов, подобных этому) может быть найдена пиковая скорость 941 передачи данных и периодически корректироваться, по мере необходимости. Пиковая скорость 941 передачи данных устанавливает максимальную скорость передачи данных, которая может использоваться устройством 404 сжатия видео для передачи потоком видео пользователю. Логика для определения пиковой скорости передачи данных может быть реализована на территории 211 пользователя и/или в службе 210 хостинга. На территории 211 пользователя клиентское устройство 415 выполняет вычисления для определения пиковой скорости передачи данных и передает эту информацию обратно в службу 210 хостинга, в службе 210 хостинга сервер 402 выполняет вычисления для определения пиковой скорости передачи данных на основе статистики, принятой из клиента 415 (например, потеря пакетов, время ожидания, максимальная скорость передачи данных и т.д.). To solve this problem, the first thing that the video compression device 404 does is to determine the peak data rate 941, which is the data rate that the channel is able to process stably. This speed can be determined in several ways. One such method consists in gradually sending a test stream with an ever higher data transfer rate from the service for placing information on the server 210 to the client 415 in FIG. 4a and 4b, and providing the client with feedback to the hosting service regarding the level of packet loss and time expectations. When packet loss and / or latency begin to increase dramatically, this indicates approaching the available maximum data rate 922. After that, the hosting service 210 can gradually reduce the data rate of the test stream until the client 415 reports that for a sufficient period of time, the test stream was received with an acceptable level of packet loss, and the waiting time is almost minimal. This sets the peak maximum data rate 941, which is further used as the peak data rate for streaming video. Over time, the peak data transfer rate 941 will fluctuate (for example, if another user living in this house starts to use the Internet connection intensively), and the client 415 will have to constantly monitor the increase in latency or packet loss, indicating that the available maximum data rate 922 falls below the previously set peak data rate 941, and if so, the peak data rate 941. Similarly, if, over time, client 415 finds that packet loss and latency remain at optimal levels, then it may request that the video compression device slowly increase the data rate to check if the available maximum data rate has increased (e.g. whether another user living in the house has stopped using the Internet connection intensively) and wait again until packet loss and / or a higher latency indicate that an available poppy imalnaya data rate 922 has been exceeded, and again may be found to lower the peak data rate 941, but one that may be higher than the level before testing was to increase the data rate. Accordingly, using this method (and other methods such as this), peak data rate 941 can be found and periodically adjusted as necessary. Peak data rate 941 sets the maximum data rate that can be used by the video compression device 404 to transmit the video stream to the user. The logic for determining the peak data rate may be implemented in the user territory 211 and / or in the hosting service 210. In user territory 211, the client device 415 performs calculations to determine the peak data rate and transfers this information back to the hosting service 210, in the hosting service 210, the server 402 performs calculations to determine the peak data rate based on statistics received from the client 415 (for example, packet loss, latency, maximum data rate, etc.).

На фиг.9a изображена иллюстративная скорость 934 передачи данных видеопотока, который содержит значительную сложность сцены и/или значительное движение сформированного с использованием способа сжатия циклического I/P-фрагмента, описанного ранее и изображенного на фиг.7a, фиг.7b и фиг.8. Устройство 404 сжатия видео было сконфигурировано для вывода сжатого видео со средней скоростью передачи данных, которая ниже пиковой скорости 941 передачи данных, и отметим, что почти все время скорость передачи данных видеопотока остается ниже пиковой скорости 941 передачи данных. При сравнении скорости 934 передачи данных со скоростью 634 передачи данных видеопотока, изображенной на фиг.6c, создаваемой с использованием I/P/B- или I/P-кадров, видно, что на выходе сжатия циклического I/P-фрагмента получается гораздо более гладкая скорость передачи данных. Однако в пике 952 2× кадра (который приближается к пиковой скорости 942 передачи данных 2×) и пике 954 4× кадра (который приближается к пиковой скорости 944 передачи данных 4×) скорость передачи данных превышает пиковую скорость 941 передачи данных, что является неприемлемым. На практике, даже с видео с высокой активностью в видеоиграх с быстрым изменением, пики, превышающие пиковую скорость 941 передачи данных, встречаются меньше, чем в 2% кадров, пики, превышающие пиковую скорость 942 передачи данных 2×, встречаются редко, а пики, превышающие пиковую скорость 943 передачи данных 3×, не встречаются почти никогда. Но, когда они действительно встречаются (например, во время монтажного перехода), требующаяся им скорость передачи данных является необходимой для вывода видеоизображения хорошего качества.Fig. 9a shows an illustrative video stream data rate 934, which contains significant scene complexity and / or significant motion generated using the compression method of the cyclic I / P fragment described previously and shown in Fig. 7a, Fig. 7b and Fig. 8 . The video compression device 404 was configured to output compressed video with an average data rate that is lower than the peak data rate 941, and note that almost all the time the video stream data rate remains below the peak data rate 941. When comparing the data transfer rate 934 with the data stream rate 634 of the video stream shown in Fig. 6c created using I / P / B or I / P frames, it is seen that the compression output of the cyclic I / P fragment yields much more smooth data transfer rate. However, at a peak of 952 2 × frames (which is approaching a peak speed of 2 × data transmission 942) and a peak of 954 4 × frames (which is approaching a peak speed of 944 4 × data transmission), the data transfer rate exceeds a peak data rate 941, which is unacceptable . In practice, even with high activity videos in fast-paced video games, peaks exceeding the peak data rate 941 are less than 2% of the frames, peaks exceeding the peak 942 data rate 2 × are rare, and peaks exceeding a peak speed of 943 3 × data transfer, almost never occur. But, when they do meet (for example, during a transition), the data rate they require is necessary to display a good quality video image.

Один способ решения этой проблемы состоит в том, чтобы просто сконфигурировать устройство 404 сжатия видео так, что выход его максимальной скорости передачи данных является пиковой скоростью 941 передачи данных. К сожалению, получающееся в результате качество видео на выходе во время пиковых кадров является плохим, так как алгоритм сжатия "испытывает недостаток" в битах. В результате появляются артефакты сжатия, когда осуществляются внезапные переходы или быстрое движение, и со временем, пользователь понимает, что артефакты всегда неожиданно возникают, когда происходят внезапные изменения или быстрое движение, и это может его весьма раздражать.One way to solve this problem is to simply configure the video compression device 404 so that the output of its maximum data rate is peak data rate 941. Unfortunately, the resulting output video quality during peak frames is poor, because the compression algorithm lacks bits. As a result, compression artifacts appear when sudden transitions or rapid movement occur, and over time, the user understands that artifacts always unexpectedly occur when sudden changes or rapid movement occur, and this can be very annoying.

Несмотря на то, что зрительная система человека довольно чувствительна к визуальным артефактам, которые появляются во время внезапных изменений или быстрого движения, она не является очень чувствительной, чтобы заметить уменьшение частоты кадров в таких ситуациях. Despite the fact that the human visual system is quite sensitive to visual artifacts that appear during sudden changes or rapid movement, it is not very sensitive to notice a decrease in frame rate in such situations.

Фактически, когда происходят такие внезапные изменения, оказывается, что зрительная система человека занята отслеживанием изменений, и она не замечает, если частота кадров на короткое время падает с 60 кадр/с до 30 кадр/с и затем сразу возвращается к 60 кадр/с. И, в случае очень значительного перехода, подобного внезапному изменению сцены, зрительная система человека не замечает, если частота кадров падает до 20 кадр/с или даже 15 кадр/с и затем сразу возвращается к 60 кадр/с. До тех пор, пока уменьшение частоты кадров происходит редко, человеку-наблюдателю кажется, что видео непрерывно передается со скоростью 60 кадр/с.In fact, when such sudden changes occur, it turns out that the human visual system is busy tracking changes, and she does not notice if the frame rate briefly drops from 60 frames / s to 30 frames / s and then immediately returns to 60 frames / s. And, in the case of a very significant transition, such as a sudden change in scene, the human visual system does not notice if the frame rate drops to 20 frames / s or even 15 frames / s and then immediately returns to 60 frames / s. As long as frame rate reduction is rare, it seems to the human observer that the video is continuously transmitted at a speed of 60 frames / s.

Это свойство зрительной системы человека используется в способах, изображенных на фиг.9b. Сервер 402 (по фиг.4a и фиг.4b) выводит несжатый выходной видеопоток с устойчивой частотой кадров (с 60 кадр/с в одном варианте осуществления). На временной шкале изображено, что каждый кадр 961-970 выводится каждую 1/60-ю долю секунды. Каждый несжатый видеокадр, начиная с кадра 961, выводится в устройство 404 сжатия видео с малым временем ожидания, которое сжимает кадр за время, меньшее чем период кадра, с выводом для первого кадра сжатого кадра 981 1. Данные, выводимые для сжатого кадра 981 1, могут быть большего размера или меньшего размера, в зависимости от многих факторов, как описано ранее. Если размер данных такой маленький, что они могут быть переданы клиенту 415 в течение периода кадра (1/60-я доля секунды) или меньше с пиковой скоростью 941 передачи данных, то они передаются в течение периода 991 передачи (xmit time) (длина стрелки указывает на продолжительность периода передачи). В течение следующего периода кадра сервер 402 выводит несжатый кадр 962 2, он сжимается в сжатый кадр 982 2, и он передается в клиент 415 в течение периода 992 передачи, который меньше, чем период кадра, с пиковой скоростью 941 передачи данных.This property of the human visual system is used in the methods depicted in FIG. 9b. Server 402 (in FIG. 4a and FIG. 4b) outputs an uncompressed output video stream with a stable frame rate (at 60 frames per second in one embodiment). The timeline shows that each frame 961-970 is displayed every 1 / 60th of a second. Each uncompressed video frame, starting from frame 961, is output to the low latency video compression device 404, which compresses the frame in a time shorter than the frame period, with output for the first frame of the compressed frame 981 1. Data output for the compressed frame 981 1, may be larger or smaller, depending on many factors, as described previously. If the data size is so small that it can be transmitted to client 415 during a frame period (1/60 of a second) or less with a peak data rate of 941, then it is transmitted during the transmission period 991 (xmit time) (arrow length indicates the length of the transmission period). During the next frame period, the server 402 outputs an uncompressed frame 962 2, it is compressed into a compressed frame 982 2, and it is transmitted to the client 415 during a transmission period 992, which is less than the frame period, with a peak data rate 941.

Далее, в течение следующего периода кадра, сервер 402 выводит несжатый кадр 963 3. Когда он сжимается устройством 404 сжатия видео, получающийся в результате сжатый кадр 983 3 является большим количеством данных, чем может быть передано с пиковой скоростью 941 передачи данных в течение одного периода кадра. Соответственно, он передается в течение периода 993 передачи (пик 2×), который занимает весь период кадра и часть следующего периода кадра. Далее, в течение следующего периода кадра сервер 402 выводит другой несжатый кадр 964 4 и выводит его в устройство 404 сжатия видео, но данные игнорируются, и они изображены посредством позиции 974. Это происходит потому, что устройство 404 сжатия видео сконфигурировано для игнорирования последующих несжатых видеокадров, которые поступают, когда оно все еще передает предыдущий сжатый кадр. Несомненно, устройство восстановления сжатого видео клиента 415 не примет кадр 4, но оно просто будет продолжать выводить на экран дисплея 422 кадр 3 в течение двух периодов кадра (т.е. на короткое время уменьшит частоту кадров с 60 кадр/с до 30 кадр/с).Further, during the next frame period, the server 402 outputs an uncompressed frame 963 3. When it is compressed by the video compression device 404, the resulting compressed frame 983 3 is more data than can be transmitted at a peak data rate 941 for one period frame. Accordingly, it is transmitted during a transmission period 993 (2 × peak), which occupies the entire frame period and part of the next frame period. Further, during the next frame period, the server 402 outputs another uncompressed frame 964 4 and outputs it to the video compression device 404, but the data is ignored and displayed using position 974. This is because the video compression device 404 is configured to ignore subsequent uncompressed video frames that arrive when it is still transmitting the previous compressed frame. Undoubtedly, the compressed video client recovery device 415 will not receive frame 4, but it will simply continue to display 422 frame 3 for two frame periods (i.e., it will reduce the frame rate from 60 frames / s to 30 frames / from).

В течение следующего кадра 5, сервер 402 выводит несжатый кадр 965 5, который сжимается в сжатый кадр 985 5 и передается внутри 1 кадра в течение периода 995 передачи. Устройство восстановления сжатого видео клиента 415 восстанавливает сжатый кадр 5 и выводит его на экран дисплея 422. Далее, сервер 402 выводит несжатый кадр 966 6, устройство 404 сжатия видео сжимает его в сжатый кадр 986 6, но на этот раз размер, получившихся в результате данных, является очень большим. Сжатый кадр передается в течение периода 996 передачи (пик 4×) с пиковой скоростью 941 передачи данных, но передача кадра занимает почти 4 периода кадра. В течение следующих 3 периодов кадра, устройство 404 сжатия видео игнорирует 3 кадра из сервера 402, и устройство восстановления сжатых данных клиента 415 постоянно выводит кадр 6 на дисплей 422 в течение 4 периодов кадра (т.е. на короткое время уменьшает частоту кадров с 60 кадр/с до 15 кадр/с). И наконец, сервер 402 выводит кадр 970 10, устройство 404 сжатия видео сжимает его в сжатый кадр 987 10, и он передается в течение периода 997 передачи, и устройство восстановления сжатых данных клиента 415 восстанавливает сжатый кадр 10 и выводит его на экран дисплея 422, и снова вывод видео возобновляется со скоростью 60 кадр/с.During the next frame 5, the server 402 outputs an uncompressed frame 965 5, which is compressed into a compressed frame 985 5 and transmitted within 1 frame during the transmission period 995. The compressed video recovery device of the client 415 restores the compressed frame 5 and displays it on the display screen 422. Next, the server 402 outputs an uncompressed frame 966 6, the video compression device 404 compresses it into a compressed frame 986 6, but this time the size of the resulting data is very large. The compressed frame is transmitted during the transmission period 996 (peak 4 ×) with a peak data rate 941, but the transmission of the frame takes almost 4 frame periods. Over the next 3 frame periods, the video compression device 404 ignores 3 frames from the server 402, and the client 415 compressed data recovery device constantly displays frame 6 on the display 422 for 4 frame periods (i.e., reduces the frame rate by 60 for a short time fps up to 15 fps). Finally, the server 402 outputs the frame 970 10, the video compression device 404 compresses it into a compressed frame 987 10, and it is transmitted during the transmission period 997, and the compressed data recovery device of the client 415 restores the compressed frame 10 and displays it on the display screen 422, and again, video output resumes at 60 frames / s.

Отметим, что, несмотря на то, что устройство 404 сжатия видео сбрасывает видеокадры видеопотока, формируемого сервером 402, оно не сбрасывает аудиоданные, независимо от того, в какой форме поступает аудио, и оно продолжает сжимать аудиоданные, когда видеокадры сбрасываются, и передает их в клиент 415, который продолжает восстанавливать сжатые аудиоданные и обеспечивать аудио в устройство, которое использует пользователь для воспроизведения аудио, каково бы оно ни было. Соответственно, аудио продолжает воспроизводиться полностью в течение периодов, когда кадры сбрасываются. Сжатое аудио использует относительно маленький процент от полосы пропускания, по сравнению со сжатым видео, и в результате не оказывает значительного влияния на общую скорость передачи данных. Несмотря на то, что это не изображено ни в одной из схем скорости передачи данных, всегда существует пропускная способность скорости передачи данных, зарезервированная для сжатого аудиопотока в пределах пиковой скорости 941 передачи данных.Note that, although the video compression device 404 resets the video frames of the video stream generated by the server 402, it does not reset the audio data, regardless of the form in which the audio arrives, and it continues to compress the audio data when the video frames are reset, and transfers them to a client 415, which continues to recover compressed audio data and provide audio to a device that the user uses to play audio, whatever it is. Accordingly, audio continues to be played fully during periods when frames are discarded. Compressed audio uses a relatively small percentage of the bandwidth compared to compressed video, and as a result does not significantly affect the overall data transfer rate. Although not shown in any of the data rate schemes, there is always a data rate bandwidth reserved for compressed audio within the peak data rate 941.

Пример, только что описанный по фиг.9b, был выбран для иллюстрации того, как частота кадров падает во время пиков скорости передачи данных, но он не иллюстрирует то, как используются способы с циклическим I/P-фрагментом, описанные ранее, такие пики скорости передачи данных и последующие сброшенные кадры являются редкими, даже во время последовательностей с высокой активностью/с высокой сложностью сцены, например, последовательностей, которые встречаются в видеоиграх, кинофильмах и некотором прикладном программном обеспечении. Следовательно, уменьшенные частоты кадров являются нечастыми и кратковременными, и зрительная система человека не замечает их.The example just described in FIG. 9b was chosen to illustrate how the frame rate drops during the data rate peaks, but it does not illustrate how the cyclic I / P fragment methods described earlier, such speed peaks, are used data transmissions and subsequent dropped frames are rare, even during sequences with high activity / high complexity of the scene, for example, sequences that are found in video games, movies, and some application software. Therefore, reduced frame rates are infrequent and short-lived, and the human visual system does not notice them.

Если только что описанный механизм уменьшения частоты кадров применяется к скорости передачи данных видеопотока, изображенной на фиг.9a, то получающаяся в результате скорость передачи данных видеопотока изображена на фиг.9c. В этом примере пик 952 2× был уменьшен до сглаженного пика 953 2×, и пик 955 4× был уменьшен до сглаженного пика 955 4×, и вся скорость 934 передачи данных видеопотока остается на уровне пиковой скорости 941 передачи данных или ниже его.If the frame rate reduction mechanism just described is applied to the video stream data rate shown in FIG. 9a, the resulting video stream data rate is shown in FIG. 9c. In this example, peak 952 2 × was reduced to a smooth peak 953 2 ×, and peak 955 4 × was reduced to a smooth peak 955 4 ×, and the entire video stream data rate 934 remains at or below the peak data rate 941.

Соответственно, с использованием способов, описанных выше, видеопоток с высокой активностью может быть передан с малым временем ожидания через общий Internet и через подключение к Internet потребительского уровня. Кроме того, в офисной обстановке в LAN (например, Ethernet 10O Мбит или беспроводная связь 802.11g) или в частной сети (например, соединение 10O Мбит/с между центром обработки и хранения данных и офисами) видеопоток с высокой активностью может передаваться без пиков так, что множество пользователей (например, передающих 1920×1080 с 60 кадр/с с 4,5 Мбит/с) могут использовать LAN или совместно используемое частное информационное соединение без накладывающихся пиков, переполняющих сеть или магистрали сетевого коммутатора. Accordingly, using the methods described above, a video stream with high activity can be transmitted with a low latency through a common Internet and through a consumer-level Internet connection. In addition, in an office setting on a LAN (e.g., Ethernet 10O Mbps or 802.11g wireless) or on a private network (e.g., 10O Mbps connection between the data center and offices), a high-activity video stream can be transmitted without peaks so that many users (for example, transmitting 1920 × 1080 with 60 frames / s with 4.5 Mbps) can use a LAN or a shared private data connection without overlapping peaks overflowing the network or network switch trunks.

Корректировка скорости передачи данныхData Rate Adjustment

В одном варианте осуществления служба 210 хостинга сначала оценивает доступную максимальную скорость 622 передачи данных и время ожидания канала для определения соответствующей скорости передачи данных для видеопотока и затем динамически корректирует скорость передачи данных в ответе. Для корректировки скорости передачи данных, служба 210 хостинга может, например, модифицировать разрешающую способность изображения и/или количество кадров/секунда видеопотока, который должен быть отправлен в клиент 415. Кроме того, служба хостинга может корректировать уровень качества сжатого видео. При изменении разрешающей способности видеопотока, например, с разрешающей способности 1280×720 на 640×360 логика 412 восстановления сжатого видео в клиенте 415 может приводить к масштабу изображение для поддержания идентичного размера изображения на экране дисплея. In one embodiment, the hosting service 210 first estimates the available maximum data rate 622 and the channel latency to determine the appropriate data rate for the video stream and then dynamically adjusts the data rate in the response. To adjust the data transfer rate, the hosting service 210 may, for example, modify the image resolution and / or the number of frames / second of the video stream to be sent to the client 415. In addition, the hosting service can adjust the quality level of the compressed video. When changing the resolution of the video stream, for example, from a resolution of 1280 × 720 to 640 × 360, the compressed video recovery logic 412 in the client 415 can scale the image to maintain an identical image size on the display screen.

В одном варианте осуществления, в ситуации, когда в канале пропадает сигнал, служба 210 хостинга приостанавливает игру. В случае игры с нескольким участниками служба хостинга сообщает другим пользователям, что упомянутый пользователь выбыл из игры и/или приостанавливает игру (с) другими пользователями. In one embodiment, in a situation where a signal is lost in the channel, the hosting service 210 pauses the game. In the case of a game with several participants, the hosting service informs other users that the said user has left the game and / or pauses the game (s) by other users.

Сброшенные или задержанные пакетыDropped or delayed packets

В одном варианте осуществления, если данные потеряны из-за потери пакетов между устройством 404 сжатия видео и клиентом 415 по фиг.4a или фиг.4b, или из-за пакета, принимаемого не по порядку, который поступает слишком поздно, для восстановления сжатого кадра и удовлетворения требований ко времени ожидания восстановленного кадра, логика 412 восстановления сжатого видео может уменьшать визуальные артефакты. При реализации потокового I/P-кадра, если существует потерянный/задержанный пакет, то это влияет на весь экран, возможно, вызывая полное зависание экрана на некоторый период времени или показ других визуальных артефактов по всему экрану. Например, если потерянный/задержанный пакет вызывает потерю I-кадра, то в устройстве восстановления сжатых данных будет отсутствовать опорный элемент для всех последующих P-кадров до тех пор, пока не будет принят новый I-кадр. Если P-кадр будет потерян, то это повлияет на P-кадры для всего экрана, которые за ним следуют. В зависимости от того, сколько времени пройдет до того, как появится I-кадр, это окажет более длительное или более короткое визуальное воздействие. С использованием чередующихся I/P-фрагментов, как изображено на фиг.7a и фиг.7b, гораздо менее вероятно, что потерянный/задержанный пакет повлияет на весь экран, так как он только повлияет на фрагменты, содержащиеся в затронутом пакете. Если данные каждого фрагмента отправляют в отдельном пакете, то, если пакет потерян, то это повлияет только на один фрагмент. Несомненно, продолжительность визуального артефакта будет зависеть от того, потерян ли пакет I-фрагмента, и, если P-фрагмент потерян, то, через какое количество кадров появится I-фрагмент. Но, с учетом того, что разные фрагменты на экране обновляются посредством I-кадров очень часто (возможно, каждый кадр), даже если затрагивается один фрагмент на экране, то другие фрагменты могут не затрагиваться. Кроме того, если некоторое событие вызывает потерю нескольких пакетов одновременно (например, всплеск напряжения электропитания рядом с линией DSL, который на короткое время прерывает поток данных), тогда некоторые из фрагментов будут затронуты больше, чем другие, но вследствие того, что некоторые фрагменты будут быстро обновлены посредством нового I-фрагмента, то их это затронет только на короткое время. Кроме того, с реализацией потокового I/P-кадра, I-кадры являются не только наиболее важным кадром, но и I-кадры являются чрезвычайно большими, поэтому, если существует событие, которое вызывает сброс/задержку пакета, то существует большая вероятность того, что будет затронут I-кадр (т.е. если какая-либо часть I-кадра потеряна, то маловероятно, что I-кадр может быть вообще восстановлен), чем намного меньший I-фрагмент. Вследствие всех этих причин использование I/P-фрагментов в результате приводит к гораздо меньшим визуальным артефактам, когда пакеты сбрасываются/задерживаются, чем с I/P-кадрами.In one embodiment, if the data is lost due to packet loss between the video compression device 404 and the client 415 of FIG. 4a or FIG. 4b, or due to an out-of-order packet that arrives too late to recover a compressed frame and to satisfy the latency requirements of the reconstructed frame, the compressed video recovery logic 412 can reduce visual artifacts. When implementing a streaming I / P frame, if there is a lost / delayed packet, this affects the entire screen, possibly causing the screen to freeze for a certain period of time or display other visual artifacts across the screen. For example, if a lost / delayed packet causes the loss of an I-frame, then in the compressed data recovery device there will be no reference element for all subsequent P-frames until a new I-frame is received. If the P-frame is lost, this will affect the P-frames for the entire screen that follow it. Depending on how long it takes before the I-frame appears, this will have a longer or shorter visual impact. Using alternating I / P fragments, as shown in FIG. 7a and FIG. 7b, it is much less likely that the lost / delayed packet will affect the entire screen since it will only affect the fragments contained in the affected packet. If the data of each fragment is sent in a separate packet, then if the packet is lost, then this will affect only one fragment. Undoubtedly, the duration of the visual artifact will depend on whether the packet of the I-fragment is lost, and if the P-fragment is lost, then after how many frames the I-fragment will appear. But, taking into account the fact that different fragments on the screen are updated by means of I-frames very often (perhaps each frame), even if one fragment on the screen is affected, other fragments may not be affected. In addition, if some event causes the loss of several packets at the same time (for example, a power surge near the DSL line, which interrupts the data flow for a short time), then some of the fragments will be affected more than others, but due to the fact that some fragments will be quickly updated by means of a new I-fragment, it will affect them only for a short time. In addition, with the implementation of the streaming I / P frame, I-frames are not only the most important frame, but I-frames are extremely large, so if there is an event that causes a packet reset / delay, then there is a high probability that the I-frame will be affected (i.e., if any part of the I-frame is lost, it is unlikely that the I-frame can be restored at all) than the much smaller I-fragment. For all these reasons, using I / P fragments results in much less visual artifacts when packets are dropped / delayed than with I / P frames.

Один вариант осуществления направлен на уменьшение влияния потерянных пакетов посредством рациональной упаковки сжатых фрагментов внутри пакетов TCP (протокол управления передачей) или пакетов UDP (протокол передачи дейтаграмм пользователя). Например, в одном варианте осуществления, фрагменты выравниваются по границам пакета всегда, когда это возможно. На фиг.10a изображено то, как фрагменты могут быть упакованы внутри последовательности пакетов 1001-1005 без реализации этого признака. А именно на фиг.10a фрагменты пересекают границы пакета и упакованы неэффективно так, что потеря одного пакета в результате приводит к потере множества кадров. Например, если потеряны пакеты 1003 или 1004, то потеряны три фрагмента, что в результате приводит к визуальным артефактам.One embodiment seeks to reduce the effect of lost packets by rationally packing compressed fragments inside TCP packets (transmission control protocol) or UDP packets (user datagram transfer protocol). For example, in one embodiment, fragments are aligned at the boundaries of the packet whenever possible. Figure 10a shows how fragments can be packaged within a sequence of packets 1001-1005 without realizing this feature. Namely, in FIG. 10a, fragments cross the boundaries of a packet and are packed inefficiently so that the loss of one packet results in the loss of multiple frames. For example, if packets 1003 or 1004 are lost, then three fragments are lost, resulting in visual artifacts.

В отличие от этого, на фиг.10b изображена логика 1010 упаковки фрагмента для рациональной упаковки фрагментов внутри пакетов для уменьшения влияния потери пакета. Сначала логика 1010 упаковки фрагмента выравнивает фрагменты по границам пакета. Соответственно, фрагменты T1, T3, T4, T7 и T2 выровнены по границе пакетов 1001-1005, соответственно. Логика упаковки фрагмента также направлена на размещение фрагментов внутри пакетов наиболее эффективным возможным способом без пересечения границ пакета. На основе размера каждого из фрагментов, фрагменты T1 и T6 объединены в один пакет 1001, T3 и T5 объединены в один пакет 1002, фрагменты T4 и T8 объединены в один пакет 1003, фрагмент T(7) добавлен в пакет 1004 и фрагмент T2 добавлен в пакет 1005. Соответственно, согласно этой схеме, потеря одного пакета в результате приведет к потере не больше чем 2 фрагментов (а не 3 фрагментов, как изображено на фиг.10a).In contrast, FIG. 10b depicts fragment packing logic 1010 for rationally packing fragments within packets to reduce the effect of packet loss. First, the fragment packing logic 1010 aligns the fragments along the boundaries of the packet. Accordingly, fragments T1, T3, T4, T7 and T2 are aligned on the border of packets 1001-1005, respectively. The fragment packing logic is also aimed at placing fragments inside packets in the most efficient way possible without crossing the boundaries of the packet. Based on the size of each of the fragments, fragments T1 and T6 are combined into one packet 1001, T3 and T5 are combined into one packet 1002, fragments T4 and T8 are combined into one packet 1003, fragment T (7) is added to packet 1004 and fragment T2 is added to packet 1005. Accordingly, according to this scheme, the loss of one packet as a result will result in the loss of no more than 2 fragments (and not 3 fragments, as shown in Fig. 10a).

Одним дополнительным преимуществом в отношении варианта осуществления, изображенного на фиг.10b, является то, что фрагменты передаются в порядке, отличном от того, в котором они выводятся на экран внутри изображения. Соответственно, если соседние пакеты потеряны из-за идентичного события, препятствующего передаче, то это затронет области, которые не находятся рядом друг с другом на экране, что создаст менее заметные артефакты на дисплее. One additional advantage with respect to the embodiment depicted in FIG. 10b is that the fragments are transmitted in a different order from the one in which they are displayed on the screen inside the image. Accordingly, if neighboring packets are lost due to an identical event preventing transmission, this will affect areas that are not next to each other on the screen, which will create less noticeable artifacts on the display.

В одном варианте осуществления применяются способы прямого исправления ошибок (FEC) для защиты определенных частей видеопотока от канальных ошибок. Как известно в данной области техники, способы FEC, например Рида-Соломона и Витерби, формируют и добавляют информацию данных для исправления ошибок к данным, передаваемым по каналу связи. Если происходит ошибка в основных данных (например, I-кадр), то можно использовать FEC для исправления этой ошибки. In one embodiment, Direct Error Correction (FEC) methods are used to protect certain portions of the video stream from channel errors. As is known in the art, FEC methods, such as Reed-Solomon and Viterbi, generate and add error correction data information to data transmitted over a communication channel. If an error occurs in the master data (for example, an I-frame), then you can use FEC to correct this error.

Коды FEC увеличивают скорость передачи данных передачи, поэтому предпочтительно они используются только там, где они больше всего необходимы. Если отправляются данные, которые не могут в результате привести к очень заметному визуальному артефакту, то может оказаться предпочтительным не использовать коды FEC для защиты данных. Например, потерянный P-фрагмент, который непосредственно идет пред I-фрагментом, создаст на экране визуальный артефакт (т.е. на фрагменте на экране не будет обновлен) только на 1/60-ю долю секунды. Человеческий глаз не замечает такой визуальный артефакт. Чем дальше P-фрагменты отстоят от следующего I-фрагмента, тем все более заметной становится потеря P-фрагмента. Например, если циклической схемой фрагмента является I-фрагмент, за которым следуют 15 P-фрагментов до того, как I-фрагмент будет снова доступен, то, если потерян P-фрагмент, непосредственно следующий за I-фрагментом, то это в результате приведет к тому, что этот фрагмент будет показывать неправильное изображение в течение 15 периодов кадра (при 60 кадр/с, это равно 250 мс). Человеческий глаз легко замечает разрыв в потоке продолжительностью 250 мс. Соответственно, чем дальше отстоит P-фрагмент от следующего нового I-фрагмента (т.е. чем ближе P-фрагменты расположены к предыдущему I-фрагменту), тем более заметным становится артефакт. Как обсуждалось ранее, несмотря на то, что, в общем, чем ближе P-фрагмент расположен к предыдущему I-фрагменту, тем меньше данные для этого P-фрагмента. Соответственно, P-фрагменты, которые следуют за I-фрагментами не только более важно защищать от потери, но и они меньше по размеру. И, в общем, чем меньше данных, которые необходимо защищать, тем меньший код FEC нужен для их защиты.FEC codes increase the transmission rate of transmission data, therefore, preferably they are used only where they are most needed. If data is sent that cannot result in a very visible visual artifact, it may be preferable not to use FEC codes to protect the data. For example, a lost P-fragment that immediately goes before the I-fragment will create a visual artifact on the screen (that is, it will not be updated on the fragment on the screen) by only 1/60 of a second. The human eye does not notice such a visual artifact. The farther the P fragments are from the next I fragment, the more noticeable the loss of the P fragment becomes. For example, if the cyclic diagram of the fragment is an I-fragment, followed by 15 P-fragments before the I-fragment is accessible again, then if the P-fragment immediately following the I-fragment is lost, this will result in the fact that this fragment will show an incorrect image for 15 frame periods (at 60 frames / s, this is equal to 250 ms). The human eye easily sees a gap in a stream lasting 250 ms. Accordingly, the farther the P-fragment is from the next new I-fragment (i.e., the closer the P-fragments are to the previous I-fragment), the artifact becomes more noticeable. As previously discussed, despite the fact that, in general, the closer the P fragment is to the previous I fragment, the less data for this P fragment. Accordingly, P fragments that follow I fragments are not only more important to protect against loss, but they are also smaller. And, in general, the less data that needs to be protected, the smaller the FEC code is needed to protect it.

