Система и способ сжатия видео, основанные на обнаружении скорости передачи данных канала связи

Система и способ сжатия видео, основанные на обнаружении скорости передачи данных канала связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Родственная заявка

Эта заявка является частичным продолжением (CIP) заявки с порядковым номером 10/315460, поданной 10 декабря 2002 г., озаглавленной "APPARATUS AND METHOD FOR WIRELESS VIDEO GAMING", права на которую принадлежат заявителю настоящей заявки CIP.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие предмета изобретения в целом относится к области систем обработки данных, которые улучшают способность пользователей манипулировать аудио- и видеоносителями и подключаться к ним.

Уровень техники

Записываемые аудионосители и киноносители являются одной стороной общественной жизни со времен Томаса Эдисона. В начале 20-ого 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-ых 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-ых 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.

К середине 20-ого 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 "медиа-центром" 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-ого 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.

С середины 20-ого 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.

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-ых годов привело к беспрецедентному уровню выбора и удобства для потребителя, а также привело к быстрому расширению издательского рынка мультимедиа.

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 аудио системы (например, при просмотре фильма в сжатом виде при неправильном формате изображения или при прослушивании аудио со стереофоническим звуком, а не с объемным звуком).

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.

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.

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).

Вопрос сложности и морального износа устройства хранения данных является серьезной проблемой, когда дело доходит до усложненного интерактивного мультимедиа, особенно видеоигр.

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.

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.

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.

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, отсутствуют усовершенствованное аппаратное обеспечение ускорения выполнения графических операций, подобные графическому процессору ("GPU"), например, устройства, изготавливаемые 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 киноифильма 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. Технологии 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.

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.

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.

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.

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.

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 (они) 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.

Условия работы пользователя и условия разработки прикладного программного обеспечения на PC требуют все большого 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.

Так как визуальное отображение операционной системы (OS) должно работать на широком диапазоне классов компьютеров - в том числе на компьютерах предшествующего поколения, которые