Distanzbasierte Sprachkommunikation für Peer-to-Peer-Spiele

Präsentation zum Thema: "Distanzbasierte Sprachkommunikation für Peer-to-Peer-Spiele"—  Präsentation transkript:

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2 Distanzbasierte Sprachkommunikation für Peer-to-Peer-Spiele

3 Warum? Die erste Frage die ich mir stelle

4 Gemeinsamkeiten bisheriger Lösungen
1.Nicht ins Spiel integriert 2. Serverbasiert 3. Kanal-basiert Teamspeak, Ventrillo, Roger Wilco, XBox-Live Wir werden die 3 Punkte im Detail besprechen.

5 Nicht ins Spiel integriert
Spieler 1 Spiele- server Spieler 2 Spieler 3 Audio- server Spieler 4 Resultierende Probleme: Warum brauche ich eine Extrasoftware und Hotkeys für de Steuerung? (Kontrolle) Warum kann ich nicht entscheiden wen ich hören will? (Kontrolle) Warum kann ich nicht mit meinem direkten Gegenüber sprechen? (Intuitiv) Warum sehe kann ich nicht erkennen wer mit mir spricht? (Intuitiv) Sprache ist losgelöst vom Spiel Spieledaten Audiodaten

6 Serverbasierte Audiokommunikation
Spielewelt Reale Welt 1 1 2 3 S 2 S 4 4 3 Hohe Kosten für Anbieter einer solchen Lösung preise für einen TS server für 200Leute liegt bei 50€ im Monat. (WoW hat 10 Millionen Teilnehmer) Delay ist davon abhängig ob sich der server im „Schwerpunkt“ aller Teilnhemer befindet. Hohe Kosten für Anbieter Hohe Delays weit entfernte Spieler (z.B. #4)

7 Kanal-basiert : Modell
Informations- quelle Ziel Transmitter Kanal Receiver Shannon, Weaver und Schramm Störung

8 Wenn man 2 Leute hat funktioniert Kommunikation über einen Kanal super
Wenn man 2 Leute hat funktioniert Kommunikation über einen Kanal super! Siehe Telefon

9 Problem: Viele Teilnehmer aber nur 1 Kanal
Wenn jetzt aus 2 Leuten 6 werden wird die Sache nicht mehr ganz so übersichtlich.

10 1-Kanal-Modell Informations- quelle Ziel Transmitter Receiver
- Kanal ist limitiertert (Bsp. Reden zu viele Leute gleichzeitig kann keiner jemanden verstehen) - Störungen betreffen gleich alle (Bsp. Ein Spieler hört Musik und alle müssen mithören) - Keine Kontrolle über Empfang und Versand der Nachricht (Jeder bekommt alle Nachrichten auch wenn er das garnicht will) - Keine Zuordnung zwischen Sprache und Avataren (Bsp. Sprache kommt jederzeit und man weiß nicht von wem) Transmitter Störung Receiver

11 Resultierende Probleme
1. Sprache losgelöst vom Spiel 2. Hohe Kosten und Delay 3. Fehlende Kontrolle Warum brauche ich eine Extrasoftware und Hotkeys für de Steuerung? (Kontrolle) Warum kann ich nicht entscheiden wen ich hören will? (Kontrolle) Warum kann ich nicht mit meinem direkten Gegenüber sprechen? (Intuitiv) Warum sehe kann ich nicht erkennen wer mit mir spricht? (Intuitiv) Warum soll ich für Sprache im Spiel extra zahlen? (Kosten) Warum können nicht alle Provider einfach eine die Sprachkommunikation integrieren (Kosten)

12 3 Ziele 1. Sprache ins Spiel integrieren 2. Kosten und Delay senken 3. Kontrolle verbessern

13 Peer-to-Peer – Die Lösung für alles?

14 1. Kosten senken

15 Peer-to-Peer Keine Kosten für Anbieter Direkte Wege Spielewelt
Reale Welt 1 1 2 3 2 4 4 3 Keine Kosten für Anbieter Direkte Wege

16 2. Kontrolle verbessern

17 Peer-to-Peer: direkte Kanäle

18 N-Kanal-Modell Informations- quelle Ziel Transmitter Kanal Receiver
Jedes Gespräch erhält einen Kanal Genaue Adressierung Lokale Kontrolle Keine Interferenzen Transmitter Kanal Receiver Störung

19 3. Integration ins Spiel

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21 Neue Probleme Wie kontrolliert man eine P2P-Audio- Konferenz?
Wie nutzt man die geringe Bandbreite der Clients effizient?

22 3.1 Wie kontrolliert man eine P2P-Audio-Konferenz?

