Digital Foundry: Gaikai vs. OnLive

Da circa un anno a questa parte, due servizi completamente nuovi hanno cambiato il modo di far arrivare nelle case i videogiochi più diffusi, senza doverli acquistare o installare sul proprio PC. Si tratta di Gaikai e OnLive la cui offerta, con presupposti differenti, sta esplorando i territori finora sconosciuti del cosiddetto Cloud Gaming.

Volete provare una demo? Gaikai vi permette di accedere ai suoi server, lanciare la demo in questione e giocarla sul vostro PC per farvi un'idea di come sia il gioco prima di un eventuale acquisto. OnLive si spinge ancora più in là, visto che permette di acquistare giochi completi. Il principio tecnico dietro entrambi i servizi è lo stesso: l'utente si connette, apre una sessione su un server remoto e visualizza sul suo PC uno stream di immagini che non è altro se non il video del server cui è connesso e da cui riceve le immagini dell'azione di gioco in tempo reale.

Con questa Digital Foundry abbiamo preparato una serie di test per cercare di capire, fatta salva la diversità del servizio offerto, quale tra i due sia il migliore in termini prettamente tecnici. Oltre ai contenuti proposti, anche l'infrastruttura delle due piattaforme è nettamente diversa: mentre OnLive è basato su pochi datacentre che si fanno carico di aree da servire molto vaste, Gaikai è più frammentato con un maggior numero di server a coprire un numero di zone maggiore, e garantire così una migliore vicinanza all'utente.

La connessione Internet utilizzata per i nostri test è stata una ADSL "fino a 20 MB" con base a Brighton in Inghilterra, con uno Speedtest calcolato da un server di Londra che indicava velocità in download di 16.25 megabit al secondo e un upload di 0.87.

Qualità grafica: ovvero, chi ha i server più potenti.

"Uno dei più interessanti vantaggi relativi al cloud gaming è che permette anche a utenti con PC di fascia bassa di giocare a titoli che altrimenti richiederebbero specifiche hardware elevate."

Uno dei più interessanti vantaggi relativi al cloud gaming è che permette anche a utenti dotati di PC di fascia bassa di giocare a titoli che altrimenti richiederebbero specifiche hardware elevate. Il nuovo gioco è particolarmente pesante? Basta aggiungere alcuni server e il giocatore potrà beneficiare dello stesso servizio senza essere obbligato ad aggiornare il proprio PC.

Il primo test eseguito è stato fatto con OnLive e possiamo dire che fin da subito non siamo stati molto soddisfatti del risultato, visto che la qualità video non era eccellente e solo il frame rate si attestava su buoni livelli.

Per cercare di mantenere i 60 frame al secondo, la grafica è stata ridotta a livelli che spesso peggioravano lo standard della versione console. Nelle prove eseguite abbiamo dedotto che i server di OnLive utilizzano delle CPU dual core con montate delle schede video NVIDIA 9800GT o 9800GTX.

Gaikai ha un approccio nettamente diverso: innanzitutto permette al giocatore di modificare le impostazioni grafiche in alcuni titoli, per quanto in molti casi siano impostati automaticamente a livelli qualitativi alti. Entrando nel menu di From Dust siamo anche riusciti a scoprire che il server che ha ospitato la nostra sessione montava una NVIDIA GeForce GTX 560Ti con un processore i5.

Si tratta di un setup più che sufficiente per gestire i sessanta fotogrammi al secondo a 1080p con la stragrande maggioranza dei titoli presenti sul mercato. Tutte le demo che abbiamo testato su Gaikai sono state spinte al massimo del loro livello qualitativo e le differenze con OnLive sono evidenti, come potete vedere anche dalla galleria di immagini qui sotto.

"Gaikai ha un approccio nettamente diverso: innanzitutto permette al giocatore di modificare le impostazioni grafiche in alcuni titoli, per quanto in molti casi imposti automaticamente alti livelli qualitativi."

A un primo confronto è chiaro che, con un gioco esigente dal punto di vista tecnico come Assassin's Creed: Brotherhood, le differenze siano evidenti ad occhio nudo e il vantaggio di Gaikai nella qualità video sia altrettanto indiscusso. Il panorama cittadino intricato della Roma cinquecentesca con texture in alta risoluzione, alti livelli di dettaglio geometrico e veloci aggiustamenti del LOD, confermano Gaikai come la scelta migliore in termini di pura qualità. Il maggior frame rate della concorrenza non compensa la perdita di qualità con titoli particolarmente belli da vedere come quello di Ubisoft.

