PureVideo技術

PureVideo技術

PureVideo技術Nvidia開發一種視頻處理技術,結合硬體和軟體最新科技,將家庭影院級別視頻畫質帶入PC平台。藉助PureVideo技術,Geforce6系列GPU內建的專屬可程式視頻處理引擎,可以對MEPG-2、HD Video視頻播放進行硬體加速,達成家庭影院級別的720p和1080i視頻畫質。PureVideo技術採用高端消費電子設備才有的高階視頻算法。

基本介紹

  • 中文名:PureVideo技術
  • 性子:視頻處理技術
  • 技術特點:支持高清晰度視頻等
  • 採用:高階視頻算法
技術特點,視頻交錯技術( Interlacing ),幀率轉換(Frame Rate Conversion),“反交錯處理”模式概況,NVIDIA的PureVideo驅動和解碼器,

技術特點

1.支持高清晰度視頻
2.硬體加速HD-MEPG2解碼
3.硬體加速WMV-HD解碼4.高階動態自適應交錯
PureVideo技術圖示PureVideo技術圖示
5.3:2摺疊式修正
6.3:2編輯修正
7.擴展顏色支持
8.Gamma修正
9.色溫修正
10.LCD Overdrive
11.全解析度視頻增強
12.新的4-tap水平、5-tap垂直縮放
為了獲得最佳Purevideo視頻體驗,玩家需要安裝67.03 Forceware驅動程式,nVIDIA DVD Decoder,Windows XP作業系統,Windows Media Player 10播放器,2.4GHz以上處理器,相信任何購買Geforce6級別的玩家都擁有以上的配置。
Nvidia為其“視頻處理器”標上了“商標”:PureVideo。PureVideo技術是GeForce 6系列顯示卡獨享的,並且只有最新的GeForce 6 GPU才擁有“完全的”PureVideo核心。早先發布的NV40和NV45 核心(GeForce 6800GT/Ultra)並沒有Windows Media Video 9 解碼加速器,而GeForce 6家族的其他兄弟GeForce 6800/6600GT/6600/6200則完完全全擁有該特性。

視頻交錯技術( Interlacing )

PureVideo技術的一個重要特性就是“反交錯處理”(de-interlacing)能力,在我們理解“反交錯處理”能力之前先讓我們了解何為“交錯”技術,我們為什麼要“消除”它。比如說我們想看一副卡通畫面,下面就是這副卡通畫面:
如果這個世界是完美的,我們可以把我們所看到的畫面以連續不斷的幀率(frame rate)輸出,但是世界上並沒有完美的事情,我們受輸出和接受頻寬的影響,使得我們根本無法在一個單位時間內完成一個完整畫面的輸出。一個解決的辦法就是我們把畫面分成不同的部分,然後把這些不同的部分按照原有的順序連續不斷的輸出;如果這個輸出過程夠快,人眼就很難覺察到畫面的間隔。所以,我們就可以把上面的那幅卡通畫面先分成兩個獨立的半幀(fields,也稱掃描幀。整個畫面為1幀),如下圖:
我們還需要了解一下何為“交錯電視處理”(interlaced television)。北美地區現在所實行的“交錯處理北美制式電視”(Interlaced NTSC TV )以每秒60個半幀(fields)播放畫面,然後依賴人眼自己“合成”畫面的功能,使整個畫面看起來就象是一個完整的畫面。而現在新出現一個趨勢,正在從“交錯電視處理”技術向“反交錯處理”技術轉變,“反交錯處理”技術可以使畫質更出色。
好,大家先記住這“交錯電視畫面”,下面我們轉向“反交錯電視畫面”部分。

幀率轉換(Frame Rate Conversion)

