HTPC知识普及第三讲：高清软硬解之争

高清影像软解与硬件的基本概念

    同学们，经过老师前面的两堂课，大家知道了什么是HTPC，什么是HDTV及其相关的一些知识，今天我们要说的是HTPC里面最为关键的一个概念：“硬解”和“软解”。

    我们可以看到这几年“硬解”这个词汇越来越多得出现在媒体中。这个概念的的积极倡导者：图形芯片厂商NVIDIA和AMD（ATI）认为硬件级的解码是属于它们范畴的。能够为图形芯片厂商增加一种新功能，使得显卡在整个硬件中的地位进一步提升，这是他们愿意看到的。同时也能够在推广产品的时候增加一个卖点，吸引大家的眼球。在当今这个略显浮躁的硬件行业，“眼球效应”往往决定了产品的成败：设计优良的产品能够博得大家的好感，但是它一定赚钱嘛？答案是否定的：在性能差别不大的情况下，吆喝得越是卖力，产品销售越是好。那么“硬解”和“软解”的差别在哪里，我们普通消费者如何取舍呢？这就是我们今天这讲中要谈到的。

    好，现在开始上课！

    LESSON 3
 
1，基本概念

    这里所说的“硬解”就是“硬件解码”的意思。利用硬件内预置的程序完成高效专一的解压缩过程，释放源文件。
    “软解”是相对于“硬解”来说的，利用CPU这种通用处理器完成解压缩过程。与硬解码不同的是所有的工作均有CPU来完成。这样做的优点是兼容性好：无论是什么编码的片源，无论是何种播放软件，采用软解码的的方式都能进行解压。硬解码受到硬件自身结构的限制：无法任意更改优化解码程序。所以兼容性会较差。如果将来出现个“XYZ”的新编码，“软解码”之需要加载相应的解码器就能进行工作，而硬解码再不更改物理层结构的情况下不可能完成解码工作。

    需要说明的是“硬解”并非是只能由显卡来完成，也有其他设备可以完成这样的工作。

比如说H.264这种编码，AMD HD2000系以上的显卡都能支持硬件解码，同样著名的芯片厂商“Sigma”也有这样的SMP8654硬解码芯片。

　　这种芯片可以用于多种场合：机顶盒，高清播放机。甚至可以以PCI为接口做成PCI设备直接加装于系统中。他们还会提供多种解决方案来让客户选择，客户选择好了解决方案以后交给专业制造厂商来生产。业内有句俗话叫做：一流厂商卖标准，二流厂商卖技术，三流厂商卖产品，四流厂商卖力气。在这里，制定H.264规格的JVT（Joint Video Team，视频联合工作组）是一流厂商，SIGMA是二流厂商，同时兼做三流厂商（提供机顶盒的解决方案），然后将图纸交给我们国内的一些电子公司生产加工制造。我们国内的企业处于产业链的末端，获取的利润最低，投入的资源最高，是最低等级的劳动者。老师好像有点扯远了，现在拉回来说说下一个知识点。

高清软解与硬件的硬件需求

2，硬件要求

　　那么硬解软解的最低要求是怎么样的呢。

　　通过亲身实验，老师在08年5月写过的一篇文章中做过的一个试验，这里引用下过程和结果：

　　平台介绍：

　　INTEL配置：
　　CPU:  Intel Pentium E2140
　　散热器： AVC成吉思汗
　　主板：  影驰8200S（MCP78芯片组）
　　内存：  GEIL白金条1GB DDR800两条搭建双通道
　　硬盘：  WD3200AAKS
　　电源：  AcBel E2 Power 390
　　系统：  Windows Vista
　　驱动：  NVIDIA Forceware 171.37
　　评测软件： TechPowerUp GPU-Z 0.1.8   
　　PowerDVD Ultra Deluxe V7.5
　　CPU-Z 1.44

　　AMD配置：
　　CPU:  AMD ATHLON64*2 3600+（65nm）
　　散热器： 华硕 X战神
　　主板：  捷波悍马HA06（780G芯片组）
　　内存：  GEIL白金条1GB DDR800两条搭建双通道
　　硬盘：  WD3200AAKS
　　电源：  AcBel E2 Power 390
　　系统：  Windows Vista
　　驱动：  AMD Catalyst 7.14.10.0555
　　评测软件： TechPowerUp GPU-Z 0.1.8   
　　PowerDVD Ultra Deluxe V7.5
　　CPU-Z 1.44

    统一两块CPU的频率为2.4G进行对比：即E2140OC300*8,3600+OC253*9.5。播放器采用PowerDVD Ultra Deluxe V7.5，可以在配置中关闭硬件加速功能。使用VISTA自带的“可靠性和性能监视器”（perfmon.exe）对CPU占有进行检测，它可以自动记录CPU占有率的变化，并且有单位时间内的详细记录和分析。分别选择了H.264和VC-1编码，码率大约在35Mbps左右的高清影片进行测试。