Соответственно, как изображено на фиг.11a, в одном варианте осуществления, из-за важности I-фрагментов в видеопотоке, только I-фрагменты обеспечиваются кодами FEC. Соответственно, FEC 1101 содержит код исправления ошибок для I-фрагмента 1100, и FEC 1104 содержит код исправления ошибок для I-фрагмент 1103. В этом варианте осуществления FEC не формируется для P-фрагментов.Accordingly, as shown in FIG. 11a, in one embodiment, due to the importance of I fragments in a video stream, only I fragments are provided with FEC codes. Accordingly, FEC 1101 contains an error correction code for I-fragment 1100, and FEC 1104 contains an error correction code for I-fragment 1103. In this embodiment, an FEC is not generated for P-fragments.

В одном варианте осуществления, изображенном на фиг.11b, коды FEC также формируются для P-фрагментов, которые, наиболее вероятно, вызовут визуальные артефакты, если будут потеряны. В этом варианте осуществления коды FEC 1105 обеспечивают коды исправления ошибок для первых 3 P-фрагментов, но не для последующих P-фрагментов. В другом варианте осуществления коды FEC формируются для P-фрагментов, размер данных которых является наименьшим (которые будут, как правило, самостоятельно выбирать P-фрагменты, раньше всего встречающиеся после I-фрагмента, защита которых наиболее важна). In one embodiment, shown in FIG. 11b, FEC codes are also generated for P fragments that are most likely to cause visual artifacts if lost. In this embodiment, FEC codes 1105 provide error correction codes for the first 3 P fragments, but not for subsequent P fragments. In another embodiment, FEC codes are generated for P fragments whose data size is the smallest (which will, as a rule, independently select P fragments that are most likely to occur after the I fragment, the protection of which is most important).

В другом варианте осуществления, вместо того чтобы отправлять код FEC с фрагментом, фрагмент передается два раза, причем каждый раз в другом пакете. Если потерян/задержан один пакет, то используется другой пакет.In another embodiment, instead of sending an FEC code with a fragment, the fragment is transmitted twice, each time in a different packet. If one packet is lost / delayed, then another packet is used.

В одном варианте осуществления, изображенном на фиг.11c, коды 1111 и 1113 FEC формируются для аудиопакетов 1110 и 1112, соответственно, передаются из службы хостинга одновременно с видео. Особенно важно поддерживать целостность аудио в видеопотоке, потому что искаженное аудио (например, щелканье или шипенье) в результате приводит к особенно неприятному практическому опыту пользователя. Коды FEC способствуют обеспечению представления содержимого аудио в компьютере 415 клиента без искажения. In one embodiment shown in FIG. 11c, FEC codes 1111 and 1113 are generated for audio packets 1110 and 1112, respectively, transmitted from the hosting service simultaneously with the video. It is especially important to maintain the integrity of the audio in the video stream, because distorted audio (for example, clicking or hissing) as a result leads to a particularly unpleasant practical experience for the user. FEC codes help to ensure that audio content on the client computer 415 is not distorted.

В другом варианте осуществления, вместо того, чтобы отправлять код FEC с аудиоданными, аудиоданные передается два раза, причем каждый раз в другом пакете. Если потерян/задержан один пакет, то используется другой пакет. In another embodiment, instead of sending a FEC code with audio data, audio data is transmitted twice, each time in a different packet. If one packet is lost / delayed, then another packet is used.

Кроме того, в одном варианте осуществления, изображенном на фиг.11d, коды 1121 и 1123 FEC используются для команд 1120 и 1122 ввода пользователя, соответственно (например, нажатие клавиши), передаваемых в восходящем направлении из клиента 415 в службу 210 хостинга. Это важно, потому что потеря нажатия клавиши или движения мыши в видеоигре или приложении могут в результате привести к неприятному практическому опыту пользователя.In addition, in one embodiment shown in FIG. 11d, FEC codes 1121 and 1123 are used for user input commands 1120 and 1122, respectively (eg, keystroke), sent upstream from client 415 to hosting service 210. This is important because the loss of a keystroke or mouse movement in a video game or application can result in an unpleasant user experience.

В другом варианте осуществления, вместо того, чтобы отправлять код FEC с данными команды ввода пользователя, данные команды ввода пользователя передаются два раза, причем каждый раз в другом пакете. Если потерян/задержан один пакет, то используется другой пакет.In another embodiment, instead of sending an FEC code with user input command data, user input command data is transmitted twice, each time in a different packet. If one packet is lost / delayed, then another packet is used.

В одном варианте осуществления служба 210 хостинга оценивает качество канала связи с клиентом 415 для определения того, использовать ли FEC, и если да, то какие части видео, аудио и команд пользователя с какими FEC следует применять. Оценка "качества" канала может включать в себя такие функции, как оценка потери пакетов, времени ожидания и т.д., как описано выше. Если канал является особенно ненадежным, то служба 210 хостинга может применять FEC ко всем I-фрагментам, P- фрагментам, аудио и командам пользователя. Напротив, если канал является надежным, то служба 210 хостинга может применять FEC только к аудио и командам пользователя, или может не применять FEC ни к аудио, ни к видео, или может совсем не использовать FEC. Могут применяться различные другие перестановки применения FEC, хотя, по-прежнему, с выполнением этих лежащих в основе принципов. В одном варианте осуществления, служба 210 хостинга непрерывно осуществляет текущий контроль условий на канале и соответственно изменяет политику FEC.In one embodiment, the hosting service 210 evaluates the quality of the communication channel with the client 415 to determine whether to use FEC, and if so, which parts of the video, audio, and user commands with which FEC should be applied. The channel “quality” rating may include features such as packet loss, latency, etc., as described above. If the channel is particularly unreliable, then the hosting service 210 may apply FEC to all I fragments, P fragments, audio, and user commands. In contrast, if the channel is reliable, then the hosting service 210 may apply FEC only to audio and user commands, or it may not apply FEC to either audio or video, or it may not use FEC at all. Various other permutations of the application of FEC may apply, although, as before, with the implementation of these underlying principles. In one embodiment, the hosting service 210 continuously monitors channel conditions and accordingly changes the FEC policy.

В другом варианте осуществления, согласно фиг.4a и фиг.4b, когда пакет потерян/задержан, что в результате приводит к потере данных фрагмента, или если, возможно, из-за особенно большой потери пакетов, FEC не может исправить потерянные данные фрагмента, то клиент 415 оценивает, сколько кадров остается до того, как новый I-фрагмент будет принят, и сравнивает это количество со временем передачи сигнала туда и обратно, от клиента 415 до службы 210 хостинга. Если время передачи сигнала туда и обратно меньше, чем количество кадров, оставшееся до ожидаемого поступления нового I-фрагмента, то клиент 415 отправляет сообщение в службу по размещению 210 информации на сервере с запросом нового I-фрагмента. Это сообщение маршрутизируется в устройство 404 сжатия видео, и вместо формирования P-фрагмента для фрагмента, данные которого были потеряны, оно формирует I-фрагмент. С учетом того, что система, изображенная на фиг.4a и фиг.4b, предназначена для обеспечения времени передачи сигнала туда и обратно, которое, как правило, меньше 80 мс, в результате получим, что фрагмент исправляется в пределах 80 мс (при 60 кадр/с, продолжительность кадров равна 16,67 мс, соответственно, в полных периодах кадра, время ожидания 80 мс в результате приводит к исправлению фрагмента в пределах 83,33 мс, которые равны 5 периодам кадра - заметный разрыв, но намного менее заметный, чем, например, разрыв 250 мс для 15 кадров). Когда устройство 404 сжатия формирует такой I-фрагмент вне его обычного циклического порядка, если I-фрагмент вызывает то, что полоса пропускания этого кадра превышает доступную полосу пропускания, то устройство 404 сжатия задерживает циклы других фрагментов так, что другие фрагменты принимают P-фрагменты в течение этого периода кадра (даже если один фрагмент обычно должен принимать I-фрагмент в течение этого кадра), и далее, начиная со следующего кадра, продолжается обычное циклическое повторение, и фрагмент, который обычно принимал I-фрагмент в предыдущем кадре, принимает I-фрагмент. Несмотря на то, что это действие на короткое время задерживает фазу циклического повторения R-кадра, визуально это обычно незаметно.In another embodiment, according to FIGS. 4a and 4b, when a packet is lost / delayed, resulting in loss of fragment data, or if, possibly due to a particularly large packet loss, the FEC cannot correct the lost fragment data, then the client 415 estimates how many frames remain before the new I-fragment is received, and compares this number with the time the signal was sent back and forth, from the client 415 to the hosting service 210. If the round-trip signal transmission time is less than the number of frames left before the expected arrival of a new I-fragment, then the client 415 sends a message to the information placement service 210 on the server requesting a new I-fragment. This message is routed to the video compression device 404, and instead of generating a P-fragment for the fragment whose data has been lost, it forms an I-fragment. Considering that the system depicted in Figs. 4a and 4b is designed to provide a round-trip signal transmission time, which, as a rule, is less than 80 ms, as a result, we obtain that the fragment is corrected within 80 ms (at 60 frame / s, the duration of the frames is 16.67 ms, respectively, in full frame periods, the waiting time of 80 ms as a result leads to correction of the fragment within 83.33 ms, which are equal to 5 frame periods - a noticeable gap, but much less noticeable, than, for example, a gap of 250 ms for 15 frames). When the compression device 404 forms such an I-fragment outside its usual cyclic order, if the I-fragment causes the bandwidth of this frame to exceed the available bandwidth, then the compression device 404 delays the cycles of other fragments so that other fragments receive P-fragments during this period of the frame (even if one fragment usually needs to receive the I-fragment during this frame), and then, starting from the next frame, the usual cyclic repetition continues, and the fragment that usually received the I-fragment t in the previous frame, takes an I-fragment. Despite the fact that this action delays the phase of cyclic repetition of the R-frame for a short time, visually it is usually invisible.

Реализация устройства сжатия/устройства восстановления сжатого видео и аудиоImplementing a compression device / compressed video and audio recovery device

На фиг.12 изображен один конкретный вариант осуществления, в котором используется многоядерный процессор и/или мультипроцессор 1200 для сжатия 8 фрагментов параллельно. В одном варианте осуществления, используется компьютерная система с четырехядерным CPU Xeon, сдвоенный процессор, функционирующая с тактовой частотой 2,66 ГГц или выше, причем каждое ядро реализует устройство сжатия H.264 ×264 с открытым исходным текстом как независимый процесс. Однако могут использоваться различные другие конфигурации аппаратного/программного обеспечения, хотя, по-прежнему, с выполнением этих лежащих в основе принципов. Например, каждое из ядер CPU может быть заменено устройством сжатия H.264, реализованным в FPGA. В примере, изображенном на фиг.12, ядра 1201-1208 используются для одновременной обработки I-фрагментов и P-фрагментов как восемь независимых потоков. Как известно в данной области техники, современные многоядерные и мультипроцессорные компьютерные системы по своей природе могут осуществлять многопоточность при интеграции с многопоточными операционными системами, например, Microsoft Windows XP Professional Edition (или 64-разрядная или 32-разрядная версия) и Linux.12 depicts one particular embodiment in which a multi-core processor and / or multiprocessor 1200 is used to compress 8 fragments in parallel. In one embodiment, a computer system is used with a four-core Xeon CPU, a dual processor operating at 2.66 GHz or higher, with each core implementing an open-source H.264 × 264 compression device as an independent process. However, various other hardware / software configurations may be used, although still with the implementation of these underlying principles. For example, each of the CPU cores can be replaced by an H.264 compression device implemented in FPGA. In the example of FIG. 12, cores 1201-1208 are used to process I fragments and P fragments simultaneously as eight independent threads. As is known in the art, modern multi-core and multi-processor computer systems can by nature perform multi-threading when integrated with multi-threaded operating systems, for example, Microsoft Windows XP Professional Edition (or 64-bit or 32-bit) and Linux.

В варианте осуществления, изображенном на фиг.12, так как каждое из этих 8 ядер отвечает только за один фрагмент, то оно функционирует в значительной степени независимо от других ядер, причем каждое исполняет отдельный экземпляр ×264. Карта захвата DVI, на основе PCI Express ×1, например, Sendero Video Imaging IP Development Board от Microtronix, Oosterhout, Нидерланды, используется для захвата несжатого видео с разрешающей способностью 640×480, 800×600 или 1280×720, и FPGA на карте использует прямой доступ к памяти (DMA) для передачи захваченного видео через DVI в системную RAM. Фрагменты компонуются в компоновку 1205 4×2 (несмотря на то, что они изображены как квадратные фрагменты, в этом варианте осуществления они имеют разрешающую способность 160×240). Каждый экземпляр ×264 сконфигурирован для сжатия одного из 8 фрагментов 160×240, и они синхронизированы так, что после начального сжатия I-фрагмента каждое ядро входит в цикл, причем каждый кадр не совпадает по фазе с другим, для сжатия одного I-фрагмента, за которым следуют семь P-фрагментов, и изображенный на фиг.12.In the embodiment depicted in FIG. 12, since each of these 8 cores is responsible for only one fragment, it functions largely independently of the other cores, each executing a separate instance of × 264. A DVI capture card based on PCI Express × 1, for example, the Sendero Video Imaging IP Development Board from Microtronix, Oosterhout, The Netherlands, is used to capture uncompressed video with a resolution of 640 × 480, 800 × 600 or 1280 × 720, and FPGA on the card uses direct memory access (DMA) to transfer captured video via DVI to system RAM. Fragments are arranged in a layout 1205 4 × 2 (although they are depicted as square fragments, in this embodiment, they have a resolution of 160 × 240). Each instance × 264 is configured to compress one of the 8 fragments 160 × 240, and they are synchronized so that after the initial compression of the I-fragment, each core enters the cycle, and each frame does not coincide in phase with the other, to compress one I-fragment, followed by seven P-fragments, and depicted in Fig.12.

Каждый период кадра, получающиеся в результате сжатые фрагменты объединяются в поток пакетов с использованием способов, описанных ранее, и после этого сжатые фрагменты передаются в целевой клиент 415. Each frame period, the resulting compressed fragments are combined into a packet stream using the methods described previously, and then the compressed fragments are transmitted to the target client 415.

Несмотря на то, что не изображено на фиг.12, если скорость передачи данных объединенных 8 фрагментов превышает заданную пиковую скорость 941 передачи данных, то все 8 процессов x264 откладываются на такое количество периодов кадра, которое необходимо до тех пор, пока все данные упомянутых объединенных 8 фрагментов не смогут быть переданы.Despite the fact that not shown in Fig. 12, if the data transfer rate of the combined 8 fragments exceeds a given peak data transfer rate 941, then all 8 x264 processes are delayed for such a number of frame periods that are necessary until all the data of the combined data 8 fragments cannot be transferred.

В одном варианте осуществления клиент 415 реализован в виде программного обеспечения на PC, на котором исполняются 8 экземпляров FFmpeg. Принимающий процесс принимает 8 фрагментов, и каждый фрагмент маршрутизируется в экземпляр FFmpeg, который восстанавливает сжатый фрагмент и визуализирует его в соответствующем месте расположения фрагмента на дисплее 422. In one embodiment, client 415 is implemented as software on a PC running 8 instances of FFmpeg. The receiving process receives 8 fragments, and each fragment is routed to an FFmpeg instance, which restores the compressed fragment and visualizes it in the corresponding fragment location on the display 422.

Клиент 415 принимает ввод клавиатуры, мыши или игрового контроллера из драйверов устройства ввода PC и передает его в сервер 402. Сервер 402 далее применяет принятые данные устройства ввода и применяет их к игре или приложению, исполняющемуся на сервере 402, который является PC, работающим по управлением Windows с использованием двухядерного (Core Duo) CPU Intel 2,16 ГГц. Сервер 402 далее выводит новый кадр и выводит его через свой выход DVI, или из расположенной на системной плате графической системы или через выход DVI платы PCI 8800GTX NVIDIA.Client 415 receives keyboard, mouse, or game controller input from the drivers of the PC input device and transfers it to server 402. Server 402 then applies the received data to the input device and applies it to the game or application running on server 402, which is a control PC Windows using a 2.16 GHz Intel Dual-Core (Core Duo) CPU. Server 402 then outputs a new frame and outputs it through its DVI output, either from a graphics system located on the system board or through the DVI output of the NVIDIA PCI 8800GTX board.

Одновременно сервер 402 выводит аудио, выводимое игрой или приложениями, через свой цифровой аудиовыход (например, S/PDIF), который соединен с цифровым аудиовходом на сдвоенном четырехядерном PC на основе Xeon, который реализует сжатие видео. Устройство сжатия аудио с открытым исходным текстом Vorbis используется для сжатия аудио одновременно с видео с использованием любого ядра, доступного для потока обработки. В одном варианте осуществления ядро, которое выполняет сжатие своего фрагмента, сначала исполняет сжатие аудио. Сжатое аудио далее передается вместе со сжатым видео и восстанавливается в клиенте 415 с использованием устройства восстановления сжатого аудио Vorbis.At the same time, server 402 outputs audio output by the game or applications through its digital audio output (e.g., S / PDIF), which is connected to the digital audio input on the Xeon-based dual quad-core PC, which implements video compression. The Vorbis open source audio compression device is used to compress audio simultaneously with video using any core available in the processing stream. In one embodiment, a kernel that compresses its fragment first performs audio compression. The compressed audio is then transmitted along with the compressed video and restored to the client 415 using the Vorbis compressed audio recovery device.

Распределение серверного центра службы хостингаHosting Server Center Distribution

Свет через стекло, например светопровод, проходит со скоростью, равной некоторой доле от скорости света в вакууме, и, соответственно, может быть определена точная скорость распространения света в светопроводе. Но, на практике, с учетом времени из-за задержек маршрутизации, неэффективности передач и других потерь, авторы наблюдали, что оптимальные величины времени ожидания в Internet отражают скорости передачи ближе к 50% от скорости света. Соответственно, оптимальное время передачи сигнала туда и обратно на расстояние 1000 миль (1600 км) равно приблизительно 22 мс, и оптимальное время передачи сигнала туда и обратно на расстояние 3000 миль (4800 км) равно приблизительно 64 мс. Соответственно, один сервер, находящийся на одном побережье США, находится слишком далеко для обслуживания клиентов на другом побережье (которое может находиться на расстоянии 3000 миль (4800 км)) с требуемым временем ожидания. Однако, как изображено на фиг.13a, если серверный центр 1300 службы 210 хостинга расположен в центре США (например, в Канзасе, в Небраске и т.д.) так, что расстояние до любой точки в континентальных США равно приблизительно 1500 миль (2400 км) или меньше, то время передачи сигнала туда и обратно по Internet может быть равно только 32 мс. Согласно фиг.4b, отметим, что, несмотря на то что величины времени ожидания в самом плохом случае, допустимые для (соединения) 453 пользователь ISP, равны 25 мс, как правило, авторы наблюдали величины времени ожидания ближе к 10-15 мс с системами кабельной модемной связи и DSL. Кроме того, согласно фиг.4b, предполагается, что максимальное расстояние от территории 211 пользователя до хостинг-центра 210 равно 1000 миль (1600км). Соответственно, при типичном используемом времени передачи сигнала туда и обратно (по соединению) пользователь ISP 15 мс и максимальном расстоянии через Internet 1500 миль (2400 км) для времени передачи сигнала туда и обратно 32мс, общее время передачи сигнала туда и обратно от момента, когда пользователь приводит в действие устройство 421 ввода и наблюдает ответ на дисплее 422 равно 1+1+15+32+1+16+6+8=80 мс. Соответственно, при передаче по Internet на расстояние 1500 миль (2400 км), как правило, может получаться время ответа 80 мс. Это может обеспечить любую территорию пользователя достаточно коротким временем 453 ожидания (для соединения) пользователь ISP в континентальных США для доступа к одному серверному центру, который расположен в центре. Light through glass, such as a light guide, travels at a speed equal to a fraction of the speed of light in a vacuum, and accordingly, the exact speed of light propagation in the light guide can be determined. But, in practice, given the time due to routing delays, transmission inefficiencies and other losses, the authors observed that the optimal latency values on the Internet reflect transmission speeds closer to 50% of the speed of light. Accordingly, an optimal round-trip signal transmission time of 1000 miles (1600 km) is approximately 22 ms, and an optimal round-trip signal transmission time of 3000 miles (4800 km) is approximately 64 ms. Accordingly, one server located on one coast of the United States is too far away to serve customers on the other coast (which may be located at a distance of 3,000 miles (4,800 km)) with the required waiting time. However, as shown in FIG. 13a, if the server center 1300 of the hosting service 210 is located in the center of the United States (e.g., Kansas, Nebraska, etc.) so that the distance to any point in the continental United States is approximately 1,500 miles (2,400 km) or less, then the round-trip signal transmission time on the Internet can be equal to only 32 ms. According to fig.4b, we note that, despite the fact that the latency in the worst case, valid for (connecting) 453 ISP users, is 25 ms, as a rule, the authors observed latency values closer to 10-15 ms with systems cable modem communications and DSL. In addition, according to fig.4b, it is assumed that the maximum distance from the territory 211 of the user to the hosting center 210 is equal to 1000 miles (1600 km). Accordingly, with a typical used round-trip signal transmission time (via connection), the ISP user is 15 ms and the maximum distance via the Internet is 1500 miles (2400 km) for a round-trip signal transmission time of 32 ms, the total round-trip signal transmission time from when the user drives the input device 421 and observes the response on the display 422 is 1 + 1 + 15 + 32 + 1 + 16 + 6 + 8 = 80 ms. Accordingly, when transmitting over the Internet over a distance of 1,500 miles (2,400 km), as a rule, a response time of 80 ms can be obtained. This can provide any territory of the user with a sufficiently short waiting time of 453 times (for connecting) to an ISP user in the continental USA to access one server center, which is located in the center.

В другом варианте осуществления, изображенном на фиг.13b, серверные центры, HS1-HS6, службы 210 хостинга стратегически размещены по Соединенным Штатам (или другому географическому региону), причем определенные большие серверные центры службы хостинга расположены близко к центрам с высокой плотностью населения (например, HS2 и HS5). В одном варианте осуществления серверные центры HS1-HS6 обмениваются информацией через сеть 1301, которая может быть Internet, или частной сетью, или комбинацией обоих. В отношении множества серверных центров услуги могут оказываться с меньшим временем ожидания для пользователей, у которых время 453 ожидания ISP пользователя является большим. In another embodiment of FIG. 13b, server centers, HS1-HS6, hosting services 210 are strategically located in the United States (or other geographic region), with certain large hosting server centers being located close to high population centers (e.g. HS2 and HS5). In one embodiment, the server centers HS1-HS6 exchange information through a network 1301, which may be the Internet, or a private network, or a combination of both. For a plurality of server centers, services can be provided with less latency for users who have a longer ISP 453 waiting time for the user.

Несмотря на то, что расстояние по Internet определенно является фактором, который увеличивает время передачи сигнала туда и обратно через Internet, иногда играют роль другие факторы, которые в основном не связаны со временем ожидания. Иногда поток пакетов маршрутизируется через Internet в удаленное местоположение и обратно, что в результате приводит ко времени ожидания из-за длинной линии связи. Иногда оборудование для маршрутизации, находящееся на пути (прохождения сигнала) не работает должным образом, что в результате приводит к задержке передачи. Иногда путь перегружен трафиком, что вводит задержку. И, иногда, имеет место отказ, который не дает возможность ISP пользователя осуществлять маршрутизацию в данный пункт назначения. Соответственно, несмотря на то, что общий Internet обычно обеспечивает соединения из одной точки в другую с довольно надежным и оптимальным маршрутом и временем ожидания, которое в значительной степени определяется расстоянием (особенно в соединениях дальней связи, которые в результате приводят к маршрутизации за пределами локальной зоны пользователя), такие надежность и время ожидания ни в коем случае не гарантируется и часто не могут быть получены из территории пользователя в данный пункт назначения в общем Internet.Although distance over the Internet is definitely a factor that increases the time it takes to send a signal back and forth over the Internet, other factors sometimes play a role, which are mostly not related to latency. Sometimes a packet stream is routed over the Internet to a remote location and vice versa, resulting in latency due to a long communication line. Sometimes routing equipment in the path (signal path) does not work properly, resulting in a delay in transmission. Sometimes the path is overloaded with traffic, which introduces a delay. And, sometimes, there is a failure that does not allow the ISP user to route to this destination. Accordingly, despite the fact that the general Internet usually provides connections from one point to another with a fairly reliable and optimal route and waiting time, which is largely determined by the distance (especially in long-distance connections, which result in routing outside the local area user), such reliability and waiting time are by no means guaranteed and often cannot be obtained from the user's territory to a given destination on the Internet.

В одном варианте осуществления, когда клиент 415 пользователя вначале соединяется со службой 210 хостинга для воспроизведения видеоигры или использования приложения, клиент осуществляет связь с каждым из серверных центров HS1-HS6 службы хостинга, доступных после запуска (например, с использованием способов, описанных выше). Если время ожидания является достаточно малым для конкретного соединения, то используется это соединение. В одном варианте осуществления клиент осуществляет связь со всеми серверными центрами службы хостинга или их подмножеством, причем выбирается серверный центр с соединением с самым малым временем ожидания. Клиент может выбирать центр обслуживания с соединением с самым малым временем ожидания, или центры обслуживания могут идентифицировать центр обслуживания с соединением с самым малым временем ожидания и обеспечивать эту информацию (например, в виде адреса Internet) в клиент.In one embodiment, when a user client 415 first connects to a hosting service 210 to play a video game or use an application, the client communicates with each of the hosting service server centers HS1-HS6 available after startup (for example, using the methods described above). If the latency is short enough for a particular connection, then this connection is used. In one embodiment, the client communicates with all server centers of the hosting service or a subset thereof, and a server center with a connection with the shortest latency is selected. The client can select the service center with the connection with the lowest latency, or the service centers can identify the service center with the connection with the lowest latency and provide this information (for example, in the form of an Internet address) to the client.

Если конкретный серверный центр службы хостинга перегружен и/или для приложения или игры пользователя время ожидания для соединения с другим, менее загруженным серверным центром службы хостинга является допустимым, то клиент 415 может быть перенаправлен в другой серверный центр службы хостинга. В такой ситуации игра или приложение, исполняемые пользователем, приостанавливаются на сервере 402 в перегруженном серверном центре пользователя, и данные о состоянии приложения или игры передаются в сервер 402, находящийся в другом серверном центре службы хостинга. После этого игра или приложение возобновляются. В одном варианте осуществления служба 210 хостинга ожидает до тех пор, пока игра или приложение не достигнут естественной точки приостановки (например, между уровнями в игре, или после того, как пользователь инициирует операцию "сохранение" в приложении), для упомянутой передачи. В еще одном варианте осуществления служба 210 хостинга ожидает до тех пор, пока активность пользователя не прекратится на заданный период времени (например, на 1 минуту), и тогда инициирует упомянутую передачу в это время.If a particular server hosting service center is overloaded and / or for a user application or game the latency for connecting to another, less loaded server hosting service center is acceptable, then client 415 can be redirected to another hosting service server center. In such a situation, the game or application executed by the user is suspended on the server 402 in the congested server center of the user, and data on the state of the application or game is transmitted to the server 402 located in another server center of the hosting service. After that, the game or application resumes. In one embodiment, the hosting service 210 waits until the game or application reaches its natural suspension point (for example, between levels in the game, or after the user initiates a “save” operation in the application) for said transfer. In yet another embodiment, the hosting service 210 waits until the user activity has ceased for a predetermined period of time (e.g., 1 minute), and then initiates said transfer at that time.

Как описано выше, в одном варианте осуществления, служба 210 хостинга абонирует услугу 440 по обходу Internet по фиг.14 с целью обеспечения своим клиентам гарантируемого времени ожидания. Услуги по обходу Internet, как используется в этом описании, являются услугами, которые обеспечивают маршруты через частную сеть от одной точки до другой (точки) в Internet с гарантируемыми характеристиками (например, время ожидания, скорость передачи данных и т.д.). Например, если служба 210 хостинга принимает большой объем трафика от пользователей, использующих услугу DSL AT&T, предлагаемую в Сан-Франциско, то вместо маршрутизации в находящиеся в Сан-Франциско центральные АТС AT&T служба 210 хостинга может арендовать частное информационное соединение с большой пропускной способностью у провайдера услуг (возможно, у компании AT&T непосредственно или у другого провайдера) между находящимися в Сан-Франциско центральными АТС и одним или несколькими серверными центрами для службы 210 хостинга. Тогда, если маршруты от всех серверных центров HS1-HS6 службы хостинга через общий Internet до пользователя, находящегося в Сан-Франциско, с использованием DSL AT&T в результате приводят к слишком большому времени ожидания, то вместо них может быть использовано частное информационное соединение. Несмотря на то, что частные информационные соединения, как правило, являются более дорогими, чем маршруты через общий Internet, до тех пор, пока они составляют небольшой процент от соединений службы 210 хостинга с пользователями, общее влияние на стоимость будет оставаться на низком уровне, и пользователи будут испытывать более постоянный практический опыт обслуживания.As described above, in one embodiment, the hosting service 210 subscribes to the Internet bypass service 440 of FIG. 14 in order to provide its customers with a guaranteed waiting time. Internet bypass services, as used in this description, are services that provide routes through a private network from one point to another (point) to the Internet with guaranteed characteristics (for example, latency, data rate, etc.). For example, if the hosting service 210 receives a large amount of traffic from users using the DSL AT&T service offered in San Francisco, then instead of routing to AT&T central exchanges located in San Francisco, the hosting service 210 can rent a private high-bandwidth data connection from the provider services (possibly from AT&T directly or from another provider) between central exchanges located in San Francisco and one or more server centers for the 210 hosting service. Then, if the routes from all server centers HS1-HS6 of the hosting service via the common Internet to the user located in San Francisco using the AT&T DSL result in too long waiting times, then a private data connection can be used instead. Although private data connections are generally more expensive than routes over the common Internet, as long as they make up a small percentage of the connections of the hosting service 210 to users, the overall cost effect will remain low, and users will experience more consistent hands-on service experience.

Серверные центры часто имеют два уровня резервного питания в случае отказа в системе питания. Первый уровень, как правило, является резервным питанием от батарей (или от альтернативного, находящегося в готовности к немедленному использованию, источника энергии, такой маховик, который поддерживается в рабочем состоянии и подсоединен к генератору), которое немедленно обеспечивает питание, когда происходит отказ в питающей линии, и поддерживает в рабочем состоянии серверный центр. Если отказ в системе питания является непродолжительным, и происходит быстрый возврат питающей линии (например, в течение одной минуты), то батареи - это все, что необходимо для поддержания серверного центра в рабочем состоянии. Но если отказ в системе питания происходит в течение более длительного периода времени, то, как правило, запускают генераторы (например, дизельные), которые принимают на себя функции батарей и могут работать, пока у них есть топливо. Такие генераторы являются чрезвычайно дорогими, так как они должны быть способны выводить такую мощность, какую обычно получает серверный центр из питающей линии. Server centers often have two levels of backup power in the event of a power failure. The first level, as a rule, is battery backup (or from an alternative source of energy, ready for immediate use, such a flywheel that is maintained in operation and connected to the generator), which immediately provides power when a power failure occurs lines, and maintains a server center. If the power system failure is short, and the power line returns quickly (for example, within one minute), then the batteries are all that is necessary to maintain the server center in working condition. But if a failure in the power supply system occurs for a longer period of time, then, as a rule, they start generators (for example, diesel), which take on the functions of batteries and can work while they have fuel. Such generators are extremely expensive since they must be able to output the power that a server center typically receives from a power line.

