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实战揭秘 4K超高清应用指南

2015-04-28《微型计算机》评测室《微型计算机》2015年4月下

影响播放流畅度的2个主因之:解码能力

视频质量的高低决定了它对播放系统性能的要求,理论上分辨率越高、码率越高、源帧率越高的视频,对播放设备的解码要求就越高。很显然,我们想要获得流畅的观影体验,就必须在搭建播放系统时,充分考虑到各种片源对解码能力的要求。只有满足在苛刻条件下都能流畅的目标,才能算是一个合格的播放系统。问题是如何才能流畅?很简单,解码能力达到或者超过影片需要的性能就能流畅。和1080p时代一样,解码依旧分软解、硬解两种。前者依靠处理器通用计算能力处理视频流数据;后者则依靠专用硬件单元,能大幅度加速特定编码格式的视频流数据处理效率。对PC来说,硬件解码单元多半集成在显示核心内部,主要由英特尔、AMD、NVIDIA三大上游厂商提供。英特尔核芯显卡和处理器集成在一起,所以你也可以理解为英特尔的硬件解码单元就集成在处理器中。

三大硬件加速引擎

Intel 高效的Quick Sync Video引擎

Quick Sync Video早出现在第二代酷睿处理器上,它诞生的目的就是为了解决CPU处理视频流时,效率低下的问题。随后,这个协处理器硬件模块凭借出彩的表现,快速获得玩家认可。因为不仅仅针对解码,在压片、制片的编码应用中,它也表现出了相当出色的高效率。这得益于Quick Sync Video引擎的工作机制更先进,加速范围更广泛。在以往的视频重编码处理过程中,一共分为五步,分别是视频输入、解码、预处理、编码和输出。而在解码、预处理和编码这三部主要步骤中,之前的协处理器或独立显卡仅支持加速解码过程,预处理和编码这两步都是通过软件进行的,依旧考验CPU能力。Quick Sync Video引擎,则全部采用硬件电路对视频的解码、预处理和编码三步进行加速。也因为此,让它一时间成为市面上高效的硬件编、解码协处理器,其性能表现远超同时代其他方案。但在1080p时代后期,这样的优势难以体现,因为AMD和NVIDIA的类似技术也能满足流畅地硬件解码1080p高清视频的需求。只有经常压片的少数用户能在1080p时代就深刻感受到Quick Sync Video引擎的魅力。由它压制的影片质量可以和CPU软处理媲美,同时它的处理速度还能达到软处理的5倍甚至更多。其表现不仅超越同时代CPU,甚至达到同时代其他硬件加速方案的2倍。直到4K视频初来乍到的时候,我们发现只有基于Quick Sync Video引擎的播放系统才能满足流畅播放的硬解码需求。这时,它才真正在高清玩家群中火了起来。更可贵的是,随着CPU的发展,Quick Sync Video更加成熟,已经不再是高端酷睿系列处理器的专属,在新一代的奔腾等实惠产品线上,英特尔已经通过驱动更新开启了这个功能,入门门槛相当低。

有关视频质量的重要信息,能在在不少视频播放软件的信息监测工具中找到。
有关视频质量的重要信息,能在在不少视频播放软件的信息监测工具中找到。

AMD UVD3能否老当益壮?

UVD3技术是AMD早在HD 7970发布时,就宣布了的视频加速技术,其本质也是一组专门负责编、解码操作的硬件协处理模块。此后在发布R9 290X时,AMD并没有提到更新的技术。所以UVD依旧是当前的AMD显卡,包括APU集成的核显在内的主要视频加速技术。该协处理单元在操作方式上类似Quick Sync Video,都是通过硬件单元来高速完成预处理以及编码过程。与Quick Sync Video不同的是,UVD对视频编码的操作分为两种模式,在Full Mode下,UVD会以自身的硬件单元来完成加速。而Hybird Mode下,UVD单元会调用显示核心丰富的ALU资源来更高速的完成预处理等过程,进一步提高效率。