H.264：

　
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    从图中我们可以看到在3600+OC2.4G情况下，CPU单位时间内平均占有率大大高于E2140OC2.4G。超越幅度达40.38%。不过两块CPU超频以后最大占有率均小于90%（如果CPU占有率最高超过90%，画面可能会“卡”），画面较为流畅，软解成功。

VC-1：

　
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    从图中我们可以看到在3600+OC2.4G情况下，CPU单位时间内平均占有率大大高于E2140OC2.4G。超越幅度达61.19%。因为VC-1的编码复杂程度小于H.264，所以两块CPU的最大占有率均未超过60%，能够非常流畅播放影片。

得出的结论为：

1，在默认频率下，E2140和3600+均可以勉强进行高清影片的解码，但是对于部分码率较高的影片播放时捉襟见肘，低频单核的CPU则无法胜任软解。

2，2G和1G的内存对播放的流畅程度关系不大，如果物理内存少于1G连VISTA都无法流畅运行，所以也不必考虑是否可以流畅播放了。如果是XP系统，512M内存同样可以比较流畅得播放。

以上是去年测试的结果，我们可以知道高清软解的门槛现在看来不高。以现在400元低端价位左右的CPU为例：

　Intel 奔腾双核 E5200（散）￥405　AMD Athlon64 X2 7750(黑盒) ￥399

　　这两者的性能都大大超越了3600+和E2140，足够应付软解的要求。也就是说在两年前还比较头疼的软解“吃”CPU的问题已经解决。

硬件解码最少需要多高配置？

　　NVIDIA方面从Geforce6系列开始已经支持H.264硬解，硬件级协同处理VC-1解码（就是协助CPU解码，不算真正的硬解）。直到Geforce8系列的G98（俗称“新8400GS”）开始才全部支持h.264和VC-1。G98之后的产品完全支持H.264和VC-1的硬解。

    AMD（ATI）方面从X1000系列开始出现AVIVO技术，硬件级协同处理H.264，VC-1。HD2000系列开始引入UVD，完全支持H.264和VC-1的硬解码。顺便说一下，HD2000系列销售非常惨淡，高端的X2900XT足足晚了对手半年时间才推出，而且性能甚至连对手的老二8800GTX都比不过。但是HD2000的低端卖得确很好，其中最主要的原因就是UVD的加入：H.264和VC-1通吃。还有那HDMI接口的引入使得显卡内部集成的数字声卡可以通过HDMI一同输出，达到“影音一线通”的效果。一时间高清玩家都将目光投向HD2400pro这款低端产品，认为它是专门为高清打造的专业显卡。不过因为技术不成熟和播放器支持等原因，“高清专用卡”初代也有些小小的恶名。

    如今的HD4000系列已经将眼光瞄准了以后的1600P的高清格式，UVD二代增强了兼容性的同时还开启了双硬解的功能—HDTV画中画功能。内部集成的声卡也已从2.1升级到了7.1。虽然集成的声卡实力不济，但是也满足了一部分对音效要求不高的用户。

    也就是说和CPU的情况相同：主流显卡都能支持硬解功能。这也为HTPC的普及打下了基础。笔者04年开始接触高清全靠CPU运算，BT2500+要超频才能看得流畅。那时候觉得“高清”就是那天边的浮云。如今呢，YouTube的720P高清也已经上架。

　　这里顺带提一句高清音频的硬解软解，这部分还是处于发展较慢的阶段。除了直接可以被读取的LPCM外，目前没有软件可以靠CPU来解码DTS HD，一般的DTS HD的会被直接解出兼容的DTS播放，音效大打折扣 。TRUE HD据说用某个解码器可以软解，但是笔者没有尝试成功过。而硬解的话对于HTPC来说只有用“华硕Xonar HDAV 1.3”才能达成。它是目前世界上唯一一款可以完整输出未压缩7.1声道、24-bit/192kHz LPCM或Bitstream DTS-HD Master Audio、Dolby TrueHD音频的PC用声卡。然后我们用HDMI将声卡和次时代功放连接，让功放硬解高清音频。之所以用HDMI是因为光纤/同轴带宽有限，无法传输大容量的数据流。所以高清音频对于HTPC来说目前还是—无解！不过假以时日相信能够得到解决。创新和Auzentech近期都有推出HDMI高清声卡的打算。

