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[转贴] 软解与硬解 高清 画质差别解疑!

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由于高清视频的分辨率远远高于一般格式视频,使得高清视频的码率非常高。再加上VC-1和H.264编码的压缩率很高,解码运算的运算量很大。因此常规地直接用CPU解码(即常说的“软解”),这会极大地消耗CPU的运算能力,一些低频的CPU软解H.264时CPU占用率往往高达90%以上,单核或更老的CPU可能就放不动了。

“硬解”是硬件解码的简称。简单而言,硬件解码就是通过显卡的视频加速功能对高清视频进行解码。因此硬解能够将CPU从繁重的视频解码运算中释放出来,使电脑具备流畅播放高清视频的能力。显卡的GPU/VPU要比CUP更适合这类大数据量的、低难度的重复工作。视频解码工作从处理器那里分离出来,交给显卡去做,这就叫做“硬解”。例如NVIDIA的PureVideo、AMD的Avivo HD技术等等;与之对应的,以前那种纯粹依靠CPU来的方式则是“软解”。不过受到技术条件的限制,纯粹的“硬解”在现阶段是不存在的,CPU依然在发挥一部分作用,只不过硬解码时GPU/VPU已经成为运算的主力。

软解与硬解,谁更“好”?

软解码是在显卡本身不支持、或者部分不支持硬件解码的前提下,将解压高清编码的任务交给了CPU,这是基于硬件配置本身达不到硬解压要求的前提下,属于一个折中的无奈之举。那这么说是不是软解压就一无是处了呢?不,这要视(别字了)情况而定。对于一个不看、或者不经常看高清的用户而言,如果专门为很少用到的功能进行过多支出,那无疑是一种浪费;而在保证正常应用的前提下,还能在偶尔看一下高清的时候自己的电脑配置不至于播放不了,或者播放不流畅,那么这时候一颗性能不算太次的CPU就大有用武之地了,好在现在早已是双核,甚至多核CPU的时代,这个已经不是问题。总结软解码的好处,就是成本低廉,几乎不用二次投入,就可以享受高清带来的乐趣和震撼。

硬解压的优势是不言而喻的,一款支持VC-1、H.264和MPEG-2格式硬件加速的显卡或者集成显卡主板是高清爱好者的上佳选择。由于解压缩的任务基本全部交给了显示芯片,CPU就可以如释重负,轻松上阵,承担更多的其他任务,这尤其对于经常需要多任务运行的用户更为重要,如果让他们使用CPU负担解压任务的同时,再运行几个QQ、MSN,运行UT、迅雷、杀毒等一大堆任务,这将是一件不可想象的事情;但是如果换成硬解压方案,这又是一件很轻松的事情,看看吧,差别就是这么大。不过硬解压也并不都是优点,它也有缺憾的,比如硬件的支出,在配置基本相同的前提下,就会比软解压方案多一些,这对于配置预算很有限的用户来说更是一个摆在面前的实际问题。另外,多了一块独立显卡,就会增加功耗,尤其是高端显卡,动不动就是上百瓦,另外还要牵扯到电源的功率是否可以应付、机箱的散热是否能达到要求等等,这些都更增加了用户的整体预算。

列举了软解和硬解两者的优、劣,最终还是不好确定哪个好哪个坏。对于新装机且预算有限,只是偶尔欣赏一下高清的用户,使用软解压方案即可;而对于高清爱好者,同时兼顾大型3D游戏的用户,一款支持多种高清格式的主流显卡或者性能不算很弱的集成主板是他们的最终选择。

软解与硬解,谁的播放效果更好?”