В одном варианте осуществления каждая из служб HS1-HS5 хостинга совместно использует пользовательские данные так, что, если в одном серверном центре происходит отказ в системе питания, то он может приостановить игры и приложения, которые находятся в процессе (исполнения), и затем передает данные о состоянии приложения или игры из каждого сервера 402 в серверы 402, находящиеся в других серверных центрах, и затем уведомят клиента 415 каждого пользователя и предписывает, чтобы он передавал информацию в новый сервер 402. С учетом того, что такие ситуации происходят редко, может оказаться приемлемой передача пользователя серверному центру службы хостинга, который не может обеспечивать оптимальное время ожидания (т.е. пользователь просто должен будет мириться с более высоким временем ожидания в течение отказа в системе питания), что обеспечивает гораздо более широкие возможности для передачи пользователей. Например, с учетом разных часовых поясов в США, пользователи на Восточном побережье могут ложиться сыпать в 23:30, в то время как пользователи на Западном Побережье в 20:30 начинают максимально использовать видеоигры. Если в это время происходит отказ в системе питания в серверном центре службы хостинга, находящемся на Западном Побережье, то, возможно, нет достаточного количества серверов 402, находящихся на Западном Побережье, в других серверных центрах службы хостинга для управления всеми пользователями. В такой ситуации некоторые пользователи могут быть переданы в серверные центры службы хостинга, находящиеся на Восточном побережье, в которых существуют доступные серверы 402, и единственным последствием для пользователей будет большее время ожидания. После передачи пользователей из серверного центра, который остался без электричества, серверный центр может начать в должном порядке отключение своих серверов и оборудования так, чтобы все оборудование было отключено до разрядки батарей (или другого немедленно подключаемого резервного питания). Следовательно, серверный центр может избежать затрат на генератор. In one embodiment, each of the hosting services HS1-HS5 shares user data so that if a power system failure occurs in one server center, it can pause games and applications that are in the process of (execution), and then transfers data about the state of the application or game from each server 402 to servers 402 located in other server centers, and then notify each user 415 and instructs him to transfer information to the new server 402. Given the fact that such situations rarely occur, it may be acceptable to transfer the user to the server center of the hosting service, which cannot provide optimal latency (i.e., the user simply has to put up with a higher latency during a power failure), which provides much greater opportunities for user transfers. For example, given the different time zones in the United States, users on the East Coast can go to bed at 11:30 p.m., while users on the West Coast at 20:30 can begin to make the most of video games. If at this time a power failure occurs in the server center of the hosting service located on the West Coast, then there may not be a sufficient number of servers 402 located on the West Coast in other server centers of the hosting service to manage all users. In this situation, some users may be transferred to server centers of hosting services located on the East Coast, in which 402 servers are available, and the only consequence for users will be a longer waiting time. After transferring users from the server center, which was left without electricity, the server center can begin to properly shut down its servers and equipment so that all equipment is turned off before the batteries (or other immediately connected backup power) are exhausted. Therefore, the server center can avoid generator costs.

В одном варианте осуществления во время периодов интенсивной нагрузки служб 210 хостинга (или вследствие пиковой пользовательской нагрузки, или вследствие отказа одного или нескольких серверных центров) пользователей передают в другие серверные центры на основе требований к времени ожидания игры или приложения, которые они используют. Соответственно, пользователям, использующим игры или приложения, которые требуют малого времени ожидания, отдается предпочтение (при предоставлении) доступных соединений с серверами с малым временем ожидания при ограниченном питании.In one embodiment, during periods of heavy load of the hosting services 210 (either due to peak user load, or due to the failure of one or more server centers), users are transferred to other server centers based on the latency requirements of the game or application that they use. Accordingly, users using games or applications that require low latency are given preference (when provided) to available connections to servers with low latency with limited power.

Признаки службы хостингаSigns of a hosting service

На фиг.15 изображен вариант осуществления компонентов серверного центра для службы 210 хостинга, используемый в нижеследующем описании признаков. Как и в случае со службой 210 хостинга, изображенной на фиг.2a, компонентами этого серверного центра управляет и (их работу) координирует система 401 управления службы 210 хостинга, если не оговорено иное. FIG. 15 illustrates an embodiment of server center components for a hosting service 210 used in the following description of features. As with the hosting service 210 of FIG. 2a, the components of this server center are managed and (their operation) coordinated by the management system 401 of the hosting service 210, unless otherwise specified.

Входящий трафик 1501 в Internet из клиентов 415 пользователя направляется во входящую маршрутизацию 1502. Как правило, входящий трафик 1501 в Internet входит в серверный центр через высокоскоростное оптоволоконное соединение с Internet, но будет достаточно любых средств сетевого соединения с отвечающими требованиям полосой пропускания, надежностью и малым временем ожидания. Входящая маршрутизация 1502 является системой сетевых (сеть может быть реализована как сеть Ethernet, сеть волоконно-оптических каналов или посредством любых других транспортных средств) коммутаторов и серверов маршрутизации, поддерживающих коммутаторы, которая принимает поступающие пакеты и маршрутизирует каждый пакет в соответствующий сервер 1521-1525 приложения/игры ("app/game"). В одном варианте осуществления пакет, который доставляется на конкретный сервер приложения/игры, представляет подмножество данных, принимаемых из клиента, и/или может быть преобразован/изменен другими сетевыми компонентами (например, такими сетевыми компонентами, как шлюзы и маршрутизаторы) в центре обработки и хранения данных. В некоторых случаях, пакеты маршрутизируются в несколько серверов 1521-1525 одновременно, например, если игра или приложение исполняются параллельно одновременно на множестве серверов. Дисковый массив 1511-1512 типа RAID соединен с сетью 1502 с входящей маршрутизацией так, что серверы 1521-1525 приложения/игры могут считывать с дисковых массивов 1511-1512 типа RAID и записывать на них. Кроме того, дисковый массив 1515 типа RAID (который может быть реализован как множество дисковых массивов типа RAID) также соединен с входящей маршрутизацией 1502, и данные из дискового массива 1515 типа RAID могут быть считаны из серверов 1521-1525 приложения/игры. Входящая маршрутизация 1502 может быть реализована в широком диапазоне архитектур сети предшествующего уровня техники, включающих в себя древовидную структуру коммутаторов, с входящим трафиком 1501 в Internet в его корне, в ячеистой структуре, соединяющей все различные устройства, или как набор взаимосвязанных подсетей, с трафиком, сосредоточенным между (устройствами) внутренней связи, отделенным от трафика, сосредоточенного среди других устройств. Одним типом конфигурации сети является SAN, которая, несмотря на то, что она, как правило, используется для запоминающих устройств, она также может использоваться для обычной высокоскоростной передачи данных между устройствами. Кроме того, серверы 1521-1525 приложение/игра, каждый, может иметь множество сетевых соединений во входящую маршрутизацию 1502. Например, сервер 1521-1525 может иметь сетевое соединение с подсетью, подсоединенной к дисковым массивам 1511-1512 типа RAID, и другое сетевое соединение с подсетью, подсоединенной к другим устройствам.Inbound traffic 1501 to the Internet from 415 user clients is routed to inbound routing 1502. Typically, inbound traffic 1501 to the Internet enters the server center through a high-speed fiber-optic connection to the Internet, but any means of network connection with adequate bandwidth, reliability, and small waiting time. Inbound routing 1502 is a network system (a network can be implemented as an Ethernet network, a network of fiber optic channels or by any other means of transport) of switches and routing servers supporting switches, which receives incoming packets and routes each packet to the corresponding application server 1521-1525 / games ("app / game"). In one embodiment, a packet that is delivered to a particular application / game server represents a subset of the data received from the client and / or can be converted / modified by other network components (e.g., network components such as gateways and routers) in the processing center and data storage. In some cases, packets are routed to several 1521-1525 servers at the same time, for example, if a game or application is running in parallel on multiple servers at the same time. A RAID array 1511-1512 of a RAID type is connected to an incoming routing network 1502 so that application / game servers 1521-1525 can read from and write to RAID 1511-1512 RAID arrays. In addition, a RAID type 1515 disk array (which can be implemented as a plurality of RAID type disk arrays) is also connected to inbound routing 1502, and data from a RAID type 1515 disk array can be read from application / game servers 1521-1525. Inbound routing 1502 can be implemented in a wide range of prior art network architectures, including a tree-like structure of switches, with 1501 incoming Internet traffic at its root, in a mesh structure connecting all the different devices, or as a set of interconnected subnets, with traffic, concentrated between intercoms (devices), separated from traffic concentrated among other devices. One type of network configuration is a SAN, which, although it is typically used for mass storage devices, it can also be used for normal high-speed data transfer between devices. In addition, application / game servers 1521-1525 can each have multiple network connections for incoming routing 1502. For example, server 1521-1525 can have a network connection to a subnet connected to RAID arrays 1511-1512 and another network connection with a subnet connected to other devices.

Серверы 1521-1525 приложения/игры могут все быть сконфигурированы одинаково, некоторые - по-разному, или все - по-разному, как описано ранее в отношении серверов 402 в варианте осуществления, изображенном на фиг.4a. В одном варианте осуществления каждый пользователь при использовании службы хостинга обычно (использует), по меньшей мере, один сервер 1521-1525 приложения/игры. Для простоты объяснения предположим, что данный пользователь использует сервер 1521 приложения/игры, но множество серверов могут использоваться одним пользователем, и множество пользователей могут совместно использовать один сервер 1521-1525 приложения/игры. Ввод сигнала управления пользователя, отправленный из клиента 415, как описано ранее, принимается как входящий трафик 1501 в Internet и маршрутизируется через входящую маршрутизацию 1502 в сервер 1521 приложения/игры. Сервер 1521 приложения/игры использует ввод сигнала управления пользователя как ввод сигнала управления в игру или приложение, исполняющиеся на сервере, и вычисляет следующий кадр видео и аудио, связанного с ним. Сервер 1521 приложения/игры после этого выводит несжатое видео/аудио 1529 в совместно используемое сжатие 1530 видео. Сервер приложения/игры может выводить несжатое видео посредством любых средств, включающих в себя одно или несколько соединений по технологии Gigabit Ethernet, но в одном варианте осуществления видео выводится через соединение DVI, а аудио и другие сжатые данные и информация о состоянии канала связи выводятся через соединение универсальной последовательной шины (USB). Application / game servers 1521-1525 may all be configured the same, some differently, or all differently, as previously described with respect to servers 402 in the embodiment depicted in FIG. 4a. In one embodiment, each user when using a hosting service typically (uses) at least one application / game server 1521-1525. For ease of explanation, suppose a given user is using an application / game server 1521, but many servers can be used by one user, and many users can share a single application / game server 1521-1525. The user control signal input sent from client 415 as described previously is received as incoming traffic 1501 to the Internet and routed through incoming routing 1502 to the application / game server 1521. The application / game server 1521 uses the input of a user control signal as input of a control signal to a game or application running on the server, and calculates the next frame of video and audio associated with it. The application / game server 1521 then outputs the uncompressed video / audio 1529 to the shared video compression 1530. An application / game server can output uncompressed video by any means including one or more Gigabit Ethernet connections, but in one embodiment, video is output via a DVI connection, and audio and other compressed data and channel status information are output through the connection universal serial bus (USB).

Совместно используемое сжатие 1530 видео сжимает несжатое видео и аудио из серверов 1521-525 приложения/игры. Сжатие может быть реализовано полностью в аппаратном обеспечении, или в аппаратном обеспечении, исполняющем программное обеспечение. Для каждого сервера 1521-1525 приложения/игры может (существовать) выделенное устройство сжатия, или если устройства сжатия являются достаточно быстрыми, то данное устройство сжатия можно использовать для сжатия видео/аудио из нескольких серверов 1521-1525 приложения/игры. Например, при 60 кадр/с время видеокадра равно 16,67 мс. Если устройство сжатия может сжимать один кадр в 1 мс, то это устройство сжатия можно использовать для сжатия видео/аудио из 16 серверов 1521-1525 приложения/игры посредством приема ввода из одного сервера за другим, причем устройство сжатия сохраняет состояние каждого процесса сжатия видео/аудио и переключает контекст по мере того, как оно циклически переключается между потоками видео/аудио из серверов. Это в результате приводит к существенной экономии затрат на аппаратное обеспечение для сжатия. Так как разные серверы будут завершать кадры в разное время, в одном варианте осуществления, ресурсы устройства сжатия находятся в совместно используемом пуле 1530 с совместно используемым средством хранения (например, RAM, флэш-память) для хранения состояния каждого процесса сжатия, и когда кадр сервера 1521-1525 закончен и готов для сжатия, средство управления определяет, какой ресурс сжатия является доступным в этот момент, обеспечивает ресурс сжатия состоянием процесса сжатия сервера и кадром несжатого видео/аудио для сжатия. Shared video compression 1530 compresses uncompressed video and audio from application / game servers 1521-525. Compression can be implemented entirely in hardware, or in hardware running software. For each application / game server 1521-1525, a dedicated compression device may (exist), or if the compression devices are fast enough, then this compression device can be used to compress video / audio from several application / game servers 1521-1525. For example, at 60 frames / s, the video frame time is 16.67 ms. If the compression device can compress one frame in 1 ms, then this compression device can be used to compress video / audio from 16 application / game servers 1521-1525 by receiving input from one server after another, and the compression device saves the state of each video compression process / audio and switches context as it cyclically switches between streams of video / audio from the servers. This results in significant cost savings in hardware for compression. Since different servers will complete frames at different times, in one embodiment, the resources of the compression device are in a shared pool 1530 with a shared storage medium (eg, RAM, flash memory) for storing the state of each compression process, and when the server frame 1521-1525 is finished and ready for compression, the control tool determines which compression resource is available at this moment, provides the compression resource with the state of the server compression process and a frame of uncompressed video / audio for compression.

Отметим, что часть состояния процесса сжатия каждого сервера включает в себя информацию о самом сжатии, например, восстановленные данные буфера кадра предыдущего кадра, которые могут использоваться как опорный элемент для P-фрагментов, разрешающая способность видеовыхода, качество сжатия, мозаичная структура, выделение битов для каждых фрагментов, качество сжатия, аудиоформат (например, стерео, объемный звук, AC Dolby® 3). Но состояние процесса сжатия также включает в себя информацию о состоянии канала связи относительно пиковой скорости 941 передачи данных и того, выводится ли в настоящее время предыдущий кадр (как изображено на фиг.9b) (и в результате текущий кадр должен быть проигнорирован), и, возможно, того, существуют ли характеристики канала, которые должны учитываться при сжатии, например, чрезмерная потеря пакетов, которые влияют на принятие решений в отношении сжатия (например, с точки зрения частоты I-фрагментов и т.д.). По мере того, как пиковая скорость 941 передачи данных или другие характеристики канала изменяются со временем, как определяется сервером 1521-1525 приложения/игры, поддерживающим данные текущего контроля каждого пользователя, отправляемые из клиента 415, сервер 1521-1525 приложения/игры отправляет соответствующую информацию в совместно используемое аппаратное сжатие 1530. Note that part of the state of the compression process of each server includes information about the compression itself, for example, the restored frame buffer data of the previous frame, which can be used as a reference element for P fragments, video output resolution, compression quality, mosaic structure, bit allocation for each clip, compression quality, audio format (e.g. stereo, surround sound, AC Dolby® 3). But the state of the compression process also includes information about the state of the communication channel regarding the peak data rate 941 and whether the previous frame is currently being displayed (as shown in Fig. 9b) (and as a result, the current frame should be ignored), and, it is possible that there are channel characteristics that should be taken into account during compression, for example, excessive packet loss, which affect decision making regarding compression (for example, in terms of the frequency of I-fragments, etc.). As the peak data rate 941 or other channel characteristics change over time, as determined by the application / game server 1521-1525 supporting each user's current monitoring data sent from client 415, the application / game server 1521-1525 sends the corresponding information into shared hardware compression 1530.

Совместно используемое аппаратное сжатие 1530 также разбивает на пакеты сжатое видео/аудио с использованием средств, например, средств, описанных ранее, и если требуется, то с применением кодов FEC, дублированием определенных данных или принятием других мер для соответствующего обеспечения возможности принятия клиентом 415 потока видео/аудиоданных и восстановления сжатых данных с максимально возможным качеством и надежностью.Shared hardware compression 1530 also packetizes compressed video / audio using tools, for example, tools described earlier, and if necessary, using FEC codes, duplicating certain data, or taking other measures to appropriately allow the client 415 to accept the video stream / audio data and recovery of compressed data with the highest possible quality and reliability.

Некоторые приложения, например, описанные ниже, требуют, чтобы видео/аудиовыход данного сервера 1521-1525 приложения/игры был доступным со многими разрешающими способностями (или в других разнообразных форматах) одновременно. Если сервер 1521-1525 приложения/игры так уведомляет ресурс совместно используемого аппаратного сжатия 1530, то несжатые видео /аудио 1529 этого сервера 1521-1525 приложения/игры будут одновременно сжаты в разных форматах, с разными разрешающими способностями и/или с разными структурами исправления ошибок/пакетов. В некоторых случаях некоторые ресурсы сжатия могут совместно использоваться множеством процессов сжатия, сжимающих идентичное видео/аудио (например, во многих алгоритмах сжатия, существует этап, на котором изображение масштабируется во множество размеров перед применением сжатия. Если требуется вывод изображений разных размеров, то этот этап может использоваться для обслуживания нескольких процессов сжатия одновременно. В других случаях для каждого формата требуются отдельные ресурсы сжатия. В любом случае, сжатое видео/аудио 1539 со всеми требуемыми различными разрешающими способностями и во всех требуемых различных форматах для данного сервера 1521-1525 приложения/игр (будь то один или много) выводится одновременно в исходящую маршрутизацию 1540. В одном варианте осуществления вывод сжатого видео/аудио 1539 осуществляется в формате UDP, соответственно, он является однонаправленным потоком пакетов. Some applications, such as those described below, require the video / audio output of a given application / game server 1521-1525 to be available with many resolutions (or in various other formats) at the same time. If the application / game server 1521-1525 so notifies the shared hardware compression resource 1530, then the uncompressed video / audio 1529 of this application / game server 1521-1525 will be simultaneously compressed in different formats, with different resolutions and / or with different error correction structures / packages. In some cases, some compression resources can be shared by many compression processes that compress the same video / audio (for example, in many compression algorithms, there is a stage where the image is scaled to many sizes before applying compression. If you need to output images of different sizes, then this stage It can be used to serve several compression processes simultaneously. In other cases, separate compression resources are required for each format. In any case, compressed video / audio 1539 the seven required different resolutions and in all the different formats required for a given application / game server 1521-1525 (be it one or many) is output simultaneously to outbound routing 1540. In one embodiment, the output of compressed video / audio 1539 is in UDP format, respectively , it is a unidirectional stream of packets.

Сеть 1540 исходящей маршрутизации содержит набор коммутаторов и серверов маршрутизации, которые направляют каждый поток сжатого видео/аудио пользователю(ям), которому(ым) он предназначен, или в другие пункты назначения через интерфейс исходящего трафика 1599 из Internet (которые, как правило, подключены к волоконно-оптическому интерфейсу с Internet), и/или обратно в буфер 1515 задержки, и/или обратно во входящую маршрутизацию 1502, и/или через частную сеть (не изображена) для распределения видео. Отметим, что (как описывается ниже) исходящая маршрутизация 1540 может выводить данный видео/аудиопоток во множество пунктов назначения одновременно. В одном варианте осуществления это реализовано с использованием групповой передачи по протоколу Internet (IP), в которой передается данный поток UDP, предназначенный для передачи потоком в множество пунктов назначения одновременно, и это широковещание повторяется коммутаторами и серверами маршрутизации в исходящей маршрутизации 1540. Множеством пунктов назначения широковещания могут быть клиенты 415 множества пользователей, (доступные) через Internet, множество серверов 1521-1525 приложения/игры, (доступные) через входящую маршрутизацию 1502, и/или один или несколько буферов 1515 задержки. Соответственно, выход данного сервера 1521-1522 сжимают в один или множество форматов, и каждый сжатый поток направляется в один или множество пунктов назначения.The outbound routing network 1540 contains a set of switches and routing servers that direct each stream of compressed video / audio to the user (s) to whom they are intended, or to other destinations via the outgoing traffic interface 1599 from the Internet (which are usually connected to the fiber optic interface with the Internet), and / or back to the delay buffer 1515, and / or back to the incoming routing 1502, and / or through a private network (not shown) for video distribution. Note that (as described below) outbound routing 1540 can output a given video / audio stream to multiple destinations simultaneously. In one embodiment, this is implemented using Internet Protocol (IP) multicast, in which a given UDP stream is destined to be streamed to multiple destinations at the same time, and this broadcast is repeated by the switches and routing servers in the outbound routing 1540. The multiple destinations broadcasts can be clients 415 multiple users (available) via the Internet, multiple servers 1521-1525 applications / games, (available) through inbound routing 1502, and / or one and Do multiple 1515 delay buffers. Accordingly, the output of this server 1521-1522 is compressed into one or many formats, and each compressed stream is sent to one or many destinations.

Кроме того, в другом варианте осуществления, если множество серверов 1521-1525 приложения/игры одновременно используются одним пользователем (например, в конфигурации параллельной обработки для создания 3D вывода сложной сцены) и каждый сервер выводит часть получающегося в результате изображения, то видеовыход из множества серверов 1521-1525 может объединяться совместно используемым аппаратным сжатием 1530 в комбинированный кадр, и с этого момента и далее он обрабатывается так, как описано выше, как если бы он выходил из одного сервера 1521-1525 приложения/игры. In addition, in another embodiment, if a plurality of application / game servers 1521-1525 are simultaneously used by one user (for example, in a parallel processing configuration to create 3D output of a complex scene) and each server outputs a portion of the resulting image, then the video output from the plurality of servers 1521-1525 can be combined with shared hardware compression 1530 into a combined frame, and from now on it is processed as described above, as if it were leaving one server 1521-1525 adj eniya / game.

Отметим, что в одном варианте осуществления, копия (по меньшей мере, с разрешающей способностью видео, просматриваемого пользователем, или выше) всего видео, формируемого серверами 1521-1525 приложения/игры, записывается в буфер 1515 задержки, по меньшей мере, на некоторое количество минут (15 минут в одном варианте осуществления). Это обеспечивает возможность каждому пользователю "перематывать" видео из каждого сеанса для просмотра предыдущих действия или деяний (в случае игры). Соответственно, в одном варианте осуществления, в отношении каждого выходного 1539 потока сжатого видео/аудио, маршрутизируемого в клиент 415 пользователя, также осуществляется групповая передача в буфер 1515 задержки. Когда видео/аудио сохраняется в буфере 1515 задержки, каталог в буфере 1515 задержки обеспечивает перекрестную ссылку между сетевым адресом сервера 1521-1525 приложения/игры, который является источником задержанного видео/аудио, и местом в буфере 1515 задержки, где задержанное видео/аудио может быть найдено.Note that in one embodiment, a copy (at least with a resolution of the video viewed by the user or higher) of the entire video generated by the application / game servers 1521-1525 is written to the delay buffer 1515 by at least a certain amount minutes (15 minutes in one embodiment). This provides an opportunity for each user to “rewind” the video from each session to view previous actions or actions (in the case of a game). Accordingly, in one embodiment, for each output 1539 of a compressed video / audio stream routed to a user client 415, a multicast is also sent to the delay buffer 1515. When video / audio is stored in the delay buffer 1515, the directory in the delay buffer 1515 provides a cross reference between the network address of the application / game server 1521-1525, which is the source of the delayed video / audio, and the location in the delay buffer 1515, where the delayed video / audio can to be found.

Игры в реальном масштабе времени, немедленно выводимые на экран, с возможностью немедленного ведения игрыReal-time games that are immediately displayed on the screen, with the ability to immediately play the game

Серверы 1521-1525 приложения/игры могут использоваться не только для исполнения данного приложения или видеоигры для пользователя, но они также могут использоваться для создания интерфейсных приложений пользователя для службы 210 хостинга, которые поддерживают навигацию в службе 210 хостинга и другие признаки. Моментальный снимок экрана одного такого интерфейсного приложения пользователя изображен на фиг.16, экран "Game Finder" ("средство поиска игры"). Этот конкретный экран интерфейса пользователя обеспечивает возможность пользователю смотреть 15 игр, которые ведутся в реальном масштабе времени (или отложены) другими пользователями. Каждое из "миниатюрных" видеоокон, например 1600, является окном с видео в реальном масштабе времени в движении, показывающим одно видео из игры одного пользователя. Вид, показанный в миниатюре, может быть видом, идентичным тому, который видит пользователь, или он может быть задержанным видом (например, если пользователь ведет боевую игру, то пользователю может потребоваться, чтобы другие пользователи не видели, где он скрывается, и он может решить задержать какой-либо вид его геймплей на некоторый период времени, скажем, на 10 минут). Вид также может быть полем зрения камеры игры, который отличается от вида любого пользователя. Посредством выбора пунктов меню (не изображено в этом примере) пользователь может отобрать выборку игр для одновременного просмотра, исходя из различных критериев. Как небольшое осуществление выборки иллюстративных отборов, пользователь может выбрать случайную выборку игр (например, изображенную на фиг.16), все игры одного вида (все, которые ведут разные игроки), только высококотирующиеся игроки игры, игроки на данном уровне в игре, или низкокотирующиеся игроки (например, если игрок изучает основы), игроки, которые являются "приятелями" (или соперниками), игры, у которых наибольшее количество зрителей и т.д.Application / game servers 1521-1525 can be used not only to execute a given application or video game for a user, but they can also be used to create user interface applications for hosting service 210 that support navigation in hosting service 210 and other features. A screen shot of one such user interface application is shown in FIG. 16, the “Game Finder” screen. This particular user interface screen allows the user to watch 15 games that are played in real time (or delayed) by other users. Each of the "miniature" video windows, for example 1600, is a window with real-time video in motion, showing one video from the game of one user. The view shown in thumbnail may be a view identical to that seen by the user, or it may be a delayed view (for example, if the user is fighting a game, then the user may need other users to not see where he is hiding, and he can decide to delay any kind of gameplay for a certain period of time, say, 10 minutes). The view may also be a field of view of the game camera, which is different from the view of any user. By selecting menu items (not shown in this example), the user can select a selection of games for simultaneous viewing, based on various criteria. As a small sampling of illustrative selections, the user can select a random selection of games (for example, shown in Fig. 16), all games of the same type (all played by different players), only high-rated game players, players at a given level in the game, or low-rated players (for example, if the player is learning the basics), players who are “buddies” (or rivals), games that have the most viewers, etc.

Отметим, что, в общем, каждый пользователь принимает решение, могут ли другие смотреть видео его игры или приложения, и, если это так, то кто из них и когда может его смотреть, можно ли его смотреть только с задержкой. Note that, in general, each user decides whether others can watch videos of his games or applications, and if so, which of them and when can watch him, can he watch only with a delay.

Сервер 1521-1525 приложения/игры, который формирует экран интерфейса пользователя, изображенный на фиг.16, запрашивает 15 линий передач видео/аудио посредством отправки сообщения в сервер 1521-1525 приложения/игры для каждого пользователя, у которого он запрашивает игру. Сообщение отправляется через входящую маршрутизацию 1502 или другую сеть. Сообщение включает в себя размер и формат запрашиваемого видео/аудио и идентифицирует пользователя, просматривающего экран интерфейса пользователя. Данный пользователь может решить выбрать режим "privacy" ("конфиденциальность") и не обеспечить возможность каким-либо другим пользователям просматривать видео/аудио его игры (или с его точки обзора или с другой точки обзора), или как описано в предыдущем абзаце, пользователь может решить обеспечить возможность просмотра видео/аудио из его игры, но задержать просматриваемое видео/аудио. Сервер 1521-1525 приложения/игры пользователя, принимающий запрос и соглашающийся обеспечить возможность просмотра его видео/аудио, отправляет такое подтверждение в запрашивающий сервер, и он также уведомляет совместно используемое аппаратное сжатие 1530 о необходимости формирования дополнительного потока сжатого видео в запрашиваемом формате или с запрашиваемым размером экрана (при предположении, что формат и размер экрана отличаются от тех, которые уже формируются), и он также указывает пункт назначения для сжатого видео (т.е. запрашивающий сервер). Если запрашиваемое видео/аудио только задержано, то запрашивающий сервер 1521-1525 приложения/игры уведомляют об этом, и он запрашивает задержанное видео/аудио из буфера 1515 задержки посредством поиска места расположения видео/аудио в каталоге, находящемся в буфере 1515 задержки, и сетевого адреса сервера 1521-1525 приложения/игры, который является источником задержанного видео/аудио. После формирования и обработки всех этих запросов до 15 потоков видео миниатюрного размера в масштабе реального времени маршрутизируются из исходящей маршрутизации 1540 во входящую маршрутизацию 1502 в сервер 1521-1525 приложения/игры, формирующий экран интерфейса пользователя, и восстанавливаются и выводятся на экран сервером. Задержанные видео/аудио потоки могут быть со слишком большим размером экрана, и если это так, то сервер 1521-1525 приложения/игры восстановит сжатые потоки и уменьшит масштаб видеопотоков до размера миниатюры. В одном варианте осуществления запросы на аудио/видео отправляют (и она ими управляет) в центральную службу "управления", подобную системе управления службы хостинга по фиг.4a (не изображена на фиг.15), которая далее перенаправляет эти запросы в соответствующий сервер 1521-1525 приложения/игры. Кроме того, в одном варианте осуществления, может не требоваться запроса, потому что миниатюры "проталкиваются" в клиенты тех пользователей, которые дают разрешение на него. The application / game server 1521-1525, which forms the user interface screen shown in FIG. 16, requests 15 video / audio transmission lines by sending a message to the application / game server 1521-1525 for each user from whom he requests the game. The message is sent via inbound routing 1502 or another network. The message includes the size and format of the requested video / audio and identifies the user viewing the user interface screen. This user may decide to select the "privacy" mode and not provide the ability for any other users to view the video / audio of his game (either from his viewpoint or from another viewpoint), or as described in the previous paragraph, the user may decide to provide the ability to watch video / audio from his game, but delay the video / audio being watched. The server 1521-1525 of the user's application / game, accepting the request and agreeing to provide the possibility of viewing its video / audio, sends such a confirmation to the requesting server, and it also notifies the shared hardware compression 1530 of the need to generate an additional stream of compressed video in the requested format or with the requested screen size (assuming that the format and size of the screen are different from those that are already being formed), and it also indicates the destination for the compressed video (i.e., requesting server). If the requested video / audio is only delayed, the requesting server 1521-1525, the application / game is notified and it requests the delayed video / audio from the delay buffer 1515 by searching for the location of the video / audio in the directory located in the delay buffer 1515 and the network the server address 1521-1525 of the application / game, which is the source of the delayed video / audio. After the formation and processing of all these requests, up to 15 streams of miniature-sized video in real time are routed from the outgoing routing 1540 to the incoming routing 1502 to the application / game server 1521-1525, which forms the user interface screen, and are restored and displayed by the server. Delayed video / audio streams may be too large a screen size, and if so, the application / game server 1521-1525 will restore the compressed streams and reduce the scale of the video streams to the size of the thumbnail. In one embodiment, requests for audio / video are sent (and controlled by them) to a central “management” service, similar to the hosting service management system of FIG. 4a (not shown in FIG. 15), which then redirects these requests to the corresponding server 1521 -1525 applications / games. In addition, in one embodiment, a request may not be required because the thumbnails are “pushed” into the clients of those users who give permission to it.

