2. Eine Lösung für mehrere Probleme
Wie haben Sie die Probleme in Bezug auf das Drahtlossystem und die Latenzzeit gelöst?
Bei herkömmlichen Drahtlos- und Video-Enkodierungstechnologien entstehen ja Verzögerungen, deswegen konnten wir sie nicht einfach übernehmen. Daher mussten wir verschiedene Firmen, die viel Erfahrung in ihren jeweiligen Bereichen haben, darum bitten, sich einigen neuen Herausforderungen zu stellen. Viele Firmen haben bei diesem Projekt mit uns zusammengearbeitet. Mr. (Genyo) Takeda10 hat sich bei der Auswahl dieser Firmen sehr viel Mühe gegeben. 10 Senior Managing Director von Nintendo und Geschäftsführer der Integrated Research & Development Division. Er ist verantwortlich für die Hardware-Entwicklung bei Nintendo. In der Vergangenheit hat er an den folgenden 'Iwata fragt'-Interviews teilgenommen: Iwata fragt - Wii, Iwata fragt - Wii, Iwata fragt: PUNCH-OUT!! und 'Die Wii U-Konsole'.
Er hat Kontakt zu verschiedenen Firmen aufgenommen und gesagt: „Arbeiten Sie zusammen mit uns hart daran, dann können wir etwas Beispielloses erreichen!"
Genau. Der IC, an dem Mr. Ito gearbeitet hat, war dabei auch sehr wichtig. Unser Entwicklungspartner MegaChips Corporation11 hat bis zum Schluss in vielen Bereichen mit uns zusammengearbeitet, vom IC-Design bis zur Entwicklung der Firmware, die auf den ICs läuft. 11 Eine Forschungs- und Entwicklungs-Firma ohne eigene Produktion, die Bild-, Ton- und Kommunikationstechnologie nutzt, um die Produktentwicklung in vielen Bereichen zu unterstützen, wie z. B. Digital-, Mobil- und Sicherheitstechnik. Ihr Hauptsitz ist in Osaka.
Wie haben Sie das System entworfen? Es musste ja eine Reihe von Arbeitsschritten durchführen können, z. B. die Wii U-Grafik komprimieren, sie drahtlos in Wellenform übertragen, dann auf dem Wii U GamePad empfangen und dekomprimieren, und sie dann wieder darstellen - und das alles ohne wahrnehmbare Verzögerung!
Normalerweise ist es bei einem Video-Komprimierungs-/Dekomprimierungs-System so, dass die Komprimierung stattfindet, nachdem ein einzelnes Frame12 der Bilddaten in den IC geladen worden ist. Anschließend wird es drahtlos übertragen und auf der Empfängerseite wieder dekomprimiert. Das Bild wird dann auf dem LCD-Bildschirm dargestellt, wenn die Dekomprimierung abgeschlossen ist. Aber weil diese Methode Latenz verursachen würde, haben wir uns diesmal eine Möglichkeit überlegt, ein Einzelbild in kleinere Bildteile aufzuspalten. Wir gingen davon aus, dass wir die Verzögerung reduzieren könnten, die beim Übertragen eines kompletten Bildschirminhalts entsteht, indem wir kleinere Bildteile von der GPU13 der Wii U-Konsole erzeugen lassen, die dann komprimiert, drahtlos übertragen und auf dem LCD-Bildschirm dargestellt werden. 12 Bei Videos ist unter einem Frame ein Einzelbild zu verstehen. Je mehr Frames in einer bestimmten Zeitspanne verarbeitet werden, desto größer ist die Datenmenge. Um flüssige Videos darzustellen, ist eine gewisse Mindestanzahl an Frames notwendig. Ein üblicher Wert beim Fernsehen und bei Videos ist 30 Frames pro Sekunde. Im Moment können HDTV-Geräte bis zu 60 Frames pro Sekunde darstellen. 13 Auch Grafikchip oder Videochip genannt. Dies ist ein spezieller Chip, der Grafikdaten für Computer und Videospielkonsolen berechnet.
Als Sie mit den Leuten in Ihrer Umgebung zum ersten Mal darüber gesprochen haben, waren die Reaktionen darauf sofort positiv?
Ja, das waren sie.
Ich fand die Idee auch von Anfang an gut. Wenn die Datenmenge, die vorgeladen werden muss, nicht so groß ist, wird die Latenzzeit dadurch deutlich reduziert. Man kommt dann auch mit weniger Speicher aus und hat einen geringeren Stromverbrauch. Das war also ein gutes Beispiel für eine einzelne Lösung, die mehrere Probleme gleichzeitig beseitigt.
Im Normalfall kann die Komprimierung eines einzelnen Bildschirminhalts mit einem 16×16 Macroblock14 vorgenommen werden. Auf Wii U werden die Daten sehr schnell komprimiert, und sobald die zum Senden notwendige Paketgröße15 erreicht worden ist, werden sie an das Wii U GamePad übertragen. 14 Ein Macroblock ist eine kleine Einheit, die verwendet wird, wenn man ein Einzelbild aufteilt. Normalerweise beträgt die Größe 16x16 Pixel. 15 Ein Paket ist beim Senden und Empfangen von Daten eine Maßeinheit für das Datenvolumen. Als Paketkommunikation bezeichnet man das Senden und Empfangen von Daten, die in Pakete aufgeteilt worden sind.
