把电影交给电脑 把高清解码交给显卡
喜爱影视的人一定不会对下面这些画面陌生,近十年来,这些好莱坞的著名电影公司为我们献上了数百部精彩大片,令人回味无穷。在60~70年代,我们想看电影基本只能上电影院,那时候电视机在国内远未普及。80年代之后我们可以坐在家里看电视上播出的电影,再后来用VCD乃至DVD影碟机配合电视播放,尽管那时候电视的尺有限,效果不佳,但好歹也算能看了。
在电脑进入千家万户后,随着大尺寸液晶显示器的平民化,人们逐渐习惯于将播放影片的任务交给它来完成,以至于PC机种中很快演化出一个新的分支—HTPC。顾名思义,它的主要用途是播放高清影视,体型小巧,可放入家庭影院的机柜里,当然最重要的是拥有足够的高清解码能力。
解码,就是将视频文件中的数据转变根据其编码规则转化为视频信息,这是当今大多数视频播放的形式。超大码率的高清影片(如H.264的1080P)需要消耗大量的CPU资源才能保证每秒钟有足够帧数的画面输出,而CPU性能较差的PC无法获得流畅的画面。1080P影片的分辨率达到1920×1080,观看时赏心悦目,这是以往用DVD机和电视都无法企及的高级享受,在现在的家用影碟设备中只有蓝光DVD机能做到。
假设一部高清影片中视频部分的数据为24GB,片长120分钟,这意味着电脑平均每分钟要处理200MB的数据,如果电脑解码的效率低于这个数字,那么影片的播放便会出现不连贯的卡顿,这样显然就谈不上享受了。
要解决这个问题有两个办法,传统方式是装备一枚性能较强的CPU,使高清解码效率满足需求。但这样也有个问题,就是播放影片时CPU的占用率相当高,此时若再进行其它任何操作都会非常慢。
另一个办法是利用GPU庞大的并行处理线程进行高清解码,这是最理想的解决方案,GPU相对CPU在这方面有得天独厚的优势。目前桌面级CPU最多只有6核心12线程,也就是最近才发布的Core i7旗舰产品980X,而显卡则随便拿来一片并行线程数量都会有几十个,甚至上百个。
著名图形芯片厂商NVIDIA很早就在GPU中加入对高清解码的支持,称为PureVideo技术,并且持续更新,目前已升级至第三代。只要是NVIDIA Geforce 6及以上级别的显卡都拥有此功能,可想而知现在大多数PC应该都能进行这项操作,问题是用户们是否认识到自己电脑的潜力和知不知道如何使用。
Geforce6及以上显卡都支持硬件解码
只要电脑具备Geforce 6及以上级别显卡便可使用PureVideo功能,认识了硬件的支持范围之后该了解如何使用它。硬件的能力永远是要通过软件来发挥,PureVideo一路走来不断加入对新编码格式的支持,下面先让我们回顾这项技术的发展历程。
PureVideo是nVidia的提高视频播放质素技术。在GeForce 6系列开始支持。能硬件加速视频播放,减少耗用CPU资源。该功能使用硬件在前端(解码)过程和后段过程(后处理)过程中协助。特别是PureVideo可以充分地执行MPEG-2渲染的绝大多数工作,以及WMV9渲染的大量工作。
支持平台方面,Microsoft Windows已经可以完全使用该功能。其他平台例如Linux、FreeBSD和Solaris,NVIDIA的180版本驱动程序开始新增VDPAU API接口,这相当于在Linux上实现PureVideo功能。配合MPlayer和NVIDIA提供的修正档,就可以实现硬件加速,支持的显卡必须是GeForce 8或之后的产品。
第一代PureVideo技术支持的视频功能:
支持MPEG2、VC-1及WMV9硬件解码
Spatial-Temporal De-Interlacing—平整对象的边缘
High-Quality Scaling—可自由缩放图像的分辨率,保持画质和图像细节
Inverse Telecine—减少锯齿,增强影片锐度
Bad Edit Correction—使再次编辑的视频更清晰
Geforce 7和Geforce6系列显卡支持第一代PureVideo
第二代PureVideo技术支持的视频功能:
新增支持H.264硬件解码
Noise Reduction—降低影片噪声
Edge Enhancement—增强影片锐度和图像细节
Pull-Down Cadence—还原24fps转换成30fps影片的内容,令细节更完美、更自然。
新增支持HDMI输出
支持“图像色彩校正”,校正显示器屏幕与电视屏幕在色彩特性上的差异,确保输出图像素质与显示器相符。
支持“LCD”锐利化,增强色彩信号,对某些反应时间过慢的LCD显示器进行补偿,消除残影。
从第二代PureVideo开始名称后缀加上“HD”,称为PureVideo HD,于2005年3月发布,Geforce6和Geforce7系列显卡只需更新驱动程序即可支持。
第三代PureVideo技术支持的视频功能
由新显卡的发布伴随驱动的更新,第三代PureVideo HD被循序渐进地加入一些新技术,显卡的型号不同所支持的功能会有个别差异。
Geforce 8系列显卡最高支持1080P的H.264、VC-1、WMV-HD及MPEG-HD的硬件解码。G84和G86核心可以将所有图像解码工作交由显示内核(VP2)负责,大幅度降低CPU占用率。亦新加入BitStream Processor,能够完全硬件解码H.264及部分硬件解码VC-1的影片。最后,加入了AES128运算引擎,就能硬件解码AACS,由于Windows Vista的关系,这种解码方式将被频繁使用,硬件解码就变得必要。
