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第四章：AMD高清视频功能解析
● 高清时代来临 HDTV普及趋势加快
从两年前HDTV概念开始进入大众视野，如今已经被越来越多普通用户所接受。然而在国外发达地区，HDTV的普及度早已超出我们的想像。根据Display Search 2006年第四季的调查报道显示，北美2006年的HD用户已经达到2000千万以上。而在今后两年，包括欧州、日本都将进入HDTV的高速发展期，预计到2008年用户总数突破6000万以上。
国内的情况略有不同，虽然央视高清频道以及各地方台数字纷纷开播。但在高清电视信号和高清碟机还没有普及的情况下，通过宽带高速下载高清影片使得PC最先成为了HDTV的主力播放设备。随着蓝光与HD-DVD竞争局面逐渐明朗，播放设备的成本降低让国内用户有机会体验正版HDTV影片。四月末，首批蓝光格式电影光盘已经出现在香港市场，最低售价不过180元港币。可以说，HDTV距离我们更近了。
首批在香港上市的蓝光格式电影光盘，最低售价180元港币
● 低端PC成瓶颈 解决播放问题仍是关键
无论下载还是正版高清影片，播放仍然是个大问题。或许还没有很多人把HDTV影片的播放和显卡联系在一起，也许大家都觉得“无非是看个电影嘛，什么显卡不都一样么”。这主要是因为初期HDTV都采用了和DVD相同的MPEG-2编码，只不过码率高了一些，因此只要CPU频率够高、或者是双核CPU，都能够通过软件流畅完成解码，所以很多人并没有对HDTV播放投入足够多的重视。
蓝光和HD-DVD来了，保证流畅播放仍然是个大问题
如今，作为HDTV的载体，HD-DVD和蓝光开始普及，高压缩率的VC-1和H.264取代了MPEG-2成为新的编码标准，相同品质视频的体积变得更小，但同时解码要求大幅增加，仅靠CPU已经无法胜任需求。此时显卡的视频加速性能直接影响到了HDTV的播放流畅度和画质。
从这张Blu-ray、HD-DVD与DVD的规格对比表中不难看出，随着视频分辨率由DVD时代的720×480提升至1920×1080（1080P），高清节目数据流量也随之水涨船高，从9.8Mbps峰值到达蓝光电影的40Mbps，这也成为影响HDTV视频的流畅度播放的主要原因。
除了数据流量增大之外，HDTV影片不同的编码方式对电脑硬件的要求也相差甚远。目前，Blu-ray、HD-DVD影片采用的编码格式为MPEG2、VC-1、H.264三种。每一种编码格式算法、复杂程度各不相同，这也是为什么有些玩家能够搞定MPEG2影片却无法流畅播放H.264格式影片的关键所在。
为了能够更加深刻的理解ATI UVD技术的实现方式。这里我们首先对HDTV所采用的三种编码格式作一个详细的介绍：
MPEG-2是由MPEG（Moving Picture Experts Group，运动图像专家组）制定的国际通用视频编码标准，MPEG-2在很早之前就得到了广泛引用，它的优点是运算量相对较小，对于现有行业设备的兼容性最好，我们所熟知的DVD影碟即是MPEG-2编码。但MPEG-2文件容量过大，一部2小时左右的1080i/1080p格式电影通常需要10GB—20GB的存储空间
早期的BD影片多数采用MPEG-2编码
早在GeForce 256时代的主流显卡就实现了MPEG-2编码补偿，即以GPU来实现部分解码过程。但是此时仅仅是数据流的渲染处理，并未在算法上取代CPU，因此更多的贡献在于提高画质而并非降低CPU占用率。为了改变这一现状，主流显示芯片厂商都在最新的显卡中采用补偿技术，做到了MPEG-2硬件加速解码，此时CPU的负荷可以更大幅度地下降。
MPEG-2虽然古老，但这并不意味着它就是过时的——我们可以把它比作是经典游戏Doom3，虽然问世了3年之久，但至今依然有新游戏采用Doom3的OpenGL引擎。同理，如今采用MPEG-2编码的HD-DVD和蓝光影碟也不在少数。
早期，MPEG-2格式的影片体积并没有超出HD-DVD或者蓝光光盘容量的限制，那么就没必要使用压缩率更高的H.264或VC-1。但对于大片或者是加入了很多拍摄花絮、分支剧情以及预告片的影片来说，使用MPEG-2可能无法植入如此众多的内容，所以MPEG-2被淘汰是必然的。如今流行影片BT下载，更小的文件体积就意味着减少网络负担和下载时间，因此采用H.264以及VC-1的影片越来越多，MPEG-2仅限一些球赛或者节目短片，慢慢被淘汰出局。