Аудио из 15 игр, все смикшированное одновременно, может создать какофонию звуков. Пользователь может решить смикшировать все звуки вместе таким способом (возможно только для получения ощущения "шума", создаваемого всем просматриваемым действием), или пользователь может решить прослушивать только аудио из одной игры в данный момент времени. Выбор одной игры выполняют посредством перемещения желтой рамки 1601 выбора фрагмента в данную игру (перемещение желтой рамки может выполняться при использовании клавиш курсора на клавиатуре, при перемещении мыши, при перемещении джойстика или при нажатии на кнопки направления на другом устройстве, например, на мобильном телефоне). После выбора одной игры из этой игры воспроизводится только аудио. Кроме того, показывается информация 1602 об игре. В случае этой игры, например, логотип издателя ("EA") и логотип игры "Need for Speed Carbon" ("Жажда скорости"), и оранжевая горизонтальная полоса указывает в относительном выражении количество людей, ведущих эту игру или наблюдающих за ней в этот конкретный момент (много, в этом случае, поэтому игра является "горячей"). Кроме того, обеспечены "Статистические данные" ("Stats") с указанием того, что существуют 145 игроков, активно ведущих 80 разных экземпляров Need for Speed Game (т.е. она может вестись или как игра отдельного игрока или как игра с нескольким участниками), и существует 680 зрителей (одним из которых является этот пользователь). Отметим, что эти статистические данные (и другие статистические данные) собираются системой 401 управления службы хостинга и сохраняются в дисковых массивах 1511-1512 типа RAID для ведения журналов регистрации работы службы 210 хостинга и для надлежащего биллинга пользователей и выплат издателям, которые обеспечивают содержимое. Некоторые статистические данные записываются вследствие действий системы 401 управления службы, и некоторые сообщаются в систему 401 управления службы отдельным сервером 1521-1525 приложения/игры. Например, сервер 1521-1525 приложения/игры, исполняющий это приложение Game Finder (средство поиска игры), отправляет сообщения в систему 401 управления службы хостинга, когда игры просматриваются (и когда их прекращают для просмотра), чтобы она могла обновить статистические данные о том, сколько игр отображается на экране. Некоторые статистические данные доступны для интерфейсных приложений пользователя, например, для этого приложения Game Finder (средство поиска игры).Audio from 15 games, all mixed at the same time, can create a cacophony of sounds. The user can decide to mix all the sounds together in this way (it is only possible to get the feeling of “noise” created by the whole viewed action), or the user can decide to listen to only audio from one game at a time. The selection of one game is performed by moving the yellow frame 1601 of the fragment selection to the given game (moving the yellow frame can be performed by using the cursor keys on the keyboard, when moving the mouse, when moving the joystick or by pressing the direction buttons on another device, for example, on a mobile phone) . After selecting one game from this game, only audio is played. In addition, 1602 game information is displayed. In the case of this game, for example, the publisher’s logo ("EA") and the logo of the game "Need for Speed Carbon", and the orange horizontal bar indicates in relative terms the number of people leading or watching this game in this game. specific moment (a lot, in this case, so the game is "hot"). In addition, "Stats" is provided indicating that there are 145 players actively playing 80 different copies of the Need for Speed Game (i.e. it can be played either as a single player game or as a multi-player game ), and there are 680 viewers (one of which is this user). Note that these statistics (and other statistics) are collected by the hosting service management system 401 and stored in RAID type 1511-1512 disk arrays for maintaining the logs of the hosting service 210 and for proper billing of users and payments to publishers that provide the content. Some statistics are recorded due to the actions of the service management system 401, and some are reported to the service management system 401 by a separate application / game server 1521-1525. For example, an application / game server 1521-1525 executing this Game Finder application (game search tool) sends messages to the hosting service management system 401 when games are viewed (and when they are stopped for viewing) so that it can update statistics about how many games are displayed on the screen. Some statistics are available for front-end user applications, for example, for this application Game Finder (game search tool).

Если пользователь щелкает по кнопке активации на своем устройстве ввода, то он видит, что миниатюрное видео в желтой раме увеличивается, в то время как оно остается в режиме реального времени, до размера во весь экран. Это воздействие изображено в процессе на фиг.17. Отметим, что видеоокно 1700 увеличилось в размере. Для реализации этого воздействия сервер 1521-1525 приложения/игры запрашивает сервер 1521-1525 приложения/игры, исполняющий выбранную игру, для получения копии видеопотока для размера во весь экран (с разрешающей способностью дисплея 422 пользователя) игры, маршрутизируемой в него. Сервер 1521-1525 приложения/игры, исполняющий игру, уведомляет совместно используемое аппаратное устройство 1530 сжатия, что копия миниатюрного размера игры больше не требуется (если другой сервер 1521-1525 приложения/игры не требует такую миниатюру), и после этого он предписывает, чтобы он отправлял копию видео размера во весь экран в сервер 1521-1525 приложения/игры с распахиванием видео. Пользователь, ведущий игру, может иметь или может не иметь дисплей 422 с разрешающей способностью, идентичной разрешающей способности дисплея пользователя, увеличивающего изображение игры. Кроме того, другие зрители игры могут иметь или могут не иметь дисплеи 422 с разрешающей способностью, идентичной разрешающей способности дисплея пользователя, увеличивающего изображение игры (и могут иметь другие средства воспроизведения аудио, например, стерео или объемный звук). Соответственно, совместно используемое аппаратное устройство 1530 сжатия определяет то, формируется ли уже подходящий поток сжатого видео/аудио, который отвечает требованиям пользователя, запрашивающего упомянутый видео/аудио поток, и если он уже существует, то оно уведомляет исходящую маршрутизацию 1540, чтобы она маршрутизировала копию потока в сервер 1521-1525 приложения/игры с изменением масштаба изображения видео, и если (оно) не сжимает другую копию видео, которая подходит для этого пользователя, (то) выдает команду в исходящую маршрутизацию отправить упомянутый поток обратно во входящую маршрутизацию 1502 и сервер 1521-1525 приложения/игры, изменяющий масштаб изображения видео. Этот сервер, теперь принимающий полноэкранную версию выбранного видео, восстанавливает его и постепенно масштабирует его до полного размера. If the user clicks on the activation button on his input device, he sees that the thumbnail video in the yellow frame is enlarged, while it remains in real time, up to the size of the entire screen. This effect is depicted in the process of FIG. Note that the 1700 video window has increased in size. To implement this impact, the application / game server 1521-1525 requests the application / game server 1521-1525, executing the selected game, to obtain a copy of the video stream for the full screen size (with a resolution of 422 user displays) of the game routed to it. The application / game server 1521-1525 executing the game notifies the shared hardware compression device 1530 that a copy of the miniature size of the game is no longer required (if the other application / game server 1521-1525 does not require such a thumbnail), and after that it orders that he sent a full-size video copy to the server 1521-1525 of the application / game with video expansion. A game host may or may not have a display 422 with a resolution identical to that of a user display that enlarges a game. In addition, other game viewers may or may not have displays 422 with a resolution identical to the resolution of a user’s enlarged game display (and may have other audio playback means, such as stereo or surround sound). Accordingly, the shared hardware compression device 1530 determines whether a suitable compressed video / audio stream is already being generated that meets the requirements of the user requesting said video / audio stream, and if it already exists, it notifies the outgoing routing 1540 to route the copy stream to the application / game server 1521-1525 with zooming the video, and if (it) does not compress another copy of the video that is suitable for this user, (then) issues a command to the outgoing routing uw send said stream back into the incoming routing server 1502 and 1521-1525 apps / games, zoom the video image. This server, now accepting a full-screen version of the selected video, restores it and gradually scales it to full size.

На фиг.18 изображено то, как экран выглядит после окончательного увеличения масштаба изображения игры до полного экрана, и игра изображена с полной разрешающей способностью дисплея 422 пользователя, как показано посредством изображения, на которое указывает стрелка 1800. Сервер 1521-1525 приложения/игры, исполняющий приложение средства поиска игры, отправляет сообщения в другие серверы 1521-1525 приложения/игры, которые обеспечивали миниатюры, о том, что они больше не требуются, и сообщения в сервер 401 управления службы хостинга, о том, что другие игры больше не просматриваются. В это момент единственным изображением, которое он формирует, является наложением 1801 другого графического изображения наверху экрана, которое предоставляет информацию и управляющие элементы меню пользователю. Отметим, что по мере продвижения этой игры аудитория увеличилась до 2 503 зрителей. При таком большом количестве зрителей должно существовать много зрителей с дисплеями 422, разрешающие способности которых идентичны или близки (каждый сервер 1521-1525 приложения/игры может масштабировать видео для корректировки соответствия).On Fig depicts how the screen looks after the final zooming of the game to full screen, and the game is depicted with the full resolution of the user display 422, as shown by the image indicated by arrow 1800. Application / game server 1521-1525, the executing application of the game search tool sends messages to other servers 1521-1525 of the application / game that provided the thumbnails that they are no longer needed, and messages to the hosting service management server 401 that other games no longer viewed. At this moment, the only image that it forms is an overlay 1801 of another graphic image at the top of the screen, which provides information and menu controls to the user. Note that as this game progresses, the audience has increased to 2,503 viewers. With such a large number of viewers, there must be many viewers with displays 422 whose resolution capabilities are identical or close (each application / game server 1521-1525 can scale the video to adjust compliance).

Поскольку изображенная игра является игрой с несколькими участниками, пользователь может принять решение о присоединении к игре в некоторый момент времени. Служба 210 хостинга может обеспечить или может не обеспечить возможность пользователю присоединиться к игре по разным причинам. Например, пользователь, возможно, должен заплатить, чтобы вести игру, и он решил не платить, пользователь может не иметь достаточного рейтинга, чтобы присоединиться к этой конкретной игре (например, он не может конкурировать с другими игроками), или подключение к Internet пользователя может не иметь достаточно малого времени ожидания для обеспечения возможности пользователю вести игру (например, не существует ограничения по времени ожидания для просмотра игры, соответственно, игру, которую проводят далеко (безусловно, на другом континенте), можно смотреть, не заботясь о времени ожидания, но для того, чтобы вести игру, время ожидания должно быть достаточно мало, чтобы пользователь (a) получал удовольствие от игры и (b) находился в равных условиях с другими игроками, которые могут иметь соединения с меньшим временем ожидания). Если пользователю обеспечена возможность вести игру, то сервер 1521-1525 приложения/игры, который обеспечивает пользователю интерфейс пользователя Game Finder (средства поиска игры), посылает запрос, чтобы сервер 401 управления службы хостинга инициировал (т.е. определил местоположение и запустил) сервер 1521-1525 приложения/игры, который соответственно сконфигурирован для ведения конкретной игры, для загрузки игры из дискового массива 1511-1512 типа RAID, и после этого сервер 401 управления службы хостинга выдает команду во входящую маршрутизацию 1502 для передачи управляющих сигналов от пользователя в игровой сервер приложения/игры, который в настоящее время осуществляет хостинг игры, и он выдает команду в совместно используемое аппаратное сжатие 1530 для переключения от сжатия видео/аудио из сервера приложения/игры, который осуществляет хостинг приложения Game Finder (средства поиска игры) к сжатию видео/аудио из сервера приложения/игры, который в настоящее время осуществляет хостинг игры. Кадровый синхронизирующий импульс службы приложения/игры Game Finder (средство поиска игры) и нового сервера приложения/игры, который осуществляет хостинг игры, не синхронизированы, и в результате, вероятно, существует разность времен между двумя синхронизирующими импульсами. Поскольку совместно используемое аппаратное обеспечение 1530 сжатия видео начнет сжатие видео после того, как сервер 1521-1525 приложения/игры завершает видеокадр, то первый кадр из нового сервера может быть завершен раньше, чем пройдет полный период кадра старого сервера, что может произойти до того, как завершится передача предыдущего сжатого кадра (например, рассмотрим период 992 передачи по фиг.9b: если бы несжатый кадр 963 3 был закончен на полпериода кадра раньше, то он столкнулся бы с периодом 992 передачи). В такой ситуации совместно используемое аппаратное обеспечение 1530 сжатия видео игнорирует первый кадр из нового сервера (например, подобно тому, как игнорируется 974 кадр 964 4), и клиент 415 удерживает последний кадр из старого сервера дополнительный период кадра, и совместно используемое аппаратное обеспечение 1530 сжатия видео начинает сжатие видео следующего периода кадра из нового сервера приложения/игры, который осуществляет хостинг игры. Визуально, для пользователя, переход от одного сервера приложения/игры на другой будет бесперебойным. Сервер 401 управления службы хостинга после этого уведомляет игровой сервер 1521-1525 приложения/игры, который осуществлял хостинг Game Finder (средство поиска игры), для переключения в состояние ожидания до тех пор, пока он не потребуется снова. Since the game depicted is a game with several participants, the user can decide to join the game at some point in time. Hosting service 210 may or may not provide the ability for a user to join the game for various reasons. For example, a user may have to pay in order to play the game, and he decided not to pay, the user may not have a sufficient rating to join this particular game (for example, he cannot compete with other players), or the user's Internet connection may not have a sufficiently short waiting time to enable the user to play the game (for example, there is no time limit for watching the game, respectively, a game that is played far (certainly on another continent) It is worth watching, not caring for the waiting time, but in order to play the game, the waiting time should be short enough so that the user (a) enjoys the game and (b) is on an equal footing with other players who may have connections with shorter waiting times). If the user is provided with the opportunity to play the game, then the application / game server 1521-1525, which provides the user with the Game Finder user interface (game search means), sends a request for the hosting service management server 401 to initiate (i.e., determine the location and start) the server 1521-1525 application / game, which is respectively configured to play a specific game, to load a game from a RAID array 1511-1512, and after that the hosting service control server 401 issues a command to the incoming routing 1502 to transfer giving control signals from the user to the game application / game server that is currently hosting the game, and it issues a command to the shared hardware compression 1530 to switch from video / audio compression from the application / game server that hosts the Game Finder application ( game search tools) to compress video / audio from an application / game server that is currently hosting the game. The personnel synchronizing impulse of the Game / Finder application / game service (game search tool) and the new application / game server that hosts the games are not synchronized, and as a result, there is probably a time difference between the two synchronizing impulses. Since the shared video compression hardware 1530 will begin to compress the video after the application / game server 1521-1525 completes the video frame, the first frame from the new server may be completed before the full frame period of the old server has elapsed, which may happen before how the transmission of the previous compressed frame is completed (for example, consider the transmission period 992 of Fig. 9b: if the uncompressed frame 963 3 had been completed half a frame period earlier, it would have encountered a transmission period 992). In such a situation, the shared video compression hardware 1530 ignores the first frame from the new server (for example, like 974 frame 964 4 is ignored), and the client 415 holds the last frame from the old server an additional frame period, and the shared compression hardware 1530 video starts compressing the video of the next frame period from the new application / game server that hosts the game. Visually, for the user, the transition from one application / game server to another will be uninterrupted. The hosting service management server 401 then notifies the game server 1521-1525 of the application / game hosted by the Game Finder (game search tool) to switch to the standby state until it is needed again.

После этого пользователь может вести игру. Исключительным является то, что создается впечатление, что игру можно вести немедленно (так как она загружается на игровой сервер 1521-1525 приложения/игры из дискового массива 1511-1512 типа RAID со скоростью гигабит/секунда), и игра загружается на сервер, полностью пригодной для игры, вместе с операционной системой, полностью сконфигурированной для игры с идеальными драйверами, конфигурацией системного реестра (в случае Windows), и при этом другие приложения, который могут мешать функционированию игры, на сервере не исполняются.After that, the user can play the game. Exceptional, it seems that the game can be played immediately (since it is downloaded to the game server 1521-1525 of the application / game from the RAID type 1511-1512 array with gigabit / second speed), and the game is loaded on the server, which is fully suitable for a game, together with an operating system that is fully configured to play with ideal drivers, the registry configuration (in the case of Windows), and other applications that may interfere with the functioning of the game are not executed on the server.

Кроме того, по мере продвижения пользователя в игре, каждый из сегментов игры загружается в сервер со скоростью гигабит/секунда (т.е. 1 гигабайт загружается за 8 секунд) из дискового массива 1511-1512 типа RAID, и из-за огромной емкости памяти дискового массива 1511-1512 типа RAID (так как он является разделяемым ресурсом среди многих пользователей, он может быть очень большим и, тем не менее, быть эффективным по стоимости), настройка геометрии или настройка другого сегмента игры может предварительно вычисляться и сохраняться на дисковом массиве 1511-1512 типа RAID и загружаться чрезвычайно быстро. Кроме того, вследствие того, что конфигурация аппаратного обеспечения и вычислительные мощности каждого сервера 1521-1525 приложения/игры известны, могут быть предварительно проведены расчеты (с использованием) шейдеров вершин и пикселов.In addition, as the user advances in the game, each of the segments of the game is loaded into the server at a gigabit / second speed (i.e. 1 gigabyte is loaded in 8 seconds) from a RAID array 1511-1512, and because of the huge memory capacity a RAID array 1511-1512 of type RAID (since it is a shared resource among many users, it can be very large and, nevertheless, be cost-effective), geometry configuration or tuning of another segment of the game can be pre-computed and stored on the disk array 1511-1512 type RAID and loaded very quickly. In addition, due to the fact that the hardware configuration and processing power of each application / game server 1521-1525 are known, calculations (using) vertex and pixel shaders can be preliminarily performed.

Соответственно, игра запускается почти немедленно, она исполняется в идеальной среде, и последующие сегменты загружаются почти немедленно. Accordingly, the game starts almost immediately, it runs in an ideal environment, and subsequent segments load almost immediately.

Но кроме этих преимуществ пользователь может смотреть, как другие ведут игру (посредством Game Finder (средство поиска игры), описанного ранее, и других средств), а также принимать решение о том, является ли игра интересной, и если это так, то изучать рекомендации при наблюдении за другими. И пользователь может испытать демонстрационную версию игры немедленно, и при этом нет необходимости ожидать длительной загрузки и/или инсталляции, и пользователь может вести игру немедленно, возможно, для испытания за небольшую плату, или на долгосрочной основе. И пользователь может вести игру на PC Windows, Macintosh, по телевизору, дома, во время поездок, и даже по мобильному телефону, посредством беспроводного соединения с достаточно малым временем ожидания. И это все можно выполнять, и при этом никогда не иметь физическую копию игры. But besides these advantages, the user can watch how others play the game (through the Game Finder (the search tool for the game) described earlier, and other means), and also decide whether the game is interesting, and if so, then study the recommendations while watching others. And the user can experience the demo version of the game immediately, without having to wait for a long download and / or installation, and the user can play the game immediately, possibly for testing for a small fee, or on a long-term basis. And the user can play the game on a Windows PC, Macintosh, on TV, at home, while traveling, and even on a mobile phone, through a wireless connection with a fairly short waiting time. And all this can be done, and never have a physical copy of the game.

Как упоминалось ранее, пользователь может принять решение не обеспечивать другим (пользователям) возможность просмотра его геймплей, обеспечить возможность просмотра его игры после задержки, обеспечить возможность просмотра его игры выбранным пользователям или обеспечить возможность просмотра его игры всем пользователям. Независимо ни от чего видео/аудио будут сохраняться, в одном варианте осуществления, в течение 15 минут в буфере 1515 задержки, и пользователь сможет "перематывать" и просматривать свою предшествующую игру, и приостанавливать, воспроизводить ее медленно, быстро перематывать вперед и т.д., так, как он может делать при просмотре телевизора с цифровым видеомагнитофоном (DVR). Несмотря на то, что в этом примере пользователь ведет игру, идентичное средство "DVR" доступно, если пользователь использует приложение. Это может быть полезно при просмотре предшествующей работы и для других применений, как подробно описано ниже. Кроме того, если игра была разработана со средством перемотки на основе использования информации о состоянии игры так, что поле зрения камеры может быть изменено и т.д., то это средство "3D DVR" также будет поддерживаться, но потребуется, чтобы игра была разработана с его поддержкой. Средство "DVR" с использованием буфера 1515 задержки работает с любыми игрой или приложением, конечно, с ограничениями, для видео, которое сформировано во время использования игры или приложения, но в случае игр со средством DVR 3D пользователь может управлять "сквозным пролетом" (fly through) в 3D ранее проведенного сегмента, и осуществлять запись получающегося в результате видео в буфер 1515 задержки, и осуществлять запись состояния игры для сегмента игры. Соответственно, конкретное "сквозное быстрое перемещение" записывается как сжатое видео, но так как состояние игры также записывается, то другое сквозное быстрое перемещение для идентичного сегмента игры впоследствии возможно.As mentioned earlier, the user may decide not to provide others (users) with the ability to view his gameplay, provide the ability to view his game after a delay, provide the ability to view his game to selected users or provide the ability to view his game to all users. Regardless of what, the video / audio will be stored, in one embodiment, for 15 minutes in the delay buffer 1515, and the user will be able to “rewind” and view his previous game, and pause, play it slowly, fast-forward, etc. ., as it can do when watching TV with a digital video recorder (DVR). Although the user is playing the game in this example, the identical “DVR” tool is available if the user is using the application. This may be useful when viewing previous work and for other applications, as described in detail below. In addition, if the game was designed with a rewind tool based on the use of game state information so that the camera’s field of view can be changed, etc., this 3D DVR tool will also be supported, but the game will need to be developed with his support. The “DVR” tool, using the delay buffer 1515, works with any game or application, of course, with restrictions, for video that is generated while using the game or application, but in the case of games with the DVR 3D tool, the user can control the “pass-through” (fly through) in 3D of the previously performed segment, and record the resulting video into the delay buffer 1515, and record the game state for the game segment. Accordingly, a particular “end-to-end fast movement” is recorded as compressed video, but since the state of the game is also recorded, another end-to-end fast movement for an identical segment of the game is subsequently possible.

Как описано ниже, каждый пользователь имеет на службе хостинга 210 страницу пользователя (User Page), куда он может помещать информацию о себе и другие данные. Помимо прочего пользователи могут помещать сегменты видео из геймплей (процесс игры), которые они сохранили. Например, если пользователь преодолел особенно трудное серьезное испытание в игре, то пользователь может "перемотать" до места непосредственно перед своим большим достижением в игре, и затем выдать команду в службу 210 хостинга для сохранения сегмента видео некоторой продолжительности (например, 30 секунд) на странице пользователя (User Page) этого пользователя для просмотра другими пользователями. Для реализации этого, это - просто вопрос сервера 1521-1525 приложения/игры, который пользователь использует, считать видео, сохраненное в буфере 1515 задержки, в дисковый массив 1511-1512 типа RAID и затем сделать ссылку на этот сегмент видео на странице пользователя (User Page) упомянутого пользователя. As described below, each user has on the hosting service 210 a user page (User Page), where he can put information about himself and other data. Among other things, users can place video segments from the gameplay (game process) that they have saved. For example, if the user has overcome a particularly difficult serious test in the game, then the user can “rewind” to the place immediately before his great achievement in the game, and then issue a command to the hosting service 210 to save a video segment of some duration (for example, 30 seconds) on the page User (User Page) of this user for viewing by other users. To implement this, it is simply a matter of the application / game server 1521-1525 that the user uses to read the video stored in the delay buffer 1515 into a RAID array 1511-1512 and then link to this video segment on the user’s page (User Page) of the mentioned user.

Если в игре существует средство DVR 3D, как описано выше, то информация о состоянии игры, требуемая для DVR 3D, также может быть записана пользователем и сделана доступной на странице пользователя (User Page) упомянутого пользователя. If a DVR 3D tool exists in the game as described above, then the game state information required for the DVR 3D can also be recorded by the user and made available on the User Page of the said user.

В случае, когда игра разработана с возможностью наличия "посетителей" (т.е. пользователей, которые могут перемещаться через мир 3D и наблюдать за действием без участия в нем) наряду с активными игроками, то приложение Game Finder (средство поиска игры) обеспечивает возможность пользователям присоединяться к играм в качестве посетителей, а также игроков. С точки зрения реализации, для системы 210 хостинга не существует разницы, является ли пользователь посетителем или активным игроком. Игра загружается на сервер 1521-1525 приложения/игры, и пользователь управляет игрой (например, посредством управления виртуальной камерой, которая смотрит в мир). Единственным различием будет опыт использования игры пользователем. In the case when the game is developed with the possibility of having “visitors” (that is, users who can move through the 3D world and watch the action without participating in it) along with active players, the Game Finder application (game search tool) provides the opportunity users to join games as visitors as well as players. In terms of implementation, there is no difference for the hosting system 210 whether the user is a visitor or an active player. The game is uploaded to the application / game server 1521-1525, and the user controls the game (for example, by controlling a virtual camera that is looking into the world). The only difference will be the experience of using the game by the user.

Совместная работа множества пользователейCollaboration of multiple users

Другим признаком службы 210 хостинга является возможность совместной работы множества пользователей, когда они просматривают видео в реальном масштабе времени, даже при использовании значительно различающихся устройств для просмотра. Это полезно и при ведении игры и при использовании приложений.Another feature of the hosting service 210 is the ability for multiple users to work together when they watch live video, even when using significantly different viewing devices. This is useful when playing the game and when using applications.

Многие PC и мобильные телефонов оснащены видеокамерами и в них существует средство для выполнения сжатия видео в реальном времени, в частности, когда изображение является маленьким. Кроме того, в продаже имеются маленькие камеры, которые могут быть подсоединены к телевизору, и не трудно реализовать сжатие в реальном времени или в программном обеспечении или с использованием одного из многих аппаратных устройств сжатия для сжатия видео. Кроме того, во многих PC и во всех мобильных телефонах существуют микрофоны, и в продаже имеются наушники с микрофонами. Many PCs and mobile phones are equipped with video cameras and there is a tool in them to perform real-time video compression, in particular when the image is small. In addition, small cameras are available for sale that can be connected to a TV, and it is not difficult to implement real-time compression either in software or using one of the many hardware compression devices for video compression. In addition, microphones exist in many PCs and in all mobile phones, and headphones with microphones are available for sale.

Такие камеры и/или микрофоны, объединенные с локальным средством сжатия видео/аудио (в частности, с применением способов сжатия видео с малым временем ожидания, описанные в этом документе), обеспечивают пользователю возможность передачи видео и/или аудио с территории 211 пользователя в службу 210 хостинга вместе с данными управления устройства ввода. Когда применяются такие способы, то можно получить средство, иллюстрируемое на фиг.19: пользователь может выводить свое видео и аудио 1900 на экран внутри приложения или игры другого пользователя. Этот пример является игрой с нескольким участниками, где товарищи по команде совместно участвуют в автомобильной гонке. Видео/аудио пользователя может быть выборочно просматриваем/прослушиваемым только своими товарищами по команде. И, так как фактически время ожидания отсутствует при использовании способов, описанных выше, то игроки могут разговаривать друг с другом или показывать жестом друг другу в реальном масштабе времени без ощутимой задержки. Such cameras and / or microphones combined with a local video / audio compression tool (in particular, using the low-latency video compression methods described in this document) provide the user with the ability to transfer video and / or audio from user territory 211 to the service 210 hosting along with the control data of the input device. When such methods are applied, the means illustrated in FIG. 19 can be obtained: a user can display his video and audio 1900 on a screen inside another user's application or game. This example is a multi-player game where teammates participate in a car race together. The user's video / audio can only be selectively viewed / listened by his teammates. And, since there is actually no waiting time when using the methods described above, players can talk to each other or show each other in real time without a noticeable delay.

Эта интеграция видео/аудио выполняется посредством поступления сжатого видео и/или аудио из камеры/микрофона пользователя как входящий трафик 1501 в Internet. После этого входящая маршрутизация 1502 маршрутизирует видео и/или аудио в игровые серверы 1521-1525 приложения/игры, которым обеспечена возможность просмотра/прослушивания видео и/или аудио. Далее пользователи соответствующих игровых серверов 1521-1525 приложения/игры, которые решили использовать видео и/или аудио, восстанавливают его и интегрируют как требуется для вывода внутри игры или приложения, например, как изображено в позиции 1900.This video / audio integration is accomplished by receiving compressed video and / or audio from a user's camera / microphone as incoming traffic 1501 to the Internet. After that, the incoming routing 1502 routes the video and / or audio to the game servers 1521-1525 application / game, which is provided with the ability to view / listen to video and / or audio. Next, users of the respective game servers 1521-1525 applications / games that decide to use video and / or audio, restore it and integrate it as required for output within the game or application, for example, as shown in position 1900.

В примере по фиг.19 показано, как такая совместная работа используется в игре, но такая совместная работа может быть мощным инструментом для приложений. Рассмотрим ситуацию, когда большое здание проектируется для Нью-Йорка архитекторами в Чикаго для застройщика, который находится в Нью-Йорке, но принятие решения подразумевает финансового инвестора, который путешествует и находится в аэропорту в Майами, и решение должно быть принято об определенных элементах проекта здания исходя из того, как оно согласуется со зданиями, находящимися около него, чтобы и инвестор, и застройщик были удовлетворены. Предположим, что архитектурная фирма имеет монитор с высоким разрешением с камерой, подсоединенной к PC в Чикаго, застройщик имеет ноутбук с камерой в Нью-Йорке, а инвестор имеет мобильный телефон с камерой в Майами. Архитектурная фирма может использовать службу 210 хостинга для размещения мощного приложения для архитектурного проектирования с возможностью высокореалистичной визуализации 3D и возможностью использования большой базы данных зданий в Нью-Йорке, а также базы данных проектируемых зданий. Приложение архитектурного проектирования исполняется на одном, или, если требуется большая вычислительная мощность, на нескольких, из серверов 1521-1525 приложения/игры. Каждый из этих 3 пользователей, находящихся в различных местах, соединяется со службой 210 хостинга, и каждый имеет одновременный вид выхода приложения архитектурного проектирования, но размер его будет соответственно изменен совместно используемым аппаратным сжатием 1530 для данного устройства и характеристик сетевого соединения, которые имеет каждый пользователь (например, в архитектурной фирме можно видеть изображение, 2560×1440, 60 кадр/с, посредством коммерческого подключения к Internet 20 Мбит/с, застройщик в Нью-Йорке может видеть изображение, 1280×720, 60 кадр/с, по соединению DSL 6 Мбит/с на своем ноутбуке, а инвестор может видеть изображение, 320×180, 60 кадр/с, по сотовому информационному соединению 250 Кбит/с на своем мобильном телефоне. Каждый участник слышит голос других участников (проведение конференц-связи обрабатывается любым из множества широко доступных пакетов программ для проведения конференц-связи в сервере(ах) 1521-1525 приложения/игры) и, посредством активизации кнопки на устройстве ввода пользователя, пользователь сможет выводить видео самого себя на экран с использованием своей локальной камеры. По ходу совещания архитекторы смогут показывать то, как выглядит строение, когда они вращают его и далее быстро перемещаются вдоль него к другому зданию на этой территории, с чрезвычайно фотореалистичной визуализацией 3D, и все участники видят идентичное видео с разрешающей способностью дисплея каждого участника. Не имеет значения то, что ни одно из локальных устройств, используемых любым участником, не может обрабатывать анимацию 3D с таким реализмом, уже не говоря о загрузке или даже хранении огромной базы данных, требуемой для визуализации близлежащих зданий в Нью-Йорке. С точки зрения каждого из пользователей, несмотря на то, что они находятся на расстоянии, и несмотря на различные локальные устройства, у них просто будет бесперебойный опыт использования с невероятной степенью реализма. И когда одному участнику требуется, чтобы его лицо было видно с лучшей передачей его эмоционального состояния, он может это сделать. Кроме того, если или (застройщику) или инвестору требуется получить управление архитектурной программой и использовать свое собственное устройство ввода (независимо от того, является ли оно клавиатурой, мышью, кнопочной панелью или сенсорным экраном), они могут это сделать, и она ответит без ощутимого времени ожидания (при предположении, что его сетевое соединение имеет приемлемое время ожидания). Например, в случае мобильного телефона, если мобильный телефон соединен с сетью WiFi в аэропорту, он будет иметь очень малое время ожидания. Но если он использует сотовые сети передачи данных, доступные в настоящее время в США, то он, вероятно, будет испытывать заметное запаздывание. Однако для большинства целей совещания, когда инвестор наблюдает за тем, как архитекторы управляют быстрым перемещением вдоль здания, или для проведения видеотелеконференции, даже время ожидания для сотовой связи должно быть приемлемым.The example of FIG. 19 shows how such collaboration is used in a game, but such collaboration can be a powerful tool for applications. Consider the situation when a large building is designed for architects in Chicago for New York by a developer who is located in New York, but making a decision involves a financial investor who travels and is at an airport in Miami, and a decision must be made about certain elements of the building design based on how it is consistent with the buildings located near it, so that both the investor and the developer are satisfied. Suppose an architecture firm has a high-resolution monitor with a camera connected to a PC in Chicago, a developer has a laptop with a camera in New York, and an investor has a mobile phone with a camera in Miami. An architecture firm can use the hosting service 210 to host a powerful architectural design application with highly realistic 3D visualization and the ability to use a large database of buildings in New York, as well as a database of designed buildings. The architectural design application is executed on one, or, if more computing power is required, on several of the application / game servers 1521-1525. Each of these 3 users located in different places connects to the hosting service 210, and each has the same type of output of the architectural design application, but its size will be accordingly changed by the shared hardware compression 1530 for this device and the network connection characteristics that each user has (for example, in an architectural firm you can see an image, 2560 × 1440, 60 frames / s, through a commercial Internet connection of 20 Mbps, a developer in New York can see images , 1280 × 720, 60 frames / s, via a DSL connection of 6 Mbps on your laptop, and the investor can see the image, 320 × 180, 60 frames / s, via a 250 Kbps cellular data connection on your mobile phone. the participant hears the voice of other participants (the conferencing is processed by any of the many widely available software packages for conferencing in the application / game server (s) 1521-1525) and, by activating the button on the user input device, the user can output the video itself yourself to the screen using with howl of a local camera. During the meeting, architects will be able to show what the structure looks like when they rotate it and then quickly move along it to another building in this area, with extremely photorealistic 3D visualization, and all participants see an identical video with the display resolution of each participant. It doesn’t matter that none of the local devices used by any participant can handle 3D animation with such realism, let alone load or even store the huge database required to render nearby buildings in New York. From the point of view of each user, despite the fact that they are at a distance, and despite the various local devices, they will simply have an uninterrupted experience of use with an incredible degree of realism. And when one participant needs his face to be visible with the best transmission of his emotional state, he can do it. In addition, if either (the developer) or investor needs to take control of the architectural program and use their own input device (regardless of whether it is a keyboard, mouse, button panel or touch screen), they can do this and it will respond without any tangible latency (assuming that its network connection has an acceptable latency). For example, in the case of a mobile phone, if the mobile phone is connected to the WiFi network at the airport, it will have a very short waiting time. But if he uses the cellular data networks currently available in the US, then he is likely to experience a noticeable delay. However, for most meeting purposes, when an investor observes how architects manage fast movement along a building, or to conduct a video teleconference, even the waiting time for cellular communications should be acceptable.

