Чистое Видео

Долгое время одним из самых больших стереотипов в мире видеокарт было допущение о том, что изделия ATi дают лучшее качество видеоизображения. По правде говоря, это не было преувеличением: ATi постоянно была более заинтересована в улучшении качества видео, что наглядно подтверждает ее линейка видеокомбайнов All-in-Wonder. Технология nVidia's Personal Cinema не могла сравниться со стандартами, достигнутыми ATi. В конце уходящего года nVidia сделала новую попытку «выйти на поле», представив программно-аппаратную технологию PureVideo («Чистое Видео»). Это попытка внести новую технологию ускорения декодирования MPEG2 (DVD) и WMV, позволяющую снизить нагрузку на центральный процессор и повысить качество изображения до уровня домашнего кинотеатра. Ниже мы рассмотрим, насколько результаты применения технологии PureVideo на картах 6600/6800 сравнимы с тем качеством, что предлагает линейка ATi X700/X800.

Особенности PureVideo
Технология PureVideo состоит из специальной программируемой системы обработки видео в графических процессорах серии GeForce 6, нескольких свойств в новом драйвере и обновлениях ПО, включая сильно улучшенный nVidia DVD Codec с поддержкой нового DVD высокого разрешения, а также обновленные технологии постобработки видео, улучшающие качество самого разного видеоматериала.
nVidia DVD Codec, как утверждает компания, имеет улучшенные производительность и удобство использования. Окно свойств DVD-декодера (см. рис. 1) доступно только во время воспроизведения DVD- или MPEG2-файла в любом медиаплеере, что неудобно. Для изменения настроек придется загрузить файл, изменить настройки в окне свойств, закрыть приложение и затем заново открыть этот или другой файл или DVD. Кодек предлагает ряд опций, которые, возможно, многие давно искали. Например, возможность выбора используемого системой режима деинтерлейсинга полезна для продвинутого, но совершенно обескураживает неопытного пользователя.
Основными особенностями PureVideo являются:
— аппаратное ускорение MPEG2 при помощи выделенного 16-поточного векторного процессора;
— аппаратное ускорение WMV и WMV HD;
— запись видео «на лету» без потери качества, что обеспечивается специальным процессором оценки движения;
— автоматическое регулирование гаммы изображения;
— восстановление частоты кадров до 24 кадров в секунду (так называемый пересчет кадров 3:2);
— пространственно-временной деинтерлейсинг, устраняющий искажения развертки.
Рассмотрим некоторые характеристики более подробно.
Деинтерлейсинг (de-interlacing) предназначен для удаления артефактов чересстрочной развертки (interlacing), характерных для видео, ориентированного на стандартные телевизоры. Развертка подразумевает получение целого изображения из двух неполных, путем построчного «сплетения» их вместе. Полученный результат на экранах высокого разрешения, таких как телевизоры с прогрессивной разверткой и мониторы ПК, выглядит неважно: налицо искажения, возникающие вокруг движущихся краев. Пользователи, знакомые с анти­алиасингом, без проблем узнают привычные «лесенки». Алгоритмы PureVideo размывают искажения, и получается более «аккуратная» картинка.
Пересчет кадров 3:2 (telecine, или 3:2 pulldown) — это метод, с помощью которого видеоконтент пересчитывается в стандарт 24 кадра в секунду (fps), как фильмы и видео. Обычно видеопотоки (DVD и ТВ) преобразуют к стандарту 30 fps для соответствия вещательным стандартам (речь, видимо, идет о NTSC — прим. пер.). Конечно, это вызывает проблему, так как 6 кадров нужно откуда-то брать, причем каждую секунду! Эти новые кадры соз­даются путем слияния полей доступных кадров и часто приводят к «замыливанию» картинки. Технология PureVideo пытается создать ровное движение и картинку лучшего качества путем кропотливого пересчета кадров 3:2, используя исходные кадры высокого качества. В результате картинка гораздо чище и четче, так что PureVideo может конкурировать с аппаратными решениями для пересчета кадров в телевизорах и DVD-плеерах класса high-end. Иногда, когда пересчет кадров 3:2 выполняется для исправления видеоискажений, вы можете получить пятна на тех местах, где «рисунки» в кадре разорваны. В этом случае данные алгоритмы вызывают больше проблем, чем устраняют. PureVideo способна узнать правильный «рисунок» и, соответственно, создать более качественное изображение.