Le immagini poco definite e senza correzioni antialias di OnLive hanno anche lo spiacevole effetto collaterale di essere più difficili da comprimere per lo streaming video: per dei codec realizzati con l'idea di rendere al meglio livelli di dettaglio intricati come il fogliame, è impossibile non peggiorare la risposta qualitativa di un'immagine piena di edifici dai bordi seghettati.

Performance: a tutta birra.

Il rovescio della medaglia di questo confronto è rappresentato dalle pure e semplici prestazioni: in termini di frame rate la differenza è evidente, visto che OnLive gestisce quasi costantemente un flusso video a 60 fotogrammi al secondo, restituendo un'esperienza di gioco più fluida e reattiva. I cali di velocità di Gaikai sono invece più marcati, essendo il flusso video renderizzato sempre a 60 fotogrammi al secondo, ma codificato a metà della velocità, ovvero 30 FPS.

"Se è facile rendersi conto del ritardo nei tempi di risposta osservando il contatore del lag, non è altrettanto semplice accorgersi di come la reattività del gameplay ne risenta quando il frame rate diminuisce."

Se è facile rendersi conto del ritardo nei tempi di risposta osservando il contatore del lag, non è altrettanto semplice accorgersi di come la reattività del gameplay ne risenta quando il frame rate diminuisce, soprattutto su Gaikai. L'esperienza di gioco ne è spesso condizionata, visto che il ritardo nell'aggiornamento video peggiora esponenzialmente il gameplay percepito; l'effetto a schermo è che lo stream video codifica frame doppi o tripli in cui l'azione a schermo non cambia. Abbiamo provato anche a diminuire il dettaglio grafico per vedere se era possibile ottenere un aumento della performance ma senza successo.

Un gioco molto meno esigente come Orcs Must Die non ha fatto registrare cambiamenti significativi: la velocità di riproduzione è rimasta la stessa anche se, curiosamente, si gioca molto meglio di Assassin's Creed grazie alla reattività intrinseca del personaggio che controlliamo rispetto alla maggiore macchinosità di Ezio Auditore.

Le conclusioni sono quindi ovvie: Gaikai è inavvicinabile per quanto riguarda la qualità dell'immagine, ma OnLive si aggiudica nettamente la palma del servizio più veloce, fatti salvi eventuali problemi di connettività o di traffico della vostra connessione.

Codifica video: hardware o software, questo è il dilemma.

Sia OnLive che Gaikai operano sulla base dello stesso principio, ossia la codificazione dell'immagine e la trasmissione della stessa da server a client in formato video h.264. Il concetto è lo stesso ma l'implementazione è stata realizzata in modo molto diverso tra i due servizi.

"Sia OnLive che Gaikai operano sulla base dello stesso principio, ossia la codificazione dell'immagine e trasmissione della stessa da server a client in formato video h.264."

La compressione video su OnLive avviene tramite una scheda di codifica hardware encoder installata su ogni server. Gaikai invece effettua la compressione direttamente dalla CPU tramite un'applicazione in grado di codificare in tempo reale le immagini in formato x264, lo stesso di YouTube, Facebook e decine di altre applicazioni.

Per testare la qualità del flusso video, siamo quindi tornati su Assassin's Creed: Brotherhood con il suo mix di acrobazie e scenari dettagliati, cui abbiamo alternato momenti più tranquilli in corrispondenza delle cutscene. Per un confronto corretto, abbiamo abbassato il livello qualitativo dell'immagine generata da Gaikai praticamente al minimo.

Il vantaggio di Gaikai è evidente, con immagini dettagliate e quasi prive di errori di compressione, mentre OnLive ha spesso un aspetto pesante, sfocato e con numerosi artefatti che sporcano le texture meno definite. Fortunatamente non tutto il male viene per nuocere, visto che nelle scene meno dinamiche, dove gli schemi colore sono poco diversificati, le differenze si attenuano notevolmente.

La conclusione è che Gaikai ne esce vittorioso, adattandosi molto bene a tutti i tipi di giochi a prescindere dalla loro qualità grafica e performance di base. OnLive se la cava abbastanza bene con titoli poco dinamici o senza artwork intricati (uno spreco, viste le sue capacità velocistiche) mentre soccombe nettamente con titoli d'azione e sparatutto, settore in cui però Gaikai patisce il frame rate inferiore.

Latenza: dobbiamo stare vicini vicini?