● VC-1（WMV9）——存在局限性的平衡之选
微软WMV格式的视频文件大家并不陌生，与早期的ASF格式一样，WMV也采用了MPEG-4编码技术，并在其规格上进行了进一步开发，使得它更适合在网络上传输，微软希望用WMV来取代其它电脑流媒体格式。而VC-1是微软针对TV平台开发的视频编解码技术，是基于微软WMV9压缩技术的一个视频编码规范，由运动图像和电视工程师机构加以标准化，从而成为微软自有版权的国际公认视频编码标准。
在微软的支持下HD DVD基本上均采用WMV9图形编码
有了微软这个行业巨头的强力支持，VC-1进入并且得到广泛采用是必然的事情。比起老迈MPEG-2，VC-1的压缩比更高，而比起热门的H.264来说，VC-1所需的编码解码计算要小很多。所以说VC-1应该是一个比较好的平衡，但随着硬件技术的不断进步，VC-1也暴露出了不少弊端。
微软官网提供大量WMV9 1080p短片下载
压缩率方面VC-1不如H.264这就是硬伤，可能会限制影片的时间长度，因此VC-1的使用存在一定的局限性，对于文件体积有严格要求的网络HDTV大多采用H.264而非VC-1。这就使得VC-1的处境类似于一种过渡方案，未来H.264的前景被普遍看好！
● H.264（AVC）——最被看好的视频编码格式
MPEG-4 AVC（Advanced Video Coding）也叫H.264，它是最新的MPEG压缩技术，目前负责通信技术标准化的ITU-T（国际电信联盟电信标准化部门）与ISO（国际标准化机构）正在合作制订相关标准。
H.264编码最大的优势在于它能够以更低的码率得到更高的画质，例如一部2小时1080p格式的HDTV电影，如果使用与DVD相同的MPEG2编码，需要15GB左右的空间来保存；而如果使用H.264编码的话只需一半左右的容量，并且画质与MPEG2的不相上下。
相同码率（意味着文件大小相近），H.264画质优势明显
相近的画质，H.264所需码率大为减少（意味着网络带宽要求降低）
高压缩率除了能够让视频文件体积大幅减少之外，还可以让流媒体的数据传输率降低不少，这就意味着可以在线视频或者是手机等带宽较窄的网络上传输高质量的视频，可以说应用前途一片光明。
了解完MPEG-2、VC-1、H.264这三种HDTV视频的编码格式，大家应该明白H.264编码最为复杂。高压缩率、高质量的特性让H.264编码的影片在播放的时候对硬件系统提出的要求最高。相比之下，VC-1编码复杂程度次之；MPEG-2最次。据相关资料显示，H.264的影片在编码的过程中复杂度是MPEG2的10倍，解码的复杂度是MPEG2的3倍，这对于CPU来说是很沉重的负担。
从GeForce 6/Radeon X1000系列开始，NVIDIA/ATI纷纷在GPU当中加入了解码加速模块，通过DXVA接口调用GPU资源辅助CPU进行H.264解码，达到降低CPU占用率的目的，让影片得以流畅播放。
早期的Avivo及PureVideo HD对HDTV解码并不完备
即便如此，但NV/ATI第一代视频技术大半还是需要通过软件交给CPU处理。例如上图，PureVideo 具体就是负责后期输出的Motion CompensATIon（运动补偿）和Deblocking（解码去方块滤波），也就是说前期Bitstream Processing（流处理）、Inverse Transform（逆变换）解码仍然要交给CPU来完成。
不过随着时代的发展，内容提供商和用户对影片画质的要求用来越高，由此导致HDTV码率成倍提升，播放影片对硬件方面也提出了更高的要求，上代的视频加速技术已经开始力不从心，无法胜任高码率HDTV的需求！
当H.264影片码率超过20Mbps以上，流处理部分CPU占用率最高达到47.8%
为了降低高清视频的门槛，同时亦是为了适应未来高码率HDTV以及影碟的播放需求，NVIDIA在G84/G86核心内集成了新一代Video Processor，而且还加入了全新的BitStream Processor Engine（二进制空间分割引擎），这个模块专门负责处理上代PureVideo所忽略的CAVLC（前后自适应可变长度编码）/CABAC（前后自适应二进制算术编码，压缩率更高）解码以及Inverse Transform（逆变换）。