从Geforce 9系列以后,PureVideo加入了双流解码功能,即是GPU同时间可以处理两段高清影片。在高清影碟中,某些时候会有两段影片同时播放,例如是同步播放正片和拍摄花絮,所以支持双流解码变得重要起来。另外,亦新加了动态对比度增强技术,用来改善过亮和过暗的场景,增加细节之间的对比度,与HDR技术类似。最后,色彩增强技术可以加强蓝绿色调和皮肤色调的表现。
高清加速伴侣 影碟播放鼻祖—PowerDVD● 如何用PureVideo做硬件解码
人们用电脑播放影片必然会用到播放软件,要像想使GPU来负责硬件解码,播放软件的支持是少不了的,因为最终由它来决定是将视频数据转化为CPU计算指令还是GPU计算指令。因此要使用PureVideo的功能,你首先得挑选几个好用的播放软件。下面我们针对影碟播放和硬盘视频文件播放各举一个例子。
◎ 影碟播放鼻祖—PowerDVD
PowerDVD是由CyberLink(讯连)开发的影音播放软件,主要用于播放影碟,支持多种光盘格式与视频格式,当然包括蓝光。PowerDVD9之前的版本不支持一些如MKV、RMVB、X.264等网络中流行的视频压缩格式,在最新的PowerDVD10当中这些都被加入,使这款软件变的更加完善。
PowerDVD在播放影片时对硬件资源的利用是十分出色的,尤其是它的高清硬件解码方案,能够以极高的效率利用GPU对其加速,因此有许多其它视频播放软件直接照搬了PowerDVD的高清解码系统。
在主界面中点击鼠标右键,选择“设置”这一项,从中可以找到开启高清硬件解码的选单。
勾选“启用硬件加速”选项后此功能便被激活。在后面的括号里,程序还会显示目前所使用的硬件解码方案。
高清加速伴侣 万能播放器—暴风影音
◎ 万能视频播放器—暴风影音
在所有的视频文件播放器中,暴风影音也许谈不上最好,但它的确是最流行,也是最为人们所熟知的一种。暴风影音原本是一个在Mediaplayer Classic的基础上增加了第三方解码器的播放器安装包,从暴风影音2开始改为使用自主编写的MEE引擎,成为独立的商业软件。
暴风影音之所以普及率很高,是由于网络上的多媒体总类繁多,每一种编码都需要相应的解码器才能顺利地播放,对于普通电脑用户而言,寻找、安装和使用最新版本的各种第三方插件是很困难也很繁琐的事情,而暴风影音播放器提供了对绝大多数影音格式的支持,并对高清视频也有良好的支持。配合Mediaplayer的最新版本,基本可以包罗万象,使你很难遇到无法观看的视频文件。
在主界面点击鼠标右键弹出菜单,选择“高级选项”。
在高级选项菜单的“高清”栏目中,勾选“播放高清文件时默认开启加速”便可激活GPU解码功能。下放的信息栏里,程序识别出目前默认的高清加速方案。
接下来让我们用PowerDVD和暴风影音为读者展示用NVIDIA GPU为高清硬件解码加速的效果。
PowerDVD10高清解码加速开启前后对比
●PowerDVD10高清解码加速开启前后效果对比
测试所用显卡:NVIDIA Geforce GTX460-256bit/1024MB
◎ H.264格式1080P视频
硬件解码加速关闭,CPU占用率:76%
硬件解码加速开启,CPU占用率:1%
◎ MPEG-2格式1080P视频
硬件解码加速关闭,CPU占用率:47%
硬件解码加速开启,CPU占用率:2%
◎ VC-1格式1080P视频
硬件解码加速关闭,CPU占用率:45%
硬件解码加速开启,CPU占用率:1%
PowerDVD能够充分利用NVIDIA显卡为高清视频解码,其效率之高已无需言表。三项测试中开启硬件解码后CPU占用率都在1%~2%之间徘徊,几乎处于闲置状态。所以在播放视频的同时,你完全可以做一些其它的事情,不会觉得丝毫卡顿。
暴风影音高清解码加速开启前后对比
●暴风影音高清解码加速开启前后效果对比
测试所用显卡:NVIDIA Geforce GTX460-256bit/1024MB
◎ H.264格式1080P视频
硬件解码加速关闭,CPU占用率:81%
硬件解码加速开启,CPU占用率:5%
◎ MPEG-2格式1080P视频
硬件解码加速关闭,CPU占用率:38%
硬件解码加速开启,CPU占用率:15%
◎ VC-1格式1080P视频
硬件解码加速关闭,CPU占用率:87%
硬件解码加速开启,CPU占用率:16%
暴风影音的高清解码也有不俗的效果,除了MPEG-2之外,其余的H.264和VC-1格式在硬件加速开启之前CPU占用率都有天壤之别。尽管PowerDVD在此方面的强悍能力不可逾越,但毕竟这款软件支持更全面的视频编码格式,况且最高15%左右的CPU占用率也不会对用户的其它操作造成影响。
● 查看一下显卡配置 PureVideo HD可能就在你的电脑里
无需过多言语熏染,以上测试想必已经证明了一切。读完本文后你要做的第一件事就是选中“我的电脑”,点鼠标右键-->属性-->设备管理器-->显示适配器。如果看见“NVIDIA Geforce”,恭喜你,只要这台电脑不是太古老,它都具备PureVideo的功能。如果你刚准备攒机,那么购买代数越新的型号,就获得越全面的高清加速效果。有人问,本次测试所用的GTX460是NVIDIA最近发布的中高端显卡,那么如GT210、9500GT这样的入门级产品的高清解码性能会不会不够?如果你了解NVIDIA CUDA架构便知答案是什么,虽然这些入门级显卡的流处理器数量较少,但仍是CPU核心数量的十几倍,做高清解码加速还是小菜一碟。
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