Lo step successivo dei nostri test è stato quello di misurare la latenza dei servizi: questa non va intesa solo come tempo di risposta tra l'invio del comando dell'utente e l'effettiva azione a schermo ma anche come latenza naturale del gioco stesso. Per esempio, quando testiamo su Xbox 360 e PlayStation 3 giochi che girano a 30 fotogrammi al secondo, di solito l'input lag si assesta tra i 100 e i 150 millisecondi.

I titoli di alta qualità o poco esigenti dal punto di vista dell'hardware che viaggiano a 60 fotogrammi al secondo, in genere si attestano su tempi di risposta tra i 50 e gli 83 millisecondi. Quindi i giochi più veloci sono anche quelli che restituiscono il miglior feeling di controllo. Ma come si sposa questo con due servizi che elaborano l'immagine e la devono spedire a centinaia, se non migliaia di chilometri di distanza?

"I giochi più veloci sono anche quelli che restituiscono il miglior feeling di controllo. Ma come si sposa questo con due servizi che elaborano l'immagine e la devono spedire a centinaia, se non migliaia di chilometri di distanza?"

Il principio dietro ad OnLive è semplice: renderizzare i giochi alla velocità massima e usare questo guadagno per compensare il risparmio ottenuto dalla più lenta compressione video. Gaikai è tutta un'altra questione: l'azione sul server è a 60 FPS ma viene poi codificata e inviata al giocatore alla metà della velocità, ovvero 30 FPS. Per quanto l'encoding via software sia veloce e qualitativamente eccellente, questo accorgimento introduce della latenza aggiuntiva.

I responsabili di Gaikai affermano di aver risolto questo problema frammentando i centri d'erogazione del servizio: questa decentralizzazione dovrebbe permettere alla stragrande maggioranza di giocatori di accedere a server geograficamente vicini alla loro posizione, riducendo quindi la latenza complessiva.

I test eseguiti su OnLive confermano che il range operativo spazia dai 150 ai 250 millisecondi, una differenza apparentemente insignificante che invece si rivela letale per la qualità del gameplay. A 150ms si gioca discretamente bene pur percependo il ritardo, mentre a 250ms qualsiasi azione legata ai riflessi del giocatore diventa casuale al punto da sconfinare spesso nell'ingiocabilità, anche se il render gira a 60 FPS.

Per misurare la latenza in OnLive abbiamo usato una Ben Heck monitor board: si tratta di un dispositivo che accende dei LED quando un pulsante viene premuto su un controller wireless come quello dell'Xbox 360. Il tutto viene filmato con una telecamera a sessanta fotogrammi al secondo. Quindi il filmato viene analizzato ed effettuato il calcolo dei frame che intercorrono tra l'accensione dei led e l'effettiva azione a schermo. Da questo valore viene poi tolta la lag nativa dello schermo per ottenere il vero valore di latenza effettiva.

Nella comparazione non abbiamo potuto usare questa tecnica poiché Gaikai non supporta il pad con molti titoli. In questo caso abbiamo usato il programma di cattura video FRAPS per mappare i pulsanti d'azione dalla tastiera al software di misurazione: in questo caso abbiamo preso a riferimento il cambio di colore del contatore che attiva o disattiva la cattura e contato i frame al secondo dall'evento verificatosi in gioco, così da ottenere la stessa lettura di OnLive.

Poiché le prestazioni si sono rivelate un problema per entrambi i servizi (Gaikai in termini di velocità, OnLive di qualità video), abbiamo proceduto a due tipi diversi di misurazione: una prima con il gioco "in quiete" e una seconda nelle situazioni di grande confusione con numerosi elementi grafici in movimento. Il tutto cercando di ripetere quanto più fedelmente possibile le azioni in game tra un servizio e l'altro. Per concludere, le letture dei valori sono state ripetute più volte, al fine di essere sicuri che la consistenza del risultato non fosse stata penalizzata da cali qualitativi nella connessione.

I risultati sono sicuramente interessanti: non solo Gaikai ottiene gli stessi valori di OnLive ma spesso è più veloce nella risposta del controller nonostante il video venga codificato alla metà della velocità del suo concorrente. In altri casi, come in Assassin's Creed, su Gaikai ci si accorge che quando il frame rate è stabile, la latenza si mantiene tra i 167 e gli 183 millisecondi e il titolo rimane giocabile per quanto le fluttuazioni siano percepibili. Su OnLive a 60FPS la situazione è più stabile anche se leggermente più lenta della concorrenza: quando i cali di prestazioni sono evidenti a causa del carico, entrambe le piattaforme sono impattate ma è Gaikai a risentirne maggiormente.