Ускорение видео формата WMV9 (Windows Media Video 9) — одна из самых важных возможностей технологии PureVideo. Новый WMPlayer 10 способен после установки соответствующего апдейта предоставить пользователю возможность выбора аппаратного или программного способа ускорения. Также он может помочь использовать возможности, которые nVidia и ATi заложили в свои новейшие чипы и драйверы. WMV9 недавно принят за новый формат DVD высокого разрешения (HD), так что начался выпуск DVD в новом формате. HD-видео требует большой вычислительной мощности для плавного воспроизведения видео, так что новый кодек очень кстати перекладывает значительную часть обработки на графический процессор.

Методика тестирования
Конфигурация тестовой системы приведена в таблице 1. Тестирование для данной статьи фокусировалось на двух аспектах: процент загрузки процессора и качество изображения. Загрузка процессора замерялась с помощью Windows Performance Monitor, не менее чем в течение 60 с для каждого теста. Данные переносились на графики трех типов: минимальная, максимальная и средняя загрузка процессора. Качество изображения, как всегда, оценить и сравнить гораздо труднее, но обо этом позже. Большинство наших тестов проводилось на Windows Media Player 10, включая тесты WMV9 HD и DivX HD. Исключением является DVD «Терминатор», так как он использовал собственный плеер. Загрузку процессора мы замеряли на двух конфигурациях: «по умолчанию» и «NV DLL». Результаты для «NV DLL» получены после установки тех .dll-библиотек, которые nVidia распространяет как апдейт к WMP10. Компания заявляет, что эти .dll’ки будут включены в ближайшем будущем в официальный апдейт Microsoft для WMP10. Они улучают производительность довольно незначительно, но решено было рассматривать также и настройки по умолчанию, так как ATi не имеет подобных библиотек.

Тестирование WMV9 и DivX HD
Как уже упоминалось, WMV9 — это один из новых стандартов для DVD высокого разрешения, и некоторые фильмы уже доступны в WMV9-версиях. Были приобретены «Terminator 2: Extreme DVD» и «Step into the Liquid», фильм о серфинге. Без установки обновлений загрузка процессора картой nVidia немного превысила средний показатель карты ATi (см. рис. 2а). Интересно то, сколько вычислительных ресурсов, оказывается, требуется для HD-видео! Мы использовали процессор FX-53 (см. таблицу 1), и на воспроизведение видео уходило 38% его производительности. При использовании .dll’ек от nVidia с картой 6600GT загрузка процессора падала до 34% (см. рис. 2б).
Следующий тест проводился с использованием файла WMV9, загруженного с сайта Microsoft. Это трейлер для фильма IMAX про дельфина. Оказалось, что драйвер nVidia использует на 6% больше ресурсов процессора. При использовании .dll’ек nVidia снова на коне — средний показатель упал с 47% до 37%!
Теперь перейдем от WMV9 к DivX. Это один из самых популярных видеоформатов сегодня, так что видеоформат DivX HD может стать одним из самых успешных. Мы рассмотрели новейший DivX-кодек на примере ролика Shark Tale. Загрузка процессора не уменьшилась даже при использовании новых библиотек, так как мы используем кодек DivX, а не WMV9 (см. рис. 3). Таким образом, карты nVidia и ATi показали гораздо большую загрузку процессора при использовании DivX HD, чем при использовании WMV9 HD.

