來源:硬派網(wǎng)
眾所周知,高清視頻相對于rmvb、DVD等標(biāo)清視頻,播放起來對于電腦硬件要求的提升是無疑的。
一、下面我們先來看看高清視頻究竟從哪些方面提升了要求:
(一)首先便是視頻流量的加大。這是最為直觀的一個提升元素,我們可以參照下面的表格,表格中只是簡單的提出了“視頻源”的流量對比,但其實高清視頻的“不同格式”更決定了流量的不同。
可以看出,DVD視頻的數(shù)據(jù)流量只有約9.5Mb/s,但是最高的藍光可以達到40Mb/s以上,提升了4倍以上,無疑這是硬件配置提升的一個主要原因,因為需要處理的數(shù)據(jù)量增大了很多。
(二)其次便是編碼格式的復(fù)雜度。我們知道每種編碼格式都有其自身的算法,優(yōu)秀的算法可以將視頻壓縮到更小的體積,但是還原這種算法卻需要更強的計算能力。H.264高清編碼格式就是典型的代表。也許有些讀者會碰到一些高清視頻,但是播放要求并不高,那可能它就是采用一些簡單的算法,比如Mpeg2的高清編碼格式,但是遇到類似H.264編碼格式,就會出現(xiàn)無法流暢播放的情況。
現(xiàn)在看來,H.264因為優(yōu)秀的算法取得了廣泛的支持,它的算法雖然復(fù)雜,但是能獲得最高的壓縮同時視頻細節(jié)損失很小,因此想要在未來流暢的播放高清視頻,H.264編碼視頻是必須通過的一個考驗。當(dāng)然我們也不能忽視VC-1編碼,它是微軟力推的編碼格式,也受到了廣泛的支持,其要求雖然略低,但同樣造成了目前很多主流電腦的“播放困難”。至于Mpeg2高清編碼,其要求很低,未來發(fā)展的前景也不突出。
我們再來了解一下,這些編碼在電腦上是如何被處理器的。視頻編碼的處理一般分為幾個步驟,每個步驟會完成相應(yīng)的任務(wù),而解碼的時候也會存在這些步驟,從而達成影片的順利播放。那么誰來處理這些工作呢,早期在電腦上,解碼播放的大部分步驟都是CPU來處理,也就是處理器軟件解碼(以下簡稱軟解)播放,這也就是CPU占用率為什么會很高的原因。
簡單的來說,目前任何一臺主流電腦或者說哪怕幾年前的電腦,使用處理器軟解播放之前所有的標(biāo)清視頻都沒有任何問題。而高清視頻中,Mpeg2高清編碼的視頻要求最低,VC-1編碼的視頻其次,而要求最高的H.264高清視頻可能會導(dǎo)致很多老式的電腦都無法流暢播放。
雖然現(xiàn)在硬件發(fā)展速度飛快,用戶可以采用高檔四核處理器把軟解播放高清的CPU占用率控制在50%以下,但這類處理器的價格卻很高,裝機成本大幅增加。而雙核處理器雖然便宜了不少,但軟解播放的CPU占用率又可能會很高,甚至高到無法流暢播放的程度。
如果想要減輕CPU的負(fù)擔(dān),則必須有另一個配件來接手編碼處理工作,顯卡自然成為了最佳選擇,也就是用顯卡里的引擎替代CPU完成視頻解碼的處理任務(wù),從而釋放CPU的負(fù)載。CPU作為通用處理器,進行視頻解碼這類事效率有限,但是顯卡卻可以直接硬件集成視頻解碼引擎,從而達到極高的功效。
二、高清視頻的編碼流程
那么究竟高清編碼的步驟有哪些,哪些又是負(fù)載最高的部分呢?以H.264視頻舉例而言,分為四個主要部分(見下圖)。圖中的四個方塊基本就是H.264解碼的四個最主要步驟,也是資源消耗的主要四個部分,其中又以第一步的“CAVLC/CABAC解碼”最為消耗運算資源,這方面遠高于其他三步(簡單的說,CAVLC/CABAC是H.264編碼規(guī)范中兩種不同的算法,際俏了提高壓縮比,其中CABAC比CAVLC壓縮率更高,但解碼時自然也要求更高)。
三、高清視頻的解碼流程