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主流中端显卡高清视频回放能力测试
2006-08-25 09:32:00  出处:快科技 作者:驱动之家评测室 编辑:Hawaiiboy     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

    [还在观望么,高清已经来了]

综观几年来CPU或者显卡的发展历程,无异于F1一般,是一场速度的较量。显卡的发展似乎是一直在强调3D游戏性能和画质的较量。而在2D视频回放方面的处理能力方面,似乎鲜有人关注。

伴随着高清视频时代的来临,显卡的性能已经基本可以满足大多数3D游戏的需求之后,消费者的关注重心也已经从盲目追求游戏性能转移到了其它方面。从最开始的高频率到后来的低功耗、低噪音、高兼容性,再到现在更加注重应用的多媒体视频解码回放能力,大家已经不再是简单地要求能用,更要够用而且实用。

对于目前的显卡而言,在价位相近的情况下,如果用户需要对产品进行一定的性能提升,有一定动手能力和硬件知识的用户可以通过超频等方法来实现。根据我们以往的经验来看,除非显卡的性能非常不济,否则在日常的游戏中,用户基本感受不出70帧和100帧的区别,因为无论是哪个帧数下,普通的用户和部分非专业玩家,都很难感受出来其中的差异。但是在视频回放中,尤其是高清视频回放中,显卡的差异就能较明显的差异。


主流中端显卡高清视频回放能力测试

我们都知道,当前的高清视频的解码主要以来CPU运算来实现,而具有解码能力的显卡则能够在很大程度上分担CPU的负担。而在具体表现上就是CPU的占用率的变化,显卡协助解码前后,CPU的占用率曲线会有明显的变化,即使你的处理器足够强劲,在部分码率较高的高清视频如“人猿星球”“深蓝”等影片的时候,也依然会有较大变化。

由此可见显卡视频解码能力对系统得影响颇深。不过对于广大普通用户而言,并不太清楚如何分辨不同显卡之间的食品解码回放能力的区别,因此,我们此次选择了四款显卡产品GeForce7300GT、GeForce7600GT、RadeonX1300Pro、RadeonX1600Pro,在多个高清视频回放中对显卡进行测试。由于以上这四款显卡皆是面向中端用户的产品,而中端产品又是市面上最受关注的焦点,加之这四款显卡的架构各不相同且又有一定代表性,所以成为了我们此次的主角。

不过说了这么久,可能大家对高清视频的概念还不是很了解,让我们在进行测试之前先对高清视频进行简单介绍吧。

    [高清视频基本概念简介]

要解释HDTV,我们首先要了解DTV。DTV是一种数字电视技术,是目前传统模拟电视技术的接班人。所谓的数字电视,是指从演播室到发射、传输、接收过程中的所有环节都是使用数字电视信号,或对该系统所有的信号传播都是通过由二进制数字所构成的数字流来 完成的。数字信号的传播速率为每秒19.39兆字节,如此大的数据流传输速度保证了数字电视的高清晰度,克服了模拟电视的先天不足。同时,由于数字电视可以允许几种制式信号的同时存在,因此每个数字频道下又可分为若干个子频道,能够满足以后频道不断增多的 需求。HDTV是DTV标准中最高的一种,即High Definision TV,故而称为HDTV。

HDTV规定了视频必须至少具备720线非交错式(720p,即常说的逐行)或1080线交错式隔行(1080i,即常说的隔行)扫描(DVD标准为480线),屏幕纵横比为16:9。音频输出为5.1声道(杜比数字格式),同时能兼容接收其它较低格式的信号并进行数字化处理重放。

HDTV有三种显示格式,分别是:720P(1280×720P,非交错式),1080 i(1920×1080i,交错式),1080P(1920×1080i,非交错式),其中网络上流传的以720P和1080 i最为常见,而在微软WMV-HD站点上1080P的样片相对较多。不过要想享受到最纯正的高清视频,1080P的片源是必不可少的。当然,越高的分辨率对系统性能的要求自然也越高,也更加能够体现出显卡视频解码回放能力的强弱。


主流中端显卡高清视频回放能力测试

对于当前大部分电脑而言,HDTV是建立在消耗大量系统资源,尤其是CPU资源的前提下实现的。

    [HDTV编码格式]

HDTV的编码相对复杂,而且格式也并不统一,所以它拥有多种格式,包括最流行的TS、TP,微软出品的WMV-HD,以及各种编码的AVI文件,看起来相当复杂。要想顺利地播放HDTV,就要正确地认识这些编码格式。

