РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ:

MPEG4 у питаннях

і відповідях

Фільми, записані у форматі MPEG-4, уже встигли завоювати заслужену
популярність серед широкої аудиторії користувачів ПК. Такі фільми
звичайно уміщаються на одному компакт-диску, а по якості зображення
можуть успішно конкурувати з відеокасетами. Не останнім фактором, що
визначає популярність MPEG-4 дисків, є їхня ціна — 60-70 р. проти
400-600 р. за DVD. Тому проміжним етапом на шляху масового переходу
домашніх користувачів з аналогових VHS-відеомагнітофонів на цифровий
стандарт DVD цілком міг би стати саме MPEG-4.

У російськомовній частині Internet можна знайти багато матеріалів,
присвячених стандарту MPEG-4, однак велика їхня частина містить опис
тонкостей процесу компресії відео в цей формат. Це, безумовно,
специфічний і потребуючий докладного дослідження питання, але для
користувачів, що виступають тільки в ролі глядачів, подібні статті
найчастіше не можуть дати відповідь на питання, що виникають при бажанні
подивитися фільми. Інше велике джерело інформації — це конференції. У
розділах «Процесори», «Відео», «Мультимедія» постійно піднімаються теми,
пов’язані зі швидкодією, якістю, оптимальною конфігурацією і всім тим,
що стосується MPEG-4, але відповіді, що надходять, найчастіше суперечать
один одному. Хтось заявляє, що все життя дивився без гальм MPEG-4 на
Pentium 200, інші скаржаться на шоу, маючи при цьому комп’ютер із
процесором Pentium III.

У статті почата спроба роз’яснити питання, що найбільше часто виникають
у людей, що недавно зштовхнулися з цим форматом, а також залучити до
нього увага тих, хто ніколи раніш не зіштовхувався з MPEG-4. Сподіваюся,
після прочитання даного матеріалу читач, що не займається редагуванням і
компресією відео, зможе впевнено сказати: «Тепер я знаю про цьому
досить».

Що це таке MPEG?

MPEG — абревіатура, що розшифровується як Moving Picture Experts Group
(перш ніж писати лист, що перша буква розшифровується не так — сходите
на HYPERLINK «http://www.mpeg.org» http://www.mpeg.org ).

Це досить велика організація, що складається з розроблювачів аудіо,
відео і комп’ютерної техніки, а також програмістів і фахівців, що
займаються розробкою і впровадженням стандартів на алгоритми компресії,
передачі, збереження і відтворення аудіо- і відео даних.

Серед розробок цієї групи в області цифрового відеозапису найбільш
відомими є:

Стандарт MPEG-1. Був випущений у 1992 р. Частіше асоціюється в
користувачів з фільмами на VideoCD. Типовий побутовий формат відео для
MPEG-1 у стандарті PAL складає 352*288 пікселів, 25 кадрів у секунду.
Аудіо частина — стереозвук з частотою дискретизації 44,1 кгц, стиснутий
у MPEG-1 Layer II. Повнометражний фільм, записаний у цьому форматі,
займає два компакт-диски в стандарті VideoCD. Якість зображення на
VideoCD дисках знаходиться на рівні побутовий VHS відеокасети.

Стандарт MPEG-2. Випущений у 1995 р. Користувачі зіштовхуються з цим
форматом компресії відео головним чином придбавши DVD диски з фільмами.
Типовий розмір кадру для DVD фільму у відеостандарті PAL/SECAM складає
720*576, при 25 кадрах у секунду, чи 640*480 при 30 кадрах у секунду в
стандарті NTSC. У порівнянні з MPEG-1, в аудіо частини додана підтримка
багатоканального звуку (Dolby Digital 5.1, DTS, і т.п.). Збільшення
бітрейта і застосування удосконаленого алгоритму стиску відеопотоку
забезпечило DVD фільмам набагато краща якість зображення, чим на
VideoCD. MPEG-2 сьогодні застосовується також у цифровому супутниковому
телебаченні. Побутові програвачі DVD-дисків у нашій країні ще тільки
завойовують популярність. Не останню роль у цьому грає відносно висока
ціна фільмів на DVD. Ліцензійний диск з одним фільмом коштує 15-25$ (у
Москві роздрібні ціни, у тому числі в інтернет-магазинах, коливаються
від $20 до $35 ).

