NV8500高清播放源动力

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  看片儿是很多人购买电脑的目的之一,甚至还诞生了专门为了看片儿而设计的HTPC。对于以DVD为标志的标清时代随便一颖奔腾三就能够获得非常流畅的MPEG--2软解码。当然现在奔腾四的时代都过去了软解码标清电影对于现在电脑来说,实在谈不上什么负担。
  但是人的追求是没有止境的尤其是怕比较。和高清的片子相比同一部电影虽然文件体积大了好几倍,但是清晰度的诱惑实在是难以抗拒。那种1080P的电影所带来的极度清晰的画面让第一次看到的人立刻感到有些窒息因此很多人深陷其中,难以自拔。
  对于这些大片来说虽然采用的编码方式不尽相同,但是文件的体积却都比标清影片大了很多,一个2小时的1080P电影差不多要占20GB左右的空间。当然现在320GB的硬盘是主流产品空间不是问题成问题的是计算机的性能。
  
  MPEG-2——已经难不倒主流CPU和显卡
  
  MPEG-2是由MPEG(Movlng Picture Experts Group,运动图像专家组)制定的国际通用视频编码标准MDEG-2在很早之前就得到了广泛引用,它的优点是运算量相对较小对于现有设备的兼容性最好,我们所熟知的DVD影碟采用的即是MPEG-2编码。但MPEG-2文件容量过大,一部2小时左右的1080i/1080p格式的电影通常需要10GB-20GB的存储空间。
  早在GeForce 256时代,主流显卡就实现了MPEG-2编码补偿即以GPU来实现部分解码过程,但其仅仅是数据流的渲染处理,并未在算法上取代CPU,因此其更大的贡献在于提高画质而并非降低CPU占用率。为了改变这现状,主流显示芯片厂商都在最新的显卡中采用补偿技术,做到了MPEG-2硬件加速解码,大幅减轻了CPU的负荷。
  早期,MPEG-2格式的影片体积并没有超出HD-DVD或者蓝光光盘容量的限制,那么就没必要使用压缩率更高的H.264或Vc-1。但对于大片或者是加入了很多拍摄花絮、分支剧情以及预告片的影片来说,使用MPEG-2可能无法植入如此众多的内容,所以MPEG-2被淘汰是必然的。如今流行影片BT下载减小文件体积就意味着减轻网络负担、缩短下载时间,因此采用H264以及VC 1的影片越来越多,MPEG-2的应用仅限于一些球赛或者节目短片慢慢就会被淘汰出局。
  
  VC-1(WMV9)——存在局限性的平衡之选
  
  微软WMV格式的视频文件大家并不陌生像早期的ASF格式样,WMV也采用了MPEG-4编码技术并在其规格上进行了进一步开发,使得它更适合在网络上传输微软希望用WMV来取代其他电脑流媒体格式。而VC-1是微软针对TV平台开发的视频编解码技术,是基于微软WMV9压缩技术的一个视频编码规范由美国电影与电视工程师协会进行标准化从而成为微软自有版权的国际公认视频编码标准。
  有了微软这个行业巨头的强力支持,VC-1进入并且得到广泛采用是必然的事情。比起老迈的MPEG-2,VC-1的压缩比更高,而比起热门的H 264来说,VC-1所需的编解码计算量要小很多。所以说VC 1应该是个比较好的平衡但随着硬件技术的不断进步,VC-1也暴露出了不少弊端。
  
