基本介紹
- 中文名：視頻硬體加速
- 外文名：dxva
- 全稱：DirectX Video Acceleration
- 研發公司：Microsoft corporation
概述,硬體加速,硬解能力級別,功能,視頻實現,解碼器,支持視頻,規格分類,
概述
硬體加速
當前市面上幾乎所有的顯示卡都具備一定的視頻硬體加速能力。微軟公司為此專門制訂了DXVA規範（包括DXVA 1.0和DXVA 2.0兩個版本）。但使用硬體加速，在視頻播放的總體流程上也受到諸多限制，尤其是後期處理部分。因此對於追求後期效果的高清發燒友，寧可放棄硬體加速，當然代價可能是需要升級CPU甚至整個系統。 DXVA規範中，不同的顯示卡的視頻硬體加速能力有差異，有的顯示卡支持的加速項目較多，有的顯示卡支持的較少，從顯示卡的發展歷程來看，視頻硬體加速能力總體是逐漸增強的，但在同一代顯示卡中，高端顯示卡的視頻硬體加速能力不見得比低端顯示卡的強，甚至有些時候還會弱些。 對於高清發燒友來說，可以接觸到的高清視頻源的編碼格式主要有MPEG2, H.264和WMV和VC-1四種。DXVA 1.0規範里最早定義了MPEG2和WMV硬體解碼能力，在DXVA 2.0里又增加了H.264和VC-1硬體解碼能力。
視頻硬體解碼能力的成功運用，需要幾個環節的配合。首先，顯示卡硬體需要支持特定的視頻編碼格式；其次，顯示卡驅動需要正確的報告顯示卡硬體的這種能力；最後，視頻解碼器需要能夠啟用這種能力（這可能會進一步涉及到分離器和渲染器的配合）。當然，視頻源本身也必須是這種編碼格式。
還有一點需要特別注意的是，DXVA是一種接口規範，顯示卡硬體支持DXVA規範，不代表就實現了裡面所有的功能，但是肯定的一點是，無論什麼功能，顯示卡驅動的DXVA部分代碼一定會告訴系統，這項功能它實現了還是沒有實現，這是DXVA規範強制性要求的。好處是系統不需要自己去測試顯示卡有沒有實現這項功能。解碼器支持DXVA規範，不代表就能利用DXVA規範裡面所有的功能組合，它可以選擇自己有能力支持的，或者想要支持的那些功能組合，其他功能組合也許就放棄了。還有，某顯示卡雖然表示支持某種能力，但如果解碼器認為這個能力的支持不夠穩定，容易導致系統崩潰或錯誤，或者性能低下，它也可以放棄這種能力。
硬解能力級別
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)
視頻硬體解碼的能力的級別從高到低的順序如下，能力越高，顯示卡能夠分擔的視頻解碼計算量就 越多。
VLD級別的解碼包含IDCT, MoComp和PostProc,
IDCT級別的解碼包含MoComp和PostProc
MoComp級別的解碼包含PostProc
對於H.264編碼,還有一個稱為FGT(Film Grain Technology)的技術，即所謂膠片感，目的是在不 犧牲壓縮能力的同時保持視頻源特有的顆粒信息。
功能
就目前來看，二者各有利弊。
軟體解碼好處是，第三方軟體解碼器齊全通用性高，使用CPU來作為解碼核心能夠滿足幾乎所有的視頻解碼。而壞處也顯而易見，在一台CPU性能較弱的平台上，尤其是在看高碼率的高清視頻時，CPU由於執行緒數和自身架構導致的效能上不足，視頻畫面卡、頓、慢成為不可避免的結局。
硬體加速解碼好處是，如今主流顯示卡都能夠很好的支持主流視頻格式解碼，尤其是在圖形核心採用統一架構後，利用圖形核心的並行架構設計，在H.264和VC-1格式高清視頻上有絕佳的支持效果。弊端是，硬體解碼受限視頻播放總體流程，尤其是後期處理部分。所以很多追求最終畫質效果的高清發燒友，寧可放棄硬體（GPU）加速解碼的幾倍性能，而選擇基於CPU的軟體解碼。
根據DXVA的規範制定，硬體加速解碼可分為四個級別，它們由高到低分別是：