Стандарт HYPERLINK
«http://www.cselt.it/mpeg/standards/mpeg-4/mpeg-4.htm» MPEG-4 .
Розробляти його почали ще в першій половині 90-х років минулого
століття. У грудні 1999 року був представлений реліз цього формату, що
одержав офіційний статус стандарту ISO/IEC. MPEG-4 задумувався як спосіб
передачі потокових медіа-даних, у першу чергу відео, по каналах з
низькою пропускною здатністю. Стандарт зненацька завоював популярність у
бюджетного користувача: застосування більш складних алгоритмів компресії
дозволило розміщати повнометражні фільми тривалістю півтора-дви години в
прийнятній якості усього на одному компакт-диску! При тому самому
бітрейте і визначених умовах кодування, якість зображення фільму в
MPEG-4 може бути порівнянне чи навіть краще, ніж у випадку застосування
MPEG-1 чи MPEG-2. Однак застосування нових алгоритмів стиску спричинило
за собою й істотне збільшення вимог до обчислювальних ресурсів,
необхідним для якісної декомпресії зображення з цього формату. Так,
приміром, на більшості компакт-дисків з фільмами у форматі MPEG-4 у
системних вимогах зазначений PII-400, у той час як MPEG-1 цілком сносно
відтворюється навіть на комп’ютері з процесором P100.

У чому відмінність MPEG-4 від MPEG-1 і MPEG-2?

Стандарт MPEG-4 задає принципи роботи з контентом (цифровим
представленням медіа-даних) для трьох областей: власне інтерактивного
мультимедіа (включаючи продукти, розповсюджувані на оптичних дисках і
через Мережу), графічних додатків (синтетичного контенту) і цифрового
телебачення — DTV; фактично даний формат задає правила організації
середовища, причому середовища об’єктно орієнтованої. Він має справу не
просто з потоками і масивами медіа-даних, а з медіа-об’єктами (ключове
поняття стандарту). У MPEG-4 визначениа подвійна мова опису об’єктів,
класів і сцен — BIFS, що розроблювачі характеризують як «розширення
Си++».

Стандарт MPEG-4 представляє користувачам гнучкі засоби роботи з
мультимедійним контентом. Крім роботи з аудіо і відео, формат дозволяє
працювати з природними і синтезованими комп’ютером 2D і 3D об’єктами,
робити прив’язку їхнього взаємного розташування і синхронізацію друг
щодо друга, а також указувати їхня інтерактивна взаємодія з
користувачем. Крім того, формат забезпечує доступ до мультимедійної
інформації через канали різної пропускної здатності.

Алгоритм компресії відео в MPEG-4 працює по тій же схемі, що й у
попередніх форматах. При кодуванні вихідного зображення кодек шукає і
зберігає ключові кадри, на яких відбувається зміна сюжету. А замість
збереження проміжних кадрів прогнозує і зберігає лише інформацію про
зміни в поточному кадрі стосовно попереднього. Отримана в такий спосіб
інформація стискується по алгоритмах компресії, аналогічним тим, що
застосовуються в архіваторах. Компресія звуку найчастіше виробляється у
формат MP3 чи WMA. Однак можливе використання будь-якого кодека, аж до
застосовуваного в DVD шестиканального AC-3 потоку (єдина вимога — щоб
даний аудіокодек був встановлений у системі).

Кардинальне нововведення при компресії відео в MPEG-4 полягає в
наступному. На відміну від попередніх форматів, що поділяли зображення
на прямокутники, при обробці зображень кодек оперує об’єктами з
довільною формою. Приміром, людина, що рухається по кімнаті, буде
сприйнятий як окремий об’єкт, що переміщається щодо нерухомого об’єкта —
заднього плану. Природно, алгоритми пошуку й обробки подібних об’єктів
вимагають набагато більше обчислювальних ресурсів, ніж у випадку
MPEG-1/2. Але з урахуванням швидкодії сучасних комп’ютерів остання
обставина не можна розглядати сьогодні як велика перешкода на шляху
широкого поширення формату MPEG4. Для порівняння — у часи виходу MPEG-2,
у 1995 році, частота процесора нових PC складала близько 100 Мгц.
Сьогодні ця цифра зросла в десять разів!

Для нас як кінцевих користувачів найбільший інтерес представляє само
збереження і відтворення відео на комп’ютері. Цей формат цілком можна
назвати дешевої і як наслідок більш доступною альтернативою DVD в
області розваг.

Більш докладно про стандарт MPEG-4 можна прочитати російською мовою тут
( HYPERLINK «http://mpeg.boom.ru/divx.htm»
http://mpeg.boom.ru/divx.htm ).

Від чого залежить якість MPEG-4 фільмів?

Якість фільмів у форматі MPEG-4 залежить від багатьох факторів, їхній
можна умовно розділити на три групи.

Якість вихідного матеріалу. Приміром, якщо фільм із двох VideoCD
(MPEG-1) компакт-дисків c дозволом 352*288 стискується до одного диска в
MPEG-4 чи, що того гірше, з піратської відеокасети, те ні про яку
прийнятну якість не може бути і мови.

