使用PotPlayer播放器查看软解和硬解4K高清视频时的CPU及GPU占用情况

目录

1、问题说明

2、PotPlayer播放器介绍

3、视频的软解与硬解

4、使用PotPlayer查看4K高清视频软解和硬解时的CPU占用情况

4.1、使用软解时CPU和GPU占用情况

4.2、使用硬解时CPU和GPU占用情况

5、最后

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1、问题说明

       在测试过程中发现，我们的软件在硬解播放远端传过来的4K高清视频时会发生错误，然后自动切换到软解，切换到软解之后效率明显跟不上，视频出现了明显的卡顿（解码的速度很慢，导致视频播放有明显的延时）。

       为了大概摸排这个解码的问题，我们需要找一个音视频软件去对比测试一下在解码播放4K分辨率的视频时对CPU及GPU的占用情况，看看当前的CPU及GPU的性能能否满足当前的解码需求。当前我们的软件只涉及到视频的解码播放，不涉及视频编码，所以我们找一个视频播放器就可以了。

       我们之前使用过PotPlayer视频播放器，功能很强大，支持软解和硬解的切换，可以查看到详细的解码统计信息，对音视频开发人员非常有用。于是到网上下载一段4K分辨率的测试视频，使用PotPlayer播放器播放这个视频，看看对CPU和GPU占用情况。

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2、PotPlayer播放器介绍

       很多做音视频开发的朋友，应该都听说过或使用过PotPlayer播放器。

        PotPlayer播放器是一款来自韩国的全能视频播放器，是 KMPlayer 的原制作者姜龙喜先生（韩国）进入 Daum 公司后的新一代作品。它不仅继承了KMPlayer的滤镜以及管理系统，而且Daum公司实现了KMPlayer没有实现的DXVA硬件解码（DXVA的全称为DirectX Video Acceleration，视频硬件加速）和多线程解码功能，使PotPlayer可以更加流畅地播放高清电影。

DXVA的全称是DirectX Video Acceleration，视频硬件加速。DXVA是微软公司专门定制的视频加速规范，它共有两个版本，分别是DXVA 1.0和DXVA 2.0。DXVA规范不仅仅是在视频播放过程中的解码计算规范，其还有与视频后期处理息息相关，例如反交错、色彩空间转换或图像缩放等等。对于视频播放时CPU利用率影响最大的，通常也是我们最关心的，非视频解码莫属，尤其是 HD视频的解码（硬件解码），对于CPU较弱的系统来说，让显卡来完成解码是不二之选。

       Potplayer在相对小巧的体积下，实现了支持绝大多数视频格式的功能。普通用户无需安装第三方解码器即可播放主流格式的视频文件，支持BD和MKV大视频文件的播放。Potplayer程序中调用了修改过的 FFmpeg、MP3Lame 开源编解码器，并遵循其 LGPL 开源许可协议。

PotPlayer是KMPlayer的原作者姜勇希在跳槽到 Daum 公司后使用 C++ 完全重写的播放器。PotPlayer基本上继承了 KMPlayer 方便的滤镜以及外挂式的管理系统。PotPlayer的主界面比较简洁，而且PotPlayer内置拥有强大的解码器，播放起来非常稳定，PotPlayer能够兼容特效字幕及在线搜索字幕实时翻译。

PotPlayer 的优势在于强大的内置解码器；而 KMPlayer 的优势在于强大的定制能力和个性化功能。PotPlayer 使用 VC++ 编写， KMPlayer 为 Delphi 编写。PotPlayer的著作权属于Daum 公司，并非由姜龙喜先生原创，目前由 KMPlayer 的原始作者姜龙喜进行后续开发。

目前（1428以后版本）的 KMPlayer 由 PandoraTV 团队负责集体开发。应 PandoraTV 的要求，PotPlayer 不会加入在 KMPlayer 中一些受欢迎功能，但姜龙喜答应在PotPlayer中加入一些类似的功能。

3、视频的软解与硬解

       视频解码播放主要涉及到两个操作，先解码视频（视频数据是经过压缩的），然后再去播放视频，其中视频解码是比较消耗CPU或GPU资源的。

       视频解码是对经过编码算法压缩的视频进行解码，分软解和硬解，软解则是使用CPU进行解码（使用CPU的计算能力），硬解则是使用GPU进行硬件解码，其中硬件解码的效率要更高一些。

软件终端如果需要将本端摄像头采集到的图像发送到服务端，则需要对摄像头采集机出来的图像进行编码，编码相对于解码，要消耗更多的CPU（软解使用CPU）或GPU（硬解使用GPU）资源。

       对于4K这个高分辨率视频，要保证解码的效率以及较少延时，我们优先使用硬解，在硬解失败时再切换到软解，但软解4K高清视频，会占用很多的CPU资源，CPU的压力会大很多。

除了解码，CPU作为机器的主控芯片，还要运行其他软件和处理其他事务，如果系统CPU占用过高，则会导致系统出现明显的卡顿。

使用硬解时，主要占用GPU资源，可以有效地分担CPU处理数据的压力，有效地降低CPU的占用，从而不会影响当前系统中其他软件的运行。

4、使用PotPlayer查看4K高清视频软解和硬解时的CPU占用情况

       PotPlayer打开视频后，在主窗口下方的工具条中可以点击软解（SW-Software）/硬解（HW-Hardware）的按钮实现软件与硬解之间的切换，如下所示：

然后可以右键点击视频区域，在弹出的右键菜单中点击属性菜单项，在打开的属性窗口中查看当前解码使用的解码器类型。

4.1、使用软解时CPU和GPU占用情况

       用PotPlayer打开视频时，默认使用的是软解，右键点击视频区域，在弹出的右键菜单中点击属性，查看到使用的解码器类型为AVC1- 内置FFmpeg 解码器(h264, Thread Frame)，如下所示：

上图中还可以看到当前解码的帧率， 当加速视频播放（以几倍速播放）时播放器会自动提升解码的帧率，可以自行测试一下。

       打开Windows任务管理器，查看到此时的CPU和GPU占用情况，如下所示：

从图中可以看出，当前CPU占用大概在36%左右，GPU 3D占用大概48%， Video Decode和 Video Processing占用都是0。这三部分占用解释如下：（注意，此处的视频播放其实包含两部分，视频解码和视频播放，要区分开来）

1）3D（视频播放）：绘制视频时应该使用到了硬件加速，比如使用D3D绘图。
2）Video Decode（视频硬解）：对编码压缩的视频数据进行硬解。
3）Video Processing（视频硬解）：对硬解出来的视频进行缩放等操作。

因为当前使用的软解，没用到硬解，所以Video Decode和Video Processing两项的占比都为0。

4.2、使用硬解时CPU和GPU占用情况

       点击视频窗口下方的工具条中软解（SW-Software）/硬解（HW-Hardware）按钮，将当前的解码模式由软解切换到硬解，查看到使用的解码器类型为：AVC1 - Native D3D9 DXVA Decoder(VLD) - Intel(R) UHD Graphics 630，如下所示：

然后我们到任务管理中看一下CPU和GPU占用变化趋势，如下所示：

       首先CPU占用比例降到16%，因为硬解主要使用GPU硬解，所以CPU占用降低了。然后我们看到Video Decode和Video Processing两部分立马有了占用，其中Video Decode主要用于硬解视频数据，Video Processing主要用于硬解后的缩放处理。

       然后还看到两个明显的变化，一个是3D占用比例降低了，另一个是共享GPU内存升高了，从0.5GB升高到0.9GB，说明如下：

1）3D降低的原因：主要是绘制视频时使用了硬件加速，所以占用3D硬件加速资源。因为之前是软解，要将解码后的存在内存中的视频数据拷贝到GPU中绘制显示，这个拷贝的过程比较耗3D占用。而当前已经切换到硬解，视频数据硬解直接在GPU中处理，解码后的视频数据直接使用GPU绘制，省掉了视频数据拷贝的操作，所以3D占用下降了。
2）GPU共享内存升高了：使用GPU硬解出来的视频数据要存放到GPU共享内存中，所以GPU共享内存升高了0.4个GB左右。

使用GPU资源去做视频硬解，有效地分担了CPU处理数据的压力，有效地降低了CPU占用。在处理大分辨率的视频数据时，建议优先使用硬解。

5、最后

       本文主要演示了如何使用PotPlayer视频播放器去观测视频软解和硬解时的CPU与GPU的占用情况，以供参考。