通过改进H.264的编码引擎，就可以在显卡上完成H.264全部的解码过程。即便玩家使用低端处理器，也能在播放高码率H.264视频时大幅降低CPU占用率，这也是正真正意义上首次实现GPU纯硬件解码H.264。
下面，我们将要介绍的ATI UVD技术还会更加令你兴奋。因为它不仅仅支持H.264的完整硬件解码，对于VC-1完美解码同样能做到100%支持。
在文章的第一章我们曾介绍过，作为新一代ATI Radeon HD 2000系列的产品亮点，HD 2000在视频方面的改进完全可以用惊艳来形容。全新推出视频加速引擎UVD（Universal Video Decoder，通用视频解码器）配合HDMI数字/音频输出以及全线产品HDCP认证能够在播放HD音频时解决各方面的难题。
UVD引擎解码流程，支持H.264/VC-1完全的硬件解码
上图就是ATI UVD引擎解码流程，与上页我们介绍的一样，UVD引擎可以完成H.264视频解码的全部4个过程；不仅如此，对于另一种HDTV编码格式VC-1也是完全做到了显示卡的百分百解码，对于MPEG-2编码的影片更是不在话下。
换句话说，也就是UVD引擎支持目前最全面的HDTV编码格式。无论在播放蓝光还是HD-DVD时，都能保证较低的CPU占用率。
相比CPU软件解码、竞争对手以及Avivo，包括UVD引擎的Avivo HD功能最为全面
无论是H.264还是VC-1，采用UVD引擎的HD 2000系列比G84/86略胜一筹
显然，NVIDIA是认准了未来高清视频一定是H.264的天下，所以在GPU纯硬件解码H.264上大有改进，而未重视了VC-1格式的解码。对于后来者ATI HD 2000系列，要想获得DIY玩家的认可，后来居上，必须想办法超越竞争对手。
尽管VC-1编码复杂并不及H.264，CPU占用率也相对较低，但毕竟部分解码与全面硬件解码从功耗、整体CPU占用率上都有差别。作为普通玩家，当然希望拥有一款能够支持全面HDTV视频解码的显卡。
HQV Benchmark是一款面向多媒体PC以及家庭影院的基准测试程序，它其中包含了多种特征的视频素材，可以非常全面的检验影音系统在视频播放方面的能力，并且以画质定分数从而裁定性能。接下来，我们针对R600的视频画质部分进行测试。作为参考，我们选取了NVIDIA同档次产品8800GTS 640M作为对比。
有关HQV的介绍与测试，各位读者可以参阅《教你给显卡视频评分 HQV权威测试教程》
我们选取了其中特殊场景截图进行对比。下图是HQV测试中的抗锯齿项目，快速移动的三个线条用来测试视频系统对于快速运动物体的锯齿消除能力。
反交错测试：8800GTS（左）最下面的白条出现了锯齿只得到3分，2900XT满分5分（右）这也成为整个HQV测试中唯一一处的得分差别所在
需要说明的是，HQV Benchmark是一项视觉效果测试，其评分是根据画面而定。HD 2900XT在本次测试当中得到了130分满分，比1950XTX的118得分提高了不少。8800GTS 640M得到128分，离完美只是一步之遥。
最后，我们也必须看到HQV Benchmark存在的局限性。因为仍然采用DVD作为存储介质，HQV视频格式仍然是较老的MPEG-2编码。这对于注重考察HDTV视频画质并没有实质性意义。据了解，HQV的最新版本HQV HD将会在近期推出。
关于HDTV视频加速测试，由于R600研发时间较早，没有加入对UVD视频引擎的支持，HD 2900XT视频加速功能仍保持在X1950系列水平。在征求AMD方面后，我们选择了放弃这部分测试。
高端卡不支持新的视频技术在NV/ATI两家都不算罕见，例如NV 8800系列就不支持85/8600具备的H.264全硬件加速。不过这对高端用户而言关系不大，因为购买R600/G80的用户肯定都会配备高端酷睿2双核CPU，HDTV高清视频的解码也无大碍。
对于HD 2000系列解码能力以及UVD引擎的测试部分，我们将在HD 2600/2400产品评测中详细为大家介绍，敬请期待！
● 测试总结：
通过理论测试以及3DMark基准测试来看，R600庞大的核心的确是有着惊人的实力，个别项目中拥有超越8800Ultra的表现，可惜现有糟糕的驱动未能发挥出它应有的实力。
在好几款游戏中，HD 2900XT的性能仅与X1950XTX相当，庞大的流处理器资源被浪费；3DMark03/05默认设置可以跑出很高的成绩，但打开AA后性能巨降，512Bit显存没能体现出优势。这种现象绝对是不正常的，由此可见HD 2900XT性能发挥很大程度上受到了测试版驱动的限制！
