视频解码的好几个处理过程由像素着色引擎来完成有一个好处,因为它可以利用像素着色管线的特点实现实时过滤功能。例如在低分辨率的影片下停止像素化(注:Videoshader技术应用的典型例子是为视频流去除马赛克),或是对特定的编码/译码程序做最优化等。使用者只要升级驱动程序,就可以对最新视频格式进行优化播放。虽然X800中的最新版本Videoshader HD增加了对MPEG4硬件级别的编码以及解码的支持,不过无论是MPEG1、2,还是MPEG4,这一切还没有脱离借助CPU利用软件计算的编码功能来实现MPEG硬编码以及解码。
在产品的视频功能上,虽然NVIDIA曾和ATi一样是走“软”路,但NVIDIA最终在NV40中另辟蹊径推出了其最新的硬件视频引擎解决方案。
NVIDIA的硬解决方案——PureVideo视频引擎技术
NVIDIA正式对NV40的视频引擎命名为“PureVideo”,其视频处理功能已经从此前的像素引擎中脱离,改由一个整合的专用视频处理引擎负责,相当于一个二合一的芯片:一个GPU和一个视频处理器,可以做实时的硬件视频编码与译码之用。因此PureVideo视频引擎要真正实现MPEG硬解码就必须拥有负责对MPEG 1/2码流解码的单元,能像传统的视频解码芯片一样对MPEG 1/2码流进行拆包和视频解码及音频解码处理。
1.PureVideo的组成
PureVideo可编程视频处理器由取址,标量(注:标量单元采用16路的SIMD引擎)、矢量、分支四个单元构成,在MPEG2码流的解码过程中专门负责“变长码解码、反扫描、反量化、反DCT和运动补偿”几个主要功能模块的处理。这些模块的执行速度直接影响着整个码流的解析效率,其处理结果也决定了解码图像恢复的效果。因此PureVideo在对源代码进行优化时,对于IDCT变换部分,转换系统使用快速IDCT变换并使用了MMX指令对IDCT进行了优化,并且在进行MPEG2 动态补偿的时候PureVideo视频引擎负责大部分需要较多运算的工作,来提高解码速度。
值得一提的是,NVIDIA在官方主页上声明:GeForce 6全系列GPU可以通过驱动支持来实现WMV 9以及MPEG4格式的硬件解码。当然为了让GeForce6800/6600系列以及NVIDIA DVD decoder具备硬件视频解码功能,用户们必须去下载最新的ForceWare驱动,此外还必须对Windows Media Player进行更新。
2.PureVideo的特点
其中,PureVideo技术的一个重要特性就是支持“反交错处理”(de-interlacing)功能来改善图像品质。我们都知道,在视频播放中最佳效果是画面能以连续不断的帧率输出,但受制于输出和接收带宽,播放设备根本无法在一个单位时间内完成一个完整画面的输出。这时人们想到了一个解决办法,那就是先把画面分成不同的部分,然后把这些不同的部分按照原有的顺序连续不断地输出;
如果这个输出过程够快,人眼就很难觉察到画面的间隔。这种处理方法也就是平时所称的隔行扫描,目前大多数电视与DVD影片内容都属于交错式处理。但此类解决方案有一个缺点:那就是在PC等设备上播放由采用此种模式制作的DVD时,通常会呈现较差的影像质量,比如会出现难以避免的锯齿状影像边缘。
对这个问题人们推出了“反交错处理(De-interlacing)”来消除。反交错处理就是只要把完整的画面分隔为奇数行和偶数行,然后把全部的奇数行输入到奇数半帧,把其余所有的偶数行输入到偶数半帧即可。此技术会根据每个画面的变化进行比对,以最小失真的演算方式有效将影像边缘的锯齿消除,从而得到更平滑的影像,因此也称为视频反锯齿技术。
目前逐行扫描DVD或电视就是采用类似技术来优化播放画面的,而PureVideo技术的“反交错处理”同样也是采用此类方法。目前反交错处理有两种方式,一种名叫 Weave De-interlacing,另一种名叫 Bob De-interlacing,各有其优点及缺点。在这里,NVIDIA的 PureVideo运用先进动态调节Spatial-Temporal“反交错处理”,可以针对每个像素“反交错处理”。一般情况下,普通的像素进行相适应“反交错处理”使用的是单个画面扫描帧的数据,而NVIDIA的Spatial-Temporal“反交错处理”可以使用其他画面的扫描帧以提高“反交错处理”的质量。
为搭配PureVideo,NVIDIA已经推出了相应的ForceWare 67.01驱动程序及NVIDIA DVD 解码器。大家可以在相应控制面板里选择“反交错处理”功能(注:NVIDIA的解码器设置为“自动”分离隔行,如果你有GF6级别的显卡,建议你选择智能模式来达到最佳播放效果)。同时由于电视电影(称为3∶2折叠)采用的24 FPS标准与DVD所采用的30 FPS不相匹配,这意味着当将电影转制成DVD时每秒钟的视频需要“补偿”6个帧。这些新的帧是通过合并可用帧的区段来创建的,因而通常可能造成图像模糊不清。值得称道的是,NVIDIA的PureVideo技术可以通过拆开3∶2折叠的图案,并使用原始的和高品质的帧以及区段来创造平滑的动画和更好的图像品质。
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