Параметри стиску вихідного відеоматеріалу: бітрейт (потік даних, що
проходить через декодер), розмір зображення й інші, менш істотні.
Значення цих параметрів визначає насамперед тривалість фільму. Так, на
один CD можна умістити фільм тривалістю півтори години, а можна впхнути
і тригодинний. При цьому зрозуміло, що в першому випадку потік даних
виявляється ширше, а необхідний ступінь компресії менше. Отже, фільм
буде стиснутий і записаний на CD з меншими втратами як зображення.
Оптимальний вибір параметрів кодування в MPEG-4 є строго індивідуальним
і залежить від конкретного фільму. Тому без достатнього досвіду в цій
справі важко домогтися гарного результату. Не секрет, що усі фільми в
MPEG-4 мають кустарне виготовлення. Найчастіше якість зображення дуже
низьке, а враження від перегляду фільму може бути цілком зіпсовано
артефактами і постійними ривками зображення. У форматі DVD, навпроти,
фактично всі диски мають зображення і звук чудової студійної якості.

Параметри декомпресії стиснутого відео, настроювання відеокарти,
монітора/телевізора і швидкодія комп’ютера, використовуваного для
перегляду. Чим менше швидкодія, тим більше будуть помітні ривки
зображення, випадання кадрів (особливо в динамічних сценах).

На фактори перших двох груп по зрозумілих причинах глядач ніякого впливу
зробити не може, тому ми їхній не будемо розглядати. Тут залишається
тільки порадити ретельніше вибирати диски. Фактори третьої групи
залежать цілком від користувача і його комп’ютера, нижче ми розглянемо
їхній більш докладно.

Оверлей: що це таке?

Відеопотік у Windows може відтворюватися через спеціальний режим
DirectDraw, називаний Overlay (оверлей), при цьому відеоінформація
виводиться не у відеобуфер, а в окрему область локальної пам’яті
відеоплати, де вона додатково обробляється апаратними засобами самої
відеоплати (перетворення колірного простору YUV у RGB, апаратне
масштабування і фільтрація). Розмір кадру оверлея і глибина його кольору
не залежать від десктопа. Після обробки буфер оверлея може виводитися на
десктоп чи по окремому каналі, наприклад, через відеовихід на телевізор,
причому багато відеоплат дозволяють робити над умістом цього буфера
гамма-корекцію, регулювати яскравість, контрастність і т.д. незалежно
від десктопа. На десктоп оверлей виводиться за технологією «хромакей».
Windows малює вікно, де повинне відображатися оверлей, і заповнює його
«ключовим кольором»; відеоконтролер, зустрічаючи цей колір, при висновку
на DAC (цифро-аналоговий перетворювач) заміщає його даними з буфера
оверлея, попередньо роблячи масштабування зображення до розміру чи вікна
на весь екран. Перевірити, чи працює ні режим оверлея при відтворенні
відео, дуже просто: досить спробувати зробити скриншот екрана — якщо на
місці відеозображення з’явиться чорний прямокутник, виходить, відео
виводиться через оверлей.

Що таке Div і для чого він потрібний?

Div ( HYPERLINK «http://divx.ctw.cc» http://divx.ctw.cc )-кодек, що
робить компресію/декомпресію зображення, стиснутого в стандарті MPEG-4.
У прагненні витиснути з ринку потокового відео конкурентів (до приклада
Apple c його QuickTime) у Microsoft зайнялися розробкою кодека, що
дозволяє компресувати відеопотік у формат MPEG-4. На одному з етапів
налагодження нового продукту в «маси» була випущена бета-версія цього
кодека, що після невеликих доробок групою хакеров була перейменована в
DivX-кодек. По «політичним» мотивах Microsoft пізніше згорнула розробки
в цьому напрямку, випустивши тільки модуль для відтворення вже
закодованого відео.

При установці Div робить реєстрацію в системі, для того щоб до нього
могли звертатися програми більш високого рівня – плеєри.

Малюнок 1. Панель керування: відеокодеки

Який софт потрібний для перегляду фільмів у форматі MPEG-4?

У заголовку MPEG-4 відеофайлу є інформація про те, яким кодеком він
закодований. Варіантів звичайно два: або це стандартний Microsoft
MPEG-4, або Div. Існує утиліта, що дозволяє переправляти заголовок файлу
й у такий спосіб обманювати програму-плеєр ( HYPERLINK
«http://rising.nm.ru/ru/divx/index.htm»
http://rising.nm.ru/ru/divx/index.htm ).

Для формату Div необхідно використовувати Div ( HYPERLINK
«http://www.divx-digest.net/software/encode/DivX_311alpha.zip»
http://www.divx-digest.net/software/encode/DivX_311alpha.zip )кодек. Щоб
уникнути проблем зі звуком і зображенням бажано також установити Dіrесtх
не нижче 7-й версії і DXMedia 6.0. Звичайно на компакт-дисках з фільмами
у форматі MPEG-4 є установка кодека Div і програми плеєра.

Для перегляду підійде Windows Media Player 6.4.

