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| 数字电视和数字高清电视机 |
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从03年以来,中国大地掀起声势浩大的数字电视热,“数字高清”(简称为“HDTV”)电视机仿佛“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”,04年甚至被相关部门认定为“数字电视年”。大商场中,各品牌各种称呼的“数字高清”电视机大张旗鼓喧嚣现身,各媒体体报刊有关此类的报道更是非常热衷,如“某某厂家的‘高清数字’彩电降低热卖”、“XX技术创新”、“开创XX新纪元”、“营业额增长百分之几百”等振奋人心的消息隔三差五地发布,引起人们对数字电视和高清电视的关注。而多次价格战,已令昔日这些传说中的“高档”电视机拉近了与百姓的距离,一时间,购买“数字高清”电视机已“尉然成风”。朋友,你是否也因此动心,要出手呢?且慢,在你下定决心要买一台“数字高清”彩电前,以下的问题不可不知。
数字电视和数字高清电视机的定义 数字电视是一个包括录制、播放和接收显示的系统工程,据国家数字电视标准工作组组长刘全恩的说法,数字电视是指间音视频信号从编辑、制作到信道传输直到接收和处理均采用数字技术的电视系统。而数字高清电视机只是这个巨大系统工程中的终端显示,仅是其中的一个小部分。 数字电视依据其信息处理、传输能力,一般可分为标准清晰度电视和高清晰度电视。 世界上第一个数字电视的标准是美国首先制定的,因此各国都约定俗成的把美国的一些说法当做习惯性用语。1998年,美国联邦通信委员会FCC解释的广义DTV(数字电视)包括有HDTV(高清晰电视)、EDTV(增强清晰度电视)和SDTV(标准清晰度电视)3类。在2000年8月,由消费电子制造商组成的美国消费电子协会CEA发布了DTS术语和定义标准,CEA对DTV的定义也与FCC一致。不论是FCC和CEA,它们均指出HDTV的应用格式至少应具有720条逐行(720p)或1080条隔行(1080i)水平扫描线,画幅比为16:9,其音频部分应能接收和解码杜比数字音频信号,而这些标准早已受到业界的承认;EDTV的定义是它至少能显示480p逐行格式信号,图像质量与DVD输出的逐行扫描信号质量类似,音频部分与HDTV一样;而SDTV则为现行格式电视的数字化版本,其有效水平扫描线可低于EDTV,即具有显示480i隔行信号的图像质量,它展现的画面质量同目前的模拟电视机的画接近。同样,美国的数字电视(ATSC标准的DTV)按照清晰度分为4档:高清晰度HDTV、增强清晰度EDTV、标准清晰度SDTV、普通清晰度PDTV。最高清晰度等级的是EDTV,不同清晰度级别的数字电视之间具有向下兼容性,即高端产品可以兼容低端产品。 从上述可知:在将来的数字节目广播中,有多种格式的信号包括高清晰度信号和标准清晰度信号被同时传输。数字电视不等于高清晰度电视。 目前世界上定义为高清晰度格式的信号主要是1080i的隔行扫描和720p的逐行扫描信号。现在我国由于各方利益难以平衡,国家数字电视标准一再难产,高清格式的标准也没有真正出台。国内彩电厂家多沿用美国电影电视工程协会的标准,即SMPTE,分为1080p、1080i和720p 3个不同的标准格式,其中1080i(1920×1080,隔行)和720p(1280×720,逐行)两个格式是应用比较广泛的高清格式。 不过,现国内市场围绕着“高清格式”是哪一种的争论仍不绝于耳。当前世界上数字电视技术最成熟的美国和最早开发数字电视技术的日本已将数字电视的技术重点从前期强调与低端设备兼容的1080i转变到突出信号质量的720p,现在市场上以720p为格式的摄录设备也逐渐增多,很多数字电视节目也将使用这些设备来录制。中国EVD标准也以720p作为其播放的主要高清格式,可以预料720p也有可能成为我国高清数字电视的标准格式。但根据信息产业部拟定的数字高清显示标准,电视机的垂直和水平扫描线必须达到720线才称得上高清晰度。因此,国际上1280×720p的水平分辨率仅为1280÷2=640线,仍低于国内拟定的720线。 