Kahawai tovert betere resolutie op Xbox One

Kahawai is het toverwoord. Gaat dit alle visuele minpuntjes verbeteren? Dit is het verhaal erachter.

Toen de Xbox One werd onthuld, werd er al gesproken over het verbinden/pairen van de Xbox One met de cloud wat betreft het verwerken, het zogenaamde renderen van beelden. Volgens Microsoft zou de Xbox One hiermee, ergens in de toekomst, een superieure game-beleving van elke game kunnen geven. Maar daarna hebben wij weinig meer vernomen of getoond over deze ambitieuze technologie. Tot nu. Een nieuwe scriptie, gemaakt door Duke University en de University of Washington, laat details zien van een gezamenlijk, gesynchroniseerd rendering systeem, Kahawai genaamd, die er voor zorgt dat een cliënt en een server GPU zich met elkaar verbinden en gezamenlijk simultaan rendering verzorgen.

Kahawai: meer dan streaming

Het Kahawai render platform was oorspronkelijk ontworpen om gebruikt te worden in mobiele GPU’s. Maar het principe zou op elk gezamenlijk rendering systeem tussen een cliënt en een platform op afstand kunnen worden toegepast. De streaming platforms die we op dit moment gebruiken, zoals Shield of Sony Playstation Now, verwerken een game op afstand en zenden die info terug naar het doel-apparaat. Deze werkwijze heeft als probleem dat het een snelle internet verbinding nodig heeft om een hoge kwaliteit te bereiken. Dat probleem wordt in de toekomst alleen maar groter als de ontwikkeling van hogere resoluties, zoals bij 4K gamen op consoles, sneller gaan dan de ontwikkeling van de internet connecties wat betreft de bandbreedte. Het 4K gamen op consoles zou al binnen 5 á 6 jaar een feit kunnen zijn maar niet via streaming zolang de internetverbindingen niet dramatisch sneller gaan worden. Het andere probleem van gamen via een stream is dat offline spelen, mocht je dat willen, niet mogelijk is.

DataEncoding

Het Kahawai systeem is ontworpen om deze beide problemen te ondervangen en ze op twee verschillende manieren op te lossen. De eerste versie laat de mobiele GPU een lage kwaliteit van de game verwerken terwijl tegelijkertijd de servers een hoog-kwaliteit versie van hetzelfde beeld verwerken. Het verschil tussen deze twee versies wordt vergeleken en de server stuurt vervolgens alleen die beelden, genaamd de delta frames, waarin het verschil zichtbaar is, naar de console toe.

De tweede manier laat het lokale apparaat een hoog-kwaliteit beeld verwerken maar doet dit in een relatief laag aantal frames per second. De server vult dan de frames die gemist worden, aan en zend die naar de console om ze daar samen te voegen. Verwarrend? We maken een vergelijking door het spel State of Decay voor de Xbox One te gebruiken.

State of Decay

Als we naar deze afbeelding van de open wereld game State of Decay kijken, zien we een beeld opgebouwd uit elementen die een variatie in details laten zien. Als je dit beeld zou opbouwen met het delta frame systeem, zou de GPU van de Xbox One, de delen die zich in de verte afspelen, en waarin weinig detail te zien is, behandelen terwijl het meer gedetailleerde gras op de voorgrond door de server verwerkt zou worden. De tweede manier die we genoemd hebben, zou van dit beeld alleen frames 1 t/m 4 lokaal verwerken en zou frames 5 t/m 20 door de server laten verwerken. De server neemt in dit geval het merendeel van de grafische verwerking voor zijn rekening wat maakt dat de GPU van de console een veel gedetailleerder beeld kan laten zien dan dat wat hij normaliter kan.

Volgens Microsoft heeft deze methode maar een zesde deel aan bandbreedte nodig van dat wat we op dit moment voor het streamen gebruiken. Dat gezegd hebbende is het een feit zelfs de kleinste vertraging al een probleem in dit proces kan opleveren.

Maar hoe ziet dat er nu uit en hoe speelt het?

Kahawai heeft geen online verbinding nodig om een spel te spelen maar de beeldkwaliteit wordt wel behoorlijk minder als er geen online verbinding mogelijk is. Hieronder zie je dat verschil tussen hoog en laag kwaliteit beelden.

Wat dus nodig is om het systeem te laten werken, is een instelling waarmee je de game op laag of hoog kwaliteit kan zetten. Zonder dat kan het systeem niet goed werken. Het onderzoeksteam geeft aan dat zij in staat waren om zowel de idTech 4 engine (Doom 3) als de engine die bij Street Fighter IV wordt gebruikt hiermee uit te rusten.

Bij het testen door gebruikers waren de berichten positief. Het testen op een verbinding die een lage vertraging en een hoge bandbreedte had, gaf een ervaring waarbij men bijna net zo tevreden was als bij het spelen op de conventionele manier. Natuurlijk was men wel wat voorzichtig omdat een verbinding met een hoge bandbreedte en een lage vertraging best grillig kan zijn maar ondanks dat lijkt Kahawai een systeem te zijn wat potentie heeft.

Hoewel dit nu alleen nog maar een onderzoeks-scriptie is, zou een systeem zoals dit op de lange termijn best eens de oplossing kunnen gaan worden en beter kunnen gaan werken op consoles dan het simpel games streamen. Niet alleen gebruikt dit systeem minder bandbreedte, het zou ook zowel Microsoft als Sony de mogelijkheid geven om verder te bouwen aan verschillende systemen die de krachtige hardware van de console combineren met een krachtige server op de achtergrond. Dat dit aanzienlijke winst zou opleveren, is geen hogere wiskunde. Hiermee zou de hele 1080p discussie en het constante falen in het maken van games met een hoge resoluties wel eens tot het verleden kunnen gaan behoren. We gaan het allemaal nog beleven. Dus vergeet die naam niet, Kahawai.

Mocht je trouwens een uurtje over hebben en de scriptie zelf eens willen lezen, hier is de link. Succes 🙂