Малюнок 2. Windows Media Player 6.4

Даний плеєр являє собою додаток, що використовує у своїй роботі
компонентів ActiveMovie. Власне, можливостями останнього і визначається
набір типів файлів, які можна програвати за допомогою цього плеера.
Достоїнства: відносно низьке завантаження процесора, досить зручний, не
перевантажений інтерфейс, входить у постачання ОС Windows 98, Me, 2000.
Недоліки: отсутствует можливість включення/відключення оверлеєв, немає
підтримки багатоканального звуку.

HYPERLINK
«http://www.microsoft.com/windows/windowsmedia/en/download/default.asp»
WMP7.1 — новітня офіційна версія універсального програвача від
Microsoft.

Малюнок 3. Windows Media Player 7.1

Крім наверненого інтерфейсу я не знайшов яких-небудь значних поліпшень,
що впливають на програвання MPEG-4 фільмів. Відсутність можливості
настроювання кодека Div і украй високе завантаження процесора викликають
великі сумніви з приводу виправданості використання цього програвача.

Потрібно помітити, що якість і швидкість зображення залежать в основному
від кодека — плеєр є тільки надбудовою. (Однак деякі плеєри від
ентузіастів набагато обережнише звертаються з пам’яттю і не дратують
постійно тріскотливим від свопингу вінчестером, як це люблять робити
оптимізовні для низького бітрейта «виробу» від M$. Крім того, сторонні
плеєри мають безліч настроювань — від досить банального, але
легкодоступного повзунка якості Div до включення оверлея і вибору режиму
багатоканального звуку )

Чим, крім плеєрів від Microsoft можна дивитися MPEG-4?

Існує багато альтернативних програвачів відео в MPEG-4, принципових
розходжень між ними ні, тому що усі вони використовують той самий кодек,
але є реально необхідні настроювання, що відсутні в стандартних
програвачах.

BSPlayer ( HYPERLINK «http://bsplayer.cjb.net» http://bsplayer.cjb.net
).

Малюнок 4. BSPlayer у стандартному оформленні і зі скіном DVD

Зручний плеєр з багатими функціональними можливостями, серед них:

Убудований власний DirectShow фільтр для поліпшення якості зображення;

Накладення на зображення інформації про час програвання і рівень звуку;

Підтримка субтитрів;

Можливість перегляду відео в уповільненому 1/2X і прискореному 2X
режимі;

Підтримка багатокального звуку;

Можливість (із поруч обмежень) включення/відключення висновку зображення
через оверлей;

Багатомовний інтерфейс. Є підтримка росіянина;

Емуляція основного меню DVD диска.

Крім того, плеєр дозволяє робити скриншоти з фільму, навіть при
включеному оверлее. Можна примусово змінювати формат висновку зображення
між 4:3, 9:16 і оригінальним. Єдиним недоліком плеєра є трохи більш
високий рівень завантаження процесора в порівнянні з WMP 6.4.

Sasami2k ( HYPERLINK «http://sasami2k.kiwidream.com/index2.html»
http://sasami2k.kiwidream.com/index2.html ).

Малюнок 5. Sasami2k

Могутній відеоплеєр зі зручним інтерфейсом, що має масу цікавих
настроювань і функцій, таких як:

Доступ до властивостей декомпресора аудіо;

Висновок на екран у режимах RGB 565 RGB 888 Overlay YUY2 (автовибор);

Відеофільтри (застосування цих фільтрів веде до значного збільшення
завантаження процесора):

Світліше;

Темніше;

Підвищити різкість (фільтр низьких частот);

Розмивка (фільтр високих частот);

Усереднення блоком;

Усереднення хрестом;

Mean (велика розмивка);

Через терміновий режим (не підвищує швидкості);

Перевернути (потрібно для старих версій кодека);

Негатив.

Pan-and-scan function (плавне масштабування на лету);

Supersampling (підвищення дозволу інтерполяцією). Дає деяке поліпшення
зображення в повноекранному режимі, але знову ж веде до збільшення
завантаження процесора;

Можливість зміни в настроюваннях пріоритету, з яким за замовчуванням
запускається програвач.

Головним достоїнством даного плеєра є можливість включення режиму
оверлей при перегляді фільмів з будь-яким дозволом. У разі потреби плеєр
«нарощує» дозвіл вихідного кадру до значення, кратного 16 чи 32. Але, з
іншого боку, великим мінусом програвача є украй високе завантаження
процесора (починаючи з якості 1 у настроюваннях кодека). При
відключеному висновку зображення через оверлей включення останнього
знижує коефіцієнт використання процесора приблизно до рівня WMP6.4, що
не працює через оверлей, загалом, відмінний плеєр, але тільки не для
«слабких» PC.