從上面的等級分布上不難看出，VLD加速等級最高，所以其包含IDCT、MoCoopm和PostProc；IDCT加速次之，包含MoCoopm和PostProc；最後MoComp加速僅包含PostProc。
對於僅支持MC加速的顯示卡只有在2005年以前的老產品上出現，當NVIDIA進入GeForce 6000系列和AMD進入Radeon X800系列後，圖形核心的硬體加速能力達到了IDCT加速級別。而當顯示卡進入圖形核心統一架構設計後，GeForce 8000和Radeon HD 2000開始進入目前最高的VLD加速。
不過值得一提的是，由於NVIDIA的高清硬體加速功能基於Video Pocesser單元設計，而最早出現的GeForce 8800系列（G80核心產品）沒有開放此功能單元設計，所以NVIDIA真正進入VLD加速是從2007年4月發布的GeForce 8600/8500系列開始。
視頻實現
DXVA有三種視頻加速級別
MC加速
MC加速+iDCT加速
MC加速+iDCT加速+VLD[1]加速
[1]VLD: Variable-Length Decoding，即可變長度解碼
解碼器
MPC-HC: 繼承了歷史悠久的開源播放器MPC的衣襟，並在其基礎上增加了許多實用功能
ffdshow: 著名的開源編解碼器，功能強大，內置了許多實用濾鏡，在最近的版本中加入了DXVA模組
在當前，雖然有許多播放器支持DXVA解碼，但綜合考慮MPC-HC是最為實用並且方便實用的。首先MPC-HC是開源軟體，其次MPC-HC是綠色軟體，無需安裝即可使用，再則MPC-HC內置的字幕濾鏡比起其他播放器，對ASS/SSA的支持度最高。因此接下來著重介紹MPC-HC
MPC-HC的DXVA對顯示卡的限制:
nVidia 8(9)xxx系列，僅支持H.264
ATI Radeon HD系列，支持H.264和VC-1
Intel G45，僅支持H.264
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
MPC-HC視頻解碼器必須直接連線視頻渲染器，因此中間無法插入DirectVobSub或ffdshow之類的濾鏡。 在DXVA模式中，外掛字幕可以通過MPC-HC內置的字幕濾鏡來顯示，但是對渲染器的要求更苛刻
Windows XP用戶，必須使用VMR9
Windows Vista/7用戶，必須使用EVR custom renderer
在 選項(Options)/播放(Playback) 中，勾上 自動裝載字幕(Auto-load subtitles)
支持視頻
可以通過軟體來檢測：DXVAChecker
說了那么多，其實只是想說視頻加速解碼真是個複雜的東西。需要硬體，解碼器，視頻本身等多方面的支持方可促成視頻硬解。雖然複雜，但這是值得的。通過視頻加速解碼，我們可以將CPU從繁重又重複的工作中解放出來，讓它在別的地方發揮自己的性能，以及讓那些由於CPU性能孱弱但有一塊還不錯的顯示卡的電腦同樣可以享受高清視頻。
規格分類
首先H.264的視頻按照標準被分為幾個規格
x264相關參數：--profile 可強制指定Profile，一般情況下可不選，x264將會根據其他參數自行設定此項。如果設定此項，x264將會自動無視所設Profile無法支持的高級特性。
Level被分為1/1.1/1.2/1.3/2/2.1/2.2/3/3.1/3.2/4/4.1/4.2/5/5.1 (Level越高，對解析度/參考幀/碼率的限制越小)
x264相關參數：--level 可強制指定Level，一般情況下可不選，x264將會根據實際情況自行設定此項，但自動設定並不一定準確。如果設定此項，x264將會自動限制DBP[2]。
[2]DPB，即Decoded Picture Buffer。