NVIDIA 逝去的CUDA、PureVideo5和兴起的NVENC

过去几年在通用处理方面的优秀表现让NVIDIA收获了不少意外,包括在视频处理上,不少使用CUDA加速的软件也来横插一脚。尤其是转码领域,曾获得不少好评。时过境迁,CUDA并没在这方面走太远,倒是NVIDIA的专用视频处理技术PureVideo在升级到PureVideo5后,功能已经比较强大,硬件加速MPEG、H.264等等都不在话下。只是设计之初并没想到4K超高清视频的解码需求,应付1080p视频绰绰有余,但在面对分辨率提高到4K的超高清时,解码能力依旧不足,难以维持硬解的流畅。直到去年底发布基于Maxwell新架构的显卡时,NVIDIA才发布了全新的NVENC引擎。NVIDIA官方并没在这个技术上花费太多笔墨,仅仅写道它具备硬件加速H.265编码的能力,以及2.5倍于Kepler架构的H.264解码能力。但这足以让超高清玩家兴奋,只是我们第一时间测试GTX 980显卡时,由于软件的支持力度并不高等问题,它的表现并不出彩。现在包括完美解码在内的重量级播放软件纷纷迎来更新,是否能释放NVENC的实力,我们拭目以待。

容易被忽略的播放器

在正式开始测试之前,还必须得说说播放器的事儿,这是不少新手玩家容易忽略的细节。在前文中,我们提到了三大加速引擎。实际使用时如何调动这些引擎?在视频播放的过程中,自然就是播放器的内置解码器了,是否能开启相应硬件的加速技术,使用效率是否足够高都会影响终视频播放的流畅与否。我们常见的播放器,如暴风影音等,通常对硬件解码的支持力度都不够好,很多时候只能依靠处理器软解码。处理器性能够高还能勉强胜任,若处理器并非酷睿i7等高端型号,就很容易卡顿。哪怕用户的硬件平台原本支持硬件加速,也不能带来良好的观影体验。这里我们打算用完美解码、DivX Player、射手影音和PowerDVD14来检验我们的平台。我们将选择理由陈列如下,综合这4款播放器,应该基本上包含了当前所有种类的播放设置和硬件调用能力,如果在这几个播放器中都不能成功开启硬件加速,那么这个系统基本上就不具备回放4K超高清的实用性。

完美解码:它是当前玩家比较公认的,综合实力比较出色的播放器,在H.264时代,对各种视频格式和解码硬件的支持力度都相对出色。这要归功于其内置的Potplayer播放器,支持多种软、硬件解码,辅助上MPC的硬件解码,它能发挥出不少平台的强硬件加速能力。

PC上的视频硬件加速器主要由Intel、AMD和NVIDIA提供,且都集成在显示核心中。
PC上的视频硬件加速器主要由Intel、AMD和NVIDIA提供,且都集成在显示核心中。

射手影音:这是字幕组发展起来的播放软件,其特色自然也就是字母的自动匹配,方便性尤佳,是不少用户的必备。更难得的是,它还具备对常见硬件解码引擎的支持能力,这赋予它更好的高清观赏性能。只是在新设备和新格式的检验下,它是否依旧好用有待实测。

DivX Player:DivX Player是DivX的力作,其特点是编、解码一体,和DivX Converter组合成实用套装,满足即看片又压片的专业用户的双重需求。尤其是新版本加入了对H.265编码的支持,值得喜欢4K超高清的用户关注和尝试。

PowerDVD14:PowerDVD系列播放器是款老字号的专业播放器,作为一款收费软件,它的制作水平和功能、性能特性一直都是标杆级别。更重要的是,相比那些需要自己动手调节解码策略的播放系统,PowerDVD14的智能匹配确实具有更高的易用性。而这,正好能弥补不少新手玩家所缺乏的经验,能简单、且大程度地发挥出系统应有的解码性能。当然,PowerDVD14也有它的局限性,随后的测试中我们会一一谈到。其实对资深玩家来说,多个播放器也基本是标配,而我们这么做,无疑是希望尽可能地发挥出测试平台的解码性能。

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