Тестирование качества изображения
Для того, чтобы протестировать качество изображения, были сделаны несколько скриншотов с различных DVD- и видеофайлов в попытке сравнить результаты при различных настройках PureVideo и при стандартных настройках ATi. Получение в итоге вполне сопоставимых скриншотов стало даже некоторой проблемой. Я всматривался так тщательно, как только мог… (К сожалению, качество печати не позволяет привести эти скриншоты в газете — прим. ред.)
Если взглянуть на начальный ролик на втором диске «T2: Extreme DVD», можно заметить хорошо видимые искажения деинтерлейсинга, причем на обеих видеокартах. При установке в декодере nVidia параметра деинтерлейсинга «Auto» определенно наблюдались артефакты движения и «ступеньки» в течение короткой вступительной сцены. При установке типа деинтерлейсинга в «Smart» вместо «Auto» искажения стали значительно меньше, и изображение в целом стало гораздо лучше. После установки ПО MMC 9.03 артефакты при использовании видеокарты ATi также были в значительной мере устранены. Сравнение этих скриншотов показало отсутствие разницы в качестве! Далее для тестов я применил DVD «Digital Video Essentials», служащий для тестирования домашних кинотеатров. На сцене, изображающей радар, легко заметить эффект интерлейсинга. Заметьте, что стандартный метод интерлейсинга использует для создания эффекта сглаживания поля как в прошедшем, так и в будущем кадре. Однако при этом получается раздвоение изображения, показывающее лишь частичное движение. Настройки nVidia по умолчанию исправляют эту проблему, но я специально установил тип деинтерлейсинга на «Video», чтобы продемонстрировать ее. Технология PureVideo исправляет изображение путем удаления плохих кадров и замены их скорректированными. Драйвер ATi не имеет такой функции, поэтому раздвоение изображения сохраняется.
Чтобы протестировать функцию пересчета кадров 3:2, нам потребовался видеофайл, содержащий специфические особенности плохо сконвертированного видео. Я сделал собственные скриншоты с видео, предоставляемого nVidia для демонстрации технологии PureVideo. При настройках «Auto» в декодере nVidia различимо «замыливание» текста и «лесенки». При настройках «Smart» картинка гораздо лучше, четче. При выполнении пересчета на карте ATi получилась картинка, подобная результату работы PureVideo, разве что соотношение сторон изображения стало немного другим.

Выводы
При настройках «по умолчанию», без использования .dll от nVidia, карты обеих фирм показали схожую производительность, с небольшим преимуществом лидирует ATi. Однако при установке библиотек от nVidia карты этой фирмы действительно значительно «разгрузили» центральный процессор. Оптимизация под WMV еще не задействована в драйверах ATi версии 4.12, так как ATi и Microsoft работают над устранением ряда проблем. ATi также работает над повышением производительности WMV9 и DivX HD, сниже­нием нагрузки на CPU и увеличением нагрузки на GPU.
Когда PureVideo настроено как надо (а это еще надо уметь!), качество картинки nVidia почти соответствует результату, выда­ваемому картами ATi. Зато при использовании карт ATi настройки «по умолчанию» неизменно обеспечивали лучшее качество картинки, что свидетельствует о лучшей способности выбрать правильный тип пост-процессинга. Следовательно, решения ATi куда проще в использовании.
Таким образом, технология nVidia PureVideo — это большой шаг вперед в улучшении качества изображения, от любительских съемок до видео высокого разрешения. Хотя в последние годы качество видео ATi было лучше, ситуация явно начала меняться. nVidia серьезно решила продвигать видео на рынок PC, и результаты впечатляют. Складывается тенденция, показывающая геймерам, традиционно смотрящим на видеокарты только в ключе достижимых FPS, что значение имеет как частота кадров, так и качество картинки. Особенности воспроизведения видео на картах различных производителей становятся все более важными, если вы собираете HTPC (home theater PC, домашний кинотеатр на базе ПК) и собираетесь смотреть HD DVD у себя дома.
Один вопрос до сих пор не решен — это чип NV40. Имеет ли он поддержку технологии PureVideo? Мы думаем — нет, и никогда не будет ее иметь. Пользователи карт 6800GT и 6800 Ultra получат одинаковую пользу от программного PureVideo, но никак не от аппаратного. А благодаря надстройкам над оригинальным ядром, карты на базе чипов 6600 и 6200 имеют полную поддержку технологии PureVideo. На более старых картах никакого PureVideo нет, только на GeForce 6. Полный список: www.nvi­dia.com/page/pure­video_support.html.

Оригинал текста © PC Perspective.


Рекомендуем почитать: