DXVA2:明明白白GPU硬解高清

 M$制订的接口规范DirectX Video Acceleration是一个具有“分级”的标准，不仅包括了影响CPU占用率的解码视频, 还有各种后期处理运算，比如图像缩放，色彩空间转换，反交错等。DXVA 1.0规范里最早定义了MPEG2和WMV硬件解码能力，在DXVA 2.0里又增加了H.264和VC-1硬件解码能力。
    DXVA并不是只有“支持”、“不支持”两个档次，显卡硬件支持DXVA规范，不代表就实现了里面所有的功能。DXVA强制规定：无论什么功能，显卡驱动的DXVA部分代码要通知系统，这项功能它实现了还是没有实现，不需要系统自己去测试。DXVA 2.0标准为显卡的解码加速能力分出了不同的档次（能力级别）。比如解码H.264的能力被分为了A～F共6个等级，其中A为最低，F为最高。

列表——DXVA2_ModeH264_A (DXVA2_ModeH264_MoComp_NoFGT)
　　DXVA2_ModeH264_B (DXVA2_ModeH264_MoComp_FGT)
　　DXVA2_ModeH264_C (DXVA2_ModeH264_IDCT_NoFGT)
　　DXVA2_ModeH264_D (DXVA2_ModeH264_IDCT_FGT)
　　DXVA2_ModeH264_E (DXVA2_ModeH264_VLD_NoFGT)
　　DXVA2_ModeH264_F (DXVA2_ModeH264_VLD_FGT)
　　DXVA2_ModeMPEG2_IDCT
　　DXVA2_ModeMPEG2_MoComp
　　DXVA2_ModeMPEG2_VLD
　　DXVA2_ModeVC1_A (DXVA2_ModeVC1_PostProc)
　　DXVA2_ModeVC1_B (DXVA2_ModeVC1_MoComp)
　　DXVA2_ModeVC1_C (DXVA2_ModeVC1_IDCT)
　　DXVA2_ModeVC1_D (DXVA2_ModeVC1_VLD)
　　DXVA2_ModeWMV8_A (DXVA2_ModeWMV8_PostProc)
　　DXVA2_ModeWMV8_B (DXVA2_ModeWMV8_MoComp)
　　DXVA2_ModeWMV9_A (DXVA2_ModeWMV9_PostProc)
　　DXVA2_ModeWMV9_B (DXVA2_ModeWMV9_MoComp)
　　DXVA2_ModeWMV9_C (DXVA2_ModeWMV9_IDCT)
    硬件解码的加速能力的级别基本上分为4个，从高到底分别为：
VLD（Variable Length Decoding / 变字长解码）：用于处理视频比特流（BitStream）
IDCT（Inverse Discrete Cosine Transform / 逆离散余弦变换）：用于处理帧内压缩（Intraframe compression）
MoComp（Motion Compensatiom / 运动补尝）：MC处理帧间压缩（Interframe Compression）
PostProc：显示后处理，比如Deblocking去码滤波操作。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
VLD级别的解码包含IDCT, MoComp和PostProc；IDCT级别的解码包含MoComp和PostProc；MoComp级别的解码包含PostProc。显卡能够支持越高级的加速能力，就能更大幅度地减轻对 CPU 资源的占用。

    DXVA 1.0可在覆蓋合成器(Overlay Mixer)或VMR 7/9運行。DXVA 2.0，僅在Windows Vista、Windows 7以及之後的微軟操作系統中可用，與Media Foundation合併，並且在MF(Media Foundation)中使用的是增強型視頻渲染器(Enhanced Video Renderer/EVR)。
由於DXVA的限制，所使用的渲染器必須遵守以下規則:
Windows XP用戶，必須使用覆蓋合成器(Overlay Mixer)，VMR 7或VMR9作為視頻渲染器(Video Renderer)
Windows Vista/7用戶，必須使用增強型視頻渲染器(Enhanced Video Renderer/EVR)或EVR custom renderer

    对于H.264，还有一个FGT（电影胶片质感技术）的额外技术，所谓胶片感，在不牺牲压缩能力的同时保持视频源特有的颗粒信息。未来的H.264编码器将会有FGT的开关选项，比如针对录像摄影素材则将FGT关闭，而对于胶卷摄影，出于胶卷的特性则将FGT打开，以保持特有的颗粒信息。而在影碟机一方，其解码器将识别颗粒信息，并在噪音滤波器中应用到H.264的视频流上。对 WMV9 的支持当中，有一个级别是“PostProc（Post Processing）”，中文是“显示后处理”，它是最低级的 DXVA。