Наконец, в конце совместной конференц-связи, застройщик и инвестор сделают свои комментарии и отсоединятся от службы хостинга, в архитектурной фирме смогут "перемотать" видео конференц-связи, которая была записана в буфер 1515 задержки и просмотреть комментарии, выражения лица и/или действия, относящихся к модели 3D здания, сделанные во время совещания. Если существуют конкретные сегменты, которые им требуется сохранить, то эти сегменты видео/аудио могут быть перемещены из буфера 1515 задержки в дисковый массив 1511-1512 типа RAID для архивного хранения и воспроизведения впоследствии.Finally, at the end of the joint conference call, the developer and investor will make their comments and disconnect from the hosting service, the architecture firm will be able to “rewind” the video conference call, which was recorded in the delay buffer 1515 and view comments, facial expressions and / or actions Related to a 3D model of a building made during a meeting. If there are specific segments that they want to save, then these video / audio segments can be moved from the delay buffer 1515 to a RAID disk array 1511-1512 for archival storage and playback later.

Кроме того, с точки зрения стоимости, если архитекторам требуется использование только вычислительной мощности и большой базы данных Нью-Йорка в течение 15 минут конференц-связи, они должны заплатить только за время, в течение которого эти ресурсы используются, а не за обладание мощными рабочими станциями и покупку дорогостоящей копии большой базы данных. In addition, in terms of cost, if architects only need to use computing power and a large New York database for 15 minutes of conferencing, they should only pay for the time that these resources are used, and not for possessing powerful workers stations and the purchase of an expensive copy of a large database.

Обширные общественные видео услугиExtensive public video services

Служба 210 хостинга обеспечивает беспрецедентную возможность для установки обширных общественных видео услуг в Internet. На фиг.20 изображена иллюстративная страница пользователя (User Page) для игрока в службе 210 хостинга. Как в случае с приложением Game Finder (средство поиска игры), User Page (страница пользователя) является приложением, которое исполняется на одном из серверов 1521-1525 приложения/игры. Во всех миниатюрах и видеоокнах на этой странице постоянно показывается движущееся видео (если сегменты являются короткими, то они циклически повторяются).Hosting service 210 provides an unprecedented opportunity to install extensive public video services on the Internet. On Fig depicts an illustrative user page (User Page) for a player in the hosting service 210. As in the case of the Game Finder application (game search tool), the User Page (user page) is an application that runs on one of the application / game server 1521-1525. In all thumbnails and video windows on this page, a moving video is constantly shown (if segments are short, they are cyclically repeated).

С использованием видеокамеры или посредством выгрузки видео, пользователь (именем пользователя которого является "KILLHAZARD") может поместить видео самого себя 2000, которое могут просматривать другие пользователи. Видео хранится в дисковом массиве 1511-1512 типа RAID. Кроме того, когда другие пользователи переходят на страницу пользователя (User Page) KILLHAZARD, если KILLHAZARD использует службу 210 хостинга в это время, то будет показано видео 2001 в реальном масштабе времени того, что он делает (при предположении, что он обеспечивает возможность пользователям просматривать его страницу пользователя (User Page) для наблюдения за ним). Это выполняется сервером 1521-1525 приложения/игры, который осуществляет хостинг приложения User Page (страница пользователя), с запросом у системы 401 управления службы, является ли KILLHAZARD активным, и если это так, то сервер 1521-1525 приложения/игры, который он использует. После этого, с использованием идентичных способов, используемых Game Finder (средство поиска игры), сжатый видеопоток с соответствующими разрешающей способностью и форматом отправятся в сервер 1521-1525 приложения/игры, исполняющий приложение User Page (страница пользователя), и оно будет выведено на экран. Если пользователь выбирает окно геймплей в реальном масштабе времени KILLHAZARD, и затем надлежащим образом щелкает по своему устройству ввода, то окно увеличивается (и опять же с использованием идентичных способов, как в приложениях Game Finder (средства поиска игры), и видео в реальном масштабе времени заполняет экран с разрешающей способностью дисплея 422 наблюдающего пользователя, соответствующее характеристикам подключения к Internet наблюдающего пользователя.By using a video camera or by uploading a video, a user (whose username is "KILLHAZARD") can post a video of himself 2000, which other users can view. Video is stored in a RAID array 1511-1512. In addition, when other users go to the KILLHAZARD User Page, if KILLHAZARD uses the hosting service 210 at this time, then a 2001 video will be shown in real time of what it is doing (assuming that it allows users to view his user page (User Page) to monitor him). This is done by the application / game server 1521-1525, which hosts the User Page application (user page), asking the service control system 401 whether KILLHAZARD is active, and if so, then the application / game server 1521-1525, which it uses. After that, using the identical methods used by the Game Finder (game search tool), the compressed video stream with the appropriate resolution and format will be sent to the application / game server 1521-1525 that runs the User Page application and it will be displayed on the screen . If the user selects the KILLHAZARD real-time gameplay window, and then properly clicks on his input device, the window is enlarged (and again using identical methods as in the Game Finder applications (game search tools) and real-time video fills the screen with the resolution of the observing user display 422 corresponding to the Internet connection characteristics of the observing user.

Главным преимуществом этого подхода перед подходами предшествующего уровня техники является то, что пользователь, просматривающий User Page (страницу пользователя), может видеть игру, воспроизводящуюся в режиме реального времени, которая не принадлежит пользователю, и он может не иметь локального компьютера или игровой консоли с возможностью воспроизведения игры. То, что пользователь видит пользователя в User Page (страница пользователя) "в действии", ведущего игры, предоставляет ему большие возможности, и это является возможностью узнать об игре, которую просматривающему пользователю, возможно, требуется испытать или улучшить свои результаты в ней.The main advantage of this approach over prior art approaches is that the user viewing the User Page can see a game playing in real time that does not belong to the user, and he may not have a local computer or game console with the ability play the game. The fact that the user sees the user in the User Page "in action", the host of the game, provides him with great opportunities, and this is an opportunity to find out about the game that the viewing user may need to test or improve their results in it.

Записанные камерой или выгруженные видеоклипы от приятелей 2002 KILLHAZARD также показываются в User Page (на странице пользователя), и под каждым видеоклипом существует текст, который указывает, находится ли этот приятель в режиме онлайн и ведет игру (например, six_shot ведет игру "Eragon", и MrSnuggles99 находится в режиме офлайн, и т.д.). При щелчке на пункте меню (не изображен) видеоклипы приятеля переключатся с показа записанных или выгруженных видео на видео в реальном масштабе времени того, что приятели, которые в настоящее время ведут игры в службе 210 хостинга, делают в этот момент в своих играх. Соответственно, это становится Game Finder (средством поиска игры), выполняющим группировку по приятелям. Если выбрается игра приятеля, и пользователь щелкает по ней, то она увеличится до полного экрана, и пользователь сможет смотреть игру, воспроизводимую во весь экран в режиме реального времени. The recorded or downloaded video clips from 2002 KILLHAZARD buddies are also shown on the User Page (on the user’s page), and under each video clip there is text that indicates whether this buddy is online and is playing the game (for example, six_shot is playing the game “Eragon”, and MrSnuggles99 is offline, etc.). By clicking on a menu item (not shown), the buddy’s video clips will switch from showing recorded or uploaded videos to live video of what the friends who are currently playing games in the 210 hosting service do at that moment in their games. Accordingly, it becomes a Game Finder (search tool for the game), performing grouping by friends. If a friend’s game is selected and the user clicks on it, it will expand to full screen, and the user will be able to watch the game played in full screen in real time.

И опять же, пользователю, просматривающему игру приятеля, не принадлежит копия этой (игры), а также не принадлежат локальные вычислительные ресурсы/ресурсы игровой консоли для ведения этой игры. Просмотр игры является фактически незамедлительным. And again, the user viewing the friend’s game does not own a copy of this (the game), nor does it own the local computing resources / resources of the game console for running this game. Watching the game is virtually immediate.

Как ранее описано выше, когда пользователь ведет игру в службе 210 хостинга, пользователь может "перематывать" игру и найти сегмент видео, который ему требуется сохранить, и затем сохраняет этот сегмент видео на своей странице пользователя (User Page). Их называют "Brag Clip" ("клипы хвастовства"). Все сегменты 2003 видео являются Brag Clip 2003, сохраненными KILLHAZARD из предыдущих игр, которые он вел. В позиции 2004 показывается, сколько раз Brag Clip был просмотрен, и когда Brag Clip просматривается, у пользователей есть возможность оценить его, и количество оранжевых пиктограмм 2005 в виде замочной скважины указывает, насколько высоким является рейтинг. Brag Clip 2003 постоянно циклически повторяются, когда пользователь просматривает страницу пользователя (User Page), вместе с остальной частью видео на странице. Если пользователь выбирает и щелкает по одному из Brag Clip 2003, он увеличивается для представления Brag Clip 2003, причем элементы управления DVR обеспечивают возможность воспроизведения клипа, его приостановки, перемотки, быстрой перемотки вперед, прохождения по этапам и т.д. As previously described above, when the user plays the game in the hosting service 210, the user can “rewind” the game and find the video segment that he needs to save, and then saves this video segment on his user page (User Page). They are called "Brag Clip" ("bragging clips"). All segments of the 2003 video are Brag Clip 2003, saved by KILLHAZARD from previous games that he hosted. Position 2004 shows how many times the Brag Clip has been viewed, and when the Brag Clip is viewed, users have the opportunity to evaluate it, and the number of orange 2005 pictograms in the form of a keyhole indicates how high the rating is. Brag Clip 2003 is constantly cycled as the user views the User Page, along with the rest of the video on the page. If the user selects and clicks one of Brag Clip 2003, it is enlarged to represent Brag Clip 2003, and the DVR controls provide the ability to play the clip, pause it, rewind, fast forward, go through the steps, etc.

Воспроизведение Brag Clip 2003 реализуется сервером 1521-1525 приложения/игры, загружающим сегмент сжатого видео, сохраненный в дисковом массиве 1511-1512 типа RAID, когда пользователь записывал Brag Clip, и восстанавливающим его и воспроизводящим его.Playback of Brag Clip 2003 is implemented by the application / game server 1521-1525, loading the compressed video segment stored in the RAID array 1511-1512 when the user recorded the Brag Clip, and restoring and reproducing it.

Brag Clip 2003 могут также быть сегментами видео "DVR 3D" (т.е. последовательностью состояний игры из игры, которая может быть повторно воспроизведена и обеспечивает возможность пользователю изменять точку обзора камеры) из игр, которые поддерживают такое средство. В этом случае информация о состоянии игры сохраняется, наряду с записью сжатого видео конкретного "сквозного пролета", которую сделал пользователь, когда записывался сегмент игры. Когда просматривается User Page (страница пользователя), и все миниатюры и видеоокна постоянно циклически повторяются, Brag Clip 2003 DVR 3D постоянно циклически повторяет Brag Clip 2003, который был записан как сжатое видео, когда пользователь записывал "сквозной пролет" сегмента игры. Но когда пользователь выбирает Brag Clip 2003 DVR 3D и щелкает на нем, наряду с элементами управления DVR, обеспечивающими возможность воспроизведения сжатого видео Brag Clip, пользователь сможет щелкнуть на кнопке, которая предоставляет ему средство DVR 3D для сегмента игры. Он сможет управлять "сквозным пролетом" камеры в течение сегмента игры самостоятельно, и, если ему потребуется (и пользователь, которому принадлежит эта страница пользователя, обеспечивает эту возможность), то он сможет записать альтернативный "сквозной пролет" Brag Clip в форме сжатого видео, которое после этого будет доступно другим зрителям страницы пользователя (или немедленно, или после того, как у владельца страницы пользователя будет возможность просмотреть этот Brag Clip). Brag Clip 2003 can also be segments of “DVR 3D” video (ie, a sequence of game states from a game that can be replayed and allows the user to change the camera’s viewing point) from games that support such a tool. In this case, information about the state of the game is stored, along with the recording of a compressed video of a specific “pass-through” that the user made when a segment of the game was recorded. When the User Page is viewed and all the thumbnails and video windows are constantly cyclically repeated, the Brag Clip 2003 DVR 3D constantly repeats the Brag Clip 2003, which was recorded as compressed video when the user recorded a “pass-through” of the game segment. But when the user selects the Brag Clip 2003 DVR 3D and clicks on it, along with the DVR controls that enable the playback of the compressed Brag Clip, the user can click on the button that provides him with the 3D DVR tool for the game segment. He will be able to control the “through passage” of the camera during the segment of the game on his own, and if he needs it (and the user who owns this user page provides this opportunity), he will be able to record an alternative “through passage” of Brag Clip in the form of compressed video, which after that will be available to other viewers of the user's page (either immediately, or after the owner of the user’s page has the opportunity to view this Brag Clip).

Это средство Brag Clip 2003 DVR 3D обеспечивается посредством активации игры, которая готова начать повторное воспроизведение записанной информации о состоянии игры на другом сервере 1521-1525 приложения/игры. Так как игра может быть активирована почти мгновенно (как описано ранее), ее не трудно активировать, причем воспроизведение ее ограничивается до состояния игры, записанного сегментом Brag Clip, и после этого обеспечить возможность пользователю выполнять "сквозной пролет", причем камера записывает сжатое видео в буфер 1515 задержки. После завершения пользователем выполнения "сквозного пролета" игра отключается.This Brag Clip 2003 DVR 3D tool is provided by activating a game that is ready to start re-playing the recorded game state information on another application / game server 1521-1525. Since the game can be activated almost instantly (as described earlier), it is not difficult to activate it, and its playback is limited to the state of the game recorded by the Brag Clip segment, and after that it is possible for the user to perform a “pass-through”, and the camera records compressed video in buffer 1515 delay. After the user completes the “pass-through”, the game is turned off.

С точки зрения пользователя активация "сквозного пролета" посредством Brag Clip 2003 DVR 3D не требует большего усилия, чем управление элементами управления DVR линейного Brag Clip 2003. Он может ничего не знать об игре или даже то, как вести игру. Он является только оператором виртуальной камеры, смотрящей в мир 3D в течение сегмента игры, записанного другим.From a user’s point of view, activating the “pass-through” through the Brag Clip 2003 DVR 3D does not require more effort than controlling the DVR controls of the linear Brag Clip 2003. He may not know anything about the game or even how to play the game. He is the only operator of a virtual camera looking into the 3D world during a segment of a game recorded by another.

Пользователи также могут накладывать их собственный аудио на Brag Clip, которое является или записанным с микрофонов или выгруженным. Следовательно, Brag Clip могут использоваться для создания пользовательской анимации с использованием персонажей и действий из игр. Этот способ анимации обычно известен как "машинима". Users can also overlay their own audio onto a Brag Clip, which is either recorded from microphones or downloaded. Therefore, Brag Clip can be used to create custom animations using characters and actions from games. This animation method is commonly known as machinima.

По мере продвижения пользователей в играх, они достигают отличающихся уровней мастерства. Воспроизведенные игры сообщают об этих достижениях в систему управления 401 службы, и эти уровни мастерства будут показаны на User Page (страницах пользователя). As users progress in games, they achieve differing levels of skill. Played games report these achievements to the 401 service management system, and these skill levels will be displayed on the User Page.

Интерактивные анимированные рекламные объявленияInteractive animated advertisements

Осуществлялся переход онлайновых рекламных объявлений от текста к неподвижным изображениям, к видео и в настоящее время к интерактивным сегментам, как правило, реализуемым с использованием тонких клиентов анимации, подобных Adobe Flash. Причиной, по которой используются тонкие клиенты анимации, является то, что пользователи испытывают нетерпение при задержке (осуществления преимущественного права получения) продукта или услуги, передаваемых им. Кроме того, тонкие клиенты исполняются на очень низкопроизводительных PC и, по существу, лицо, дающее объявление, может быть совершенно уверено, что интерактивное рекламное объявление будет работать должным образом. К сожалению, тонкие клиенты анимации, например Adobe Flash, ограничены по степени интерактивности и продолжительности опыта использования (для уменьшения времени загрузки). Online advertisements were moving from text to still images, to video, and now to interactive segments, typically implemented using thin animation clients such as Adobe Flash. The reason thin animation clients are used is because users are impatient to delay (exercise the pre-emptive right to receive) a product or service that is transferred to them. In addition, thin clients run on very low-performance PCs and, in essence, the advertiser can be completely sure that the interactive ad will work properly. Unfortunately, thin animation clients, such as Adobe Flash, are limited in terms of interactivity and duration of use experience (to reduce download time).

На фиг.21 изображена интерактивная реклама, в которой пользователь должен выбрать внешние и внутренние цвета автомобиля во время вращения автомобиля в демонстрационном зале, когда посредством трассировки лучей в реальном времени демонстрируется, как выглядит автомобиль. Далее пользователь выбирает "аватара" для управления автомобилем, и после этого пользователь может взять автомобиль для поездки или по трассе для гонок, или по экзотической местности, например, Монако. Пользователь может выбрать двигатель с большим рабочим объемом или лучшие шины и после этого может проверить, как измененная конфигурация влияет на возможность автомобиля ускоряться или держать дорогу.On Fig shows an interactive advertisement in which the user must select the external and internal colors of the car during rotation of the car in the showroom, when by means of ray tracing in real time it shows how the car looks. Next, the user selects an “avatar” to drive the car, and after that the user can take the car to travel either along the race track or in an exotic area, for example, Monaco. The user can choose an engine with a large displacement or the best tires and after that can check how the changed configuration affects the ability of the car to accelerate or keep the road.

Несомненно, упомянутая реклама фактически является усложненной видеоигрой 3D. Но для воспроизведения такой рекламы на PC или видеоигровой консоли может потребоваться загрузка 100 мегабайт и, в случае PC, может потребоваться установка специальных драйверов, и может вообще оказаться невозможным ее исполнение, если в PC отсутствуют отвечающая требованиям вычислительная возможность GPU или CPU. Соответственно, такие рекламные объявления практически невыполнимы в конфигурациях предшествующего уровня техники. Undoubtedly, the mentioned advertisement is actually a complicated 3D video game. But to play such advertisements on a PC or video game console, you may need to download 100 megabytes and, in the case of a PC, it may be necessary to install special drivers, and it may not be possible to execute it if the PC does not have the GPU or CPU compute capability. Accordingly, such advertisements are practically impracticable in prior art configurations.

В службе 210 хостинга такие рекламные объявления запускаются почти мгновенно и исполняются превосходно, независимо от возможностей клиента 415 пользователя. Соответственно, они запускаются более быстро, чем интерактивные рекламные объявления тонкого клиента, со значительно более обширным опытом использования и с высокой степенью надежности. In the hosting service 210, such advertisements are launched almost instantly and executed excellently, regardless of the capabilities of the client 415 users. Accordingly, they run faster than interactive thin-client advertisements, with significantly more extensive use experience and a high degree of reliability.

Потоковая геометрия во время анимации в реальном времениStream geometry during real-time animation

Дисковый массив 1511-1512 типа RAID и входящая маршрутизация 1502 могут обеспечивать скорости передачи данных, которые являются такими большими и с величинами времени ожидания такими малыми, что можно проектировать видеоигры и приложения, которые основаны на дисковых массивах 1511-1512 типа RAID и входящей маршрутизации 1502 для надежной доставки геометрии на лету в середине геймплея или в приложении во время анимации в реальном времени, например, "сквозной пролет" со сложной базой данных.A RAID array 1511-1512 and inbound routing 1502 can provide data rates that are so large and with latencies so small that video games and applications can be designed that are based on RAID array 1511-1512 and incoming routing 1502 for reliable delivery of geometry on the fly in the middle of the gameplay or in the application during real-time animation, for example, a "pass-through" with a complex database.

С системами предшествующего уровня техники, например, игровая видеосистема, изображенная на фиг.1, доступные устройства массовой памяти, в частности, в применяемых на практике домашних устройствах, являются слишком медленными для передачи потоком геометрии во время геймплей, за исключением ситуаций, когда требуемая геометрия является до некоторой степени предсказуемой. Например, в игре с вождением, где существует заданное шоссе, геометрия для зданий, которые появляются в поле зрения, может быть приемлемо предсказуемой, и устройства массовой памяти могут вести поиск заранее до места, где находится приближающаяся геометрия. With prior art systems, for example, the video game system shown in FIG. 1, available mass storage devices, in particular in practical home devices, are too slow to stream geometry during gameplay, except in situations where the required geometry is somewhat predictable. For example, in a driving game where there is a given highway, the geometry for buildings that appear in the field of view can be reasonably predictable, and mass storage devices can search in advance to where the approaching geometry is.

Но в сложной сцене с непредсказуемыми изменениями (например, в сцене сражения со сложными персонажами повсюду), если RAM в PC или игровой видеосистеме полностью заполнена геометрией для объектов, в настоящее время находящихся в поле зрения, и далее пользователь внезапно поворачивает своего персонажа, чтобы видеть то, что находится сзади него, если геометрия не была предварительно загружена в RAM, то может произойти задержка перед выводом ее на экран. But in a complex scene with unpredictable changes (for example, in a battle scene with complex characters everywhere), if the RAM in the PC or video game system is completely filled with geometry for objects that are currently in sight, and then the user suddenly turns his character to see what is behind it, if the geometry has not been previously loaded into RAM, then there may be a delay before displaying it on the screen.

В службе 210 хостинга дисковые массивы 1511-1512 типа RAID могут потоком передавать данные со скоростью, превышающей скорость по технологии Gigabit Ethernet, и в случае с сетью SAN, можно достичь скорости 10 гигабит/секунда по технологии 10 Gigabit Ethernet или по другим сетевым технологиям. При 10 гигабит/секунда гигабайт данных загружается менее чем за секунду. В период кадра 60 кадр/с (16,67 мс), могут быть загружены приблизительно 170 мегабитов (21 мегабайт) данных. Вращающиеся носители информации, несомненно, даже в конфигурации RAID, по-прежнему, вызывают величины времени ожидания, превышающие период кадра, но запоминающее устройство RAID на основе флеш-памяти в итоге будет такого размера, как дисковые массивы типа RAID вращающихся носителей информации, и не будет вызывать такого большого времени ожидания. В одном варианте осуществления используется кэширование со сквозной записью в массивную RAM для обеспечения доступа с очень малым временем ожидания. In hosting service 210, RAID type 1511-1512 disk arrays can stream data at speeds faster than Gigabit Ethernet technology, and in the case of SAN, you can achieve speeds of 10 gigabits / second using 10 Gigabit Ethernet technology or other network technologies. At 10 gigabits / second, gigabytes of data are downloaded in less than a second. During a frame period of 60 fps (16.67 ms), approximately 170 megabytes (21 megabytes) of data can be downloaded. Rotating storage media, undoubtedly, even in a RAID configuration, still cause latency values that exceed the frame period, but a flash-based RAID storage device will eventually be as large as disk arrays such as RAID rotating storage media, and not will cause such a long wait time. In one embodiment, write-through caching to massive RAM is used to provide very low latency access.

Соответственно, с достаточно высокой скоростью сети и достаточной массовой памятью с достаточно малым временем ожидания, геометрию можно передавать потоком в игровые серверы 1521-1525 приложения/игры с такой скоростью, с которой CPU и/или GPU могут обрабатывать данные 3D. Соответственно, в примере, приведенном ранее, где пользователь внезапно поворачивает своего персонажа и смотрит назад, геометрия для всех персонажей, находящихся сзади, может быть загружена до того, как персонаж завершает поворот, и, соответственно, пользователю будет казаться, как будто он или она находятся в фотореалистичном мире, который настолько реальный как игра актеров.Accordingly, with a sufficiently high network speed and sufficient mass memory with a sufficiently short latency, the geometry can be streamed to game servers 1521-1525 of the application / game at such a speed that the CPU and / or GPU can process 3D data. Accordingly, in the example given earlier, where the user suddenly turns his character and looks back, the geometry for all the characters that are behind can be loaded before the character completes the turn, and, accordingly, it will seem to the user as if he or she are in a photorealistic world that is as real as the acting.

Как обсуждалось ранее, одной из последних границ в фотореалистичной компьютерной анимации является человеческое лицо, и из-за чувствительности человеческого глаза к несовершенствам, малейшая ошибка в фотореальном лице может в результате привести к отрицательной реакции у зрителя. На фиг.22 изображено то, как живое исполнение, захваченное с использованием технологии Contour™ Reality Capture (предмет заявок, находящихся в процессе одновременного рассмотрения: "Apparatus and method for capturing the motion of a performer" Ser. No. 10/942609, поданая 15 сентября 2004 г., "Apparatus and method for capturing the expression of a performer" Ser. No. 10/942413, поданая 15 сентября 2004 г., "Apparatus and method for improving marker identification within a motion capture system" Ser. No. 11/066954, поданая 25 февраля 2005 г., "Apparatus and method for performing motion capture using shutter synchronization" Ser. No. 11/077628, поданая 10 марта 2005 г., "Apparatus and method for performing motion capture using a random pattern on capture surfaces," Ser. No. 11/255854, поданая 20 октября 2005 г., "System and method for performing motion capture using phosphor application techniques," Ser. No. 11/449131, поданая 7 июня 2006 г., "System and method for performing motion capture by strobing a fluorescent lamp," Ser. No. 11/449043, поданая 7 июня 2006 г., "System and method for three dimensional capture of stop-motion animated characters," Ser. No. 11/449127, поданая 7 июня 2006 г., права на каждую из которых принадлежат заявителю настоящей заявки CIP), в результате приводит к очень гладкой захваченной поверхности, затем к сетчатой поверхности, насчитывающей большое количество многоугольников, (т.е. движение многоугольника точно следует за движением лица). Наконец, когда видео живого исполнения отображают на сетчатую поверхность для вывода текстурированной поверхности, выводится фотореальный результат.As discussed earlier, one of the last frontiers in photorealistic computer animation is the human face, and due to the sensitivity of the human eye to imperfections, the smallest mistake in the photoreal face can result in a negative reaction from the viewer. Figure 22 shows how a live performance captured using Contour ™ Reality Capture technology (subject of simultaneous review: "Apparatus and method for capturing the motion of a performer" Ser. No. 10/942609, filed September 15, 2004, "Apparatus and method for capturing the expression of a performer" Ser. No. 10/942413, filed September 15, 2004, "Apparatus and method for improving marker identification within a motion capture system" Ser. No 11/066954, February 25, 2005, "Apparatus and method for performing motion capture using shutter synchronization" Ser. No. 11/077628, March 10, 2005, "Apparatus and method for performing motion capture using a random pattern on capture surfaces, "Ser. No. 11/255854, filed October 20, 2005, "System and method for performing motion capture using phosphor application techniques," Ser. No. 11/449131, filed June 7, 2006, "System and method for performing motion capture by strobing a fluorescent lamp," Ser. No. 11/449043, filed June 7, 2006, "System and method for three dimensional capture of stop-motion animated characters," Ser. No. 11/449127, filed June 7, 2006, the rights to each of which belong to the applicant of this CIP application), resulting in a very smooth gripped surface, then in a mesh surface with a large number of polygons (i.e., the movement of the polygon is accurate follows the movement of the face). Finally, when a live performance video is displayed on a mesh surface to output a textured surface, a photoreal result is output.

Несмотря на то, что посредством современной технологии GPU можно визуализировать количество многоугольников в сетчатой поверхности и текстурировать и осветить поверхность в реальном времени, если многоугольники и текстуры изменяются каждый период кадра (что приводит к наиболее фотореальным результатам), то вся доступная RAM современного PC или видеоигровой консоли быстро израсходуется.Despite the fact that with the help of modern GPU technology it is possible to visualize the number of polygons in a mesh surface and texture and illuminate the surface in real time, if polygons and textures change every frame period (which leads to the most photoreal results), then all available RAM of a modern PC or video game The console will run out quickly.

С использованием способов потоковой геометрии, описанных выше, становится возможным применение на практике непрерывной подачи геометрии в игровые серверы 1521-1525 приложения/игры, чтобы они непрерывно могли анимировать фотореальные лица с обеспечением возможности создания видеоигр с лицами, которые почти нельзя отличить от лиц при игре актеров.Using the flow geometry methods described above, it becomes possible to put into practice the continuous flow of geometry to the game servers 1521-1525 applications / games so that they can continuously animate photoreal faces with the possibility of creating video games with faces that are almost indistinguishable from faces when playing actors.

Интеграция линейного содержимого с интерактивными признакамиIntegration of linear content with interactive features

Кинофильмы, телевизионные программы и аудио материал (обобщенно, "линейное содержимое") являются широкодоступными для домашних и офисных пользователей во многих видах. Линейное содержимое может быть приобретено на физических носителях информации, подобных носителям информации CD, DVD, HD-DVD и Blu-ray. Оно также может быть записано посредством DVR из вещательной передачи кабельного телевидения и спутниковой вещательной передачи. И оно доступно как содержимое с платой за просмотр (PPV) через спутниковое и кабельное телевидение и как видео по запросу (VOD) по кабельному телевидению. Movies, television programs and audio material (collectively, “linear content”) are widely available for home and office users in many forms. Linear content can be acquired on physical media such as CD, DVD, HD-DVD, and Blu-ray media. It can also be recorded via DVR from a cable television broadcast and satellite broadcast. And it is available as pay-per-view (PPV) content via satellite and cable television and as video on demand (VOD) on cable television.

Все больше линейное содержимое доступно через Internet и как загружаемое, и как потоковое содержимое. В настоящее время на самом деле не существует ни одного места, где можно испытать все признаки, связанные с линейным мультимедиа. Например, DVD и другие оптические носители видеоинформации, как правило, имеют интерактивные признаки, которые не доступны где-либо еще, подобные комментариям кинорежиссера, короткометражным фильмам "мнение о" и т.д. Онлайновые музыкальные сайты охватывают художественную и песенную информацию, как правило, не доступную на CD, но не все CD доступны в режиме онлайн. И на Web-сайтах, связанных с телевизионными программами, часто существуют дополнительные признаки, блоги и иногда комментарии актеров или творческого персонала. More and more linear content is available over the Internet both as downloadable and streaming content. Currently, in fact, there is not a single place where you can experience all the signs associated with linear multimedia. For example, DVDs and other optical media for video information typically have interactive features that are not available elsewhere, such as commentary by a filmmaker, short films "opinion of", etc. Online music sites cover art and song information, usually not available on CD, but not all CDs are available online. And on television program related Web sites, there are often additional signs, blogs, and sometimes comments by actors or creative staff.

Кроме того, в отношении многих кинофильмов или спортивных событий, часто существуют видеоигры, которые выпускают (в случае кинофильмов) часто вместе с линейным мультимедиа, или (в случае спортивных состязаний) которые могут быть близко связаны с реальными событиям (например, торговля игроками).In addition, for many movies or sports events, there are often video games that release (in the case of movies) often along with linear multimedia, or (in the case of sports) that can be closely related to real events (e.g. player trading).