解码实际操作指南－1

3，实际操作

    我们现在由易到难分别介绍下现在主流的三款播放软件（插件合集）和它们实际的播放效果。

3.1 cyberlink PowerDVD

    台湾联讯出品的老牌播放软件。记得最早前联讯还有个产品叫做从POWER VCD的，然后到了DVD时代就进化为PowerDVD。随着BD和HD DVD大战的结束，是否将来会将品名更名为:POWER BD 呢？PowerDVD系列不知不觉已经出到九了，随着每一代标志性的美女图的改变，我们迎来了PowerDVD 9。

    之所以给大家推荐这款软件是以为它对硬解的支持比较令人满意。在默认的情况下PowerDVD播放高清电影是打开硬解的。无需额外的设置：

　　对高清格式的支持也比较完全：AVCHD、AVCREC、MPEG-4 AVC (H.264)、MPEG-2 HD、WMV-HD等，我们可以从它的主界面看到这些熟悉的标志。用PowerDVD就是图它个省心，无需额外设置，即装即看，操作简单。
在开启硬解后，CPU占有仅仅为个位数。

　　笔者测试采用的是映泰790GX，笔者曾经还测试过HD2400PRO,MCP78等产品，未发生过无法打开硬解功能的情况，所以对于它的兼容性笔者还是很满意的。
不过PowerDVD还是有个令“高清迷”们很不满意的地方：只支持DIVX文件格式的外挂字幕，字幕格式为SRT，其他编码格式的字幕不会被加载。虽然对以联讯来说要改正这个问题很简单，但是经历了7，8，9三代产品仍然没有即使做出修改说明还是有意为之的：高清Remux电影不是正规途径获得的电影，所以...

解码实际操作指南－2

3.2 ArcSoft TotalMedia Theater 3
 
　　笔者了解它是源于华硕 Xonar HDAV 1.3 这块HDMI声卡。这款声卡只有配合TotalMedia Theater 3才能发挥所有的特性。

　　大家看到笔者这里采用屏射的方式才能截取这个播放器的主界面是因为这款产品对知识产权的保护是非常严密的：它封闭了“PRINTSCREEN”键。软件界面非常友善，上手便捷。默认开启硬件加速，设置中心选项略先单薄。关闭硬件加速后CPU占有率直线上升。

　
看原图请点击放大

　　这款产品的亮点是：采用了标清倍线技术SimHD。只要加装一个收费插件就能支持NVIDIA CUD和未来ATI Stream技术。TotalMedia Theater 3对音频视频格式兼容性略强于PowerDVD，作为一个后起之秀能够达到如此的水平实在是很令人出乎意料。

解码实际操作指南－3

3.3 终极解码

    终极解码不是一款播放器，而是一个大型的解码包。配合三种MPC/KMP/BSP播放器能够达到通吃所有音频视频软件的结果。这是高清玩家津津乐道的一款软件，尤其是那些解码配合其中的“KMPLAYER”播放器，能够达到其他软件无法达到的效果。

　　首次安装完毕会进入“解码中心”，初学者往往不知所云，不明白其中选项的含义。好在随着“终极解码”历代版本更新，我们可以在“解码模式”中选择作者经过优化的套装格式：有“最节省系统资源”的“PowerDVD解码 DXVA模式”，有兼容性最好的“默认解码 自动模式”或“DXVA解码 自动模式”等。如果播放高清影片发生问题的时候可以回到“解码中心”尝试下其他模式。

    等慢慢熟悉高清的一些知识点我们就可以自定义一些“解码器”和“分离器”，因为“终极解码”不仅仅提供一种选择，不同的“解码器”和“分离器”它们的特点是不同的，有的兼容性较好，有的硬件资源要求较低，这些组合只有自己去摸索。作者提供的“套装”并非是绝对得完美。

　　我们看到在“解码中心”中有些选项旁边有“HA”，这就是可进行硬件加速的选项，将它勾上就可以进行硬解。

　　那么完美设置完毕了以后如何查看是否打开硬解了？我们只需要在播放界面中按下“TAB”键，在画面的左上角会出现媒体的先关信息，我们查看第五行的“输出”如有显示“DXVA”的字样，那么恭喜你已经打开硬解。

　　叉出去说一句：DXVA其实是DirectX Video Acceleation的缩写。是早年微软提供给图形芯片厂商的MPEG2解码所使用的规范。其中也包括H.264和VC-1。

    你以为“终极解码”就这几个选项？其实它远没有那么简单。当我们打开“KMPLAYER”后按下“F2”键后，一个崭新的世界这一刻为你开启...

    虽然现在硬解仍然存在诸多的不足：高码率下画面不如软解细腻，兼容性差，软件支持度差等，但是我们看到硬件厂商的不断努力和软件厂商的积极配合。硬解的低能耗，专一高效性是它最大的优势，近一个阶段会有不错的发展。但是随着技术的提升会有更复杂压缩比更高的编码产生，那个时候软解会发挥其优势。 

　　软解硬解之争永无止境！