据刘全恩的说法,高清晰度电视接收机的标准是具有下列最低性能的设备:1、能接收、解调由高清晰度电视信号调制的射频信号;2、能解码、显示1920×1080i/50Hz或更高图像格式的视频信号;3、显示屏的高宽比为16:9;4、能正确显示高宽比为16:9的图像,水平清晰度及垂直清晰度必须大于或达到720电视线;5、能解码、输出独立的多声道声音。而在今年2月中旬上海信息家电协会发布的“高端彩色电视机的分类规范”中第一次为清晰度界定为标准清晰度彩电、准高晰度彩电和高清晰彩电的3类行业标准。 各厂家的“高清”技术 数字彩电的出现是一次类似于黑白电视机到彩色电视机的技术飞跃,它是众多彩电厂商重新瓜分市场寻求发展的新起点。为了在市场上排挤对手,取得更大的利润,厂商纷纷“八仙过海,各显神通”。当前各厂家的“高清”技术五花八门,在这里笔者向大家简介如下: 康佳是国内最先出击数字电视的厂商,它的“高清”技术核心称为“DSP数字超微点阵技术(Digital Super Micro Pixel)”。它主要包含有“DSP-HDTV技术”、“DSP超百分像素处理”、“DSP逐点优化”、“DSP数字点阵显像”4方面。康佳认为传统电视机采用的线性扫描信号处理方式只能让画面像素量达到40~50万,而他们的DSP数字超微点阵技术采用以点为核心的信号处理方式,是国内厂商中“首先”实现从传统的线性扫描到点的微显示数字技术层面“突破”,它能从水平和垂直方向“大幅提高”像素点的数量和密度,画面最高可达200万像素。据称能全面支持中国(1080i/50Hz)、美国ATSC(1080i/60Hz)及欧洲DVB等高清数字电视信号。目前市场上康佳这种“高清数字”电视机是P2906T(2990元)、P3460T(3450元)、P3409T等。 长虹和康佳都认为在电视技术中,要提高清晰度,最主要的方法之一是减小像素单位。近期长虹宣传的CHD“数字逐点精密扫描”技术与康佳的“DSP”技术大致类同,他们都宣称实现了从传统的“逐行”到“逐点”的“精细微点显示数字技术”的层面突破,能对现在的电视信号以及AV、DVD等模拟信号进行CHD数字逐点精密扫描,是彩电的视觉“革命”!其代表作就是近年来主推的38~70英寸“逐点高清”背投和CHD系列CRT彩电。 切入数字电视最为大胆的是创维,该公司曾经宣布全面停产逐行扫描电视,全面实施数字电视策略以显示其决心。由创维研制的32FW型电视机,据称是我国目前惟一一台通过国家“权威部门”检验的“高清数字”显示器,各项性能参数指标“完全”符合国家有关高清数字电视标准。据报道,在垂直扫描线方面,32FW达到了750线,“超过”720线而且它配有由创维自主研发的“高清超级处理器”,模块上集成了CPU、OSD等通常外置的功能,具有可扩展性和对多种显示器的适应性,利于成本控制。这枚“高清处理器”就是创维以女子12乐坊(一个由12个美女+乐器组成的时尚民乐组合,编者注)代言闹得沸沸扬扬的V12数字引号芯片。它采用“独特”的逻辑处理技术,可“全面”接收当前的所有视频格式,代表作是25~36英寸之间的T88HT系列产品。 TCL与汤姆逊强手联合后动作不小,推出全球第一台真正100Hz逐行扫描的“数字高清”背投。它不同于目前市场上“100Hz/逐行”的变频电视和背投,能够做到100Hz频率下的逐行扫描。TCL认为其所有的新品电视都能够实现真正的“数字高清”,它独创的“数字高清归一技术”据说可实现全信号接收,并解决了多信号接收存在的电视机后端线路复杂、性能不稳定问题,同时无论将业数字信号如何变化,用户都“不用担心”信号无法接收。它还配有创新的833i数字逐点加密技术,也能“彻底”消除画面闪烁。其内置技术专为“激活数字高清”信号潜能而设计,可将“高清”品质保持12年“不变”。新推出的数字窗彩电围绕精细度、亮度、对比度、色彩、运动补偿5方面对数字点、线、屏进行立体提升,,TCL称它是“迄今”为止最“全面系统”的“全程数字化高清晰”显像,它能以每秒高达2.6亿像素的动态高像素呈现“前所未有”的显像奇迹。代表作是售价约3400元的数字窗“高清”电视HiD29208P。TCL称它能“真正”实现HDTV高清显示,是高清技术标准的“终极解决”。 海信的高清解决方案采用类似于TCL的“833像素增强扫描”技术,它也兼容多种显示格式。