Служба 210 хостинга хорошо подходит для доставки линейного содержимого в компоновке разрозненных форм взаимосвязанного содержимого. Конечно, доставка кинофильмов требует не больше усилий, чем доставка в высокой степени интерактивных видеоигр, и служба 210 хостинга может доставлять линейное содержимое в широкий диапазон устройств, находящихся в домах или офисах, или в мобильные устройства. На фиг.23 изображена иллюстративная страница интерфейса пользователя для службы 210 хостинга, на которой изображена выборка линейного содержимого. Hosting service 210 is well suited for delivering linear content in disparate forms of interconnected content. Of course, delivering movies requires no more effort than delivering highly interactive video games, and hosting service 210 can deliver linear content to a wide range of devices in homes or offices, or to mobile devices. On Fig shows an illustrative page of the user interface for the hosting service 210, which depicts a selection of linear content.

Но в отличие от большинства систем доставки линейного содержимого, служба 210 хостинга также может доставлять взаимосвязанные интерактивные компоненты, например меню и признаки на DVD, интерактивные наложения одного графического изображения на другое на HD-DVD и анимацию Adobe Flash (как объясняется ниже) на Web-сайтах. Соответственно, ограничения клиентского устройства 415 больше не вводят ограничений относительно того, какие признаки являются доступными.But unlike most linear content delivery systems, the hosting service 210 can also deliver interconnected interactive components such as menus and features on DVDs, interactive overlays of one graphic image on another on HD-DVDs, and Adobe Flash animations (as explained below) on Web- sites. Accordingly, the restrictions of the client device 415 no longer impose restrictions on which features are available.

Кроме того, система 210 хостинга может динамически и в реальном времени компоновать линейное содержимое с содержимым видеоигры. Например, если пользователь смотрит матч Quidditch в фильме Гарри Поттер, и решает, что она бы хотела попробовать сыграть в Quidditch, то она может просто щелкнуть на кнопке, и фильм будет приостановлен, и она немедленно переместится в сегмент Quidditch видеоигры Гарри Поттер. После проведения матча Quidditch, еще один щелчок кнопкой, и фильм немедленно будет продолжен. In addition, the hosting system 210 can dynamically and real-time link linear content to the contents of the video game. For example, if a user watches a Quidditch match in a Harry Potter movie and decides that she would like to try playing Quidditch, then she can simply click on the button and the movie will pause and it will immediately move to the Quidditch segment of the Harry Potter video game. After the Quidditch match, another click of a button and the film will continue immediately.

С фотореальной графикой и технологией производства, при которой фотографически захваченное видео нельзя отличить от персонажей с игрой актеров, когда пользователь осуществляет переход от игры Quidditch в фильме с игрой актеров к игре Quidditch в видеоигре на службе хостинга, как описано в этом документе, эти две сцены фактически нельзя отличить. Это обеспечивает полностью новыми творческими возможными вариантами для режиссеров и линейного содержимого и интерактивного содержимого (например, видеоигры), поскольку границы между этими двумя мирами становятся неразличимыми.With photoreal graphics and production technology, in which a photographed video can not be distinguished from characters with an actor playing, when a user transitions from a Quidditch game in a movie with an actor playing to a Quidditch game in a video game on a hosting service, these two scenes virtually impossible to distinguish. This provides completely new creative options for directors and linear content and interactive content (such as video games), as the boundaries between the two worlds become indistinguishable.

С использованием архитектуры службы хостинга, изображенной на фиг.14, зрителю может быть предоставлено управление виртуальной камерой в фильме 3D. Например, в сцене, которая имеет место внутри вагона поезда, можно обеспечить возможность зрителю управлять виртуальной камерой и осматривать вагон по ходу рассказа. При этом предполагается, что все объекты 3D ("ресурсы") в вагоне являются доступными, а также отвечающий требованиям уровень вычислительных возможностей с возможностью визуализации сцен в реальном времени, а также оригинал фильма. Using the hosting service architecture depicted in FIG. 14, the viewer can be provided with virtual camera control in a 3D movie. For example, in a scene that takes place inside a train car, it is possible to provide the viewer with the ability to control a virtual camera and inspect the car during the story. It is assumed that all 3D objects ("resources") in the car are accessible, as well as an adequate level of computing capabilities with the ability to visualize scenes in real time, as well as the original film.

И даже для развлечений, формируемых не на компьютере, могут быть предоставлены очень захватывающие интерактивные признаки. Например, в кинофильме "Гордость и Предубеждение", 2005 г., существует много сцен в богато украшенных старых английских особняках. Для сцен в определенном особняке, пользователь может приостановить видео и затем управлять камерой, чтобы отправиться в путешествие по особняку, или, возможно, по окрестностям. Для реализации этого, камеру можно носить по особняку с линзой типа "рыбий глаз", в то время как она ведет запись своего положения, во многом подобно тому, как осуществлен QuickTime VR предшествующего уровня техники корпорации Apple, Inc. Тогда различные кадры могут быть преобразованы так, что изображения не будут искажены, и после этого сохранены в дисковом массиве 1511-1512 типа RAID вместе с фильмом, и воспроизведены, когда пользователь решит отправиться в виртуальное путешествие.And even for non-computer entertainment, very exciting interactive features can be provided. For example, in the movie Pride and Prejudice, 2005, there are many scenes in the richly decorated old English mansions. For scenes in a specific mansion, the user can pause the video and then control the camera to take a trip around the mansion, or perhaps around the neighborhood. To accomplish this, the camera can be worn in a mansion with a fisheye lens while it is recording its position, much like the QuickTime VR technology of Apple, Inc. Then various frames can be converted so that the images will not be distorted, and then stored in a RAID array 1511-1512 type with the movie, and played back when the user decides to go on a virtual trip.

В отношении спортивных событий, спортивное событие, происходящее в реальном масштабе времени, например, игра в баскетбол, может передаваться через службу 210 хостинга, чтобы пользователи смотрели ее так, как они могут смотреть ее по обычному телевизору. После того, как пользователи посмотрели конкретную игру, видеоигра этой игры (в итоге, с баскетболистами, которые выглядят также фотореально, как реальные игроки) может появиться на экране, причем игроки начинают с идентичной позиции, и пользователи (возможно, каждый при этом получает управление одним игроком) могут восстановить игру и посмотреть, могут ли они добиться большего успеха, чем эти игроки.In relation to sporting events, a real-time sporting event, such as a game of basketball, can be transmitted through the hosting service 210, so that users watch it as they can watch it on a conventional TV. After users have watched a specific game, the video game of this game (with basketball players who look as photoreal as real players as well) can appear on the screen, with the players starting from an identical position, and users (each may get control single player) can restore the game and see if they can do better than these players.

Служба 210 хостинга, описанная в этом документе, очень хорошо подходит для поддержки этого мира будущего, потому что она может привлекать вычислительные возможности и ресурсы массовой памяти, которые практически нецелесообразно устанавливать в домашней обстановке или в большинстве офисных обстановок, и также ее вычислительные ресурсы всегда являются современными, с последним вычислительным доступным аппаратным обеспечением, тогда как в домашней обстановке, всегда будут существовать дома с видеоиграми и PC предыдущих поколений. И, в службе 210 хостинга, вся эта вычислительная сложность скрыта от пользователя, поэтому, несмотря на то, что они могут использовать очень усложненные системы, с точки зрения пользователя, это является простым, как переключение каналов на телевизоре. Кроме того, пользователи могут получать доступ ко всей вычислительной мощности и опыт использования, который может предоставить эта вычислительная мощность из любого клиента 415.The hosting service 210 described in this document is very well suited to support this world of the future because it can draw on computing capabilities and mass storage resources that are practically impractical to install in a home environment or in most office environments, and also its computing resources are always modern, with the latest computing hardware available, while in the home environment, there will always be homes with video games and PCs of previous generations. And, in the hosting service 210, all this computational complexity is hidden from the user, therefore, despite the fact that they can use very complicated systems, from the user's point of view, it is as simple as switching channels on a TV. In addition, users can access all the computing power and experience that this computing power can provide from any client 415.

Игры с нескольким участникамиMulti-player games

В тех случаях, когда игра является игрой с нескольким участниками, тогда она может осуществлять связь и с игровыми серверами 1521-1525 приложения/игры через сеть входящей маршрутизации 1502 и посредством сетевого моста с Internet (не изображен) с серверами или игровыми машинами, которые не функционируют в службе 210 хостинга. При ведении игры с нескольким участниками посредством компьютеров в общем Internet, игровые серверы 1521-1525 приложения/игры будут иметь преимущество с чрезвычайно быстрым доступом к Internet (по сравнению с тем, если игра исполняется на сервере дома), но они будут ограничены возможностями других компьютеров, которые ведут игру на более медленных соединениях, и также, возможно, ограничены тем, что игровые серверы в Internet предназначены для обеспечения наименьшего общего знаменателя, который может быть домашними компьютерами на относительно медленных потребительских подключениях к Internet.In cases where the game is a game with several participants, then it can communicate with the game servers 1521-1525 of the application / game through the inbound routing network 1502 and through a network bridge with the Internet (not shown) with servers or game machines that are not operate in the service 210 hosting. When playing a game with several participants through computers on the Internet, game servers 1521-1525 applications / games will have an advantage with extremely fast access to the Internet (compared to playing the game on a server at home), but they will be limited by the capabilities of other computers that play the game on slower connections, and may also be limited by the fact that game servers on the Internet are designed to provide the smallest common denominator that can be home computers on relatively slow consumer Internet connections.

Но когда игра с несколькими участниками полностью ведется внутри серверного центра службы 210 хостинга, тогда можно достичь большого различия. Каждый игровой сервер 1521-1525 приложения/игры, который осуществляет хостинг игры для пользователя, будет соединен с другими игровыми серверами 1521-1525 приложения/игры, а также с любыми серверами, которые осуществляют хостинг центрального управления для игры с несколькими участниками с чрезвычайно высокой скоростью, с соединением с чрезвычайно малым временем ожидания и с огромными, очень быстрыми массивами запоминающих устройств. Например, если используется технология Gigabit Ethernet для сети входящей маршрутизации 1502, то игровые серверы 1521-1525 приложения/игры осуществляют связь друг с другом и осуществляют связь с любыми серверами, которые осуществляют хостинг центрального управления для игры с несколькими участниками на скорости гигабит/секунда с, возможно, временем ожидания только 1 мс или меньше. Кроме того, дисковые массивы 1511-1512 типа RAID смогут отвечать очень быстро и затем передать данные со скоростями гигабит/секунда. В качестве примера, если пользователь настраивает самостоятельно персонажа с точки зрения внешнего вида и снаряжения так, что этот персонаж имеет большой объем геометрии и линий поведения, которые являются уникальными для персонажа, то с системами предшествующего уровня техники, которые ограничены клиентом игры, исполняющимся дома на PC или игровой консоли, если этот персонаж должен появиться в поле зрения другого пользователя, то этот пользователь должен ждать, пока не завершится длинная, медленная загрузка, чтобы все данные линии поведения и геометрии загрузились в его компьютер. В пределах службы 210 хостинга, идентичная загрузка может осуществляться по Gigabit Ethernet с обслуживанием из дискового массива 1511-1512 типа RAID со скоростью гигабит/секунда. Даже если домашний пользователь имеет подключение к Internet 8 Мбит/с (которое является чрезвычайно быстрым по современным стандартам), то Gigabit Ethernet является в 100 раз быстрее. Соответственно, то, что занимает одну минуту по быстрому подключению к Internet, займет меньше, чем одна секунда по Gigabit Ethernet. But when a game with several participants is completely played inside the server center of the hosting service 210, then a big difference can be achieved. Each game server 1521-1525 of the application / game that hosts the game for the user will be connected to other game servers 1521-1525 of the application / game, as well as with any servers that host the central control for playing with multiple participants with extremely high speed , with a connection with extremely short latency and huge, very fast arrays of storage devices. For example, if Gigabit Ethernet technology is used for the inbound routing network 1502, then the game servers 1521-1525 of the application / game communicate with each other and communicate with any servers that host the central control for playing with several participants at a gigabit / second speed perhaps the latency is only 1 ms or less. In addition, RAID type 1511-1512 disk arrays will be able to respond very quickly and then transfer data at gigabit / second speeds. As an example, if a user customizes the character on his own in terms of appearance and equipment so that this character has a large amount of geometry and behaviors that are unique to the character, then with prior art systems that are limited to the game client running at home on PC or game console, if this character should appear in the field of view of another user, then this user should wait until the long, slow download is completed so that all the data on the line behaves The geometry and geometry downloaded to his computer. Within the hosting service 210, identical downloads can be performed via Gigabit Ethernet and serviced from a 1511-1512 RAID array with gigabit / second speed. Even if a home user has an Internet connection of 8 Mbps (which is extremely fast by modern standards), then Gigabit Ethernet is 100 times faster. Accordingly, what takes one minute to quickly connect to the Internet will take less than one second on Gigabit Ethernet.

Группы лучших игроков и соревнованияGroups of the best players and competitions

Служба 210 хостинга очень хорошо подходит для соревнований. Поскольку игра не исполняется в локальном клиенте, для пользователей не существует возможности обманывать. Кроме того, из-за того, что выходная маршрутизация 1540 может осуществлять групповую передачу потоков UDP, служба 210 хостинга может транслировать основные соревнования тысячам людей в аудитории одновременно.The 210 hosting service is very suitable for competitions. Since the game is not executed in the local client, there is no possibility for users to cheat. In addition, due to the fact that the output routing 1540 can multicast UDP streams, the hosting service 210 can broadcast the main competitions to thousands of people in the audience at the same time.

Фактически, когда существуют определенные видеопотоки, которые настолько популярны, что тысячи пользователей принимают идентичный поток (например, показ видов основного соревнования), может оказаться более эффективным отправить этот видеопоток в сеть доставки контента (CDN), например, Akamai или Limelight для массового распределения во многие клиентские устройства 415.In fact, when there are certain video streams that are so popular that thousands of users accept the same stream (for example, showing the types of the main competition), it may be more efficient to send the video stream to a content delivery network (CDN), for example, Akamai or Limelight for mass distribution in many client devices 415.

Аналогичный уровень эффективности может быть получен, когда CDN используют для показа страниц Game Finder (средство поиска игры) групп лучших игроков. A similar level of performance can be obtained when CDNs are used to display the pages of the Game Finder (search engine game) groups of top players.

Для основных соревнований можно использовать реального спортивного комментатора знаменитостей для обеспечения комментариев во время определенных матчей. Хотя большое количество пользователей будут смотреть основное соревнование, и относительно маленькое количество пользователей будут играть на соревновании. Аудио от спортивного комментатора знаменитостей может маршрутизироваться в игровые серверы 1521-1525 приложения/игры, осуществляющие хостинг пользователей, играющих на соревновании, и хостинг любых копий режимов посетителя игры во время соревнования, и это аудио может быть наложено поверх аудиоигры. Видео спортивного комментатора знаменитостей может также быть наложено на игры, возможно, только на отображения на экране посетителя.For major competitions, you can use a real sports celebrity commentator to provide comments during certain matches. Although a large number of users will watch the main competition, and a relatively small number of users will play in the competition. The audio from a celebrity sports commentator can be routed to game servers 1521-1525 of the application / game hosting the users of the competition and hosting any copies of the game visitor’s modes during the competition, and this audio can be overlaid on top of the audio game. Celebrity sports commentator videos can also be superimposed on games, perhaps only on visitor screen displays.

Ускорение загрузки web-страницыSpeed up web page loading

Исходный транспортный протокол всемирной паутины, протокол передачи гипертекстовых файлов (HTTP), был задуман и определен в период, когда только в компаниях были высокоскоростные подключения к Internet, и потребители, которые были в режиме онлайн, использовали модемы коммутируемой линии передачи или ISDN. В это время "золотым стандартом" для высокоскоростного соединения была линия T1, которая обеспечивала скорость передачи данных 1,5 Мбит/с симметрично (т.е. с равной скоростью передачи данных в обоих направлениях). The original World Wide Web transport protocol, the Hypertext File Transfer Protocol (HTTP), was conceived and defined at a time when only companies had high-speed Internet connections and consumers who were online used dial-up modems or ISDN. At this time, the “gold standard” for high-speed connectivity was the T1 line, which provided a data transfer speed of 1.5 Mbit / s symmetrically (that is, with an equal data rate in both directions).

В настоящее время ситуация является совершенно другой. Средняя скорость домашнего соединения через соединения кабельной модемной связи или DSL в большей части развитых стран имеет гораздо более высокую скорость передачи данных нисходящего потока данных, чем линия T1. Фактически, в некоторых частях мира, посредством технологии ввода в здания оптического кабеля (fiber-to-the-curb) в дом подаются скорости передачи данных от 50 до 100 Мбит/с.Currently, the situation is completely different. The average home connection speed through cable modem or DSL connections in most developed countries has a much higher downstream data rate than the T1 line. In fact, in some parts of the world, using fiber-to-the-curb cable entry technology, data transfer rates from 50 to 100 Mbps are sent to the house.

К сожалению, HTTP не был спроектирован (он также не был реализован) для фактического использования этих существенных увеличений скорости. Web-сайт является совокупностью файлов на удаленном сервере. В самых простых словах, HTTP запрашивает первый файл, ожидает его загрузки, и после этого запрашивает второй файл, ожидает его загрузки и т.д. Фактически, HTTP обеспечивает возможность нескольких "открытых соединений", т.е. запрос нескольких файлов за один раз, но из-за установленных стандартов (и стремления предотвратить перегрузку web-серверов) обеспечивается возможность только очень малого количества открытых соединений. Кроме того, из-за способа создания Web-страниц, браузерам часто не известно, что множество страниц могут быть одновременно доступны для немедленной загрузки (т.е. только после анализа (парсинга) страницы становится очевидно, что должен быть загружен новый файл, например, изображение). Соответственно, файлы на web-сайте по существу загружаются один за другим. И, из-за протокола запрос-и-ответ, используемого HTTP, время ожидания, связанное с каждым загружаемым файлом, равно примерно (получение доступа к типичным web-серверам в США) 100 мс.Unfortunately, HTTP was not designed (it was also not implemented) for the actual use of these significant speed increases. A website is a collection of files on a remote server. In simplest words, HTTP requests the first file, waits for it to download, and after that it requests the second file, waits for it to download, etc. In fact, HTTP provides the possibility of several "open connections", i.e. requesting multiple files at a time, but due to established standards (and the desire to prevent web server congestion) only a very small number of open connections are possible. In addition, due to the way web pages are created, browsers often do not know that many pages can be immediately available for immediate download (i.e. only after analyzing (parsing) the page, it becomes obvious that a new file should be loaded, for example , image). Accordingly, files on a web site are essentially uploaded one after another. And, because of the request-and-response protocol used by HTTP, the latency associated with each uploaded file is approximately (gaining access to typical US web servers) 100 ms.

В отношении соединений с относительно низкой скоростью, это не представляет большую проблему, потому что время загрузки самих файлов доминирует над временем ожидания для веб-страниц. Но, поскольку скорости соединения растут, особенно в отношении сложных веб-страниц, начинают возникать проблемы. With regard to connections at a relatively low speed, this does not present a big problem, because the download time of the files themselves dominates the wait time for web pages. But, as connection speeds increase, especially regarding complex web pages, problems begin to arise.

В примере, изображенном на фиг.24, представлен типичный коммерческий web-сайт (этот конкретный web-сайт являлся сайтом от лидирующей торговой марки спортивной обуви). На этом web-сайте существует 54 файла. Файлы включают в себя HTML, CSS, JPEG, PHP, JavaScript и Flash файлы, и включают в себя содержимое видео. В общей сложности должно быть загружено 1,5 мегабайта до того, как страница станет активной (т.е. пользователь может щелкнуть по ней и начать использовать ее). Существует несколько причин для большого количества файлов. Во-первых, эта web-страница является сложной и находится на уровне современных требований и, во-вторых, она является web-страницей, которая ассемблируется динамически на основе информации о пользователе, получающем доступ к этой странице, (например, из какой страны пользователь, какой язык, делал ли пользователь раньше покупки, и т.д.) и в зависимости от всех этих факторов, загружаются разные файлы. Однако она является очень типичной коммерческой веб-страницей.In the example of FIG. 24, a typical commercial web site is presented (this particular web site was a site from a leading brand of sports shoes). There are 54 files on this web site. Files include HTML, CSS, JPEG, PHP, JavaScript and Flash files, and include video content. In total, 1.5 megabytes must be downloaded before the page becomes active (i.e. the user can click on it and start using it). There are several reasons for a large number of files. Firstly, this web page is complex and up to date and, secondly, it is a web page that is assembled dynamically based on information about the user accessing this page (for example, from which country the user what language, whether the user has made purchases before, etc.) and depending on all these factors, different files are downloaded. However, it is a very typical commercial web page.

На фиг.24 представлено количество времени, которое протекает до того, как веб-страница становится активной, по мере того, как скорость соединения возрастает. При скорости 2401 соединения 1,5 Мбит/с, с использованием обычного web-сервера посредством обычного web-браузера, требуется 13,5 секунд, чтобы веб-страница стала активной. При скорости 2402 соединения 12 Мбит/с, время загрузки уменьшается до 6,5 секунд, или почти в два раза быстрее. Но при скорости 2403 соединения 96 Мбит/с, время загрузки уменьшается только приблизительно до 5,5 секунд. Причина, по которой это происходит, заключается в том, что при такой высокой скорости загрузки время загрузки самих файлов является минимальным, но время ожидания для каждого файла, примерно 100 мс, по-прежнему, остается, что в результате приводит к 54 файла×100 мс=5,4 секунд времени ожидания. Соответственно, независимо от скорости соединение до дома, время для того, чтобы этот вебсайт стал активным, всегда будет равно, по меньшей мере, 5,4 секунды. Другим фактором является организация очереди со стороны сервера. Каждый запрос HTTP добавляется в конец очереди, соответственно, на загруженном сервере это оказывает существенное влияние, потому что, чтобы получить из web-сервера каждый маленький элемент, запросы HTTP должны ждать своей очереди.On Fig presents the amount of time that elapses before the web page becomes active, as the connection speed increases. With a 2401 connection speed of 1.5 Mbps, using a conventional web server using a regular web browser, it takes 13.5 seconds for the web page to become active. At a speed of 2402 connections of 12 Mbps, the download time is reduced to 6.5 seconds, or almost twice as fast. But at a speed of 2403 connections of 96 Mbps, the download time decreases only to approximately 5.5 seconds. The reason this happens is that with such a high download speed, the download time of the files themselves is minimal, but the latency for each file, approximately 100 ms, still remains, resulting in 54 × 100 files ms = 5.4 seconds latency. Accordingly, regardless of the speed of the connection to home, the time for this website to become active will always be at least 5.4 seconds. Another factor is queuing on the server side. Each HTTP request is added to the end of the queue, respectively, on a busy server this has a significant impact, because in order to receive every small element from the web server, HTTP requests must wait for their turn.

Одним способом решения этой проблемы является отказ от HTTP или его переопределение. Или, возможно, лучше, чтобы владелец web-сайта объединил свои файлы в единый файл (например, в формате Adobe Flash). Но, на практике, эта компания, а также многие другие (компании) много инвестировали в архитектуру своего веб-сайта. Кроме того, в то время как в некоторых домах существуют соединения 12-100 Мбит/с, в большинстве домов все еще существуют более медленные скорости, а HTTP хорошо работает при медленной скорости.One way to solve this problem is to reject HTTP or override it. Or, it might be better for the website owner to combine their files into a single file (for example, in Adobe Flash format). But, in practice, this company, as well as many others (companies) have invested a lot in the architecture of their website. In addition, while 12-100 Mbps connections exist in some homes, slower speeds still exist in most homes, and HTTP works well at slow speeds.

Одним альтернативным вариантом является хостинг web-браузеров на серверах 1521-1525 приложения/игры и хостинг файлов для web-серверов на дисковых массивах 1511-1512 типа RAID (или, возможно, в RAM или на локальном запоминающем устройстве на серверах 1521-1525 приложения/игры, осуществляющих хостинг web-браузеров). Вследствие очень быстрой взаимосвязи через входящую маршрутизацию 1502 (или с локальным запоминающим устройством), вместо 100 мс времени ожидания при использовании HTTP для каждого файла, будет существовать незначительное время ожидания при использовании HTTP для каждого файла. Тогда, вместо того, чтобы пользователь в своем доме получал доступ к веб-странице через HTTP, пользователь может получать доступ к веб-странице через клиента 415. Тогда, даже с соединением 1,5 Мбит/с (потому что эта веб-страница не требует большой полосы пропускания для своего видео), web-страница будет активной меньше, чем через 1 секунду для каждой линии 2400 связи. По существу, не будет времени ожидания до вывода на экран активной страницы web-браузером, исполняющимся на сервере 1521-1525 приложения/игры, и не будет заметного времени ожидания до вывода на экран клиентом 415 видеовыхода из web-браузера. По мере того, как пользователь водит мышью по веб-странице и/или набирает текст на ней, информация ввода пользователя отправляется в web-браузер, исполняющийся на сервере 1521-1525 приложения/игры, и web-браузер отвечает соответственно. One alternative is hosting web browsers on application / game servers 1521-1525 and hosting files for web servers on RAID arrays 1511-1512 (or, possibly, in RAM or on a local storage device on application servers 1521-1525 / games hosting web browsers). Due to the very fast interconnection via inbound routing 1502 (or with local storage), instead of 100 ms latency when using HTTP for each file, there will be a slight latency when using HTTP for each file. Then, instead of having the user in his home access the web page via HTTP, the user can access the web page through client 415. Then, even with a 1.5 Mbps connection (because this web page is not requires a large bandwidth for your video), the web page will be active in less than 1 second for each 2400 link. Essentially, there will be no waiting time for the active page to be displayed on the screen by a web browser executing on the application / game server 1521-1525, and there will be no noticeable waiting time for the client 415 to display the video output from the web browser. As the user moves the mouse over the web page and / or types text on it, the user input information is sent to the web browser running on the application / game server 1521-1525, and the web browser responds accordingly.

Одним недостатком этого подхода является то, что, если устройство сжатия постоянно передает видеоданные, то полоса пропускания используется, даже если веб-страница становится неподвижной. Это можно исправить посредством выполнения устройства сжатия с возможностью передавать данные только тогда, когда (и если) веб-страница изменяется, и тогда передавать данные только в части страницы, которые изменились. Несмотря на то, что существуют некоторые веб-страницы с флэш-баннерами и т.д., которые постоянно изменяются, такие веб-страницы, как правило, раздражают, и обычно веб-страницы являются неподвижными, если не существует причины для какого-либо движения (например, видеоклип). Для таких веб-страниц, это, вероятно, тот случай, когда с использованием службы 210 хостинга будет передаваться меньше данных, чем для обычного web-сервера, потому что будут передаваться только фактически выводимые на экран изображения, никакого исполняемого кода тонкого клиента и никаких больших объектов, которые могут никогда не просматриваться, например, переключающиеся картинки.One drawback of this approach is that if the compression device constantly transmits video, then the bandwidth is used even if the web page becomes stationary. This can be corrected by making the compression device capable of transmitting data only when (and if) the web page changes, and then transfer data only to parts of the page that have changed. Despite the fact that there are some web pages with flash banners, etc. that are constantly changing, such web pages are generally annoying, and usually the web pages are motionless if there is no reason for any movements (e.g. video clip). For such web pages, this is probably the case when less data will be transmitted using the hosting service 210 than for a regular web server, because only the images actually displayed on the screen, no thin-client executable code, and no large objects that may never be viewed, such as switching pictures.

Соответственно, с использованием службы 210 хостинга для осуществления хостинга унаследованных веб-страниц, время загрузки веб-страниц может быть уменьшено настолько, что открытие веб-страницы будет похоже на переключение телевизионных каналов: веб-страница становится активной фактически немедленно.Accordingly, by using the hosting service 210 to host the inherited web pages, the loading time of the web pages can be reduced so much that opening the web page will look like switching the television channels: the web page becomes active almost immediately.

Обеспечение отладки игр и приложенийDebugging games and applications

Как упоминалось ранее, видеоигры и приложения с графикой в реальном времени являются очень сложными приложениями и, как правило, когда их выпускают в реальные условия эксплуатации, они содержат ошибки. Хотя разработчики программного обеспечения получат с обратной связью от пользователей (сообщения) об ошибках, и у них могут быть некоторые средства для обратной передачи машинного состояния после аварийных отказов, очень трудно точно идентифицировать то, что вызвало аварийный отказ или ненадлежащее выполнение игры или приложения реального времени. As mentioned earlier, real-time video games and applications with graphics are very complex applications and, as a rule, when they are released in real-world conditions, they contain errors. Although software developers will receive error messages from users (feedback) and they may have some means of returning the machine state after a crash, it is very difficult to pinpoint exactly what caused the crash or improper execution of a game or real-time application .

Когда игра или приложение исполняются в службе 210 хостинга, видео/аудиовыход игры или приложения постоянно записывается в буфер 1515 задержки. Кроме того, сторожевой процесс исполняется каждым сервером 1521-1525 приложения/игры, который регулярно сообщает в систему 401 управления службы хостинга о том, что сервер 1521-1525 приложения/игры исполняется гладко. Если сторожевой процесс не передает сообщение, то система 401 управления сервером пытается связаться с сервером 1521-1525 приложения/игры, и в случае успеха, собирает все доступное машинное состояние. Вся доступная информация, вместе с видео/аудио, записанным буфером 1515 задержки, будет отправлена разработчику программного обеспечения.When a game or application is executed in the hosting service 210, the video / audio output of the game or application is constantly recorded in the delay buffer 1515. In addition, the watchdog process is executed by each application / game server 1521-1525, which regularly reports to the hosting service management system 401 that the application / game server 1521-1525 is running smoothly. If the watchdog process does not transmit the message, then the server management system 401 tries to contact the application / game server 1521-1525, and if successful, collects all available machine state. All available information, along with the video / audio recorded by the delay buffer 1515, will be sent to the software developer.

Соответственно, когда разработчик прикладного программного обеспечения или игры получает уведомление об аварийном отказе из службы 210 хостинга, он получает покадровую запись того, что привело к этому аварийному отказу. Эта информация может быть очень ценной в обнаружении ошибок и исправлении их.Accordingly, when a developer of an application software or a game receives a crash notification from the hosting service 210, it receives a frame-by-frame recording of what led to the crash. This information can be very valuable in detecting and correcting errors.

Также отметим, что, когда происходит аварийный отказ сервера 1521-1525 приложения/игры, сервер повторно запускается с самой последней точки перезапуска, и пользователю передается сообщение с извинениями за техническую проблему. Also note that when an application / game server 1521-1525 crashes, the server restarts from the very last restart point, and a message is sent to the user with an apology for the technical problem.

Совместное использование ресурсов и снижение расходовResource Sharing and Cost Reduction

Система, изображенная на фиг.4a и фиг.4b, обеспечивает множество преимуществ как для конечных пользователей, так и для разработчиков приложений и игр. Например, как правило, домашние и офисные клиентские системы (например, PC или игровые консоли) используются только в течение небольшого количества времени в неделю. Согласно пресс-релизу, опубликованному 5 октября 2006 г., Nielsen Entertainment "Active Gamer Benchmark Study" (http://www.prnewswire.com/cgi-bin/stories.pl?ACCT=104&STORY=/www/story/10-05-2006/0004446115&EDATE=) активные игроки тратят в среднем 14 часов в неделю на игру на видеоигровых консолях и приблизительно 17 часов в неделю на карманных компьютерах. В этом сообщении также утверждается, что вся игровая активность (в том числе ведение игр на PC, карманном компьютере, консоли) (активных игроков) в среднем составляет 13 часов в неделю. С учетом более высокий показатель времени ведения видеоигр на консоли, 24×7=168 часов в неделю, которая подразумевает, что в доме активного игрока, видеоигровая консоль используется только 17/168=10% времени в неделю. Или 90% времени видеоигровая консоль не используется. С учетом высокой стоимости видеоигровых консолей, и того, что производители финансируют такие устройства, это является очень неэффективным использованием дорогостоящего ресурса. PC, находящиеся в компаниях, также, как правило, используются только часть времени в неделю, особенно стационарные настольные PC, часто требуемые для приложений с широкими функциональными возможностями, например, Maya Autodesk. Несмотря на то, что некоторые компании работают все время и в праздники, и некоторые PC (например, ноутбуки, принесенные домой для работы вечером), используются все время и в праздники, большая часть коммерческой деятельности, как правило, сосредоточена примерно от 9 часов до 17 часов, в часовом поясе данной компании, с понедельника по пятницу, кроме выходных и перерывов (например, обед), и так как большинство PC используются, когда пользователь активно работает с PC, из этого следует, что настольные PC, как правило, используются в это время работы. Если предположить, что PC постоянно используются от 9 часов до 17 часов, 5 дней в неделю, то это означает, что PC используются 40/168=24% времени в неделю. Высокопроизводительные настольные PC являются очень дорогостоящими инвестициями для компаний, и это отражается в очень низком уровне использования. Школы, в которых обучение ведется на настольных компьютерах, могут использовать компьютеры в течение еще меньшей части недели, и, несмотря на то, что она изменяется в зависимости от времени обучения, большая часть обучения происходит в дневное время с понедельника по пятницу. Соответственно, в общем, PC и видеоигровые консоли используются только небольшую часть времени в неделю.The system depicted in FIGS. 4a and 4b provides many advantages for both end users and application and game developers. For example, as a rule, home and office client systems (such as PCs or game consoles) are used only for a small amount of time per week. According to a press release published on October 5, 2006, Nielsen Entertainment's "Active Gamer Benchmark Study" (http://www.prnewswire.com/cgi-bin/stories.pl?ACCT=104&STORY=/www/story/10- 05-2006 / 0004446115 & EDATE =) active players spend an average of 14 hours a week playing on video game consoles and about 17 hours a week on handheld computers. The report also claims that all gaming activity (including playing games on a PC, handheld computer, console) (active players) averages 13 hours a week. Given the higher video game lead time on the console, 24 × 7 = 168 hours per week, which implies that in the house of an active player, the video game console only uses 17/168 = 10% of the time per week. Or 90% of the time the video game console is not used. Given the high cost of video game consoles, and the fact that manufacturers are financing such devices, this is a very inefficient use of an expensive resource. Company-owned PCs also typically only use a fraction of the time per week, especially desktop PCs, often required for high-end applications such as Maya Autodesk. Despite the fact that some companies work all the time during the holidays, and some PCs (for example, laptops brought home for work in the evening) are used all the time and during the holidays, most of the commercial activity is usually concentrated from about 9 hours to 17 hours, in the time zone of this company, from Monday to Friday, except weekends and breaks (for example, lunch), and since most PCs are used when the user is actively working with the PC, it follows that desktop PCs are usually used at this time of work. Assuming that PCs are constantly used from 9 hours to 17 hours, 5 days a week, this means that PCs are used 40/168 = 24% of the time per week. High-performance desktop PCs are a very expensive investment for companies, and this translates into very low usage. Schools that teach on desktop computers can use computers for even a smaller part of the week, and although it varies with school hours, most classes take place during the day, Monday through Friday. Accordingly, in general, PC and video game consoles are used only a small part of the time per week.

То есть, так как многие люди работают в компаниях или в школе в дневное время, с понедельника по пятницу, кроме выходных, эти люди, как правило, не играют в видеоигры в это время, и поэтому, на самом деле, они играют в видеоигры, как правило, в другое время, например, по вечерам, в выходные дни и в праздники.That is, since many people work in companies or at school during the day, from Monday to Friday, except weekends, these people, as a rule, do not play video games at this time, and therefore, in fact, they play video games usually at other times, such as in the evenings, on weekends and on holidays.

С учетом конфигурации службы хостинга, изображенной на фиг.4a, схемы использования, описанные в двух абзацах выше, в результате приводят к очень эффективному использованию ресурсов. Очевидно, что существует ограничение на количество пользователей, которые могут обслуживаться службой 210 хостинга в данное время, особенно, если пользователи требуют быстрого реагирования в реальном времени для сложных приложений, аналогичных усложненным видеоиграм 3D. Но, в отличие от видеоигровой консоли в доме или PC, используемом компанией, которые, как правило, не используются большую часть времени, серверы 402 могут быть повторно использованы разными пользователями в разное время. Например, высокопроизводительный сервер 402 с высокопроизводительными сдвоенным CPU и сдвоенными GPU и большим количеством RAM может использоваться компаниями и школами с 9 часов до 5 часов по рабочим дням, но использоваться игроками, ведущими усложненные видеоигры по вечерам, в выходные дни и в праздники. Аналогично, приложения с низкими характеристиками могут использоваться компаниями и школами на низкопроизводительном сервере 402 с CPU Celeron, без GPU (или с очень низкопроизводительным GPU) и с ограниченной RAM в течение рабочего времени, и игра с низкими характеристиками может использовать низкопроизводительный сервер 402 в течение нерабочего времени.Given the configuration of the hosting service depicted in FIG. 4a, the usage patterns described in the two paragraphs above result in a very efficient use of resources. Obviously, there is a limit on the number of users that can be hosted by the hosting service 210 at a given time, especially if users require quick real-time response for complex applications similar to complicated 3D video games. But, unlike the video game console in the home or PC used by the company, which are usually not used most of the time, 402 servers can be reused by different users at different times. For example, a high-performance 402 server with high-performance dual CPUs and dual GPUs and plenty of RAM can be used by companies and schools from 9 hours to 5 hours on weekdays, but can be used by players playing advanced video games in the evenings, weekends, and holidays. Similarly, low-performance applications can be used by companies and schools on a low-performance server 402 with Celeron CPUs, no GPUs (or very low-performance GPUs) and limited RAM during working hours, and low-performance games can use a low-performance server 402 during idle hours time.

Кроме того, с компоновкой службы хостинга, описанной в этом документе, ресурсы совместно используются фактически тысячами, если не миллионами, пользователей. В общем, только небольшой процент от общего количества пользователей онлайновых служб используют службу в данный момент. Если учитывать статистику Nielsen использования видеоигр, перечисленную ранее, то легко понять почему. Если активные игроки играют в консольные игры только 17 часов в неделю, и если предположить, что пиковое время использования игры обычно приходится на нерабочее время, нерабочее время по вечерам (с (17) часов до (24) часов, 7×5 дней =35 часы/неделя) и по выходным дням (с 8 часов до (24) часов, 16×2=32 часы/неделя), то есть 35+32=65 пиковых часов в неделю для 17 часов геймплея. Точную пиковую пользовательскую нагрузку в системе трудно оценить по многим причинам: некоторые пользователи играют в непиковые периоды времени, могут существовать периоды дня, когда существуют пики разбиения на группы пользователей, причем на эти пиковые периоды может влиять тип ведущейся игры (например, в детские игры будут, вероятно, играть вечером в более ранее время), и т.д. Но, с учетом того, что среднее количество часов, которые игрок проводит за игрой, является гораздо меньшим, чем количество часов дня, когда игрок, вероятно, играет в игру, только часть от количества пользователей службы 210 хостинга будут использовать ее в данный момент. Для этого анализа предположим, что пиковая нагрузка составляет 12,5%. Соответственно, только 12,5% ресурсов полосы пропускания, сжатия и вычисления используются в данный момент, что в результате приводит только к 12,5% от стоимости аппаратного обеспечения для поддержки данного пользователя для ведения данного уровня выполнения игры благодаря повторному использованию ресурсов. In addition, with the hosting service layout described in this document, resources are shared by virtually thousands, if not millions, of users. In general, only a small percentage of the total number of users of online services are currently using the service. Given the Nielsen statistics on video game usage listed earlier, it's easy to see why. If active players only play console games 17 hours a week, and assuming that the game’s peak usage time is usually off hours, off hours in the evenings ((17) hours to (24) hours, 7 × 5 days = 35 hours / week) and on weekends (from 8 hours to (24) hours, 16 × 2 = 32 hours / week), i.e. 35 + 32 = 65 peak hours per week for 17 hours of gameplay. The exact peak user load in the system is difficult to evaluate for many reasons: some users play at off-peak periods of time, there may be periods of the day when there are peaks of dividing into user groups, and the type of ongoing game can influence these peak periods (for example, in children's games probably play in the evening at an earlier time), etc. But, taking into account the fact that the average number of hours a player spends playing a game is much smaller than the number of hours of the day when a player is probably playing a game, only a fraction of the number of users of the hosting service 210 will use it at the moment. For this analysis, suppose the peak load is 12.5%. Accordingly, only 12.5% of the bandwidth, compression, and computing resources are currently being used, which results in only 12.5% of the hardware cost to support a given user to maintain a given level of game execution due to reuse of resources.

Кроме того, с учетом того, что некоторые игры и приложения требуют большей вычислительной мощности, чем другие, ресурсы могут выделяться динамически на основе ведущейся игры или приложений, исполняемых пользователями. Соответственно, пользователю, выбирающему приложение или игру с низкими характеристиками, будет выделен низкопроизводительный (менее дорогой) сервер 402, а пользователю, выбирающему приложения или игру с высокими характеристиками, будет выделен высокопроизводительный (более дорогой) сервер 402. Безусловно, данная игра или приложение могут иметь секции с более высокими характеристиками и более низкими характеристиками игры или приложений, и пользователя могут переключать с одного сервера 402 на другой сервер 402 между секциями игры или приложения для поддержки работы пользователя на сервере 402 с самой низкой стоимостью, который удовлетворяет потребностям приложения или игры. Отметим, что дисковые массивы 405 типа RAID, которые намного быстрее, чем один диск, доступны даже низкопроизводительным серверам 402, которые будут иметь преимущество более быстрых дисковых скоростей передачи. Соответственно, средняя стоимость каждого сервера 402 по всем ведущимся играм или используемым приложениям намного меньше, чем стоимость наиболее дорогого сервера 402, на котором исполняются приложения или игра с самыми высокими характеристиками, однако даже низкопроизводительные серверы 402 извлекают преимущества производительности диска из дисковых массивов 405 типа RAID.In addition, given that some games and applications require more processing power than others, resources can be allocated dynamically based on the ongoing game or applications executed by users. Accordingly, a user selecting a low-performance application or game will be allocated a low-performance (less expensive) server 402, and a high-performance (more expensive) server 402 will be allocated to a user selecting an application or high-performance game. Of course, this game or application may have sections with higher characteristics and lower characteristics of the game or applications, and the user can switch from one server 402 to another server 402 between sections of the game or application To support the user's work on the server 402 with the lowest cost, which meets the needs of the application or game. Note that RAID type 405 disk arrays, which are much faster than a single disk, are available even to low-performance 402 servers, which will have the advantage of faster disk transfer rates. Accordingly, the average cost of each server 402 for all running games or used applications is much less than the cost of the most expensive server 402, which runs applications or a game with the highest characteristics, but even low-performance servers 402 take advantage of disk performance from RAID disk arrays 405 .

Кроме того, сервер 402 в службе 210 хостинга может быть не чем иным как системной платой PC без интерфейсов периферийных или дисковых запоминающих устройств, за исключением сетевого интерфейса, и со временем может быть интегрирован в однокристальную интегральную схему только с быстрым сетевым интерфейсом с SAN 403. Кроме того, дисковые массивы 405 типа RAID, вероятно, будут совместно использоваться намного большим количеством пользователей, чем существует дисков, поэтому стоимость дискового запоминающего устройства для каждого активного пользователя будет намного меньше, чем один накопитель на магнитных дисках. Все это оборудование, вероятно, будет находиться в стойке в обстановке помещения для установки серверов с регулируемыми характеристиками окружающей среды. Если произойдет отказ сервера 402, то он может быть быстро исправлен или заменен в службе 210 хостинга. Напротив, PC или игровая консоль в доме или офисе должны быть жестким, автономным аппаратом, который должен выдерживать приемлемый износ из-за ударов или падений, требует корпуса, имеет, по меньшей мере, один накопитель на магнитных дисках, должен выдерживать неблагоприятные окружающие условия (например, будучи втиснутым в перегретый аудио- и видеокорпус вместе с другим оборудованием), требует гарантийного обслуживания, должен быть упакован и отправлен, и продается розничным торговцем, который, вероятно, получает розничную наценку. Кроме того, PC или игровая консоль должны быть выполнены в соответствии с пиковыми характеристиками ожидаемых приложения или игры, требующих наиболее большого объема вычислений, которые будут использоваться в некоторый момент в будущем, даже несмотря на то, что приложение или игры с более низкими характеристиками (или секции игр или приложений) могут исполняться большую часть времени. И, если произойдет отказ PC или консоли, то их починка является дорогостоящим процессом, отнимающим много времени (с неблагоприятным влиянием на производителя, пользователя и разработчика программного обеспечения). In addition, the server 402 in the hosting service 210 can be nothing more than a PC motherboard without peripheral or disk storage interfaces, with the exception of the network interface, and over time can only be integrated into a single-chip integrated circuit with a fast network interface with SAN 403. In addition, RAID type 405 disk arrays are likely to be shared by a much larger number of users than there are disks, so the cost of disk storage for each active user is There will be much less disk space than a single magnetic disk drive. All of this equipment is likely to be in a rack in a room environment for installing servers with controlled environmental characteristics. If server 402 fails, it can be quickly fixed or replaced in hosting service 210. On the contrary, a PC or game console in a home or office should be a rigid, self-contained device that must withstand acceptable wear due to bumps or falls, requires a case, has at least one magnetic disk drive, and must withstand adverse environmental conditions ( for example, being squeezed into an overheated audio and video enclosure along with other equipment), requires warranty service, must be packaged and shipped, and sold by a retailer who is likely to receive a retail mark-up. In addition, the PC or game console must be in accordance with the peak characteristics of the expected application or game, requiring the largest amount of computing to be used at some point in the future, even though the application or games with lower characteristics (or sections of games or applications) can be executed most of the time. And, if a PC or console fails, fixing them is an expensive, time-consuming process (with an adverse effect on the manufacturer, user and software developer).

Соответственно, с учетом того, что система, изображенная на фиг.4a, обеспечивает пользователю опыт использования, сопоставимый с опытом использования локального вычислительного ресурса, для пользователя в доме, офисе или школе, чтобы испытывать данный уровень вычислительных возможностей, намного дешевле обеспечивать эти вычислительные возможности посредством архитектуры, изображенной на фиг.4a. Accordingly, given that the system depicted in FIG. 4a provides a user experience comparable to that of using a local computing resource for a user in a home, office or school to experience this level of computing capabilities, it is much cheaper to provide these computing capabilities through the architecture depicted in figa.

Устранение необходимости модернизацииEliminating the need for modernization

Кроме того, пользователи больше не должны заботиться о модернизации PC и/или консолей для игры в новые игры или управления новыми приложениями с более высокими характеристиками. Любая игра или приложения в службе 210 хостинга, независимо от того, какой тип сервера 402 требуется для этой игры или приложений, доступны пользователю, и все игры и приложения исполняются почти немедленно (т.е. с быстрой загрузкой из дисковых массивов 405 типа RAID или локального запоминающего устройства на серверах 402) и должным образом с последними обновлениями и исправлениями ошибок (т.е. разработчики программного обеспечения могут выбрать идеальную конфигурацию сервера для сервера(ов) 402, который(ые) исполняет(ют) данную игру или приложение, и затем сконфигурировать сервер(ы) 402 с оптимальными драйверами, и впоследствии со временем разработчики могут обеспечивать обновления, исправления ошибок и т.д. для всех копий игры или приложения в службе 210 хостинга одновременно). Безусловно, после того, как пользователь начинает использовать службу 210 хостинга, пользователь, вероятно, обнаружит, что игры и приложения продолжают обеспечивать лучший опыт использования, например, посредством обновлений и/или исправлений ошибок, и может оказаться так, что пользователь обнаружит год спустя, что новая игра или приложение стали доступны в службе 210, которая использует технологию вычислений (например, более высокопроизводительное GPU), которая даже не существовала за год до этого, соответственно, за год до этого было невозможно, чтобы пользователь купил упомянутую технологию, которая могла бы исполнять игру или приложения год спустя. Так как вычислительный ресурс, на котором ведется игра, или который исполняет приложение, является невидимым для пользователя (т.е. с точки зрения пользователя пользователь просто выбирает игру или приложение, которые начинают исполняться почти немедленно - почти так же, как если бы пользователь переключал телевизионные каналы), аппаратное обеспечение пользователя будет "модернизировано" без пользователя, даже если ему известно о модернизации. In addition, users no longer have to worry about upgrading PCs and / or consoles for playing new games or managing new higher-end applications. Any game or application in the hosting service 210, regardless of what type of server 402 is required for this game or application, is accessible to the user, and all games and applications are executed almost immediately (i.e., with fast loading from RAID 405 or local storage on servers 402) and properly with the latest updates and bug fixes (i.e., software developers can choose the ideal server configuration for server (s) 402 that is running this game or application, then configure the server (s) 402 with the best drivers, and then over time, developers can provide updates, bug fixes, etc. for all copies of the game or application in the service of hosting 210 simultaneously). Of course, after the user starts using the hosting service 210, the user is likely to find that games and applications continue to provide a better experience, for example, through updates and / or bug fixes, and it may happen that the user discovers a year later. that a new game or application became available in service 210, which uses computing technology (for example, a higher-performance GPU), which did not even exist a year before, respectively, a year earlier it was impossible zhno that the user has bought the said technology, which could carry a game or an application a year later. Since the computing resource on which the game is played, or which the application is running, is invisible to the user (i.e., from the point of view of the user, the user simply selects a game or application that starts to run almost immediately - almost the same as if the user switched television channels), the user's hardware will be “upgraded” without the user, even if he is aware of the upgrade.

Устранение необходимости резервных копийEliminate backups

Другой важной проблемой для пользователей в компаниях, школах и домах являются резервные копии. Информация, хранящаяся в локальном PC или видеоигровой консоли (например, в случае консоли, рейтинг и достижения в игре пользователя), может быть утрачена в случае сбоя диска или случайного стирания. Существует много доступных приложений, которые обеспечивают ручное или автоматическое резервное копирование для PC, и состояние игровой консоли может выгружаться на онлайновый сервер для резервирования, но локальные резервные копии обычно копируются на другой локальный диск (или другое запоминающее устройство), который должен храниться в каком-нибудь безопасном месте и быть организован, и резервирование в онлайновые службы часто ограничено из-за низкой скорости восходящего потока данных, доступной через типичные низкозатратные подключения к Internet. Посредством службы 210 хостинга по фиг.4a, данные, которые хранятся в дисковых массивах 405 типа RAID, могут быть сконфигурированы с использованием таких способов конфигурации RAID предшествующего уровня техники, известных специалистам в данной области техники, таким образом, что, если произойдет сбой диска, то данные не будут утрачены, и техник в серверном центре, в котором находится поврежденный диск, будет уведомлен, и тогда он заменит диск, который после этого будет автоматически обновлен так, чтобы дисковый массив типа RAID снова был устойчивым к сбоям. Кроме того, так как все накопители на магнитных дисках находятся рядом друг с друга с (обеспечением) быстрых локальных сетей между ними посредством SAN 403, то в серверном центре не трудно организовать, чтобы регулярно создавались резервные копии всех дисковых систем на вспомогательном запоминающем устройстве, которое может храниться в серверном центре или перемещено за его пределы. С точки зрения пользователей службы 210 хостинга, их данные просто все время защищены, и они никогда не должны думать о резервных копиях. Another important issue for users in companies, schools and homes are backups. Information stored in the local PC or video game console (for example, in the case of the console, rating and achievements in the user's game), may be lost in the event of a disk failure or accidental erasure. There are many applications available that provide manual or automatic backups for the PC, and the state of the game console can be uploaded to the online server for backup, but local backups are usually backed up to another local disk (or other storage device) that must be stored in some a secure location and be organized, and backups to online services are often limited due to the low upstream data rate available through typical low-cost connectivity cheniya to the Internet. By means of the hosting service 210 of FIG. 4a, data stored in RAID disk arrays 405 can be configured using such prior art RAID configuration methods known to those skilled in the art, such that if a disk fails, then the data will not be lost, and the technician in the server center where the damaged disk is located will be notified, and then it will replace the disk, which will then be automatically updated so that the RAID array is stable again to failures. In addition, since all magnetic disk drives are located next to each other with (providing) fast local area networks between them via SAN 403, it is not difficult to organize in the server center that regular backups of all disk systems are created on an auxiliary storage device, which can be stored in the server center or moved beyond. From the point of view of users of the 210 hosting service, their data is simply protected all the time, and they should never think about backups.

Доступ к демонстрационным версиямAccess Demos

Пользователям часто требуется испытать игры или приложения перед их покупкой. Как описано ранее, существуют средства предшествующего уровня техники для испытания демонстрационной версии (глагольная форма "demo" означает испытывать демонстрационную версию, которая также называется "demo", но как существительное) игр и приложений, но в каждом из них существуют ограничения и/или недостатки. С использованием службы 210 хостинга пользователям легко и удобно испытать демонстрационные версии. На самом деле, все, что пользователь делает, - это выбирает демонстрационную версию посредством интерфейса пользователя (например, интерфейса, описанного ниже) и испытывает ее. Демонстрационная версия загружается на сервер 402, подходящий для демонстрационной версии, почти немедленно, и она исполняется подобно любой другой игре или приложению. Независимо от того, требуется ли для демонстрационной версии очень высокопроизводительный сервер 402 или низкопроизводительный сервер 402, и независимо от того, какого типа домашний или офисный клиент 415 использует пользователь, с точки зрения пользователя, демонстрационная версия просто работает. Издатель программного обеспечения демонстрационной версии или игры или приложения может регулировать то, какую именно демонстрационную версию предоставить пользователю для испытания и на какое время, и, конечно, эта демонстрационная версия может включать в себя элементы интерфейса пользователя, которые предоставляют пользователю возможность получить доступ к полной версии демонстрируемой игры или приложения. Users often need to try out games or applications before buying them. As described previously, there are prior art tools for testing the demo version (the verb form "demo" means to test the demo version, which is also called the "demo", but as a noun) of games and applications, but in each of them there are limitations and / or disadvantages . Using the 210 hosting service, users can easily and conveniently experience the demo versions. In fact, all the user does is select the demo version through the user interface (for example, the interface described below) and test it. The demo version is uploaded to the server 402, suitable for the demo version, almost immediately, and it runs like any other game or application. Regardless of whether the demo version requires a very high-performance server 402 or a low-performance server 402, and no matter what type of home or office client 415 the user uses, from the user's point of view, the demo version just works. The software publisher of the demo version or game or application can control which particular demo version to provide to the user for testing and for how long, and, of course, this demo version may include user interface elements that enable the user to access the full version Demonstrated game or application.

Так как демонстрационные версии, вероятно, будут предложены за меньшую цену или бесплатно, то некоторые пользователи могут попытаться использовать демонстрационные версии повторно (особенно демонстрационные версии игр, повторная игра в которые может являться развлечением). Служба 210 хостинга может применять различные способы для ограничения использования демонстрационной версии для данного пользователя. Самым прямым подходом является установка ID пользователя для каждого пользователя и ограничение количества испытаний демонстрационной версии, обеспечиваемого для данного ID пользователя. Пользователь, однако, может установить множество ID пользователя, особенно, если они являются бесплатными. Одним способом, направленным на решение этой проблемы, является ограничение количества испытаний демонстрационной версии, обеспечиваемого для данного клиента 415. Если клиентом является автономное устройство, то у этого устройства существует серийный номер, и служба 210 хостинга может ограничить количество раз, которое клиент может получать доступ к демонстрационной версии с этим серийным номером. Если клиент 415 исполняется как программное обеспечение на PC или другом устройстве, то серийный номер может быть назначен службой 210 хостинга и сохранен на PC и использоваться для ограничения использования демонстрационной версии, но с учетом того, что PC могут быть перепрограммированы пользователями, и серийный номер может быть стерт или изменен, другим возможным вариантом для службы 210 хостинга является ведение учета адреса протокола управления доступом к среде (MAC) сетевого адаптера PC (и/или другие машинно-зависимые идентификаторы, например, серийные номера накопителей на жестких дисках и т.д.) и ограничение использования демонстрационной версии для него. С учетом того, что MAC-адреса сетевых адаптеров могут быть изменены, однако, это не является надежным способом. Еще одним подходом является ограничение количества испытаний демонстрационной версии для данного IP-адреса. Несмотря на то, что IP-адреса могут периодически переназначаться провайдерами DSL и кабельной модемной связи, на практике это не происходит очень часто, и если можно определить (например, связавшись с ISP) то, что данный IP находится в блоке IP-адресов для доступов к DSL или кабельной модемной связи, связанных с жилыми домами, то для данного дома, как правило, может быть установлено небольшое количество использований демонстрационной версии. Кроме того, может быть множество устройств в доме за маршрутизатором NAT, совместно использующих идентичный IP-адрес, но, как правило, в жилом окружении существует ограниченное количество таких устройств. Если IP-адрес находится в блоке, обслуживающем компании, то для компании может быть установлено большее количество демонстрационных версий. Но, в конечном счете, комбинация всех ранее упомянутых подходов является лучшим способом ограничения количества демонстрационных версий для PC. Несмотря на то, что не может существовать надежного способа, посредством которого полного решимости и технически искусного пользователя можно ограничить в количестве повторных использований демонстрационных версий, с созданием большого количества преград можно создать такое достаточное сдерживающее средство, что нарушение режима эксплуатации системы демонстрационной версии станет нецелесообразным для большинства пользователей PC, и скорее они будут использовать демонстрационные версии так, как подразумевалось испытание новых игр и приложений. Since demos are likely to be offered for a lower price or free of charge, some users may try to reuse demos (especially demos of games that may be fun to play repeatedly). Hosting service 210 may employ various methods to restrict the use of the demo version for a given user. The most direct approach is to set a user ID for each user and limit the number of trial trials provided for this user ID. A user, however, can set multiple user IDs, especially if they are free. One way to solve this problem is to limit the number of tests of the demo version provided for this client 415. If the client is a standalone device, then this device has a serial number, and hosting service 210 can limit the number of times that a client can access to the demo with this serial number. If client 415 runs as software on a PC or other device, then the serial number can be assigned by the hosting service 210 and stored on the PC and used to restrict the use of the demo version, but taking into account that the PCs can be reprogrammed by users, and the serial number can be erased or changed, another possible option for hosting service 210 is to record the address of the medium access control protocol (MAC) address of the network adapter PC (and / or other machine-specific identifiers, for example p, serial number of hard disk drives, etc.) and limit the use of the demo for him. Given that the MAC addresses of network adapters can be changed, however, this is not a reliable way. Another approach is to limit the number of trial trials for a given IP address. Despite the fact that IP addresses can be periodically reassigned by DSL and cable modem providers, in practice this does not happen very often, and if it can be determined (for example, by contacting the ISP) that this IP is in the block of IP addresses for accesses If a DSL or cable modem connection is associated with a dwelling, a small number of demo uses can usually be installed for a given home. In addition, there may be many devices in the home behind the NAT router sharing the same IP address, but usually in a residential environment there are a limited number of such devices. If the IP address is in the unit serving the company, then more demo versions can be installed for the company. But, ultimately, a combination of all the previously mentioned approaches is the best way to limit the number of demos for the PC. Despite the fact that there cannot be a reliable way by which full determination and a technically skilled user can be limited in the number of repeated uses of the demo versions, with the creation of a large number of obstacles it is possible to create such a sufficient deterrent that violation of the operating mode of the demo version system will become inappropriate for most PC users, and rather, they will use demos as intended to test new games and applications.

Преимущества для школ, компаний и других учрежденийBenefits for schools, companies and other institutions

Значительные преимущества, в частности, получают компании, школы и другие учреждения, которые используют систему, изображенную на фиг.4a. В компаниях и школах существуют существенные затраты, связанные с установкой, поддержанием в рабочем состоянии и модернизацией PC, особенно, когда дело доходит до PC для исполнения приложений с высокими характеристиками, например, Maya. Как утверждалось ранее, PC, как правило, используются только часть времени в неделю, и как в доме, стоимость PC с данным уровнем рабочих характеристик является намного выше в окружающей обстановке школы или офиса, чем в окружающей обстановке серверного центра. Significant advantages, in particular, get companies, schools and other institutions that use the system depicted in figa. Companies and schools have significant costs associated with installing, maintaining, and upgrading PCs, especially when it comes to PCs for running high-end applications such as Maya. As stated earlier, PCs are typically used only part of the time per week, and as in a home, the cost of a PC with a given level of performance is much higher in a school or office environment than in a server center environment.

В случае больших компаний или школ (например, большие университеты) может оказаться целесообразным, чтобы отделы IT таких организаций устанавливали серверные центры и поддерживали компьютеры, которые получают доступ удаленно через соединения уровня LAN. Существует несколько решений для удаленного доступа компьютеров по LAN или через частное широкополосное соединение между офисами. Например, посредством терминального сервера Microsoft Windows Terminal Server или через приложения удаленного доступа к рабочему столу компьютера (virtual network computing), подобные VNC, от RealVNC, Ltd., или через средство тонкого клиента от Sun Microsystems, пользователи могут получать удаленный доступ к PC или серверам, с диапазоном качества по времени отклика графических устройств и практическому опыту пользователя. Кроме того, такие самоуправляемые серверные центры обычно закрепляются за одной компанией или школой и, по существу, не могут использовать преимущества совмещения использования, которое является возможным, когда различные приложения (например, развлекательные приложения и бизнес-приложения) используют идентичные вычислительные ресурсы в разное время недели. Соответственно, у многих компаний и школ отсутствует масштаб, ресурсы или специальные знания для установки серверного центра самостоятельно, в котором существует сетевое соединение со скоростью LAN с каждым пользователем. На самом деле, большой процент школ и компаний имеет идентичные подключения к Internet (например, DSL, кабельные модемы), как и в домах. In the case of large companies or schools (for example, large universities), it may be appropriate for IT departments of such organizations to establish server centers and support computers that access remotely via LAN-level connections. There are several solutions for remotely accessing computers over a LAN or through a private broadband connection between offices. For example, through a Microsoft Windows Terminal Server or through remote network desktop applications (virtual network computing) like VNC from RealVNC, Ltd. or through a thin client tool from Sun Microsystems, users can remotely access a PC or servers, with a range of quality in response time of graphic devices and practical user experience. In addition, such self-managed server centers are usually assigned to the same company or school and, in essence, cannot take advantage of the combination of use that is possible when different applications (for example, entertainment applications and business applications) use identical computing resources at different times weeks. Accordingly, many companies and schools lack the scale, resources or special knowledge to install a server center on their own, in which there is a network connection with LAN speed with each user. In fact, a large percentage of schools and companies have identical Internet connections (such as DSL, cable modems), as in homes.

Однако в таких организациях может, тем не менее, существовать потребность в очень высокопроизводительных вычислениях или постоянно, или периодически. Например, в маленькой архитектурной фирме может быть только небольшое количество архитекторов, с относительно умеренными вычислительными потребностями при выполнении проектных работ, но ей могут периодически требоваться очень высокопроизводительные вычисления 3D (например, при создании 3D "сквозного пролета" нового архитектурного проекта для клиента). Система, изображенная на фиг.4a, очень хорошо подходит для таких организаций. Упомянутым организациям требуется не что иное, как сетевое соединение вида, идентичного тем, которые предлагаются для домов (например, DSL, кабельные модемы) и, как правило, являются очень экономичными. Они могут или использовать экономичные PC как клиент 415 или совершенно обходиться без PC и использовать экономичные специализированные устройства, которые просто реализуют логику 413 управляющего сигнала и восстановление 412 сжатого видео с малым временем ожидания. Эти признаки, в частности, привлекательны для школ, у которых могут быть проблемы с воровством PC или повреждением компонентов, требующих осторожного обращения, внутри PC.However, in such organizations, however, there may be a need for very high performance computing either continuously or periodically. For example, in a small architectural firm there may be only a small number of architects with relatively moderate computing needs when performing design work, but it may periodically require very high-performance 3D calculations (for example, when creating a 3D “pass-through” of a new architectural project for a client). The system depicted in FIG. 4a is very well suited for such organizations. Mentioned organizations need nothing more than a network connection of a kind identical to those offered for homes (for example, DSL, cable modems) and, as a rule, are very economical. They can either use cost-effective PCs as a 415 client or completely dispense with PCs and use cost-effective specialized devices that simply implement control signal logic 413 and recover 412 compressed video with low latency. These symptoms are particularly attractive to schools that may have problems with theft of the PC or damage to components requiring careful handling inside the PC.