    如果想详细了解自己显卡的DXVA能力靠厂家的宣传是靠不住的，我们需要一个小工具

dxva checker 它的最新版是2011-1-9发布的Version 2.4

System Requirements：Windows 7/Vista/XP，必须安装64位或者32的
Runtime：Microsoft .NET Framework 2.0

Microsoft Visual C++ 2008 SP1 Runtime

运行它就可以显示你的DXVA档次

第一列：硬件加速的类型，大部分UUID都由DXVA2.0规范所定义，但显示长长一串数字的是DXVA2.0未定义的，可能是厂商自定义的专用API
第二列：新版的dxva checker只显示加速版本。

以前还列出了硬件加速使用的color space。“NV12”是指视频输出的色系（其它的颜色系还有 YUV12、YUY 等）NV12 是用于 DirectX VA 的首选 4:2:0 像素格式，Media SDK的decoder、vpp、encoder对输入输出格式有着严格的限制，现在仅仅支持NV12，其它的如YV12格式要转化为NV12格式。
第三列是指硬件加速支持的分辨率，分别测试480P(720*480), 720P(1280*720)和1080P(1920*1080), 测试成功，就显示相关分辨率。不成功就不显示。
官方文档  http://msdn.microsoft.com/en-us/library/cc307941(VS.85).aspx

 

    有人说，啥年代了还折腾硬解？软解画质好、方便……其实很多人是人云亦云的，你看看人家“精研事务所”（发布平均码率80Mbps、峰值码率高达100Mbps以上《阿里山》片段的有名网站）推荐硬解的玩家，啥态度？他自曝配置：4核、9800GT、4G ram

运动画面一直以来都是软解的弱处，能开的滤镜都开了，画质是能够得到改善，但看起来终究是没有硬解流畅，我说的会晃，可能很多人无法意会，就像把29.97 FPS的影片删祯转成23.976 FPS，两者看起来依旧是有差别性的，这就是有点类似我说的晃。
同样一段运动画面的影片分别以软硬解播放，并将其用播放器的功能全数录下，将影片丢进影像处理软体，你可以看到每一祯的画面，差别就在这裡！
一直以来我也用了软解很长一段时间，但是有一天无意间让我发现到这些差异，我才开始少用软解，而不是硬解被网友炒热起来而跟流行用硬解。
当初我是发现软解的运动画面流畅度不佳，开始怀疑过去的认知，不断地比较、测试、实验，看到眼睛不知道花了几回，甚至把家裏的大尺寸显示器与桌用显示器全数更换。
后来在处理影像，处理每一祯画面的图，又发现到软硬解录下的影片裡面每一祯的画面确实有差别，如此一来便肯定了自己后来新的认知！
以PotPlayer/KMPlayer为例子，先找段运动画面大约10～20秒即可。（可用 [ ] \，划出AB段落重复播放）
软解＆硬解来回切换（PotPlayer=Ctrl+X 、KMP=Ctrl+Alt+F）观看，不管是BD/HD电影或HDTV歌舞节目，都能很明显的看出差别很大
软解看到运动画面时整体会很模糊，就算硬体配备是顶级的（6核），看起来是没有模糊或拉丝，但是你还是能看到整个画面有点顿。
一般软解时边缘都会模糊或拉丝（例：人体是主体，人体以外是背景，背景与人体的接缝就是边缘），也就是当你软解在看少女们的9双腿/Rainbow的7双腿时，当他们踢腿/脚动作较大时，你看到的是『糊糊』的大腿，硬体配备高的，看到的是会『晃晃』的大腿！
切换到硬解时，这些全都不见了，您看到的是白皙雪净的大腿！
至于影像的 对比、饱和、明暗，这些软硬解都能调整，别再拿这些来比较软硬解，没意义。
……对软硬解孰优孰劣存在疑惑者，可依照上面说的看几遍，自己去做判断，相信自己的眼睛就好。

 

附录：NV的PureVideo资料（Feature Set C是最好的）

http://en.wikipedia.org/wiki/Nvidia_PureVideo#Table_of_PureVideo_.28HD.29_GPUs

ATI：http://en.wikipedia.org/wiki/Unified_Video_Decoder#UVD_2.2