Подождите...Каталог
HD контент в кодировке H.264Почти любую операцию можно делать быстрее, почти любую вещь можно сделать более компактной и более качественной. Можно пойти на компромисс и улучшить что-либо, пожертвовав другим, или делать лучшим способом. С момента начала продаж фильмов в кодировке MPEG-2 на DVD дисках прошло уже несколько лет. Сейчас на рынок выходит новый физический носитель и можно ожидать появления новых, более эффективных алгоритмов кодирования данных. H.264 – ещё одно название кодека семейства MPEG-4 – MPEG-4 Part 10, или AVC (Advanced Video Coding). Этот кодек – большой шаг вперед по сравнению с MPEG-2, в том, что касается степени сжатия видео по отношению к качеству. Кроме того, у H.264 есть ещё много других свойств, что делает его лучшим инструментом упаковки видео, но это уже тема для другой статьи. Пока мы сосредоточимся на свойствах H.264 и посмотрим, почему он лучше MPEG-2. Главное преимущество H.264, по сравнению с MPEG-2, в большей степени сжатия, из-за чего на выходе мы получаем файл меньшего размера. Таким образом, размер файла сжатого фильма с высоким разрешением будет намного меньше исходного. Это очень хорошо, потому что даже при том, что BD диски могут быть объемом 25 или 50 ГБ, фильмы с высоким видеокачеством и высоким разрешением довольно объемные. Чем выше степень сжатия, тем более качественное (больше деталей) видео можно записать на диск. С другой стороны, при высоком сжатии на диске можно будет разместить дополнительный контент и материалы, к которым уже привыкли покупатели фирменных DVD дисков. Благодаря улучшенным алгоритмам кодека H.264 он обеспечивает к тому же более высокое качество изображения. Компенсация движения блоками переменного размера, улучшенная обработка чересстрочного видео, циклический деблокинг, большая точность обсчета субпикселей – все это вносит свой вклад в улучшение качества изображения. В свою очередь студии могут воспользоваться более высоким качеством изображения для ещё большего уменьшения битрейта, так как артефактов от сжатия у нового кодера немного. Кроме всех этих преимуществ, у H.264 есть один недостаток – для декодирования видео он требует намного больше вычислительных затрат, чем MPEG-2. Для декодирования H.264 автономные BD и HDDVD плееры должны иметь высокопроизводительные специализированные аппаратные средства, так как рядовой процессор не может справиться с высокой вычислительной нагрузкой. Сравнить проблемы больших файлов и сложного сжатия довольно просто. Представьте совершенно несжатые видеоданные, когда в памяти хранится каждый пиксель каждого кадра. Единственное, что нужно сделать, чтобы отобразить это видео, – переслать данные на устройство с экраном. Для этого не требуется почти никакой обработки, только очень большой файл и большая скорость выдачи этих данных носителем. Например, несжатый 24-битный контент с разрешением 1080p и частотой 24 кадров в секунду (стандартная частота кадров для фильмов) нужно будет передавать со скоростью 1,19 Гбит/с. И такой 90 минутный фильм будет занимать 750 ГБ памяти. Очевидно, что какое-нибудь сжатие просто необходимо, по крайней мере, в настоящее время. Если вы имеете дело со сжатыми данными, то CPU должен проделать работу по преобразованию этих данных в стандартные кадры, которые может отображать дисплей. В Blu-ray тесте c фильмом "Клик" (Click), сжатым в формате MPEG-2, битрейт был 50-60 Мбит/с во время всего теста (сжатие где-то между 20:1 и 24:1). В фильме "Люди Икс: Последняя битва" (X-Men: The Last Stand) большую часть теста поток был около 20 Мбит/с, хотя был замечен кратковременный всплеск до 40 Мбит/с (степень сжатия примерно 60:1). Чтобы точно сравнить потоки при разном кодировании, нужно сравнить один и тот же фрагмент фильма, кодированного и в MPEG-2, и в H.264, но пока будем ориентироваться на отношение 1:2 битрейтов H.264 и MPEG-2. MPEG-2 заметно меньше нагружает центральный процессор, так как он сжимает видеоданные не так сильно, как H.264. Если посмотреть на кодек H.264, то мы увидим, что если его битрейт увеличивается, то и CPU придется делать больше работы. В сложных сценах процессор должен выдать больше данных, чтобы обеспечить должное качество изображения. CPU должен продолжать обрабатывать данные точно таким же образом, как это он делал в случае с менее сложной сценой, и в результате он будет больше загружен. Процедура кодирования тоже довольно трудоемкая, и этим объясняют то, что пока фильмов H.264 BD выпущено не так уж и много. Когда фильм готов к продаже, студия кодирует его много раз и эксперты должны просмотреть все видеокадры, чтобы удостовериться, что ничего больше не надо подчищать. При обнаружении какого-нибудь дефекта весь фильм нужно кодировать заново. Процедура кодирования в H.264 занимает значительно больше времени, чем кодирование в MPEG-2. К счастью, ради того, чтобы зритель наслаждался их видеошедевром, студии готовы пойти на жертвы. Итак, кодировать с помощью MPEG-2 сравнительно легко, но H.264 позволяет получить меньшие файлы и лучшее качество изображения. Недостатки: с помощью H.264 фильм кодируется намного дольше, чем с MPEG-2, а для декодирования из H.264 без выпадения кадров может потребоваться очень производительный процессор. Без ускорения GPU даже процессор Core 2 Duo E6600 не может без пропуска кадров воспроизвести фильм "Последняя битва". Прежде чем перейти к тестированию, приведем короткий список фильмов в формате H.264 Blu-ray. У нас нет информации о битрейте всех фильмов, а фильм "Последний битва" выбран потому, что у него битрейт выше, чем у некоторых других фильмов (18 Мбит/с), и в нем есть довольно сложные спецэффекты. Фильмы формата Blu-ray H.264
Для тестирования нагрузки CPU при воспроизведении фрагмента "Последней битвы" использовалась встроенная утилита Windows Perfmon. С помощью закладки мы легко переходили к нужной сцене 18 части. В этой сцене рвется мост "Золотые ворота" и люди бегут во все стороны. Это одна из самых сложных сцен в фильме – в одном месте момент битрейт превышает 41 Мбит/с. К сожалению, мы не нашли ни в PowerDVD, ни в нескольких других проигрывателях функцию подсчета пропущенных кадров. То есть, не удалось реально сравнить ухудшение видеокачества при 100% загрузке CPU. Вместо пропущенных кадров в качестве показателя эффективности работы системы возьмем степень загрузки CPU. В качестве точек отсчета возьмем среднюю и максимальную загрузку CPU при воспроизведении тестового ролика – ускорение GPU отключено. Конфигурация тестовой системы
Источник: www.anandtech.com/ | ||||||||||||||||