Відразу після установки, усі пункти меню в даному плеєрі виводяться
корейською мовою. Для того щоб змінити мова, використовувана за
замовчуванням, на англійський, необхідно знайти в каталозі з
установленим плеєром файл sasami2000.enu і перейменувати його в
sasami2000.rus

Play ( HYPERLINK
«http://www.projectmayo.com/projects/subproject.php?projectID=2&subproje
ctID=3»
http://www.projectmayo.com/projects/subproject.php?projectID=2&subprojec
tID=3 )

Малюнок 6. Play

Основне перевага даного плеєра — вкрай низьке завантаження CPU,
досягнута, очевидно, за рахунок того, що при роботі плеєр не
використовує ніяких програмних фільтрів, що обробляють відеопотік
додатково. Регулювань якості, яскравості, кольоровості й іншого попросту
немає! Однак навіть якщо відключити ці фільтри в інших, розглянутих
раніше програвачах, то по показнику швидкодії Play усе рівно упевнено
випередить їх. Тому даний плеєр можна рекомендувати, як заміну
стандартного програвача на «слабких» машинах.

Малюнок 7. Завантаження процесора при використанні для перегляду різних
плеєрів

Звідси ( HYPERLINK «http://www.divx-digest.com/software/index.html» \l
«players» http://www.divx-digest.com/software/index.html#players )можна
скачати безліч інших плеєров і супутнього софта.

Чи можна дивитися MPEG-4 відео в ОС, відмінних від Windows?

Звичайно, можна. Приміром, якщо сходити по останньому посиланню (див.
ледве вище), те можна знайти плеєри для Linux і BeOS. Неважко улаштувати
чи пошук вийти на сайты підтримки вашої ОС, для того щоб знайти
відповідні їм плеєри.

Як можна вимірити швидкодія кодека Div на моєму комп’ютері?

На жаль, вимірити максимально досяжний fps (кадри/сек) так, як це
робиться, наприклад у Quake, не можна. Роздягнула Статистика в плеєрах
видає тільки поточне число кадрів у секунду, що не може перевищувати те
значення (звичайно 24-25), з яким записаний MPEG-4 файл. Якщо для
декомпресії відеопотоку не вистачає обчислювальних ресурсів процесора,
то кодеку приходиться пропускати деякі кадри, для того щоб не втратити
синхронізацію відео і звуку, при цьому починається посмикування
зображення, і, отже, падає миттєве значення fps. Для оцінки швидкодії
кодека миттєве значення fps непридатне, тому що у випадку недостачі
обчислювальної потужності комп’ютера воно постійно змінюється в
залежності від руху об’єктів у кадрі, а при достатній швидкодії
комп’ютера залишається постійним у межах номінального (24-25
кадрів/сек.).

Непрямою оцінкою швидкодії того чи іншого плеєра на різних конфігураціях
комп’ютерів може бути значення завантаження процесора при відтворенні
відео. Якщо завантаження процесора менше 100%, швидше за все кодеку
вистачає обчислювальних ресурсів для повного розжаття відеопотоку. Якщо
значення завантаження процесора впритул наближається до 100%, то кодеку,
очевидно, приходиться пропускати деякі кадри, щоб устигнути за звуковим
супроводом фільму.

Усі тести, приведені в цій статті (за винятком тих випадків, де
вказується на застосування інших конфігурацій), я проводив на наступному
комп’ютері:

процесор Duron 700;

материнська плата Chaintech 7AJA (KT133, південний міст 686B);

відеокарта ASUS 3800 RIVA TNT2PRO 16Mb;

RAM 192MB (на частоті 133Mz);

звукова плата Creative 128 PCI CT 4810.

Тестування проводилося в операційній системі Windows 2000 PRO, середнє
завантаження процесора визначалося за допомогою системного монітора, що
входить до складу засобів адміністрування операційної системи.

Середній відсоток використання процесора у всіх тестах визначався за
проміжок часу, рівний 1 хв. 40 з, при відтворенні, що починається на
106-ий хвилині фрагмента фільму «Матриця» (сцена з падаючим
вертольотом). Параметри стиску використовуваного фільму: дозвіл 680*312,
бітрейт 80,595 Kbit/s, тривалість 130 хв. 59,240 с. Розмір файлу — 648
620 032 байта. Причому там, де явно не сказано про зворотний, якість
зображення у властивостях кодека Div виставлялося на 2 і не
використовувався режим оверлея.

Малюнок 8. Системний монітор

На представлених нижче діаграмах приведені середні значення коефіцієнта
використання процесора в різних умовах роботи, тому зазначена, приміром,
завантаження процесора 87,7% (на малюнку вище) не означає, що кодеку
досить обчислювальної потужності процесора для відтворення відеопотоку
без утрати кадрів, адже миттєве значення коефіцієнта використання кожні
кілька секунд «стрибає» до 100%. Для нормального перегляду фільмів без
дратівної втрати кадрів у відеопотоці бажано, щоб завантаження процесора
не перевищувало 70%.

Що можна зробити, якщо MPEG-4 «гальмує»?