首先是TS和TP:这是当前最为流行的HDTV格式之一。它们是基于MPEG2编码。

WMV-HD:我们都知道WMV是微软公司的视频格式,而WMV-HD则代表高清稀微软视频格式。WMV-HD压缩比相对MPEG2编码来说更高,播放效果也比TS和TP突出。但是WMV-HD对系统的性能有一定要求,因此不具备显卡视频加速能力的系统在播放的时候也是比较吃力的。


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还有就是AVI格式的HDTV文件,说到AVI我们都不陌生,这是网上相对最为流行的视频格式。但是这种格式也是相对最复杂的,因为这个格式包括XVID、DIVX、MKV、H.264等多种不同的编码方式。其中XVID、DIVX、MKV三种编码对电脑的要求并不算太高,但是H.264却对系统性能要求很高。作为未来高清的标准,与目前使用中的MPEG-2、H.263v2 (Annexes DFIJT)或MPEG-4 Advanced Simple Profile视讯压缩标准相比较,在相似的视讯压缩品质下可节省约50%以上的码率 (压缩率比MPEG-2 高约2.25-2.5倍;而比MPEG-4 ASP 高约 1.6-2倍) 。

可以说在相同容量下,H.264编码的影片,其效果无疑是最出众的,但是由于其具有相当复杂的编码技术及模式选择,使得其运算复杂度也远高于先前的编码标准。因此,对于系统的要求也比其他编码的高清视频要高,目前的很多电脑都不能完美播放。

当然,在借助显卡的视频加速下,我们能够减轻系统得压力,提升播放流畅程度。不过由于各个厂家的技术不同,因此在处理的时候也有所区别,下面就让我们简单来了解一下。

    [PureVideo和AVIVO]

编码的复杂程度决定了解码的能力也必须相应提升。而目前HDTV都是通过软件进行解码,这个过程是依靠处理器来完成的,但是这样就会造成了CPU完全疲于应付解码,CPU占用率常处于100%的繁忙状态,造成画面的流畅度下降。但是,通过具备HDTV硬件解码的显卡协助,能够有效减小CPU的负荷,降低CPU占用率,从而提升画面流畅度。目前NVIDIA和ATI都在视频回放技术上给予足够的重视,力求把视频回放功能都做的很出色。两家都拿出了自己的相关解决方案:PureVideo和AVIVO。

2004年底,NV发布了PureVideo技术,这是一个旨在将家庭影院级别视频画质带入PC平台的技术。最先支持这项技术的就是当时发布的Geforce6系列GPU,该系列的GPU内建专属可编程视频处理引擎,可以对MEPG-2、HD Video视频播放进行硬件加速,达成家庭影院级别的720p和1080i视频画质。只要安装“DVD Decoder”解码器之后,这些支持该项技术的显卡就能流畅地播放所有格式的高画质影片,并且CPU的占用率则被控制在60%的范围内。但是PureVideo发布之初H.264编码还只是一个未来的规格,并不是主流,因此尽管NV更早地在产品中支持高清视频,但是对H.264解码支持的却并不好。


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由于PureVideo还是一种可编程、可升级的技术,用户可以随时对通过更新显卡驱动程序对其进行升级。因此,在年初NV的ForceWare84.21驱动推出之后,NV的产品开始正式支持H.264,使得NV的产品竞争力得到进一步提升。新一代的PureVideo技术更好地融合了专用视频处理核心和软件,可以实现更低的CPU占用率,平稳地播放H.264、VC-1、WMV和MPEG-2格式的高清视频。


主流中端显卡高清视频回放能力测试

在HDTV时代,尽管3D性能方面ATi略逊色于NV,但是在视频回放方面却毫不逊色——AVIVO正是ATi的得意之作。AVIVO是Advanced VIVO的缩写,即高级视频输入输出。AVIVO不仅代表了一种显示方面的技术,它是一个平台。

从逻辑架构来看,AVIVO平台是一条包含视频采集、编码、解码、处理和显示等五个环节的Video Pipeline(视频流水线)。而从硬件架构来说,AVIVO则包括具备AVIVO能力的视频捕捉卡和显卡。例如,只要采用ATi Theater 550芯片的产品,包括ATi自家的HDTV Wonder,都是符合AVIVO标准的视频捕捉卡。而符合AVIVO标准的显卡,则当数最新发布的Radeon X1000系列产品。AVIVO系统中,数字图像在输出之前,要经过包含捕获,编码,解码,处理等一系列处理后才能显示。在编码环节,除了提供硬件辅助编码之外,还能辅助性的将MPEG-2视频转为h.264视频,这使得CPU的占有率大大降低,高清视频回放更加流畅。这也是AVIVO最大的亮点。