即便如此，HD 2900XT还是在绝大多数项目中击败了竞争对手同价位的8800GTS 640MB显卡，性能方面还是可圈可点的。如果将来正式版驱动对其架构和AA模式进一步优化，相信性能会获得很大程度的提升！
目前唯一令人比较满意的就是HD 2900XT的交火性能，双卡的性能提升幅度完胜8800Ultra SLI的幅度，这使得CrossFire的前景变得一片光明！
对于R600这样一款全新架构的产品来说，配套驱动的开发同样是一大难题，尤其是它超标量SIMD架构对驱动的依赖程度比较大。在R600正式发布之前，AMD三个版本的驱动让其性能获得了较大幅度的提升，现在据我们了解，AMD改进AA效能的新驱动即将放出。所以说，现在对HD 2900XT的性能表现下结论还为时过早，或许未来一至两月其性能可以获得较大的改善，让我们拭目以待！
● 另觅蓝海！AMD让ATI看得更远
在我们看来，近些年与NV在图形芯片领域的恶斗几乎让ATI精疲力竭。NV半年一次的产品升级就像是将对手一步步逼向万丈深渊。如今，让我们再回过头看06年的那起收购案，对于ATI而言意义深远。
收购案不仅让ATI实力大增，也让新东家AMD一跃晋升成为全球唯一能提供CPU、Chipset、GPU的半导体厂商。借助ATI在消费电子、图形领域获得的成绩，AMD也从单一处理器芯片企业转变为运算解决方案提供商，平台化战略得以真正实现。
AMD/ATI强强联手的威力得以初步展现
同样，收购后的ATI也在避免陷入与NVIDIA性能/价格战泥潭。另辟蓝海，成为ATI产品战略的主导。在此次发布Radeon HD2000系列产品里，ATI别有心意的加入了HD音频、HDMI等特色功能的支持，正式寻求与NV产品的差异化，开创属于ATI的蓝海。
● 技术创新！值得尊敬的ATI
纵观ATI在最近几年的发展，我们不难看出这是一个非常重视技术创新的团队，从他们的各个产品上我们可以感受到他们对于技术发展的推动力。
在DX8.1的时代，ATI就是DirectX标准非常有力的支持者，他们当时推出的Truform技术是唯一的一个支持N-Patch技术的可应用技术。这种技术的诞生为显卡技术以后的DirectX技术的发展奠定了基础；在DX9时代，ATI自主研发的3Dc技术，能够比微软DX标准中的DXTC技术获得更好的效率，和更好的画质效果，这一技术后来被微软纳入了DirectX 9.0C规范当中。这使得使用法线贴图技术的3D程序可以获得更好的运行速度。
在X1900发布的时候，ATI使用实时演算向大家演示了时差贴图令人惊诧的画面效果，这使得在位移贴图尚不能实际应用的时候就能获得了非常好的立体效果。
在芯片架构方面，ATI更是率先实现了统一渲染架构，将其应用在了微软的Xbox360游戏机上，成为业界第一款统一渲染架构的GPU。
今天，R600发布了，我们欣喜的看到，R600对于技术创新的贡献更加显著，TessellATIon技术不但已经在Xbox上应用，更是为3D图形领域创造了新的思路，从细分算法到巧妙的“笼子”模型控制法，都是ATI的工程师的智慧的结晶。
当然，物理加速，GPGPU运算，创新的CFAA，乃至完美的内置声卡都让R600不再像是一款显卡芯片，而是一个电脑的多媒体处理中心。
ATI的这种对技术创新不断追求的精神，是我们这些DIYer永远值得尊敬的。
首先，恭喜大家终于看完了这篇泡泡网有史以来字数最多、分页最多、内容最丰富、测试最全面的长篇评测。如果您是花了一定时间仔细阅读这篇编辑心血结晶的话，那么对于R600的架构以及Radeon HD 2900XT显卡的特性将会有一个全新的认识。
Radeon HD 2900XT的性能您满意吗？它击败了对手的GeForce 8800GTS 640MB，相信在未来通过驱动优化还有很大的提升潜力。
Radeon HD 2900XT的功能您满意吗？AMD创新性的在GPU当中整合了完整的声卡功能，是唯一支持原生HDMI（带音频）输出的高端显卡。
Radeon HD 2900XT的价格您满意吗？AMD的官方定价是399美元（国内3299元），而且还附送三款DX10游戏大作，性能比8800GTS 640MB强，价格更便宜。
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