近期,海信风风火火推出1080p“高清”电视机,据称是采用DCRe技术,不仅能“完美体现数字信号”画质,而且可以向下全面兼容1080i和720p等高清格式,让消费者在今后有备无患,有“专家”认为“至少10年不过时”。为了给即将上市的“新一代1080p高清数字”电视机宣传,海认竟宣称停产其720p彩电,并扬言年底前在全国500家重点形象商场将停止其非1080p彩电的销售。据称在3月初,海信已在北京、西安、济南、青岛等8大城市试销其“1080p顶级高清晰”电视机HDP2919(市场价3200元),据称日销量曾突破500台,反应异常“火爆”。 康佳和熊猫等厂也加入1080p阵营,海尔也先后与飞利浦、德国迈兹和东芝等12家国际大公司组成技术战略联盟,聘请外国技术专家做其技术顾问,开发出“爱国者1号”芯片做“高清”竞争,其代表作是V6系列彩电。而厦华的“高清数字”电视机强调信道带宽,认为“带宽决定一切”,其行频为27~52kHz可变式,据说也可全面兼容全球所有制式的高清电视信号。 现在,不仅国内厂家纷纷与“数字与高清”电视结亲,连传统IT企业如摩托罗拉、惠普、联想、戴尔和萍果等巨头也纷纷扬言涉足数字彩电,在去年10月举办的深圳高交会上,摩托罗拉就展出了数字彩电的实物。市场利益的吸引力之强由此可见。 显像管的点距是高清的关键 市场上厂家大力宣传的各款高档彩电是否是名符其实的“高清晰数字电视机”? 对于“高清数字”电视机(HDTV)的含义,笔者前两年曾在某媒体上提出自己的简单看法,如今老调重弹仍不失意义。 真正的高清晰数字电视机(HDTV)是指内置解码器,能够接受数字高清晰度信号并解码(即有现在所谓的“机顶盒”功能),最后表现出其高清晰度画质。在欧美,以HDTV接收机为例:习惯把高清数字电视接收机划分为一体机和分体机,所谓一体机就是电视显示器内置机顶盒(信源解码、信道解码、条件接收)完整功能,一体机直接标识为“HDTV-Receiver”;所谓分体机则是把机顶盒独立出来,它们以“HDTV-Ready”来标识,这个英文的直译为“为高清晰度显像做准备”,表示可以接收经外置机顶盒接收解码以后的HDTV图像格式信号。 由于不能直接接收数字广播讯号,“HDTV-Ready”电视机并不是真正的数字电视。在此,笔者想提醒各位读者,目前市场上某些品牌“高清”彩电在其正面左上角标注有“HDTV”的英文,“Ready”的英文小于“HDTV”几倍,其行为虽不算越轨但还存在一定的欺诈成分,而有些品牌干脆直接标注“HDTV”来愚弄大众。 现在市场上有不少彩电都宣称能支持HDTV的1920×1080i甚至1080p显示格式,这种如游戏般的宣传给人的印象就是它们在将来数字电视开播时可直接做高清晰度数字电视使用。从彩电的常识可知,图像的清晰度主要取决于视频信号源和内部处理线路的带宽以及显像管的粉点节距,信号源在这里暂不讨论,至于信道带宽,只要在30MHz以上就可满足,现各厂商开发的如前述各种线路基本都可达到,在此也不讨论了,只说显像管本身。 CRT显像管的荧光屏是由红、绿、蓝3色粉点所组成,点和点之间的水平距称为粉点节距。显像管的粉点节距越小,荧光粉点(条)就越细致,分辨率就越高,再现的图像就越清晰,反之就越差。要真正显示HDTV定义的1920×1080i分辨率,显像管的荧光粉点数至少和1920×1080i持平,否则几个像素同时在一个荧光粉点上显示,得出的图像只不过看起来略为细腻一些而已,并不是真正的高清晰度图像。 由此可见,要得到真正的HDTV高清晰度级的画像显示,显像管的粉点节距是最后也是最为重要的一关。按现行的标准分类,29英寸显像管的粉点节距与图像清晰度和显示性能的关系如下表所示。 级别/用途 普通电视机 现市场“高清”电视机 普通电视机 显管的粉点节距 0.75~0.85mm 0.5~0.65mm 0.3~0.40mm 阴罩孔结构 条孔形 点阵形或条孔形 点阵形 像素数 14~30万 40~60万 100~200万 水平扫描线 350~400线 450~600线 720~980线以上 成本 低 中 高 市面上号称“高清”的各种CRT纯平彩电的显像管仍为传统的CRT阴极射线管,这种民用显像管的荧光粉点节距一般为0.65~0.85mm之间,其图像清晰度并不会很高,极限水平清晰度约在500线,使用这种节距的29英寸显像管生产的电视机充其量只是标准清晰度电视机(SDTV),最多也只是能达到EDTV的要求。