而相比NV的PureVideo技术,AVIVO更早地支持了H.264硬件加速解码。要知道,H.264解码是颇为大量运算资源的,在AVIVO技术出现之前,几乎所有的PC都是单纯依靠CPU解码H.264的,CPU占用率始终保持在90%以上。但是在AVIVO的协助下,CPU占用率仅有30%左右。可以说AVIVO对HDTV在PC用户中普及起到了积极的作用。

    [视频回放能力测试平台及测试项目]

在视频测试部分,我们选择了当前中端用户较为流行的3.2G P4处理器平台,而显卡则是我们之前介绍的那四款。在测试用的视频方面,我们全部以网上提供的高清预告片作为测试片源。在片源编码方面,主要选择WMV-HD和H.264。因为这两种编码的视频是当前最主流,也对系统要求最高的两种编码影片。

其中我们选择了5个H.264的预告片,它们分别是1080P格式的《Miami Vice》(迈阿密风云)、《The Lake House》(触不到的恋人)、《The.Greatest.Game.Ever.Played》(果岭争雄);720P格式的《Ghost Rider》(幽灵骑士)和《Sketches of Frank Gehry》(建筑大师盖瑞速写)。

WMV-HD方面,我们则是720P格式和1080P格式各选择一个,他们分别是:《Discovery》(探索)和《The T2》(终结者2)。


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播放器我们使用了POWERDVD7白金版,我们通过驱动中的“视频硬件加速(Enable Hardware acceleration”选项来开关显卡的视频加速功能。

    [H.264 1080P视频回放测试——The Lake House]


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    [H.264 1080P视频回放测试——Miami Vice]


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    [H.264 1080P视频回放测试——The Greatest Game Ever Played]


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    [H.264 720P视频回放测试——Ghost Rider]


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    [H.264 720P视频回放测试——Sketches of Frank Gehry]


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    [WMV-HD 720P视频回放测试——Discovery]


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    [WMV-HD 1080P视频回放测试——The T2]


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    [总结:谁是中端最佳选择]

一般而言,如果播放HDTV时处理器的占用率超过80%就容易发生“卡壳”等不流畅现象。从我们的测试来看,当前的主流平台在显卡硬件加速的协助下,即使是播放编码较为复杂的H.264视频的时候,也基本能够较为顺利地播放。而从测试成绩中,我们也能够看到,不同的显卡在进行硬件加速之后,CPU的占用率区别还是比较明显的。

首先来看看播放WMV-HD编码影片时的差别。在WMV-HD中,NV的7300GT、7600GT和ATi的X1300Pro、X1600Pro基本上差距不大。在各自的视频引擎加速下,CPU的占用率都保持在较低的水平上,由此可见,当前的主流中端显卡的WMV-HD解码能力都是相当出色的。

再来看看H.264的编码影片的加速能力。我们先来看看NV方面,从此次的5个H.264编码的视频中,我们可以发现,相同核心架构拥有类似的PureVideo引擎处理能力,并且从各个项目测试中,CPU的占用率都保持在一个较低的水平上。在ATi方面,RadeonX1600Pro在视频加速能力方面也有着不错的表现,但是同NV的两款显卡相比还略为逊色,大部分H.264编码影片中CPU的占用率略高于NV的产品,由此可见NV GeFoorce7系列引擎及驱动的优势。其中要说明的是RadeonX1300Pro在播放1080P的H.264编码影片时,由于其规格本身并不支持此显示格式的影片,因此CPU的占用率基本上同CPU独立解码时的占用率相当,同时对于720P的H.264影片,加速效果也并不显著。

可以说,此次的测试结果表明,当前主流中端显卡产品中,NV的GeForce7系列拥有更好的解码能力。而ATI方面只能希望在新产品推出后能对这部分性能有所改善。

其实早在Voodoo的时代,用户就可以通过Glide接口对视频进行高质量的渲染工作。现如今我们已经迈向HDTV时代,显卡的工作也更加复杂和重要。高清时代,ATI和NVIDIA除了继续着在3D性能方面的竞争之外,高清视频播放能力和视频质量将会成为日后的又一个竞争焦点。而显卡制造商针对中高端消费者日渐流行的数字家庭HTPC组建的迫切需求,能否提供优秀的视频处理和高清视频播放能力解决方案,将会是消费者购买产品时十分重视的一个方面。

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