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从原理到操作 显卡硬件解码完全解说

2009-03-31   www.av110.net / 整理 点击: 标签:显卡 加速 硬件解码
  

      玩电脑够久的人可能有买过VCD/DVD的影片加速卡,因为那时的电脑够烂,连VCD都不能流畅播出,只能借助专用的硬件加速卡。但显示卡往3D快速发展之后,这种专门看影片的附加卡就销声匿迹了。除了VCD和DVD,也没再看过HD高画质影片加速卡了,因为现在出去买一张显示卡,就有MPEG-1、MPEG-2(DVD)、WMVVC-1H.264加速,两大蓝光阵营Blu-Ray和HD DVD在还没有普及前,新的显示卡就已经100%支援了。

      影片加速是近年显示卡最热门的附加功能,但为什么显示卡3D发展也顺便带动影片加速功能?一个3D一个2D感觉没啥关连,其实除了厂商想要增加显示卡的附加价值之外,显示卡的3D运算其实和影片加速脱离不了关系,虽然乍看之下根本连不起来。

      本篇要讲的就是ATI和NVIDIA现在狂炒的AVIVO HD与PureVideo HD,他们到底是什么?而最常被问的就是「要才样启动显示卡的硬体加速?」,最大的混淆就是NVIDIA PureVideo技术与PureVideo Decoder的错误命名,以下我们将重头详细解说,让大家彻底了解!

NVIDIA PureVideo HD与ATI AVIVO HD是目前两大硬体加速技术

影片压缩

      首先,影片是什么?想都不用想,影片就是一连串的静态图片连续播放,一些影片格式会讲24p、30p、60i,指的就是每秒有24、30、60张图片。但影片至少都有好几秒,电影甚至是以小时来计算,大家做点算术就知道一小时的影片就要十万张的图片,那是非常大的资料,因此所有的影片格式都必须透过破坏性压缩,删掉部分图片的资讯让档案缩小,而影片播放就是一种「解压缩」的动作,把档案还原成一张一张的画面,硬体加速就是加快解压缩的动作,为了彻底了解,一定要来聊一下影片是如何压缩的。

[注:我这里就不提色彩空间转换的步骤,有兴趣的人自行查询「RGB转YUV」。]

1.动态补偿
      大家都看过影片,让我点出一个你早已知道的事实:在一小段时间内,影片的画面大多是类似的。比如摄影机以固定角度拍摄某段画面持续3秒,我们知道一般影片每秒都有24~60张,换句话说,这段简单的影像画面可能高达有100张的图片,而每一张看起来都差不多。

      当连续图片的内容都差不多时,要怎么压缩?很简单,就是取一张图片做标准,之后类似的图片就不存图片内容了,而只存「跟原来那张标准图片的差异点」。比如上面的火车图,第一张做为标准图,第二张就只存火车头的位置往左下角移动了XX像素,反正画面的其他部分几乎都一样。而这个参照的动作就叫「动态补偿」(Motion Compensation),在影片压缩的领域,它是把画面切成一块块小区域(16x16~4x4的像素),然后每个区域去比对前后张画面的相同位置,看有没有改变,有的话就只纪录画面的变化,这样连续的图片就只剩下几张标准画面和一堆参照的资讯而已,这是第一步压缩。

      影片的连续画面会分成I、B、P三种,I画面就是原始参照画面,也就是画面出现大便....嗯,出现大变换、无法参照之前画面的时候,就会被列为I画面。P画面则是参照前一张I画面,纪录相异点,B画面则是双向参照I或P画面(最新的H.264是特例,它的B画面可以参照别的B画面)。所以P画面是出现小变换时用的,而B画面则是出现微小变换时用的。一般影片压缩后就是像图中这样IBBBPBBI,事实上真正有图片内容的只有I画面,其他都是参照纪录而已。

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