由于硬件解码高清尤其是全程硬解是近年推出的新技术、硬件厂商的高明营销策略之一。所以在大部分人心目中硬件解码要比软件解码先进,因此在自己显卡支持硬件解码的情况下会千方百计地开启硬解设置。其实硬解并不是必须的,因为硬解的出现是当CPU性能不足以应付视频解码需求时的一种折中解决方案,主要作用是降低CPU占用率,如果在CPU能流畅播放高清视频硬解的作用也就不明显了。这里有人可能会说降低CPU占有率可以降低能耗,硬解确实可以降低CPU功耗,但是显卡的功耗是会增加的,而且就目前市售显卡来看,显卡的功耗已经大幅超越CPU,所以靠硬解来降低系统能耗是不太可能的。也有很多人而觉得让CPU处于空闲比较好,但是CPU占有率高就是电脑的使用率高,不然买多核的CPU就没有必要了。

从使用角度来讲的硬解有很大遗憾,画面质量比不上软解。对比测试表明,软解画面质量优于硬解,与最新最强的显卡硬解相比画质也略占上风。这个就需要从高清解码全过程来说了。

首先,我们来了解一下高清视频解码过程

视频解码有四个步骤,分别是VLD(流处理)、iDCT(频率转换) 、MoComp(运动补偿)和PostProc(显示后处理,解码去块滤波Deblocking)。通常我们所说的硬件加速或硬解,就是指视频解码的这几个步骤中,用显卡专用的解码引擎替代CPU的软件计算,降低CPU的计算负荷。

微软规定的显卡硬件加速标准为DXVA(DirectX Video Acceleration)2.0,它将显卡硬件加速级别从高到低划分为四个等级,
顺序为:VLD > iDCT > MoComp > PostProc。
其中,VLD加速包含了全部四步;
iDCT加速包含了MoComp和PostProc;
MoComp加速包含了PostProc。
而对于H.264视频解码则加上了FGT(Film Grain Technology,电影胶片质感技术)后分为A~F的六个等级,F级的硬解级别最高。
以上四个步骤对应的分别是:流处理(Bitstream Processing CAVLC/CABAC,前后自适应可变长度编码、前后自适应二进制算数编码)
逆变换(Inverse Transform)
运动补偿(Motion Compensation)
解码去块滤波(Deblocking)

因此,无论是硬解还是软解,所进行的解码过程和解码结果都是完全一样的。他们的区别就是视频解码的工作是由处理器完成,还是由显卡来完成而已。理论上讲,硬解和软解的效果应该是完全一样的。但是,在开启和关闭硬解之后可以看到明显的画质区别,这个关键在于最后一个解码步骤PostProc(显示后处理,解码去块滤波操作Deblocking)。Deblocking的意思为解码去块,能够消除H.264压缩编码可能产生的马赛克现象,真实地还原视频图像。Deblocking对处理器提出了较高的要求,早期的GeForce 6/7或Radeon X1000显卡在开启显卡硬件加速的状态下就会关闭解码去块滤波操作Deblocking,这时播放一些影片会看到较明显的马赛克现象,明显影响画面质量。GeForce 8系列和Radeon HD 2000系列以后的显卡默认是开启Deblocking解码去块滤波操作的。PowerDVD的解码器会根据显卡对于H.264编码的解码能力,来相应作出不同的Deblocking设定。而在其它编码格式的高清视频中,则没有相关的问题。而目前的新显卡解码能力足够,就可以开启Deblocking来获得最好的画质。在解码器设置中,一般Deblocking有三个可设置项,分别是Standard Deblocking、Skip B-Frame Deblocking和Skip All Deblocking。第一个选项是标准的Deblocking,保证良好的画面质量,要求较高的处理器性能。如果处理器配置不高的话,建议启用Deblocking,它会放弃B帧的Deblocking。如果是单核处理器,建议选Skip All Deblocking,不做Deblocking,可提高解码速度20%以上,用降低画质来换取高速度的解码。

所以说,影片的解码效果是由影片本身决定的,和由软解还是硬解没有任何关系。而NVIDIA的PureVideo HD和AMD的Avivo HD相比,它们的解码引擎不同,但是所进行的解码过程和内容是一致的,只可能会出现解码效率高低的差异,而不会出现画质的差别。但事实上,这两种高清视频解码引擎除了要完成视频解码之外,还包含了HDCP电路和画质的优化算法,所以各自的解码画质在测试中略有区别。

但是,确实有很多人反映软解和硬解的画质之间有区别,那么软解的画质究竟好在什么地方呢?