大部分DVD根據畫面可以分為兩種基本的類型:24 幀/秒片源和30幀/秒片源,現在流行的大部分是24 幀/秒片源,這是因為大部分電影(movie)是以24 幀/秒的速度拍攝的,而大部分DVD又都是錄製電影的。
雖然大部分活動的畫面以每秒24幀的格式錄製,但是用戶的電視都不是這個標準,而是我們前面提到的60半幀/秒制式。而消費者承受的起的電視又不象電腦顯示器那樣可以調不同的解析度,所以DVD製造商就想辦法使自己的24 幀/秒片源DVD產品轉化可以在普通電視播放連續畫面。
讓我們再理清一下前面提到的問題,在北美市場,大部分電視都是“交錯處理北美制式電視”,播放的速度是60半幀/秒。而一個單獨的“半幀”(fields)是完整畫面的一半,這樣可以在輸出過程中更好的節約頻寬。如果以60半幀/秒的速度播放畫面,人眼就可以把連續的畫面“合成”為活動的畫面。那么如何把24幀/秒的“反交錯處理”(即aka progressive)電影制式轉換為電視的60半幀/秒呢?
第一步我們需要把逐行的電影畫面轉化為交錯的電視畫面,這其實很簡單,只要把完整的畫面分隔為奇數行和偶數行,然後把全部的奇數行輸入到奇數半幀,把其餘所有的偶數行輸入到偶數半幀即可。
這樣我們就得到了48個“交錯”的半幀,但是仍然沒有達到60半幀/秒的目的,我們也不可能從後面拿出12半幀加進去,這樣會使我們的畫面看起來象快進的畫面一樣。所以我們的選擇只能是使這48個半幀在單位時間裡播放的時間變長一些。事實證明,如果我們採用“3-2 摺疊”(pulldown)技術,將會得到相當好的轉換方案。
我們可以首先把24幀的第一幀分隔為3個“交錯掃描幀”(fields,這裡應該已經為三分之一幀了),第二個分隔為2個“交錯掃描幀”,其餘的幀按照這個模式依次分隔,這樣我們就可以把24幀/秒的電影格式轉化為60半幀/秒的電視格式。
還有一部分電影和電視採用的不是我們上面提到的制式,而是30幀/秒的制式,這種制式轉換為普通電視的60半幀/秒制式就簡單的多,只要採用一個“2-2摺疊”技術就可以了。目前最著名的30幀/秒制式的片源是《六人行》(Friends)(註:經過驗證《六人行》並不是如其標稱的30幀/秒制式,而是24幀/秒制式,這一點將在我們後面的測試中用到)。(24幀/秒制式片源被標為“電影”,30幀/秒制式片源被標為“錄像”)
但是現在隨著電視技術的發展,高端的電視已經可以播放“反交錯處理畫面”了,然而這需要市場上有“反交錯處理”能力的播放器才行。製造商因此製造出比較便宜的“反交錯處理”DVD播放器供應市場,也就是俗稱的“逐行掃描”DVD。但是有了“逐行掃描”DVD播放器還需要有片源才行,這樣“逐行掃描”DVD播放器才可以把DVD里的逐行畫面轉換出來。根據我們上面提到的“法則”,從原有的DVD交錯畫面數據中重建“逐行”的內容並不是一件很困難的事情,只要DVD播放機可以解讀出DVD片源為24幀/秒制式還是30幀/秒制式就可以了。而DVD規格說明使得這一切變得非常簡單。看起來這樣就沒有問題了吧?但是事實並非如此。
事實證明DVD所標稱的格式並不是十分可信,這樣就導致DVD播放器用一種“錯誤”的方法來播放影片,這樣得到的畫面慘不忍睹。所以DVD播放器不能僅僅只依賴DVD片源標記的格式來執行,DVD播放器還應該有自身識別DVD格式的能力。如果解碼晶片檢測到“3-2摺疊”格式的片源,應該切換到“電影”模式下;而如果檢測到“2-2摺疊”格式的片源,則應該相應切換到“錄像”模式下。產生這種錯誤標稱問題的原因是多種多樣的,有可能是在編輯、轉變過程中產生的,也有可能是播放器解碼過程中的錯誤,這樣就有可能使播放器在播放過程中做出錯誤的“行為”,比如說把24幀/秒的內容轉換為30幀/秒的內容,可能會在播放過程中產生“褶皺”的畫面,雖然說這種“打嗝”不會全程發生,但是在用自己上萬元的家庭影院欣賞大片過程中,這種停頓也是十分令人討厭的。這時,DVD播放器中的“識別糾錯”能力就十分重要了。
那么,講了這么多,到底這和我們今天所講的Nvidia的PureVideo技術有什麼關係呢?雖然我們的Geforce 6不是一個數字機頂盒,但是PureVideo技術就象上述的DVD解碼器一樣,可以使我們欣賞到真正流暢的影片。到底PureVideo是如何完成這種功能的呢?下面就讓我們用測試來揭開這神秘的面紗吧,還要提醒大家一下,我們的PC天生就是就是一個“逐行掃描”的設備,根本不存在“交錯處理”的問題,所以我們的視頻質量直接依賴於我們Nvidia的PureVideo運算法則