Das ist ein völlig anderes Vorgehen als bei der üblichen Videokomprimierung. Aber es gibt keine Garantie, dass die Daten, die über drahtlose Kommunikation gesendet werden, auch tatsächlich beim Empfänger ankommen, und deshalb mussten Sie sich auch etwas für die Situationen überlegen, in denen es zu Fehlern kommt.
Ja. Das war auf der drahtlosen Seite ziemlich schwierig. Die Daten kommen schnell und in kleinen Portionen, so dass es schwierig war, sie wieder zusammenzufügen und in Echtzeit zu nutzen und dabei auch noch die Fehlerhäufigkeit so weit wie möglich zu reduzieren.
Und wenn nur ein kleiner Teil der Grafikdaten für den darzustellenden Bildschirminhalt fehlt, gibt es nicht genügend Informationen, um die Dekomprimierung noch weiter fortzusetzen. Es war also sehr schwierig, eine Lösung für solche Situationen zu finden.
Wir haben alle möglichen Ideen zur Fehlerverdeckung16 durchsimuliert. 16 Damit ist die automatische Korrektur und Wiederherstellung von Fehlern in digitalen Daten gemeint.
Bei der Bildkomprimierung und drahtlosen Kommunikation wird üblicherweise Latenz in Kauf genommen, um eine gewisse Qualität aufrechtzuerhalten. Da wir unsere Latenz soweit reduzieren wollten, war es sogar unter den besten Voraussetzungen schwierig, die Probleme noch aufzufangen, die in bestimmten Situationen aufgetreten sind, wie z. B. beim Senden bestimmter Bilder bei schwacher Signalstärke.
Das ist bei drahtloser Kommunikation ja ohnehin schwierig, wenn die Bedingungen nicht konstant sind.
Richtig. Es ist auch äußerst problematisch bei der drahtlosen Übertragung, wenn die Spieler das Wii U GamePad in den Händen halten und sich damit bewegen, wegen des Doppler-Effekts17. 17 Dieser Effekt tritt auf, wenn sich Wellenfrequenzen aufgrund der relativen Geschwindigkeit eines Empfängers und einer Quelle elektromagnetischer oder akustischer Wellen verändern.
Und es werden ja ständig Spiele erscheinen, die alle möglichen Bewegungen erfordern.
Um ehrlich zu sein, dachte ich diesbezüglich sogar: „Nein, bitte nicht!" (lacht) Und man kann das Wii U GamePad ja auch vertikal halten.
Um zu verstehen, warum es ein Problem sein kann, das Wii U GamePad vertikal zu halten, muss man wissen, dass sich Funkwellen im Wasser nicht gut verbreiten können. Der menschliche Körper besteht aber zu 60 bis 70 Prozent aus Wasser, und das kann eben den Weg der Funkwellen stören. Dass man das Wii U GamePad vertikal und horizontal halten kann, macht es schwieriger, die Antenne so zu platzieren, dass die Funkwellen sie immer einfach erreichen können. Wenn die Kosten keine Rolle spielen würden, gäbe es viele Lösungsmöglichkeiten für dieses Problem, wie z. B. einfach mehr Antennen zu integrieren. Die Funkwellen können übrigens auch verzerrt werden, weil man ja alle möglichen Bewegungen mit dem Wii U GamePad macht. Wir mussten uns über all diese Probleme Gedanken machen.
Bestimmt probiert ja auch jeder aus, wie weit die Funkwellen zuhause reichen. (lacht)
Wir bei Nintendo sagen, dass es überall im selben Raum mit der Konsole funktioniert, aber viele Leute fragen, ob es nicht auch durch Wände geht.
Ja. Neulich hat jemand in einer anderen Abteilung gefragt, ob er es zuhause auch im Badezimmer benutzen könnte! (lacht)
Dabei kommt es darauf an, ob man in einem Holzhaus oder in einer betonierten Wohnung lebt, und aus welchem Material die Wände sind.
Genau. Wir können aber sicher sagen, dass es in der näheren Umgebung funktioniert.
Aber wenn man die Wii U-Konsole z. B. in einem TV-Regal aus Metall unterbringt, kann das auch die Funkwellen ablenken und dadurch die Reichweite reduzieren. Funkwellen werden in einem quadratischen Verhältnis zur Entfernung schwächer, also können sie auch in der näheren Umgebung bei zu großer Distanz deutlich abgeschwächt werden, und wenn dann noch Hindernisse im Weg sind, ist das natürlich ein Nachteil.
Es ist ja nur eine der Möglichkeiten, das Wii U GamePad mit einem Fernseher zu benutzen. Eine gute Sache an der Wii U ist, dass man auch ohne Fernseher spielen kann*. Da man die Wii U so nutzen kann, könnte man die Konsole schnell mal vergessen und sich fragen, warum man das Wii U GamePad in einiger Entfernung vom Fernseher nicht mehr einsetzen kann. Mein Wohnzimmer und mein Badezimmer sind übrigens nur durch eine Wand getrennt, und ich kann das Wii U GamePad auch dort benutzen. (lacht) Diese Funktionalität wird von speziell dafür entwickelten Spielen unterstützt.
Bei Mr. Yamashita kann man also auch durch eine Wand spielen. (lacht) Wenn man uns fragt: „Kann ich es auch im Schlafzimmer benutzen?", können wir sicher sagen, dass es in der näheren Umgebung funktioniert, wenn keine Hindernisse im Weg sind, aber im Grunde hängt es davon ab, wie das eigene Haus gebaut ist, deshalb muss man es am besten selber bei sich zuhause ausprobieren.