现在少数厂家采用0.52mm节距显像管推出的29英寸“高清”CRT彩电也只能到达570线左右,离国家拟定的720线的高清标准还差一截。 要真正显示高清晰度的1920×1080i图像,29英寸4:3画幅比彩电显像管的粉点节距应多大?29英寸的4:3CRT彩电的水平方向画面总长约74cm×0.8=59.2cm,要有1920条垂直扫描线,则节距至少应为592mm÷1920=0.3mm。照此,计算32英寸16:9的HDTV宽屏彩电的节距应为0.369mm。因此,16:9画幅比的32英寸彩电只有采用至少不大于0.37mm。因此,16:9画幅比的32英寸彩电只有采用至少不大于0.37mm节距的显像管才能重放出真正HDTV的1920×1080i格式高清晰度图像。下表是16:9画幅比高清晰度电视的尺寸和信号格式与粉点节距的关系,由此表可知,屏幕越大,对粉点节距的要求就越低,但目前的CRT显像管不论是技术,成本还是体积重量都不充许其画幅尺寸无限增大。 16:9 HDTV的尺寸 29英寸 32英寸 36英寸 粉点节距(1920×1080i) 0.34mm 0.37mm 0.41mm 市场上“高清”电视机虽然可以通过外置或内置(还没出现)机顶盒来接收数字高清格式或新一代碟机的高清信号,但其清晰度并没有达到国家标准。前两年,厦华在市场上表现的风风火火的HT系列16:9彩电首次在市场上刮“高清”风,但它们所用的东芝纯平晶丽显像管的粉点节距仅为0.63mm左右,在实际显示中因种种因素的影响其清晰度也不过是600线左右,其清晰度只是比FCC和CEA定义的EDTV增强清晰度电视机的标准略好而已。 拜科技的进步,近年来已有极少数显像管厂推出粉点节距更低的产品,如海尔的V6“高清”彩电采用0.62mm的细节距显像管。熊猫近期推出的32英寸16:9的32HD68电视机粉点节距也已达0.55mm(据厂家称是用松下的显像管),东芝的36SW9US是采用0.50mm左右的16:9显像管。现市场上粉点节距最小的电视机是SONY采用超精细线距平面特丽珑HR/HZ系列彩电,它们通过在显像管结构上的重大突破,达到前所未有的0.38mm间距,革命性地将垂直栅条密度提升为原来的200%,基本达到了数字广播时代的高清晰显像要求。但HR/HZ系列彩电仍不是HDTV,它虽然具备高清晰度信号接收端子和包括“贵翔引擎”在内的宽带视频处理电路以及超精细线距平面特丽珑显像管,但它还不能直接接收数字信号,要接驳机顶盒才能实现数字电视的播放功能,因此,它只是一台高清晰度的数字化模拟彩电。 从上文可知数字电视与高清晰度并不存在必然的联系,如果电视机所用的显像管的节距仍大于上表对应的标准,那这台电视机显示的图像清晰度仍受显像管节距的限制,就算是电视机内置机顶盒,机内安装什么“超级X代的芯片”或什么“归一”、“V**”等各种称号惊人的处理线路能兼容支持各种HDTV显示格式,这台电视机充其量也只是数字电视机。它并不能将HDTV格式的图像按HDTV标准真正显像出来,它们号称支持的高清晰度格式画面只能降级显示,与我们理解的高清晰度电视机沾不上边。这好比一个三四先元的书架箱可以重放SACD或DVD-Audio的音乐一样,有声音出来,但却无SACD或DVD-Audio所要求的频宽和动态。 市场上现在还没有出现一台真正的1080i高清数字CRT彩电。SONY的HR系列彩电能高清显示,不能直接接收数字信号,只能归于模拟电视机,至于其它彩电,也不过是增强清晰度的CRT模拟彩电。可以说,高清晰度CRT电视机的瓶颈在显像管,其成本也占整机的一半以上。但当前绝大多数彩电厂商所宣传的“高清”CRT电视机的广告都不提及所用的显像管的粉点节距是多大,反而是对其处理线路大事张扬,厂家不知道显像管的粉点节距对图像清晰度的影响吗?并非如此,他们不过是玩弄移花接木的伎俩来误导欺骗消费者而已。 其实,消费者自己想判定某款CRT电视机能否显示高清晰度的图像并不难,用售价去判断也有很准确的参考作用,不管厂商用什么惊人称呼都可以,一般售价不足2000元的29英寸4:3 CRT彩电多是普通清晰度电视机,2500~3000元之间是标准清晰度电视机,4000~7000元是增强清晰度电视机。