Заїкуватий звук, різке посмикування картинки на динамічних сценах,
«випадання кадрів» — вірні ознаки того, що вашій системі не вистачає
потужності для нормальної декомпресії відеопотоку. До речі, статистику
роботи видеокодека при перегляді фільму можна з’ясувати в розділі меню
Вид/Статистика універсального програвача. Перераховані вище явища можуть
виникати не тільки на відверто слабких машинах, але і на досить могутніх
комп’ютерах при неоптимальному настроюванні. У цьому випадку почати
перевірку системи потрібно з установок у BIOS SETUP. Особлива увага
варто приділити настроюванню підсистеми пам’яті, тому що саме її задача
— устигнути пропустити весь розціплений кодеком потік даних між
процесором і відеокартою. Кодек MPEG-4 виповнюється майже цілком на
програмному рівні, тому розгін процесора може дати істотний приріст по
продуктивності. Нижче приведені результати оптимізації настроювань BIOS
Setup мого комп’ютера.

Малюнок 9. Зміна завантаження процесора в залежності від настроювань
BIOS

За замовчуванням пам’ять працювала на частоті 100Мгц із таймінгами
пам’яті 7-1-1-1R 4-1-1-1W 3-3-3CL. Збільшення робочої частоти пам’яті до
133Мгц, зменшення таймінгів до 6-1-1-1R 4-1-1-1W 2-2-2CL і включення
Bank interleave 4-way привело до зниження середнього завантаження CPU на
4,8%, а наступний розгін зовнішньої шини процесора до 107 Мгц (частота
процесора 7*107=750Мгц, пам’яті — 107+33=140Мгц) дав зниження
завантаження ще на 4,3%. Таким чином, правильне настроювання і невеликий
розгін системи привели майже до десятипроцентному зниження завантаження
процесора. Тепер поговоримо про настроювання операційної системи.
Насамперед бажано скачати останній патч (заплатку) із сайта виробника
для чіпсету, установленого на вашій материнській платі, особливо, якщо
цей чіпсет від VIA. Потім потрібно перевірити, чи включений режим DMA
для CD-ROM і диска: у Панелі керування в розділі Система подивитися
властивості CD-ROM і вінчестера. У цьому режимі обмін даними між
оперативною пам’яттю і зовнішніми пристроями відбувається без участі
процесора. Крім того, при перегляді фільмів із вінченстера, що працює в
режимі UDMA, середнє завантаження процесора знижується на 1-2%. Виграш
по продуктивності, звичайно, невеликий, але заради зменшення загального
шумового тла від комп’ютера варто постаратися.

Малюнок 10. Завантаження CPU у залежності від використовуваного
нагромаджувача

Зміна розрішення і глибини квітів робочого столу і розгін відеокарти не
роблять значного впливу на швидкодію кодека. У підтвердження приводжу
наступний графік. При змінах у широкому діапазоні частоти графічного
процесора/пам’яті на відеокарті RIVA TNT2 PRO від 100/125 до 160/200, а
також розрішення і глибини квітів екрана розкид результатів середнього
завантаження процесора склав 4,3%.

Малюнок 11. Завантаження процесора в залежності від настроювання
відеокарти

Отриманий результат наочно показує, що відеокарта практично не бере
участь у процесі декомпресії відеопотоку. Єдине, що може доручити їй
плеер, це масштабування і перетворення формату квітів у вихідній
картинці, а ці дії масові графічні контролери навчилися добре робити ще
років п’ять назад. Тому що розмір потоку між відеокартою і процесором не
залежить від розрішення екрана, то невелике коливання відсотка
завантаження CPU зв’язано головним чином зі зміною роботи відеопам’яті в
різних режимах швидкості.

Як уже говорилися, масштабування зображення і перетворення формату
квітів з YUV у RGV може і повинне (для розвантаження процесора)
вироблятися на апаратному рівні силами відеокарти. Апаратне
масштабування підтримують практично усі відеоадаптери останніх
двох-трьох років випуску, однак деякі відеопроцесори, наприклад від
MATROX і NVIDIA TNT/TNT2, не завжди запускають оверлеї, якщо розрішення
вихідної картинки для масштабування не кратно по горизонталі 16 чи 32.
Оверлей також може не працювати при неправильному настроюванні драйверів
чи відеокарти ж просто тому, що програма-плеєр не уміє виводити відео в
цьому режимі. Мені так і не удалося включити оверлей при перегляді
«Матриці» (розрішення 680*312) на відеокарті TNT2PRO у всіх плеєрах крім
Sisami2k. При перегляді інших фільмів (з розрішення по горизонталі,
кратним 32) включення режиму оверлея знижувало завантаження процесора
(Duron 700) у середньому на 10-15%.

Якщо всі попередні рекомендації істотно не допомогли, залишається тільки
жертвувати якістю декомпресії в обмін на плавність. При відкритому файлі
MPEG-4 у WMP 6.4, у меню Файл > Властивості > Додатково, виберіть
властивості MPEG-4 DVD Video decompressor і підберіть оптимальний рівень
CPU Quality. Зменшення цього показника визволить додаткові такти
процесора, і зображення не буде «затикатися».