  H.264(AVC)——前途无量的视频编码格式
  
  MPEG-4 AVC(Advanced video Coding)也叫H.264,是最新的视频压缩标准 由负责通信技术标准化的ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)与ISO/IEC(国际标准化组织/国际电工委员会)合作制订。
  H.264编码的最大优势在于它能够以更低的码率得到更高的画质,例如:2小时的1080p格式的电影如果使用与DVD相同的MPEG-2编码,需要15GB左右的空间来保存而如果使用H.264编码的话只需半左右的空间,并且画质与MPEG-2版本不相上下。
  高压缩率除了能够大幅减小视频文件的体积之外,还可以让流媒体的数据传输率降低不少,这就意味着可以在非宽带接入互联网,或者是手机电视等带宽较小的网络上实时传输高质量的视频,可以说应用前景一片光明。
  高压缩率高质量的特性让H.264编码的影片对播放系统的硬件提出了更高的要求。相比之下,VC-1编码复杂程度次之;MPEG-2最低。据相关资料显示,H.264影片的编码复杂度是MPEG-2的10倍,解码复杂度是MPEG-2的3倍,这对于CPU来说是很沉重的负担。
  以前的计算机都是软解压DVD而对于高清影片,软解压却成为一道门槛。因为如果纯粹使用软件进行高清视频的解压缩,对于系统的性能是一个挑战。以前没有3.2GHz的CPU或是双核的处理器软解压的效果非常差,CPU占用率始终在100%,画面也不够流畅。显卡厂商看到了这问题并意识到了严重性于是他们决定在显示芯片里面放置个高清解压缩单元。从GeForce 6/Radeon X1000系列开始,NVIDIA/ATI纷纷在GPU当中加入了解码加速模块,通过DXVA接口调用GPU资源辅助CPU进行H.264解码达到降低CPU占用率的目的,让影片得以流畅播放。笔者自己的计算机就是使用一个带有ATI AVIVO技术的X1650Pro显卡,配合AMD Athlon64 3000+处理器当使用这种软硬结合的方式播放以1080P H.264编码的电影《蜘蛛侠3》的高清预告片时,CPU的占用率直保持在80%左右可以说比较流畅。但是CPU的占用率始终让人提心吊胆。因为蜘蛛侠3的预告片虽然采用了1080P的格式但是码流并不是特别大对于几十兆码流的片子势必力不从心。在这时代的NVIDIA的产品也是如此,NVlDIA的PureVldeo就是具体负责后期输出的MotionCompensation(运动补偿)和Deblocklng(解码去方块滤波)两项工作,也就是说前期BitstreamProcesslng(流处理)、Irlvarse Transform(逆变换)解码仍然要交给CPU来完成。
  
  NVIDIA:专攻H.264/AVC
  
  为了降低高清视频播放的门槛,同时亦是为了适应未来高码率HDTV以及影碟的播放需求,NVIDIA在G84/G86核心内集成了新一代video TProcessor(视频处理器),而且还加入了全新的BitStream Processor Engine(二进制空间分割引擎),这个模块专门负责处理上代PureVldeo所忽略的CAVLC(前后自适应可变长度编码)/CABAC(前后自适应二进制算术编码压缩率更高)解码以及Inverse Transform(逆变换)。
  通过改进H.264的编码引擎,就可以在显卡上完成H.264全部的解码过程。即便玩家使用低端处理器,也能在播放高码率H.264视频时大幅降低CPU占用率这也是正真正意义上首次利用GPU实现H.264的纯硬件解码。
  需要注意的是,BSP是专门为H.264的CAVLC和CABAC解码而设计的处理器对 于VC-1和MPEG-2解码来说不起作用,不过经过改进的VP2进一步强化了IDCT(InverseDfscrete Cosine Transformation,反向离散余弦变换)和MC(Motion Compensation运动补偿)的性能,因此在处理VC-1和MPEG-2视频时也有定程度的改善。
  显然,NVIDIA认准了未来高清视频一定是H.264的天下所以才花了很大的代价首次实现H.264的纯硬件解码,而在VC-1和MPEG-2方面仅做了小幅改进。
  