电脑市场中现在一台22英寸4:3画幅比的优派(View Sonic)纯平CRT显示器P225fb的粉点节距为0.24mm,折算起来它的水平清晰度可达到高清要求。就清晰度而言,它是真正的22英寸高清晰度预测显示器,但它的售价为9300元,你可以想象一台29英寸的真正HDTV应该卖多少钱。另外,有必要提醒大家的是4:3画幅比的电视机由于不能正确播放16:9的信号,它并不符合高清晰度电视的定义。 还有一个最古老但也是最简单有效的方法,即用一个5倍以上的放大镜和一把准确的直尺,对着显像管的垂直栅条度量,以10栅条为一个单位,观察其所占的长度,长度越短越好,换算过后一般都在0.5~0.8cm之间。如长度是0.6cm,即除以10,那该电视机的粉点节距应在0.55~0.6mm之间。十不离九,是不是“高清”您心中自然有数。 由于众所周知的原因,现CRT彩电已逐渐让位于LCD和PDP,各大厂商今后研发的重点都在LCD、PDP和CLP上,故今后CRT民用彩电能达到高清显示标准是不大可能的,要完成这个重任,还得看LCD、PDP或DLP。 不过国外的高清晰度标准分为1920×1080i和1280×720p两种格式,对于后者,市面上极少部分CRT电视机如SONY的HR系列和东芝的36SW9US以及国内采用0.55mm左右的16:9的36英寸彩电,以及一些物理分辨率在1366×768、1280×768和1280×720以上的LCD或PDP电视机或正投影机也能重放出这个档次的高清晰度图像,但这些CRT彩电的价格通常在万元以上,1280×768或1280×720分辨率的30英寸16:9LCD彩电的售价约20000多元,SHARP的一款分辨率达到1366×768的37英寸37HV4LCD彩电售价更是高达35000元,而有这般分辨率的42英寸PDP售价更在30000元以上,正投影机的售价就更高了。 对于我国拟定的水平分辨率为720线的标准,估计其源自MPEG2中的MP@H14L高清晰电视标准,这种图像的解析度为1440×810,即其水平分辨率为1440÷2=720线。这种高清标准要比国际上最高的1920×1080i略低,但比1280×720p要高一些。现市场上的CRT彩电能达到该标准的只有SONY的HR36M90,其它如LCD彩电则尚未在市场出现,电脑市场睥优派20英寸LCD VP201MB的分辨率为1600×1200,其售价达14000元左右。有消息说,SHARP将在年底上市具有1920×1080分辨率的LCD彩电,但估计其售价不会低于40000元。 利益是一面镜子。近几年来,国内彩电厂商为了吸引消费者,其广告宣传时都是心照不宣地搀和水分,语不惊人不罢休。就像100Hz扫描功能,各厂商的称呼也各不相同,让老百姓“南北不分”;一些厂家的机型大玩功能配置以示“超值”,类似一些可有可无的像什么500年日历显示、个人节目命名等花哨功能更是举不胜举。除了打价格战外,厂家最重要的招数就是“策划营销”,于是出现“编故事开发概念,讲故事推销概念,以及听故事盲从概念”的市场现象就不出奇了(详见本刊今年第2期相关文章)。一些早已应用的技术换上时髦且惊世骇俗的称号又风风火火上场,你方唱罢我登台,好不热闹。消费者如果不了解相应的常识就容易被此类宣传所迷惑而盲目消费,而不同的“概念风”接二连三“吹”过之后,老百姓终于被弄湖涂了,最后买帐的人少了,厂商只得再举起“降价”的大旗,最终骗人伤己。 商家如此,媒体呢?说实话,本人对很多家电报刊缺乏专业常识的报道感到惊诧,不敢恭维。某些“权威”报刊的记者或作者,连基本的家电常识都不懂,就冒充专家(常常有很多“业内专家”对某厂家的炒作做前景预测)就向大家介绍推介,人云亦支,照抄家电广告上最蛊惑消费者的言词,变成厂商的“鼓手”,有意或无意地误导消费市场,可以说现在的老百姓消费被厂家牵着鼻子走也有着媒体的一份“功劳”。 数字电视是个巨大的产业链,很多“专家”预测有上万亿的市场空间,并预言在未来几年有3.5亿台模拟电视机需要更换为数字电视机,市场空间非常巨大,被誉为未来10年最具发展潜力的一个行业。但在我看来,这个万亿级的大市场与咱们老百姓一点关系都没有,争夺利益的只是各大部门各大厂商。某些厂商为了鼓动百姓去购买他们所谓的“数字高清”彩电,竭尽全力地散播某年某月停止模拟电视的转播,要买新电视机才能收看等等不实的话师,让老百姓花血汗钱盲目选购,去为他们铸造所谓的上万亿市场。 