“反交錯處理”模式概況

收集“交錯處理”畫面並轉換為“反交錯處理”畫面的過程就是我們所說的“反交錯處理”,現階段有兩種基本的“反交錯處理”方法,分別為BOB和WEAVE。
其實BOB和WEAVE都是將視頻/影頻轉換成逐行的一種方法,只是一般而言WEAVE針對影頻源,BOB針對視頻源,會各自得到較好的效果
至於“視頻源”和“影頻源”分別是指Video mode(攝像模式)像源和Film mode(電影模式)像源。是製作DVD的兩種視頻素材來源。
其中Video mode,通常指用攝像機拍攝的,如電視,以NTSC制式為例,每秒拍攝60場,先是1,3,5,...,525奇數行掃描線1場,再是 2,4,6,...,524偶數行掃描線1場,這兩場合起來才是完整的一個畫面幀,由於視覺暫留,看起來好象是一個完整的畫面。實際上,因為這兩場的拍攝是有時間差的,除非是靜止的場景,否則如果簡單地用WEAVE法把兩場拼在一起合成一個畫面,是會有鋸齒的。
而Film mode則是電影模式,按每秒24幀拍攝,每個畫面拍攝時本身是完整的,製作DVD時再拆分成兩個場,以後用WEAVE算法把兩場拼在一起當然是天衣無縫。
所以在選擇BOB模式就相當於“兩場非交織”其實並不是正真的逐行掃描。但可以使用各種措施將其強制改變為“兩場交織”模式。而WEAVE模式的每一場就是一幅完整畫面,故而它才是真正意義上的逐行掃描
而NVIDIA的 PureVideo按照推測應該是用他們的Spatial-Temporal“反交錯處理”一次採取適應的的每個象素“反交錯處理”。正常情況下,普通的象素適應“反交錯處理”是使用的是單個畫面掃描幀(fields)的數據。而NVIDIA的Spatial-Temporal“反交錯處理”可以使用其他畫面的掃描幀以提高“反交錯處理”的質量。下面我們就來看這種技術是否可以使得畫質有提高。

NVIDIA的PureVideo驅動和解碼器

NVIDIA的PureVideo技術軟體方面有兩部分,一為“圖形處理器”驅動,一為PureVideo DVD解碼器;驅動部分很簡單,即ForceWare 67.01,而PureVideo DVD解碼器採用的是最新的NVIDIA NVDVD解碼器version 1.00.65。驅動部分對用戶來說是完全免費的,而PureVideo DVD解碼器依據聯合版稅需收取使用費19.99美元。Nvidia網站提供一個30天試用版本的PureVideo DVD解碼器下載。
PureVideo DVD解碼器安裝後象其他軟體一樣會有一個控制臺,以方便用戶設定。而你只能在使用解碼器的時候才能進入控制臺,比如說觀看DVD的時候;或者你也可以使用媒體播放器的時候也可以直接進入,比如說使用Zoom Player。PureVideo DVD解碼器有幾個選項可以供用戶選擇,但是看起來選項過於複雜了。
這裡我們最主要需要設定的就是“反交錯處理”選項,但是控制臺里有兩個獨立的“反交錯處理”選項,多少會使用戶有點混淆。第一個選項為“反交錯處理控制”,有如下選擇:Automatic, Film, Video and Smart。Automatic(自動)就像前面我們所提到的DVD播放器一樣,可以根據DVD片源所標稱的格式來播放影片。而Film(電影)和Video(錄像)選項則可以使解碼器處於相應的播放格式來播放24幀/妙制式或者30幀/妙制式的內容。而“Smart”(智慧型)模式就是我們應該選用的選項,這樣NVIDIA的PureVideo技術才可以幫助我們自動識別DVD的格式,並採取相應的“反交錯處理”來提供更好的畫質。
但是這裡還有一個“反交錯處理”模式,有如下選項:Best available, Display fields separately 和Combine fields。 Display fields separately 和Combine fields會不管播放內容如何,分彆強制採取bob 和 weave反交錯處理。這裡我們應該選擇的是Best available(儘可能最好),這樣我們就會使用NVIDIA的Spatial-Temporal“反交錯處理”運算法則以得到最好的畫質。
但是我們認為如果Nvidia採用直接的最佳化,提供單一的選擇效果可能更好。

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