  ATI:彻底的革命
  
  作为新一代ATI Radeon HD 2000系列的产品亮点,HD 2000系列在视频方面的改进完全可以用惊艳来形容。全新推出的视频加速引擎UVD(universal Video Decoder通用视频解码器)配合HDMI的数字音频输出以及全线产品的HDCP认证,因而能够在播放HD音频时解决各方面的难题。
  旁边的图就是ATI UVD引擎的解码流程与前面介绍的一样,UVD引擎可以完成H.264视频解码的全部4个过程,不仅如此对于另一种HDTV编码格式VC-1也完全做到了基于显卡的百分之百的硬解码,对于MPEG-2编码的影片更是不在话下。
  换句话说,UVD引擎支持目前最全面的HDTV编码格式无论在播放BD还是HD-DVD时,都能保证较低的CPU占用率。
  说了这么多想必一定有了不耐烦的读者这新一代的显示芯片说是能够彻底地硬解压,那么实际的效果如何呢?由于本刊没有合适的平台所以特地与泡泡网取得了联系并且得到了泡泡网的帮助,进行了8500/8600核心显卡的高清播放测试这个测试结果是非常公正的。并且进行了多个处理器平台的对比。
  8600/8500所集成的视频处理引擎听起来的确是非常美好根据NVIDIA官方文档来看,启动PureVideo HD2技术之后CPU占用率可以从90%瞬间降至20%以下,这在之前几乎是不敢想象的!
  在以往的显卡3D性能测试中我们都是尽可能地选用最高端的测试平台以保证显卡性能的发挥不受限制。而今天的视频加速测试对CPU的处理能力非常敏感,因此需要准备多颗CPU进行测试,我们最终选择了Inte平台:
  华硕的P5N32-E SLI Plus主板使用NVIDIA最高端的680i SLI芯片组,能够支持所有Intel主流LGA 775处理器,三颗CPU分别为Core 2 Duo E6300(双核心1.86GHz)Pentlum D 805(双核心2.66GHz)和Celeron?D 346(单核心3.06GHz) 测试使用了两条1GB内存。
  测试显卡选用了AIC大厂nn03D的GeForce 8500GT和8600GTS,都采用了公版做工和公版频率这样可以保证测试结果的准确性,同时也具有代表性。
  
  测试方法——使用全能的PowerDVD 7.3UItra:
  
  最新版本的PowerDVD能够完美支持NVIDIA新代PureVideo HD2和ATl的AVIVO技术而且在Vista系统下工作非常稳定因此我们用它来播放HDTV视频,完成视频测试。深蓝——H.264编码,平均码率18Mbps,峰值20Mbps
  在广大高清视频爱好者当中,《深蓝》的知名度非常高,虽然这部HDTV的码率仅有20Mbps,这仅仅是近期新片的起跳码率,不过它还是极具代表性的,因此《深蓝》就成为我们的第一个H.264视频测试项目。Celeron D:不堪重负,连累7950GT和X1950Pro
  首先在最便宜的ceIeron D 346上面进行测试,不开硬件加速的话,软件解码显然是不行的,CPU使用率保持稳定的1∞%画面奇卡无比,鼠标的挪动都开始变得缓慢。使用上代显卡7950GT和X1950Pro并开启硬件加速之后效果好了些,平均CPU使用率在95%上下可时不时会出现100%的情形,画面间歇性卡、丢帧、无法满足流畅播放的需求。
  8500GT的出现犹如黑暗中的丝光明,CPU使用率瞬间被降至20%上下,如此巨大的反差让人感到惊讶不已不由得感慨新代视频处理引擎的强悍效果,CPU终于被彻底解放了,即便是弱小的“菜羊”也足以胜任,由此可见很多老平台用户只需升级到8500GT显卡就能够享用高清视频!
  
  Pentium D:双核就是不一样,CPU使用率比上网还少
  
  虽然奔腾D的架构落后,但毕竟也是双核的,在视频加速方面两颗CPU都能够得到充分利用,只要系统后台没什么多余的操作那么即便使用软件解码也能够勉强保持流畅。7950GT和X1950Pro的表现还是不错的启动硬件加速之后将CPU使用率控制在了60%上下。非常巧的是两块显卡的H.264加速效果相差无几拼了个不分胜负,实际上两款显卡的市场定位也差不多。
  8500GT再一次表现出了令人意想不到的成绩整体CPU使用率不过5%而已!也就是说看H.264影片居然和平时打打字上上网的CPU使用率差不多,真是令人叹为观止!
  