其实,普通的电视机通过接驳机顶盒再向营运商交纳相应的费用后都可以收看数字电视节目(当然只能展现普通清晰度的画质)。如果你对家中彩电的画面清晰度还可以接受,根本没有必要再花冤枉钱买什么高清电视机,数字电视开播后花三五百元买个机顶盒同样可以接收数字电视广播。 想当年,厂商都称球面电视为“平面直角电视”,但真正平面直角电视出现了,就只能称“纯平”电视了(真是一个“怪胎”称呼,平面还有纯平面和凹凸平面两种分别吗?)。若干年后,待真正的高清电视机出现后,我相信它也会有一个怪哉的称呼——“纯高清”彩电。 在利益的面前,炒作和信誓旦旦是一个个随时上演的游戏。 在中国彩电业乃至是整个家电业的营销上,诚信已成为一种奢望 |
低端系统显卡的选择
http://www.silu.info/read.php?tid=24442&fpage=1
有人想知道自己的系统能否流畅播放HDTV。究竟最低需要什么配置,我没有老机器不好说,但在思路上有不少高手已经在相当低的配置上成功的流畅播放HDTV, 包括字幕. 他们的配置如下。
http://www.silu.info/read.php?tid=9512 移动赛扬3 1.2G+Radeon Mobility 个人认为,jiangchun大侠是思路里面很多人在硬件加速播放方面的启蒙者,也包括我。
http://www.silu.info/read.php?tid=18553 DURON 1。2G+MX440
http://www.silu.info/read.php?tid=24234 P3 866+FX5200
http://www.silu.info/read.php?tid=30060 P3 800+NV6200A
如果你的系统比他们强却不能流畅播放,不要怀疑他们在骗你,想想自己的软件配置有什么问题。
DXVA是视频硬件加速的统称,不仅仅是视频数据解码(包括H261,MPEG1,MPEG2,H263,MPEG4), 还有Alpha blending, Picture resampling等。但对于播放时CPU利用率影响最大的,则是视频解码,尤其是HDTV的解码。对于低端系统来说,让GPU来负责硬件解码是不二之选。但使用硬件解码,在整个功能上也受到很多限制,尤其是解压以后的视频数据的后期处理(如deinterlace,锐化,去马赛克). 因此对于追求画质的烧友,宁可放弃硬件解码,当然代价是需要升级整个系统。稍后再谈。
硬件解码生效的时候,系统是怎么运转的呢?现在我们有两个处理器,CPU和GPU。他们通过PCI/AGP/PCIE总线交换数据。
1。CPU从文件系统里读出原始数据(DirectSHow的源滤镜),分离出压缩的视频数据(分离器)。放在系统内存中。 GPU 发呆
2。CPU把压缩视频数据交给GPU, 这时总线上开始忙了,压缩数据从系统内存拷贝到显卡上的显存里。
3. CPU要求 GPU开始硬件解码,现在 CPU进入发呆期,GPU开始忙。当然CPU会定期查询一下GPU忙的怎么样了。
4。GPU开始用自己的电路解码视频数据(已经在显存里了),解压后的数据还是放在显存里面。CPU继续发呆。
5. 视频数据刚解码完成以后还不能立刻拿去显示,因为还需要后期处理,如deinterlace, 3:2pulldown,等等。GPU再用自己的后期处理电路来进行处理。CPU还是发呆
6。后期处理以后的未压缩数据拿去显示到屏幕上, GPU再开始忙视频的缩放,亮度,gamma等事情。CPU还是闲
7. GPU终于忙完了,下面的视频数据在哪里?通知CPU,GPU先歇会。 CPU又开始忙了,回到第1步。
上面可以看到,硬件解码生效的时候,CPU真的可以很闲,但是为了让它生效,有些条件必须满足。最关键的原因是,与CPu->系统内存和GPU->显卡显存比起来,PCI、AGP、PCIE总线是龟速。PCI是133MB/S, AGP8X是2.1GB/S, PCIE16X是4GB/S, 而CPU-系统内存,GPU-显存则快若干倍。有兴趣的可以把不同时代的内存总线和AGP/PCIE总线速度进行一下对比。因为CPU和GPU互连的总线很慢,因此,视频数据(无论是解压前还是解压后)一旦交给GPU,GPU就要负责把它处理完,直到最终显示。
如果在前面1-5步里有哪一步GPU不能做或你不让它做,视频硬件解码就不生效,CPU要负责。