这是因为硬解时,往往只能用特定的播放模式进行播放,调用固定的解码器和视频输出模式才能打开硬解。而软解播放时有很多丰富的模式可以选择,解码器并不固定。并且硬解的时候无法使用软件的视频后处理滤镜,而软解却可以通过加载一些优化视频的滤镜使得画质看起来似乎更加鲜艳生动一些,这也是一些软解推崇者说软解画质比硬解好的主要原因。所以,软解画质优于硬解,也是由于后期是否进行滤镜优化造成的,不是因为由谁解码而造成的。

随着技术进步这些问题可能会得到解决,但是到那时CPU的性能也就更高了,软解高清的能力也许就像现在软解DVD一样了。比如NVIDIA 9600GT,除了增加了“动态对比度增强”和“色彩增强”这两项视频优化技术之外,还提供了“去交织”、“反锯齿”和“降噪”等高清视频最重要的画面后期处理技术;而AMD785芯片组整合的HD 4200集成显卡更是率先支持双视频流解码,性能超强。但是,新款Intel Core 爱妻 / 爱吾性能也令人咋舌,爱妻可以在没有任何缓存或预处理措施的情况下即时处理总容量达到200GB的数据,等同于一张像素数为224万亿的RAW格式的照片,这样的数据处理能力播放HDTV根本就是小菜一碟
理论上讲,硬解和软解的效果是完全一样的,差异的地方只是在于,视频解码是由CPU还是GPU完成
在以前,画质确实有明显区别,是因为解码的四个步骤的最后一步解码去块滤波,软解肯定是有这一步的,而硬解的话,以前的老型号显卡因为技术问题,大部分中低端显卡或者显示核心,对这最后一个步骤支持的不是很好,很多显卡硬解时无法开启解码去块滤波,但这已经是很早很早之前的状况了,现在的显卡或者显示核心几乎都不存在此问题了

不使用虑镜的话,CPU解码和GPU解码能看出有区别的人都是牛人,画质的区别取决与显示器的档次,解码只只是谁来做哪个芯片做而已,都有那能力,CPU解码那是副业,GPU解码那是专业,GPU解码一样要程序,高清播放器也一样,蓝光播放机也一样,只是固化在芯片而已。

以前的老显卡硬解时貌似无法使用软件的视频后处理滤镜,软解却可以加载一些优化视频的滤镜让画质鲜艳生动一点,这是后期有没有滤镜优化造成的画质区别,而不是软解或硬解本身对最终画质造成的区别,而现在显卡或者显示核心的技术在不断增强,比如N卡的CoreAVC CUDA可以把解码的结果回传给CPU,由CPU执行下一步的处理(比如执行播放器中设定的CPU视频滤镜)还有EVR C/P,通过执行shader来实现各种滤镜处理对于硬解的优化,A卡的Steady Video视频防抖处理技术,还有反锯齿、双视频流解码、去交织、色彩增强、动态对比度增强、降噪等等这些视频优化和后期处理技术,都已经是猴年马月的事了,现在应该有更多更新更好的硬解优化技术。所以对于说高清播放机对画面的优化明显比HTPC好的人,他们都在用N年前的老卡比较,并且是一辈子都不更新显卡驱动的情况

我的最终观点就是,在现在这个时代,同一套显示设备下,HTPC的硬解、软解还有高清播放机的画质其实是没有什么差异的,如果有,恐怕也得逐帧播放找差异,难度恐怕比一般的大家来找碴游戏要高很多

当然,硬解对原来已经拥有电脑且CPU性能较差的人来说还是十分重要的。并不是有硬解条件的显卡就一定要用硬解的,使用新款45nm双核 2.5GHz以上CPU,软解播放高清时即使开启反交错等强化滤镜也可以流畅解码播放,这种情况下其实并不需要硬解。是否需要使用硬解应该视情况而定,不需要一味求新,因为这些新的概念多数是硬件厂商的营销策略。套用一句俗话:“合适的,就是最好的”!


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学习下,其实软件硬件在现在看来就是用GPU还是用CPU,效果差不了多少

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发表于 2012-2-14 23:04:05 | 显示全部楼层
软件还是好一些,显示器是最主要的
学习的过程是最美妙的

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现在很流行硬解,省功耗。特别是高清播放器,都是硬解一派!

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讲的明白,简单。软解,硬解码。两相宜。都不错。

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楼主的长篇大论。。。不过还是学习了

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