  Core 2 Duo:酷睿果然强悍!软件解码足以胜任
  
  PD 805+PureVideo技术才能够将《深蓝》播放时的CPU使用率控制在60%而酷睿E6300仅靠自己的实力就轻易达到了这个数字由此可见,PD的高频低能和C2D的强大实力。
  虽然酷睿已经很强了但PureVideo和AV LVO技术还是有效果的,使用7950GT和X1950GT并开启硬件加速后,CPU使用率再降20%。而8500GT更狠使CPU使用率始终维持在4%左右这已经是低得不能再低了。看来CPU再强还是强不过专门为H.264设计的GPU!
  
  X战警——H.264编码,平均码率35Mbps,峰值45Mbps
  
  20Mbps就让PD不堪重负了那么30Mbps 40Mbps以上码率的影片呢?《X战警》这部大片根据场景的不同码率变化比较大其中部分场景最高达到了45Mbps,我们选取了其中比较复杂的一段进行测试平均码率高达35Mbps,用如此复杂的一段视频来考验8500GT的实力。
  
  Celeron D:只要是H.264就难不倒8500GT
  
  对于赛扬D来说,码率更高了7950GT和X1 950Pro即便开启硬件加速也没有了任何希望多数时间CPU使用率都在100%。8500GT的表现可以用完美无暇来形容,赛扬D沾了不少的光!
  
  Pentium D:双核+X1950也吃力,PureVideo胜Avivo一筹
  
  码率提高不少,双核奔腾D已经无法完成软件解码了,即便是配备PureVideo和Avivo技术也才勉强脱离“贫困线”。在前面的《深蓝》测试中,7950GT和X1950Pro不分胜负而在《X战警》这个重负载视频播放中,我们发现7950GT还是稍胜一筹,上一代PureVldeo的确是要比Avivo强些因为它与GPU Shader部分无关。至于8500GT在视频方面与7950GT/X1950Pro不可同日而语!
  
  Core 2 Duo:酷睿2也危险了!GPU视频加速才是王道
  
  在峰值45Mbps的H.264面前酷睿2在软件解码时的占用率最高达到了80%看来CPU为此需要付出很大的努力!而8500GT的曲线几乎是纹丝不动,3%-4%的波浪线给我们交上了份完美的答卷!
  最近我们看到有多厂商推出了采用AVCHD也就是H.264编码进行视频存储的摄像机产品。对于这些采用H.264编码的视频,我们没有专门进行收集和测试。但是,只要是采用H.264编码进行压缩和存储,那么对于新一代显示芯片的硬件解压缩单元来说都是小事儿一桩:因为摄像机拍摄的图像码流普遍要小于电影。
  不过需要指出的是,我们测试的都是民用显卡,只能进行解压缩,而不能压缩,也就是说,看可以,如果要进行高清视频的格式转换等操作,需要两方面的支持一是显卡厂商推出专门支持硬件压缩的专业显卡,充分调用显卡的硬件单元进行压缩并且能够将压缩的数据储存到硬盘而不是输出到显示器。另外还需要软件的支持如果软件不能调用这类专业卡上的硬件压缩单元,那么它将只是一个摆设,而不会起到任何作用。不过就目前而言还是依赖计算机的处理器性能来进行压缩工作速度慢效率低就是目前的现状,
  没有人能否认以后就是高清的天下。那么,对以后的视频进行硬件的解压缩不但速度快,质量高,最重要的是不再依赖于计算机的计算能力这使得廉价的低端PC也能够非常流畅地播放高清,降低了高清的播放门槛。
  这不正是普及高清的推手吗?
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