23 SIP

24 Session Initiation Protocol
Unterschied zwischen Signalisierung und Audiostrom Signalisierung / Audio Zentral Dezentral Serverbasierte Lösungen Hybrid Serverbasierte Lösungen sind Teamspeak, Ventrillo etc... Hybrid dünn: Audio zentral aber signalisierung dezentral macht nicht so viel Sinn weil wir die größte Datenmenge zentralisieren Hybrid dick: Audio dezentral bei Clients und nur ein Server für Kontrolle nötig Dez Dez: Skype hoher Aufwand notwendig um ein funktionierendes P2P SIP zu ermöglichen. Hybird Komplett dezentrale Lösungen (z.B. Skype)

25 Hybrides dezentrales Audiomixing
Client Client Mixer Mixer Konf Signalisierung Audiostrom Registrar

26 3.2 Wie nutzt man die geringe Bandbreite der Clients effizient?

27 Intuitive Lösung: Metaphern der Übertragung von Sprache

28 Walkie Talkies = 1-Kanal-Modell
Mobil, Funktioniert ohne nummern, alle sind in einem Kanal. Man kann jeden erreichen.

29 Full-Mesh Spielewelt Bandbreite Knoten 1
2 Bandbreite Knoten 1 5 4 3 Will man tatsächlich das Audiosignal von 50 personen gleichzeitig hören?

30 Sprache per Luft = N-Kanal-Modell
% Übertragung per Luft, man muss keine Nummern kennnen erreicht aber nur Leute in seiner umgebung.

31 Hörreichweite Area of Interest bei Sprache
1 Hörreichweite definiert wann eine Verbindung aufgebaut werden muss Beschränkt die Anzahl der Verbindungen

32 Partialmesh 1 Spielewelt 2 5 Bandbreite Knoten 1 4 3

33 Proxemik

34 Proxemik-Zonen 10m 3m 1m Persönliche Zone Soziale Zone
Öffentliche Zone

35 Schall in der Luft 100% 0% 1m 3m Persönliche Zone Soziale Zone
Öffentliche Zone Lautstärke 100% 0% 1m 3m Entfernung

36 Schall in der Luft 100% 0% 1m 3m Persönliche Zone Soziale Zone
Öffentliche Zone Lautstärke 100% 0% 1m 3m Entfernung

37 Öffentliche Zone Aufbau der logischen SIP Verbindung
5 Aufbau der logischen SIP Verbindung Kein Austausch von Audioinformationen Techniken: Silence-Suppression mit RTP SIP-HOLD

38 Soziale Zone Anpassung der Lautstärke Metapher der Luftübertragung
5 Anpassung der Lautstärke Metapher der Luftübertragung Viele Spieler, mittlere Sprachqualität (8 KBit / s)

39 Persönliche Zone Keine Anpassung der Lautstärke
5 Keine Anpassung der Lautstärke Wenig Spieler, hohe Audioqualität (16 Kbit / s)

40 Partialmesh mit 3 Zonen Spielewelt Bandbreite Knoten 1
2 Bandbreite Knoten 1 5 4 3 Bandbreite Knoten 4

41 Implementierung

42 Irrlicht PjSIP OpenSer
Architektur Irrlicht PjSIP 3D Framework: Irrlicht andere Kanditaten Ogre3D. Spieleframeworks Nexuiz, Quake, Sauerbraten VoiP Framework: PjSIP Sip Protokollstapel. Auch SIP Phones möglich, aber nicht so vielseitig verwendbar. Andere Kanditaten Skype (nicht offen), TS, Ventrillo etc.. Proprietär serverbasiert... Server Opennser auch Asterisk möglich OpenSer

43 Mixing Konzept Walkie-Talkie Luftübertragung

44 Konferenz Brücke Slot1 Slot2 Mic Slot3 Slot3 Slot3 Slot3 Slot4

45 Proxemik Logik Sip Anruf Sip Anruf beenden Konferenz verlassen
8 KBit Codec Öffentliche Zone Soziale Zone Private Zone Konferenz betreten 16 KBit Codec Silence Suppression Lautstärke anpassen

46 Messung Proxemik-Zonen

47

48 Fragen?

49 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

50 Zusätzliche Folien

51 SIP im Protokollstapel

52 SIP Signalisierung

53 Messung SIP als Netzwerkschicht

54 SIP als Netzwerkschicht

55 Partialmesh Worstcase
Spielewelt Bandbreite Knoten 1 1 2 3 4

56 PjSIP

57 Ventrillo Administration

58 Ausblick P2PSIP (DHT) 3D-Positionierung (HRTF)
Variable Bitrate (Speex VBR) Supernodes Evaluierung im tatsächlichen Spiel