При значенні 0 буде виключений програмний фільтр згладжування
зображення; рівні від 1 до 4 відповідно підвищують ступінь згладжування
— це веде до зменшення помітності «квадратиків» на зображенні.

Малюнок 12. Завантаження процесора при різному рівні фільтрації

Можна спробувати з каталогу Windows\System видалити файл Div_c32.ax, що
при відтворенні відео додатково обробляє розціплений відеопотік,
коректуючи яскравість, контрастність, насиченість кольору і якість
згладжування. Мінус у тім, що після видалення цього файлу ви позбавитеся
відповідних настроювань у властивостях кодека. У самому крайньому
випадку можна піти на зменшення розрішення кадру MPEG-4 фільму, тому що
зі зменшенням розрішення різко вивільняються ресурси для повноцінного
відтворення відеопотоку. Докладніше про це можна прочитати тут:
HYPERLINK «http://mpeg.boom.ru/pixel.htm» http://mpeg.boom.ru/pixel.htm
.

Чи можна якось поліпшити якість зображення при перегляді відео?

Якщо для перегляду MPEG-4 фільмів ви використовуєте програвач WMP 6.4 зі
складу OS Windows, то, запустивши його в меню
Файл>Властивості>Додатково, виберіть властивості MPEG-4 DVD Video
decompressor: у цьому розділі повзунок CPU Quality можна переміщати від
0 до 4 починаючи з одиниці. При значенні CPU Quality «чотири»
досягається найкраща якість зображення, однак при цьому сильно зростає
обсяг обчислень, необхідних для прорахунку кожного кадру. У цьому
розділі також можна настроїти рівень яскравості, контрастності,
насиченості і балансу квітів.

Малюнок 13. CPU Quality 0

Малюнок 14. CPU Quality 4

Інші плеєри, до приклада Sasami2k, іноді містять додаткові фільтри, що
поліпшують якість зображення, але використання їхній вимагає наявності
досить могутнього процесора з частотою не нижче 800Мгц.

Чи існують для PC відеокарти з апаратним прискорювачем MPEG-4?

На сьогодні таких відеокарт немає в природі і причин тому трохи.

Економічні. MPEG-4 — це великий стандарт, що описує роботу з
мультимедіа. Використання кодеків з його складу для стиску і збереження
фільмів на CD як дешеву альтернативу DVD є лише одним з його
застосувань. При цьому у відеоформаті MPEG-4 (так, як він реалізований
сьогодні) і нагромаджувачах на CD цілком відсутній який б це не був
апаратно-програмний захист від несанкціонованого копіювання, так що
піратське тиражування CD (зокрема CD MPEG-4) здійснити набагато
простіше, ніж DVD. Тому навряд чи варто очікувати згоди з боку
найбільших виробників відеопродукції на розробку подібного виду
пристроїв саме як альтернативи DVD.

Технічні. Стандарт MPEG-4 на сьогодні є досить сирим, його постійно
доповнюють, змінюють і виправляють. Крім того, декомпресія відео в цьому
стандарті здійснюється по дуже складних алгоритмах, для досягнення
якісного результату роботи яких вимагаються значні обчислювальні
ресурси.

Яке залізо потрібно для нормального перегляду MPEG-4 фільмів?

На упакуванні CD c записаними в цьому форматі фільмами в графі системні
вимоги звичайно пишуть: комп’ютер не нижче PII-400. Але це далеко не
однозначна оцінка. Швидкодія програмного декодера прямо залежить від
параметрів стиску конкретного фільму, головним чином від бітрейта і
розміру кадру. Фільми з розрішенням 352*288 тривалістю в одну годину
цілком пристойно виглядають на Pentium 200MMX, у той час як при
розрішені 720*576 фільм тривалістю о другій годині перетворює перегляд у
«шоу» на Pentium II 400 (передбачається, що в обох випадках фільм займає
один CD). Щоб довідатися основні параметри стиснутого відеофайлу,
потрібно в провіднику клацнути по ньому правою кнопкою миші і вибрати
пункт Властивості, після чого відкрити закладку Зведення.

Отже, розглянемо один по одному компонента комп’ютера, від яких залежить
плавність і якість відтворення MPEG-4 відео.

Процесор. Швидкодія практично всіх старих socket 7 систем є недостатнім
для якісного відтворення більшості фільмів, записаних з порівняно
високими дозволами. Приміром, фільм «Матриця», стиснутий з параметрами
680 x 312, 24 біт, 196481 кадрів, 25,000 кадрів/с, 80 кб/с, тривалістю
131 хвилина, мені так і не удалося нормально подивитися на комп’ютері з
процесором K6-2+ 500 навіть з установкою нульової якості зображення. Але
ж це найшвидший представник socket 7 процесорів з коли-небудь, що
випускалися! Положення не рятує навіть інтегрований у його ядрі кеш
другого рівня обсягом 128Kb (як у процесора більш пізнього покоління —
Celeron). Що вуж говорити про процесори без такого кеша, так ще і
працюючих на менших частотах. Вузьким місцем Socket 7 систем є навіть не
процесор, а пропускна здатність шини даних між пам’яттю і процесором. Не
вистачає продуктивності й у представників наступного покоління
процесорів — Celeron і перших моделей Pentium II з частотою FSB всего 66
Мгц. Для нормального перегляду подібних фільмів бажано мати процесор з
частотою не нижче 600-700 МГц і — саме головне — з 100-, а краще
133-мегагерцовий системною шиною.