当然,你可能会问,也许CPU很慢,说不定在龟速总线上传输数据,GPU分担一部分工作,还是比全部CPU做要快呢? 也许如此,但在Directshow架构里,代表视频数据处理各环节的滤镜(分离器,解码器,后期处理,渲染器)需要协商出一个大家都接受的视频数据存储方式,如果某个滤镜说我只能在系统内存里玩,大家都得要在内存里玩,GPU和显存只好放弃。
了解了这样的步骤,我们看什么时候硬件解码会失败。
1. GPU自己没办法独立搞定解码,比如太老的显卡,显存太少,或者象GF2MX,GF4TI这种太监(MC和IDCT只支持一个)。
2. GPU的视频后期处理太差劲,你要找其他软件来做,这个对于发烧友是很常见的情况,比如放DVD加ffdshow锐化倍线。ffdshow只能在系统内存里工作,它没办法把手伸到显卡显存上,那么硬件解码只好让位给软件解码。
3。非常常见的一个情况,就是用vobsub加字幕。vobsub滤镜是加在解码器之后,渲染器之前的。它怎么把字幕放到图像上去? 原始图像进来,它修改原始图像,把字幕的图案画上去,再送给后面的渲染器(或者别的后期处理滤镜)。 vobsub同样只能在系统内存里工作,ok, 解码也要软件了。
vobsub不能用,那字幕要怎么加?所幸渲染器提供了混合模式,就是把几种视频数据揉在一起,这些数据可以是在系统内存中(软件解码或软件生成),也可以是在显卡显存中(硬件解码)。最大的好处是各种视频数据可以独立生成,不会互相牵制。可以硬件解压的用硬件解压,可以软件生存的用软件生存。(类似电路里串联和并联的关系)、 哪些软件呢?比如MPC, KMP, BSPlayer, 他们自带字幕引擎。而ZoomPlayer借助于vobsub生成字幕。只能用软解压。
Media Player Classic(MPC),不要把它和暴风影音等套件混起来。MPC是一个播放器内带了一些滤镜和字幕工具,全部是Gabest这个牛人开发的Opensource软件,暴风里除了MPC以外还有一堆其他公司的滤镜,包括vobsub, 理论上可能有版权问题。vobsub虽然也是gabest开发的,但它显示字幕的工作方式和MPC里的不同。vobsub在视频数据交给渲染器之前插入字幕, MPC把视频数据和字幕分开,一起交给渲染器。 如果套件里包涵vobsub, 建议删除之,我不确定禁用vobsub的效果如何。【alban911确认,禁用vobsub没有问题】
KMP也是一个较常用的播放器,值得主要的是,除了自带字幕引擎以外,它内部自带了一个视频后期处理引擎,如果选画质模式等,这个引擎会生效。同样道理,这个引擎只能在系统内存里玩,那么硬件解码只能放弃。必须要选择极速/高速模式,禁用这个引擎,或者在系统选项里明确禁用此引擎,才能允许硬件解码工作。
最后回到主题,低端系统要放HDTV流畅,多半需要借助于显卡硬件解压。几个注意事项
1. 视频格式要mpeg2,显卡GPU才能协助解压 (WMV目前没有硬件解压方案)。【注:2005年5月微软终于放出了WMV硬件解码补丁,但对显卡和系统要求颇高,且不少中低端系统上效果不明显甚至更差】
2。显卡及驱动要支持mpeg2硬件解压。
3。视频解码器要能把mpeg2解压工作分担给显卡
4。视频渲染器要用overlay,不要用VMR
5. 字幕要用播放器自带的,绝对不能用vobsub。 不用字幕最好啦。
6. 不能用ffdshow, nvvpp等软件视频后期处理,要用显卡里自带的后期视频处理(虽然可能烂了点)。
7。KMP必须用极速、高速模式
8。硬件方面,最好不要用多头显示(overlay对多头显示支持不好,VMR支持好但开销大)。如果需要多头显示,再加上很多人依赖的字幕,你可能被迫使用软解压或VMR,一个相关案例在此
http://www.silu.info/read.php?tid=20851
9. 硬件方面,PCI显卡因为是诸多设备共享PCI总线,带宽也只有133MB/S,尽可能不要用(虽然压缩视频数据流一般也就是10-20MbpS). AGP是独享且至少是266MB/S(AGP1X),但有可能的话还是应该优化一下,比如打开FastWrite, SideBandAddessing什么的,只要系统稳定。PCIE? 低端系统会有PCIE吗?
