Не так давно мы уже обсуждали качество картинки в обзоре первых мини-ITX Brazos. Если вычитали этот обзор, то помните, что там было несколько неожиданных результатов, полученных при анализе возможностей платформ по кодированию/декодированию видео. Большинство результатов были одинаковыми: качество видео на выходе было одинаковое для продуктов Intel и AMD. При этом результат, полученный при использованиии CUDA от nVidia сильно отличался от предыдущих. Любое видео, которое мы пропускали через него, содержало заметное количество блочных фрагментов в сценах с активным движением. Нас об этом предупреждали, но надо было это увидеть своими глазами, чтобы понять, как плохо обстоят дела. Все это и побудило нас провести тесты качества изображения, о которых пойдет речь в дальнейшем. После нашего исследования Brazos много вопросов осталось без ответа. Может быть они и не были уместны в предыдущей статье, но вполне заслуживают отдельного изучения.
Сжатие видео и декодирование | Кодеки и декодеры
Перед тем, как перейти к серьёзным тестам, надо прояснить несколько простых вещей. Важно различать кодеки и контейнеры файлов. Например, файлы Blu-ray часто появляются с расширением .m2ts. Но формат контейнера BDAV (blu-ray Disc Audio/Video) обычно выступает в качестве обёртки для хранения. При этом можно использовать три кодека – MPEG-2, H.264 и VC-1.
Какая же всё-таки разница между кодеком и контейнером? Вспомните ваш последний отпуск. Ваш чемодан, в данном случае, это "контейнер". Багаж это контент (видео, аудио, субтитры и другая информация), а кодек – это способ, которым вы впихиваете всё (данные) в ваш чемодан, чтобы всё поместилось. Вы можете класть вещи в чемодан аккуратно сворачивая (один кодек), или прессовать их в рулоны и обматывать скотчем, чтобы побольше влезло (другой кодек). Это верно для любого мультимедиа контента. Например, формат Microsoft AVI (Audio Video Interleave) – это контейнер файлов, но видео в нём может кодироваться разными кодеками, от DivX до MPEG-2.
Когда вы проигрываете что-нибудь на видеоплейере, обычно кодированное видео проходит через декодер, преобразуется в YUV-данные (цветовое пространство) и подаётся на экран. Декодер распознает формат и развёртывает сжатые данные в полезную информацию, которая может обрабатываться и просматриваться.
Есть два типа декодеров: программные и аппаратные. До UVD, PureVideo и Intel GMA 4500MHD видео декодировалось с помощью программных декодеров, которые полагались на мощность процессоров. Поэтому многие компании старались что-либо сделать для проигрывания видео. Но сделать по-настоящему хорошо это удалось только двум из них – CyberLink и InterVideo (сейчас Corel), поэтому тогда ATI и лицензировала PowerDVD декодер для своего декодера ATI DVD. Естественно, программные декодеры съедают большое количество процессорного времени, что хоть и не влияет на производительность современных процессоров, но для мобильных устройств заметно сокращает время жизни аккумуляторов.
Со временем этой проблемой занялись производители графических карт и стали разрабатывать декодеры с фиксированными функциями, которые представляли собой логические контуры в GPU, предназначенные для обработки видео. Сегодня их называют аппаратными ускорителями. Их преимущество было в том, что при работе графического процессора не расходовалось время основного процессора.
Есть несколько интересных моментов. Поскольку декодер обрабатывает видео, достаточно сложно установить параметры качества его работы или эффективности. Вне зависимости от того, проходит ли видео аппаратный или программный конвейер преобразования, данные сильно меняются перед тем, как оказываются на вашем мониторе. Используя ПО, вы не должны сравнивать системы, используемые при декодировании. Хотя при использовании одной и той же системы различные декодеры могут выдавать различные картинки или изменять качество восприятия изображения. Большинство дисков Blu-ray, которые проигрываются на графических картах nVidia или AMD, будут выглядеть одинаково, если вы отключите ускорение в PowerDVD. В обоих случаях видео обрабатывается с помощью ПО на процессоре, выдавая одинаковый результат.
Когда в процесс добавляется аппаратное декодирование, всё выглядит по-другому. Почему? В современных GPU есть специальный блок, занимающийся декодированием и обработкой видеоданных. Это именно та логика с фиксированной функцией, о которой шла речь чуть выше. Аппаратное ускорение декодирования на процессорах Sandy Bridge конструируется и программируется отлично от того, как это сделано на графических картах AMD и nVidia.
Надо четко понимать: нет GPU-декодеров общего назначения. Нет декодеров, которые могут полностью работать на DirectCompute, APP или CUDA. Стремление реализовать такую поддержку заранее обречено на провал. GPGPU предназначен для обработки сырых данных с высокой степенью параллелизма. Но мы говорим о видео, а не о сырых данных. Для обработки картинок приходится делать многое, причём в последовательном исполнении. Декодеры с фиксированными функциями декодируют и обрабатывают видео; они не делают ничего другого. Перенесения этой функции на компьютерные ресурсы более общего профиля было бы шагом назад по сравнению с переносом их на процессор, поскольку в обоих случаях вам придётся работать с программным декодированием.
Компания Elemental Technologies (которая известна своей разработкой Badaboom) уникальна тем, что разработала декодер MPEG-2 на базе CUDA. И это не чистый декодер GPGPU. Части его конвейера, такие как кодирование энтропии, кодирование синтаксиса, декодирование синтаксиса и декодирование энтропии должны исполняться последовательно. Другие части процесса могут быть сконструированы для параллельного исполнения, такие как оценка движения, компенсация движения, разбиение данных на подгруппы, дискретная косинусоидальная трансформация, фильтрация деблокирования, деблокирование конечных результатов. Именно поэтому декодер MPEG-2 Elemental – это половинчатое решение. Часть процесса выполняется на CPU, часть – на ядрах CUDA.
Не так давно мы уже обсуждали качество картинки в обзоре первых мини-ITX Brazos. Если вычитали этот ...