"Non solo Gaikai ottiene gli stessi valori di OnLive ma spesso è più veloce nella risposta del controller, nonostante il video venga codificato alla metà della velocità del suo concorrente."

Analizzando le prestazioni in Orcs Must Die i risultati sono stati nettamente migliori, e confermati da un'altrettanto soddisfacente qualità del controllo: con Gaikai la media della latenza era di 183 ma era nella stabilità della risposta che ci si poteva tranquillamente adattare all'esperienza di gioco. E proprio in questo settore OnLive ha sempre subito distacchi importanti, nell'ordine degli 80-100 millisecondi. Una differenza notevole, se non sostanziale.

Altre analisi della latenza hanno confermato come Gaikai si sia comportato generalmente molto bene anche nel simulare la risposta di un gioco complesso come Bulletstorm. Molto spesso siamo riusciti a ottenere la stessa velocità di risposta di una Xbox 360 giocata dal vivo e il valore di 133 millisecondi di ritardo restituisce un risultato assolutamente incredibile. In altri casi, tuttavia, anche solo un aumento del ritardo di 50 millisecondi si è rivelato letale per la qualità del gameplay: a 183 millisecondi Crysis 2 era virtualmente ingiocabile a causa dell'impossibilità di mirare con precisione.

Anche la questione del posizionamento geografico dei server sicuramente ha giocato un ruolo importante nei nostri test. Il server di OnLive cui ci siamo connessi era in Lussemburgo e questo ha contribuito ad aggiungere latenza all'invio e alla ricezione dei controlli. L'encoding video a 60 frame al secondo non ha compensato del tutto questa mancanza.

Il server di Gaikai invece era a Londra, e questo ha sicuramente contribuito a bilanciare le prestazioni anche quando il nostro flusso video girava alla metà della velocità rispetto al concorrente. La situazione è quindi di frequente parità, con qualche occasione in cui Gaikai si comporta meglio del concorrente.

Tirando le somme, la situazione non è ben definita visto che si spazia da ottimi risultati con alcuni titoli a pessimi in altri per entrambe le piattaforme. A parte questo, i picchi di eccellenza di Gaikai confermano come la strada della vicinanza dei server sia quella da percorrere per garantire la migliore esperienza di gioco possibile. Più in generale, è chiaro il fatto che se il cloud gaming vuole decollare come piattaforma, è necessario arrivare a una maggiore consistenza delle prestazioni poiché le differenze qualitative nel gameplay tra un gioco e l'altro sono troppo elevate, soprattutto se si deve giustificare l'acquisto di un gioco completo.

Gaikai vs. OnLive: il verdetto finale.

"È ancora troppo presto per definire matura la tecnologia del Cloud Gaming."

Al termine dell'analisi, le considerazioni che si possono fare, sono basate sulle diverse filosofie infrastrutturali dei due servizi, posto che i correnti livelli di banda rappresentano una notevole limitazione per entrambi nel trasmettere filmati h.264 in alta definizione codificati in tempo reale.

OnLive è basato sulla velocità: ogni gioco gira sempre a 60 fotogrammi al secondo per ridurre la latenza e fare in modo che l'occhio umano noti in misura minore la presenza di artefatti. La soluzione di Gaikai è l'opposto: il frame rate è lo stesso ma viene dimezzato durante la compressione dell'immagine. Il risultato è una qualità video nettamente migliore ma spesso la velocità ne risente, così come il gameplay. Server potenti e più vicini al giocatore bilanciano questo svantaggio ma rimane il fatto che, come OnLive, le fluttuazioni nei tempi di risposta sono spesso troppo evidenti per poter ottenere la stessa esperienza con ogni gioco.

La conclusione è che è ancora troppo presto per definire matura la tecnologia del cloud gaming. Sia OnLive sia Gaikai si possono considerare la prima generazione di questo trend; il primo ha un vantaggio di performance, il secondo è invece nettamente più avanti per quanto concerne potenza hardware, codifica video e latenza complessiva. Il vero indicatore delle potenzialità di questo servizio sono le latenze ottenute da Gaikai con Bulletstorm: per quanto instabili, sono molto vicine a una sorta di miracolo tecnologico che, con il costante miglioramento delle infrastrutture e l'evoluzione dell'hardware, renderanno l'esperienza di gioco remota molto simile, se non identica, a quella in tempo reale.

Uno scenario in grado di cambiare le prospettive dell'intera industry da qui ai prossimi dieci anni?