Такая компоновка решает несколько проблем для таких организаций и многие из этих преимуществ также совместно используются домашними пользователями, выполняющими универсальные вычисления. Например, эксплуатационные расходы (которые, в конечном счете, должны возвращаться в некоторой форме к пользователям, чтобы иметь жизнеспособный бизнес) могут быть намного меньше, потому что (а) вычислительные ресурсы совместно используются с другими приложениями, которые имеют разные пиковые периоды использования в течение недели, (b) организации могут получать доступ к (и нести расходы по) высокопроизводительным вычислительным ресурсам только тогда, когда требуется, (с) организации не должны обеспечивать ресурсы для создания резервных копий или каким-либо иным способом поддерживать высокопроизводительные вычислительные ресурсы.This arrangement solves several problems for such organizations and many of these advantages are also shared by home users performing universal computing. For example, operating costs (which ultimately must be returned in some form to users in order to have a viable business) can be much less because (a) computing resources are shared with other applications that have different peak usage periods during weeks, (b) organizations can access (and bear the cost of) high-performance computing resources only when required, (c) organizations should not provide resources for creating backup opium, or some other way to support high-performance computing resources.

Исключение пиратстваThe exception to piracy

Кроме того, игры, приложения, интерактивные фильмы и т.д., больше нельзя будет незаконно использовать, как в настоящее время. Поскольку игра исполняется в центре обслуживания, пользователям не обеспечивается доступ к лежащему в основе программному коду, соответственно, нет ничего, что можно незаконно использовать. Даже если пользователь может скопировать исходный код, то он не может исполнить его на стандартной игровой консоли или домашнем компьютере. Это открывает рынки в таких местах мира, как Китай, где стандартные видеоигры не доступны. Перепродажа использованных игр также не возможна.In addition, games, applications, interactive films, etc., will no longer be illegally used, as at present. Since the game is executed in the service center, users are not provided with access to the underlying program code, respectively, there is nothing that can be illegally used. Even if the user can copy the source code, then he cannot execute it on a standard game console or home computer. This opens up markets in places around the world like China where standard video games are not available. Resale of used games is also not possible.

Для разработчиков игр существует меньше сосредоточенных неоднородностей рынка, как имеет место в настоящее время. Служба 210 хостинга может постепенно обновляться с течением времени, по мере изменения требований к играм, в отличие от текущей ситуации, когда совершенно новое поколение технологии вынуждает пользователей и разработчиков осуществлять модернизацию, и разработчик игр зависит от своевременной поставки аппаратной платформы. For game developers, there are fewer concentrated market heterogeneities, as is currently the case. Hosting service 210 may be gradually updated over time as the requirements for games change, in contrast to the current situation, when a completely new generation of technology forces users and developers to upgrade, and the game developer depends on the timely delivery of the hardware platform.

Интерактивное потоковое видеоOnline streaming video

Вышеупомянутые описания обеспечивают широкий диапазон приложений, возможность которых обеспечивается новой лежащей в основе идее интерактивного потокового видео, основанного на общих Internet-технологиях с малым временем ожидания, (которое также неявно включает в себя аудио вместе с видео, как используется в этом описании). Системы предшествующего уровня техники, которые обеспечивают потоковое видео через Internet, обеспечивают возможность только приложениям, которые могут быть реализованы с взаимодействиями с большим временем ожидания. Например, основные управляющие элементы воспроизведения для линейного видео (например, пауза, перемотка, быстрая перемотка вперед) работают, соответственно, с высоким временем ожидания, и можно выбирать между линиями передачи линейного видео. И, как утверждалось ранее, характер некоторых видеоигр обеспечивает возможность их ведения с большим временем ожидания. Но большое время ожидания (или низкий коэффициент сжатия) подходов предшествующего уровня техники для потокового видео жестко ограничивает возможные приложения потокового видео или сужает их применения до специализированных сетевых сред, и даже в таких средах, способы предшествующего уровня техники вводят существенные нагрузки в сети. Технология, описанная в этом документе, открывает дверь для широкого диапазона приложений, возможных с интерактивным потоковым видео с малым временем ожидания через Internet, в частности, для тех, которые обеспечиваются через подключения к Internet потребительского уровня. The above descriptions provide a wide range of applications, the possibility of which is provided by the new underlying idea of interactive video streaming based on common Internet technologies with a low latency (which also implicitly includes audio along with video, as used in this description). Systems of the prior art that provide streaming video over the Internet only allow applications that can be implemented with long latency interactions. For example, the basic playback controls for linear video (for example, pause, rewind, fast forward) work with a high latency, respectively, and you can choose between transmission lines of linear video. And, as stated earlier, the nature of some video games makes it possible to play them with long waiting times. But the long latency (or low compression ratio) of prior art approaches for streaming video severely limits possible streaming video applications or narrows their applications to specialized network environments, and even in such environments, prior art methods introduce significant network loads. The technology described in this document opens the door for a wide range of applications, possible with interactive streaming video with low latency over the Internet, in particular, for those that are provided through consumer Internet connections.

На самом деле, с такими маленькими клиентскими устройствами, как клиент 465 по фиг.4c, которого достаточно для обеспечения расширенного практического опыта пользователя с фактически произвольным количеством вычислительной мощности, произвольным объемом быстрой памяти и с чрезвычайно быстрой работой в сети среди мощных серверов, это обеспечивает возможность новой эры вычислений. Кроме того, так как требования к полосе пропускания не возрастают, по мере роста вычислительной мощности системы (т.е., так как требования к полосе пропускания привязаны только к разрешающей способности дисплея, качеству и частоте кадров), то после повсеместного распространения высокоскоростного подключения к Internet (например, посредством всеобщего охвата беспроводной связью с малым временем ожидания), надежного и с достаточно высокой пропускной способностью для удовлетворения потребностей дисплеев 422 всех пользователей, встанет вопрос, являются ли необходимыми толстые клиенты (например, PC или мобильные телефоны, работающие под управлением Windows, Linux, OSX и т.д.), или даже тонкие клиенты (например, Adobe Flash или Java) для типичных потребительских и бизнес-приложений.In fact, with such small client devices as the client 465 of FIG. 4c, which is sufficient to provide enhanced user experience with virtually any amount of computing power, arbitrary amount of fast memory and extremely fast network operation among powerful servers, this provides the possibility of a new era of computing. In addition, since the bandwidth requirements do not increase, as the computing power of the system grows (i.e., since the bandwidth requirements are tied only to the display resolution, quality and frame rate), then after the widespread use of high-speed connection to Internet (for example, through the universal coverage of wireless communications with low latency), reliable and with a sufficiently high bandwidth to meet the needs of displays 422 of all users, the question will be, vlyayutsya if necessary thick clients (eg, PC, or mobile phones running Windows, Linux, OSX, etc.), or even thin clients (eg, Adobe Flash or Java) for the typical consumer and business applications.

Появление интерактивного потокового видео в результате приводит к пересмотру предположений об архитектурах вычислительной системы. Примером этого является вариант осуществления серверного центра службы 210 хостинга, изображенный на фиг.15. Путь видео для буфера задержки и/или групповое видео 1550 является контуром обратной связи, в котором передаваемый группе пользователей интерактивный потоковый видеовыход серверов 1521-1525 приложения/игры подается обратно в серверы 1521-1525 приложения/игры или в реальном времени по пути 1552 или согласно выбираемой задержке по пути 1551. Это обеспечивает возможность широкого диапазона практических приложений (например, таких, которые изображены на фиг.16, фиг.17 и фиг.20), которые были бы или невозможными или неосуществимыми посредством локальных архитектур вычислительной системы или сервера предшествующего уровня техники. Но, в качестве более общего архитектурного признака, то, что обеспечивает контур 1550 обратной связи, является рекурсией на уровне интерактивного потокового видео, так как видео может возвращаться обратно неограниченно, когда приложение требует его. Это обеспечивает широкий диапазон возможностей приложения, которые раньше не были доступны.The advent of interactive video streaming results in a rethinking of assumptions about computing system architectures. An example of this is an embodiment of a server center of a hosting service 210 depicted in FIG. The video path for the delay buffer and / or group video 1550 is a feedback loop in which the interactive video stream of the application / game servers 1521-1525 transmitted to the user group is fed back to the application / game servers 1521-1525 either in real time along the path 1552 or according a selectable delay along path 1551. This allows a wide range of practical applications (for example, those depicted in FIG. 16, FIG. 17 and FIG. 20) that would be either impossible or not feasible through local archives. ektur computing system or server of the prior art. But, as a more general architectural feature, what the feedback loop 1550 provides is recursion at the level of interactive video streaming, since the video can come back unlimitedly when the application requires it. This provides a wide range of application features that were not previously available.

Другим ключевым архитектурным признаком является то, что видеопотоки являются однонаправленными потоками UDP. Это обеспечивает возможность фактически произвольного уровня групповой передачи интерактивного потокового видео (для сравнения, двусторонние потоки, например, потоки TCP/IP, создавали бы все больше заторов трафика в сетях из-за передачи информации туда и обратно по мере увеличения количества пользователей). Групповая передача является важным средством в серверном центре, потому что она обеспечивает возможность системе быстро реагировать на возрастающие потребности пользователей Internet (и, на самом деле, населения мира) в осуществлении связи на основе "один ко многим", или даже "многие ко многим". И опять же, примеры, обсуждаемые в этом описании, например, по фиг.16, на которой изображено использование и рекурсии интерактивного потокового видео и групповой передачи, являются только видимой частью огромного айсберга возможностей.Another key architectural feature is that video streams are unidirectional UDP streams. This provides the possibility of a virtually arbitrary level of group transmission of interactive video streaming (for comparison, two-way streams, for example, TCP / IP streams, would create more traffic congestion in networks due to the transfer of information back and forth as the number of users increases). Group transmission is an important tool in the server center, because it enables the system to quickly respond to the growing needs of Internet users (and, in fact, the world's population) in one-to-many, or even many-to-many communications. . And again, the examples discussed in this description, for example in FIG. 16, which depicts the use and recursion of interactive video streaming and multicast, are only the visible part of a huge iceberg of possibilities.

В одном варианте осуществления различные функциональные модули, иллюстрированные в этом описании, и связанные с ними этапы, могут быть выполнены конкретными аппаратными компонентами, которые содержат "зашитую" логику для выполнения этих этапов, например, специализированной интегральной схемой ("ASIC") или любой комбинацией программируемых компьютерных компонентов и заказных аппаратных компонентов. In one embodiment, the various functional modules illustrated in this description and associated steps may be performed by specific hardware components that contain “wired” logic to perform these steps, for example, a specialized integrated circuit (“ASIC”) or any combination programmable computer components and custom hardware components.

В одном варианте осуществления упомянутые модули могут быть реализованы на программируемом цифровом сигнальном процессоре ("DSP"), например, архитектуры TMS320x компании Texas Instruments (например, TMS320C6000, TMS320C5000... и т.д.). Могут использоваться различные другие DSP, хотя, по-прежнему, с выполнением этих лежащих в основе принципов.In one embodiment, said modules may be implemented on a programmable digital signal processor ("DSP"), for example, Texas Instruments TMS320x architecture (for example, TMS320C6000, TMS320C5000 ... etc.). Various other DSPs may be used, although still with the implementation of these underlying principles.

Варианты осуществления могут включать в себя различные этапы, как изложено выше. Этапы могут быть воплощены в машинно-исполнимых командах, которые вызывают выполнение определенных этапов универсальным или специализированным процессором. Различные элементы, которые не относятся к этим лежащим в основе принципам, например, память компьютера, накопитель на жестких дисках, устройства ввода, не были включены в чертежи во избежание затруднения понимания относящихся к делу аспектов.Embodiments may include various steps, as set forth above. Stages can be embodied in machine-executable instructions that cause certain steps to be performed by a universal or specialized processor. Various elements that are not relevant to these underlying principles, such as computer memory, hard drive, input devices, were not included in the drawings in order to avoid difficulty understanding the relevant aspects.

Элементы раскрытого предмета изобретения могут также быть обеспечены как машиночитаемый носитель информации для хранения машинно-исполнимых команд. Машиночитаемый носитель информации может включать в себя, например, флэш-память, оптические диски, CD-ROM, ROM DVD, RAM, EPROM, EEPROM, магнитные или оптические карточки, среды распространения или машиночитаемые носители информации другого типа, подходящие для хранения компьютерных команд. Например, настоящее изобретение может быть загружено как компьютерная программа, которая может быть передана из удаленного компьютера (например, сервера) в запрашивающий компьютер (например, клиент) посредством сигналов данных, воплощенных в несущей или другой среде распространения через линию связи (например, модем или сетевое соединение).Elements of the disclosed subject matter of the invention may also be provided as a computer-readable storage medium for storing computer-executable instructions. A computer-readable storage medium may include, for example, flash memory, optical disks, CD-ROM, ROM DVD, RAM, EPROM, EEPROM, magnetic or optical cards, distribution media, or other type of computer-readable storage media suitable for storing computer instructions. For example, the present invention can be downloaded as a computer program that can be transmitted from a remote computer (e.g., server) to the requesting computer (e.g., client) via data signals embodied in a carrier or other distribution medium via a communication line (e.g., modem or network connection).

Также следует понимать, что элементы раскрытого предмета изобретения могут также быть обеспечены как компьютерный программный продукт, который может включать в себя машиночитаемый носитель информации, на котором сохранены команды, которые могут использоваться для программирования компьютера (например, процессора или другого электронного устройства) для выполнения последовательности операций. В качестве альтернативы, операции могут быть выполнены комбинацией аппаратного обеспечения и программного обеспечения. Машиночитаемый носитель информации может включить в себя, например, гибкие дискеты, оптические диски, CD-ROM и магнитооптические диски, ROM, RAM, EPROM, EEPROM, магнитные или оптические карточки, среды распространения или среды/машиночитаемый носитель информации другого типа, подходящие для хранения компьютерных команд. Например, элементы раскрытого предмета изобретения могут быть загружены как компьютерный программный продукт, причем эта программа может передаваться из удаленного компьютера или электронного устройства в запрашивающий процесс посредством сигналов данных, воплощенных в несущей или другой среде распространения через линию связи (например, модем или сетевое соединение). It should also be understood that elements of the disclosed subject matter may also be provided as a computer program product, which may include a computer-readable storage medium on which instructions are stored that can be used to program a computer (e.g., processor or other electronic device) to execute a sequence operations. Alternatively, operations may be performed by a combination of hardware and software. A computer-readable storage medium may include, for example, floppy disks, optical disks, CD-ROMs and magneto-optical disks, ROM, RAM, EPROM, EEPROM, magnetic or optical cards, distribution media or other types of media / computer-readable media computer commands. For example, elements of the disclosed subject matter of the invention may be downloaded as a computer program product, which program may be transmitted from a remote computer or electronic device to the requesting process via data signals embodied in a carrier or other distribution medium via a communication line (for example, a modem or network connection) .

Кроме того, несмотря на то, что раскрытый предмет изобретения был описан вместе с конкретными вариантами осуществления, существует достаточно многочисленных модификаций и изменений в рамках настоящего раскрытия предмета изобретения. Соответственно, описание изобретения и чертежи должны рассматриваться как иллюстрации, а не ограничения. In addition, although the disclosed subject matter has been described in conjunction with specific embodiments, there are numerous modifications and variations within the scope of the present disclosure. Accordingly, the description of the invention and the drawings are to be regarded as illustrations and not limitation.

Claims (25)

1. Машинно-реализуемый способ обработки данных, содержащий:
разбиение программного кода и/или данных, используемых для исполнения онлайнового приложения на первый тип и второй тип,
сохранение программного кода и данных первого типа в памяти первого типа, причем память первого типа обеспечивает доступ к памяти с относительно малым временем ожидания,
сохранение программного кода и данных второго типа в памяти второго типа, причем эта память второго типа обеспечивает доступ к памяти с относительно более высоким временем ожидания по сравнению с памятью первого типа,
извлечение программного кода и данных из первой памяти и второй памяти в ответ на запрос клиента для исполнения онлайнового приложения, и
передача потока интерактивного потокового видео, представляющего изображения, формируемые приложением, в клиент.
1. A computer-implemented method for processing data, comprising:
splitting the program code and / or data used to execute the online application into the first type and the second type,
storing program code and data of the first type in the memory of the first type, and the memory of the first type provides access to the memory with a relatively low latency,
storing program code and data of the second type in the memory of the second type, and this memory of the second type provides access to the memory with a relatively higher latency compared to the memory of the first type,
retrieving the program code and data from the first memory and the second memory in response to a client request for executing an online application, and
transmitting an interactive streaming video stream representing images generated by the application to the client.
2. Способ по п.1, в котором память первого типа является флэш-памятью, и память второго типа является накопителем на жестких дисках.2. The method according to claim 1, in which the memory of the first type is flash memory, and the memory of the second type is a hard disk drive. 3. Способ по п.1, в котором приложение является видеоигрой.3. The method of claim 1, wherein the application is a video game. 4. Способ по п.1, в котором прямая коррекция ошибок (FEC) используется для защиты видеопотока, связанного с ним аудиопотока и/или ввода управления пользователя, принимаемого от клиента.4. The method according to claim 1, in which direct error correction (FEC) is used to protect the video stream, the associated audio stream and / or user control input received from the client. 5. Способ по п.1, в котором коды FEC используются для защиты некоторых частей видеопотока, но не других частей.5. The method according to claim 1, in which the FEC codes are used to protect some parts of the video stream, but not other parts. 6. Способ по п.4, в котором коды FEC используются для защиты данных, которые наиболее вероятно вызывают визуальные артефакты в случае потери.6. The method according to claim 4, in which the FEC codes are used to protect data that most likely causes visual artifacts in case of loss. 7. Способ по п.1, дополнительно содержащий уменьшение пиков ширины полосы канала посредством распределения больших пиков ширины полосы сжатого видео по последовательности последовательных кадров.7. The method according to claim 1, further comprising reducing peaks of the channel bandwidth by distributing large peaks of the compressed video bandwidth over a sequence of consecutive frames. 8. Способ по п.7, в котором распределение больших пиков ширины полосы сжатого видео по последовательности последовательных кадров дополнительно содержит передачу сжатых кадров, в которых существует больше данных, чем может быть передано при пиковой скорости передачи данных в одном периоде кадра, за один или несколько дополнительных периодов кадра.8. The method according to claim 7, in which the distribution of large peaks of the bandwidth of the compressed video sequence of consecutive frames further comprises transmitting compressed frames in which there is more data than can be transmitted at a peak data rate in one frame period, for one or several additional frame periods. 9. Способ по п.8, в котором во время упомянутых дополнительных периодов кадра клиент продолжает выводить на экран ранее декомпрессированный кадр.9. The method of claim 8, wherein during said additional frame periods, the client continues to display a previously decompressed frame. 10. Способ по п.9, дополнительно содержащий игнорирование кадров, принятых во время упомянутых дополнительных периодов кадра.10. The method according to claim 9, further comprising ignoring frames received during said additional frame periods. 11. Способ по п.8, в котором частота видеокадров временно уменьшается во время дополнительных периодов кадра.11. The method of claim 8, wherein the frequency of the video frames temporarily decreases during additional frame periods. 12. Способ по п.8, в котором дополнительным периодом кадра является 1 период кадра.12. The method of claim 8, wherein the additional frame period is 1 frame period. 13. Способ по п.1, дополнительно содержащий динамическую настройку скорости передачи данных видеопотока.13. The method according to claim 1, further comprising dynamically adjusting the data rate of the video stream. 14. Способ по п.13, в котором скорость передачи данных настраивается в ответ на обнаруженную максимальную скорость передачи данных канала.14. The method of claim 13, wherein the data rate is tuned in response to a detected maximum channel data rate. 15. Способ по п.13, в котором скорость передачи данных настраивается посредством модификации частоты кадров.15. The method according to item 13, in which the data rate is adjusted by modifying the frame rate. 16. Способ по п.13, в котором скорость передачи данных настраивается посредством модификации качества сжатия видеопотока.16. The method according to item 13, in which the data rate is adjusted by modifying the compression quality of the video stream. 17. Способ по п.13, в котором скорость передачи данных настраивается посредством модификации разрешения изображения.17. The method of claim 13, wherein the data rate is adjusted by modifying the image resolution. 18. Способ по п.17, в котором, когда разрешение изображения модифицировано, клиент увеличивает масштаб изображения для поддержания идентичного размера изображения на экране дисплея.18. The method according to 17, in which, when the resolution of the image is modified, the client zooms in to maintain an identical image size on the display screen. 19. Способ по п.1, в котором, когда канал связи для канала клиента полностью выходит из строя, один или несколько серверов приостанавливают игру, воспроизводимую этим клиентом.19. The method according to claim 1, wherein when the communication channel for the client channel completely fails, one or more servers suspend the game played by that client. 20. Способ по п.19, в котором, если клиент выбывает, и пользователь этого клиента играет в игру с несколькими участниками, то остальных пользователей уведомляют о том, что упомянутый пользователь выбыл.20. The method according to claim 19, in which, if the client leaves, and the user of this client plays a game with several participants, then the remaining users are notified that the said user has left. 21. Способ по п.20, в котором игра приостанавливается для других пользователей, когда пользователь выбывает.21. The method according to claim 20, in which the game is paused for other users when the user leaves. 22. Способ по п.1, дополнительно содержащий первоначальное определение пиковой скорости передачи данных посредством отправки тестового потока с более высокой скоростью передачи данных по сети выходной маршрутизации до тех пор, пока потеря пакетов и/или большее время ожидания не укажут на то, что пропускная способность канала связи превышена.22. The method according to claim 1, further comprising initially determining a peak data rate by sending a test stream with a higher data rate over the output routing network until packet loss and / or longer latency indicate that the throughput communication channel capacity exceeded. 23. Способ по п.22, дополнительно содержащий:
определение того, что пропускная способность канала связи уменьшилась, на основе обнаруженного увеличения потери пакетов и/или увеличения времени ожидания, и
в ответ уменьшение пиковой скорости передачи данных до тех пор, пока потеря пакетов и/или время ожидания не достигнут приемлемых значений.
23. The method according to item 22, further comprising:
determining that the communication channel capacity has decreased, based on a detected increase in packet loss and / or increase in latency, and
in response, reducing the peak data rate until packet loss and / or latency is reached acceptable.
24. Способ по п.22, дополнительно содержащий:
определение того, что пропускная способность канала связи, возможно, увеличилась, на основе непрерывных измерений потери пакетов и/или времени ожидания, и
в ответ увеличение пиковой скорости передачи данных до тех пор, пока потеря пакетов и/или время ожидания не достигнут неприемлемого уровня.
24. The method according to item 22, further comprising:
determining that communication channel capacity may have increased based on continuous measurements of packet loss and / or latency, and
in response, increasing the peak data rate until packet loss and / or latency is reached an unacceptable level.
25. Способ по п.1, дополнительно содержащий передачу пакетов данных в порядке, отличном от того, в котором они выводятся на экран. 25. The method according to claim 1, further comprising transmitting data packets in an order different from the one in which they are displayed.
RU2010127316/08A 2007-12-05 2008-12-04 System and method of compressing streaming interactive video RU2497184C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US99965807A 2007-12-05 2007-12-05
US11/999,658 2007-12-05
PCT/US2008/085601 WO2009073826A1 (en) 2007-12-05 2008-12-04 System and method for storing program code and data within an application hosting center

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010127316A RU2010127316A (en) 2012-01-10
RU2497184C2 true RU2497184C2 (en) 2013-10-27

Family

ID=40718184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010127316/08A RU2497184C2 (en) 2007-12-05 2008-12-04 System and method of compressing streaming interactive video

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP2232375A4 (en)
JP (1) JP2011507347A (en)
KR (1) KR20100113503A (en)
CN (1) CN101918924A (en)
AU (1) AU2008333828B2 (en)
CA (1) CA2707704A1 (en)
NZ (1) NZ585909A (en)
RU (1) RU2497184C2 (en)
TW (2) TW200943078A (en)
WO (1) WO2009073826A1 (en)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8888592B1 (en) 2009-06-01 2014-11-18 Sony Computer Entertainment America Llc Voice overlay
US8968087B1 (en) 2009-06-01 2015-03-03 Sony Computer Entertainment America Llc Video game overlay
US8147339B1 (en) 2007-12-15 2012-04-03 Gaikai Inc. Systems and methods of serving game video
US8613673B2 (en) 2008-12-15 2013-12-24 Sony Computer Entertainment America Llc Intelligent game loading
US8926435B2 (en) 2008-12-15 2015-01-06 Sony Computer Entertainment America Llc Dual-mode program execution
US8506402B2 (en) 2009-06-01 2013-08-13 Sony Computer Entertainment America Llc Game execution environments
JP5605673B2 (en) * 2009-10-01 2014-10-15 日本電気株式会社 Digital data sharing service terminal, method, program, and digital data sharing service system
US8771064B2 (en) 2010-05-26 2014-07-08 Aristocrat Technologies Australia Pty Limited Gaming system and a method of gaming
US8676591B1 (en) 2010-08-02 2014-03-18 Sony Computer Entertainment America Llc Audio deceleration
KR102288072B1 (en) 2010-09-13 2021-08-10 소니 인터랙티브 엔터테인먼트 아메리카 엘엘씨 Add-on Management
KR20170129967A (en) 2010-09-13 2017-11-27 소니 인터랙티브 엔터테인먼트 아메리카 엘엘씨 A method of transferring a game session, over a communication network, between clients on a computer game system including a game server
CN105955767B (en) * 2011-06-22 2020-05-26 联想(北京)有限公司 Mode switching method and terminal equipment
KR101319243B1 (en) * 2011-08-24 2013-10-16 연세대학교 산학협력단 A method for providing web-page and a computer-readable recording medium recording program for implementing the method
US9237356B2 (en) 2011-09-23 2016-01-12 Qualcomm Incorporated Reference picture list construction for video coding
KR20140124018A (en) 2011-11-23 2014-10-23 지오노믹스 글로벌 게임즈 리미티드 Systems and methods for providing and processing software objects in connection with a map-based game
KR102247892B1 (en) 2014-12-02 2021-05-04 에스케이플래닛 주식회사 System for cloud streaming service, method of image cloud streaming service using application code and apparatus for the same
KR102273142B1 (en) 2015-01-13 2021-07-05 에스케이플래닛 주식회사 System for cloud streaming service, method of image cloud streaming service using application code conversion and apparatus for the same
CN105844532A (en) * 2016-03-23 2016-08-10 努比亚技术有限公司 Method and server for processing subscription information
CN110110865B (en) * 2018-07-20 2023-08-11 深圳怡化电脑股份有限公司 Equipment maintenance method, device, server, equipment and storage medium
US11269612B2 (en) 2019-12-10 2022-03-08 Paypal, Inc. Low latency dynamic content management
CN113515255B (en) * 2021-05-17 2023-02-07 英华达(上海)科技有限公司 Audio playing control method, system, electronic equipment and storage medium

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6640284B1 (en) * 2000-05-12 2003-10-28 Nortel Networks Limited System and method of dynamic online session caching
US6909708B1 (en) * 1996-11-18 2005-06-21 Mci Communications Corporation System, method and article of manufacture for a communication system architecture including video conferencing
US20050283818A1 (en) * 2004-06-22 2005-12-22 University Of Southern California HYDRA: high-performance data recording architecture for streaming media
RU2283509C2 (en) * 2002-07-23 2006-09-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Index structure of meta-data, method for providing indexes of meta-data, and also method for searching for meta-data and device, using indexes of meta-data
KR100776635B1 (en) * 2006-09-28 2007-11-15 주식회사 셀런 Remote access method between settop box and remote server system using h.264 codec and apparatus therefor

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3522527B2 (en) * 1998-03-27 2004-04-26 富士通株式会社 I / O control device and I / O control method
WO2000007091A1 (en) * 1998-07-27 2000-02-10 Webtv Networks, Inc. Remote computer access
JP3345719B2 (en) * 2000-07-04 2002-11-18 コナミ株式会社 Game control method, game device, and recording medium
EP1331974B1 (en) * 2000-10-27 2005-12-28 Sony Computer Entertainment Inc. Information processing system comprising a plurality of operation terminal devices and an information processing device
SE521645C2 (en) * 2001-04-11 2003-11-18 Ericsson Telefon Ab L M Method and mobile phone and mobile phone system that allows interruption in multi-user games when telephone calls are received
US20030093806A1 (en) * 2001-11-14 2003-05-15 Vincent Dureau Remote re-creation of data in a television system
JP2004128779A (en) * 2002-10-01 2004-04-22 Sony Corp Broadcast system, recording apparatus, recording method, program, and record medium
FI116016B (en) * 2002-12-20 2005-08-31 Oplayo Oy a buffering
JP3735358B2 (en) * 2003-09-12 2006-01-18 コナミ株式会社 Video game program, video game apparatus, and video game method
JP4615958B2 (en) * 2004-10-15 2011-01-19 クラリオン株式会社 Digital broadcast sending device, receiving device, and digital broadcasting system
US7751324B2 (en) * 2004-11-19 2010-07-06 Nokia Corporation Packet stream arrangement in multimedia transmission
WO2006100664A2 (en) * 2005-03-21 2006-09-28 Yosef Mizrahi Method, system and computer-readable code for providing a computer gaming service
US20070265094A1 (en) * 2006-05-10 2007-11-15 Norio Tone System and Method for Streaming Games and Services to Gaming Devices

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6909708B1 (en) * 1996-11-18 2005-06-21 Mci Communications Corporation System, method and article of manufacture for a communication system architecture including video conferencing
US6640284B1 (en) * 2000-05-12 2003-10-28 Nortel Networks Limited System and method of dynamic online session caching
RU2283509C2 (en) * 2002-07-23 2006-09-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Index structure of meta-data, method for providing indexes of meta-data, and also method for searching for meta-data and device, using indexes of meta-data
US20050283818A1 (en) * 2004-06-22 2005-12-22 University Of Southern California HYDRA: high-performance data recording architecture for streaming media
KR100776635B1 (en) * 2006-09-28 2007-11-15 주식회사 셀런 Remote access method between settop box and remote server system using h.264 codec and apparatus therefor

Also Published As

Publication number Publication date
CN101918924A (en) 2010-12-15
RU2010127316A (en) 2012-01-10
TW200943078A (en) 2009-10-16
KR20100113503A (en) 2010-10-21
CA2707704A1 (en) 2009-06-11
NZ585909A (en) 2013-08-30
TW200937220A (en) 2009-09-01
WO2009073826A1 (en) 2009-06-11
JP2011507347A (en) 2011-03-03
EP2232375A1 (en) 2010-09-29
AU2008333828B2 (en) 2013-10-03
AU2008333828A1 (en) 2009-06-11
TWI459215B (en) 2014-11-01
EP2232375A4 (en) 2012-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2500022C2 (en) Streaming interactive video client apparatus
RU2493667C2 (en) Method of combining linear content and interactive content compressed together as streaming interactive video
RU2496141C2 (en) System for combining recorded application state with application streaming interactive video output
RU2496135C2 (en) Streaming interactive video integrated with recorded video segments
RU2493583C2 (en) System for recursive reconstruction of streaming interactive video
RU2503998C2 (en) Hosting and broadcasting virtual events using streaming interactive video
RU2504908C2 (en) System for collaborative conferencing using streaming interactive video
RU2509419C2 (en) Method for multicasting views of real-time streaming interactive video
RU2510591C2 (en) System for combining plurality of views of real-time streaming interactive video
RU2507568C2 (en) System for accelerating web page delivery
RU2510590C2 (en) System and method of compressing streaming interactive video
RU2491756C2 (en) System and method of protecting certain types of multimedia data transmitted over communication channel
RU2497184C2 (en) System and method of compressing streaming interactive video
RU2506709C2 (en) Fragment-based system and method of compressing video
RU2493588C2 (en) System and method of compressing video based on detected intraframe motion
RU2491757C2 (en) System and method for compressing video based on detection of link data rate
RU2493585C2 (en) Video compression system and method for reducing effect of packet loss in communication channel
RU2524850C2 (en) System and method for fast switching of computing machine
RU2543548C2 (en) System and method of encoding video using selected fragment and fragment cyclic shift scheme
RU2525441C2 (en) Method and apparatus for time decoder
RU2524845C2 (en) System and method for multi-stream video compression using multiple encoding formats
RU2528152C2 (en) System and method of compressing multi-stream video
RU2501180C2 (en) Video compression system and method for compensating for bandwidth limitations of communication channel
JP2011507342A (en) System to report recorded video before system failure
JP2011507077A (en) How to migrate user sessions between streaming interactive video servers

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20150522