如果你不确定现有的配置是否能够使用硬件解码,建议在调整的时候使用NVIDIA decoder, 它可以明确指示是否工作于硬件解码方式下。调整好了,你可以再改回你喜欢的硬件解码器,如sonic, cyberlink等。
还有一点很重要的,就是强烈不建议用大杂烩似的解码器包比如暴风影音等,里面很多的滤镜会把directshow架构弄得非常复杂,如果你不确定某个滤镜的作用而安装了,可能会严重干扰你的系统。建议重新安装windows系统,然后只安装你需要的播放器和滤镜。
关于DXVA 硬件加速解码的框图,从DXVA 官方文档里摘出来。
我的理解:
Host指的是CPU和操作系统,Accelerators是显卡GPU。
二者通过PCI/AGP/PCIE总线交换数据。
CPU把压缩视频数据(读文件->分离器)通过总线送到显卡里的显存video data buffer。这部分显存是不显示在屏幕的。CPU要求GPU去执行解码,然后GPU就会运用自己的 MC,IDCT电路开始解码,得到原始(未压缩)视频数据。由于视频数据压缩算法用到了很多帧间压缩技术,如I,B,P帧,因此显存里需要保留若干份原始数据,DXVA文档里提到至少需要4份,5个以上更好。未压缩视频数据的格式可以为YUY2。UYVY, YV12, IYUV, NV12, NV21, IMC1~IMC4等。
这是摘自GPU视频处理的一幅图片,介绍的是NV4X的流程,但应该具有普遍意义。
绿色的部分是由GPU完成的(当然是指硬件加速时候)
关于DXVA情况的一些介绍,susanstone网友提供。
不好意思,我没有时间翻译。大致是讲DxVA是微软和硬解压的接口。GF3好像不行。要到GF4MX420,440。然后GF4Ti又不行,要到FX系列。
What is DxVA?
DVD or HDTV uses video compression technique called MPEG2.
It requires lots of computing power to decode MPEG2 streams to uncompressed video.
Even current fastest CPU does not have enough power to decode full resolution HDTV.
Graphics chips manufacturers integrated some function of the MPEG2 decoding algorithm in their graphics chip to aid decoding of the MPEG2 streams.
But it was proprietary architecture and it was hard to use the function for the developers of outside of the chip company.
So Microsoft Corp. made a common API that MPEG2 decoding programs can make use of the Graphics chips capability of MPEG2 decoding regardless of the graphics chips used. This driver is called DxVA(DirectX Video Acceleration).
Unfortunately not all graphics chips and/or driver combination support DxVA.
At the time of this writing ATI Radeon series and drivers are the graphics chips that support DxVA well.
Using DxVA full resolution (1920×1080) HDTV stream can be decoded 30fps/sec using less than 50% of CPU on P4 1.8GHz.
Graphics : ATI Raden7000, 7200,7500 with DDR video memory or
ATI Radeon 8500,9000,9500,9700,9800
nVidia MX420, 440, FX series
DXVA Support: the good news here is that ATI was heavily involved with Microsoft when it formed the DXVA standards for MPEG2 acceleration. The original Radeon supported the full feature set of what would become DxVA even before the standard was finalized. On the NVIDIA side, NVIDIA added a new video processor to their GeForce 4 MX series that is fully DXVA compliant. The GeForce 4 Ti was focoused on 3D gaming and so the silicon went to 3D piplines rather than the video processor the GF4MX had. By the GeForce FX series technology has progressed enough for NVIDIA to put the GeForce 4 MX’s video processor into every one of the FX line.
Using DxVA full resolution (1920×1080) HDTV stream can be decoded 30fps/sec using less than 50% of CPU on P4 1.8GHz.
注意上面说的这句话。 利用DXVA加速播放1920×1080X30FPS的片子(对于1080i来说就是60fps),在P4 1.8GHZ上CPU利用率低于50%.




