Малюнок 15. Завантаження ЦП у залежності від процесора

У цьому тесті в настроюваннях Div якість зображення виставлялося на 0.
Можливо, індивідуальне настроювання кожного з PC трохи змінила б
відносні співвідношення продуктивності кодека на різних комп’ютерах, але
загальна картина все одно залишилася б колишньою: K6-2 безнадійно
гальмує, Celeron 733 через свою 66-мегагерцову зовнішню шину показує
майже такий же результат, що і Pentium II 400, що володіє великим кешем
L2 і працюючий на частоті зовнішньої шини 100Мгц. Серед дешевих
процесорів сьогодні кращим вибором для нового комп’ютера є Duron.

Відеокарта. Відеокарти останнього років випуску мають приблизно
однаковий набір функцій для висновку двомірного зображення і рівнем
продуктивності в 2D режимах, цілком достатнім для відтворення MPEG-4
фільмів. Єдине, на що потрібно звернути увагу, це на використовувану
відеокартою шину. AGP трохи підвищує загальну продуктивність у 2D у
порівнянні з PCI, зв’язано це головним чином з більш високою швидкістю
доступу до локальної пам’яті відеокарти через шину PCI. Апаратно
прискорювати MPEG-4 не вміє жоден з відеоконтролерів, що сьогодні
випускаються, тому відеокарти відрізняються один від одного в основному
рівнем якості відеосигналу, який виводиться на монітор (виражається,
приміром, у «замилюванні» зображення), і деякими розходженнями в
алгоритмах масштабування і перетворення зображення.

Малюнок 16. Завантаження процесора при різних відеокартах

Обсяг і параметри роботи пам’яті. 64Mb цілком достатньо для відтворення
відео. Однак з обліком сьогоднішніх незвичайно низьких цін на модулі
пам’яті як розумний мінімум краще установити 128МБ. Велике значення для
швидкодії кодека має швидкість роботи з пам’яттю. Тому вкрай бажано
виставити частоту системної пам’яті в BIOS SETUP на 133 МГц, а також
настроїти інші параметри, що відносяться до системної пам’яті, на
максимальну швидкодію (див. малюнок 9).

Звукова плата. Використання старої звукової плати ISA чи програмного
звуку, інтегрованого на системній платі, не сприяє підвищенню
продуктивності комп’ютера. Краще використовувати повноцінну звукову
плату PCI. Що цікаво — програмний висновок звуку через контролер,
убудований у південний міст 686B чіпсету VIA на процесорі Duron 700, і
далі через AC’97 кодек займає навіть менше ресурсів, чим при висновку
через стару звукову плату ISA. Однак багато старі ISA звукових плат не
здатні відтворювати звук з частотою дискретизації 48 кгц, проблема веде
до порушення природної швидкості відтворення відео, теоретично в таких
ситуаціях можна поступитися якістю і перекодувати звуковий потік з
меншою частотою дискретизації, практично простіше і краще замінити
звукову карту.

Малюнок 17. Завантаження процесора в залежності від типу звукової карти

HDD, CD-ROM. Швидкість цих пристроїв при досить сильному процесорі майже
не впливає на продуктивність системи в цілому.

Як краще дивитися фільми — по телевізору чи моніторі?

На це питання важко відповісти однозначно. З одного боку, у
комп’ютерного кінескопа набагато менше розмір зерна люмінофора, за
рахунок чого досягається помітно більш висока чіткість зображення, але,
з іншого боку, звичайно по розмірі діагоналі екрана монітори сильно
програють телевізорам. А чим більше розмір екрана, тим далі
розташовується глядач від останнього — у результаті підвищена
зернистість зображення стає непомітної для людського ока. Виходячи з цих
розумінь, можна порадити наступне: якщо ви є власником 17-дюймового
монітора і 21-дюймового телевізора, те переважніше все-таки дивитися
фільми на комп’ютерному моніторі. У випадку якщо ваш телевізор 25 і
більш дюймів, то краще використовувати для перегляду фільмів телевізор.
Природно, підключити телевізор до комп’ютера можна тільки в тому
випадку, якщо ваша відеокарта володіє TV виходом. Можна установити другу
PCI відеокарту з TV-OUT, але в цьому випадку не виключені труднощі із
софтом, відверта кривизна якого може звести нанівець усі переваги
телевізійного перегляду.

Способи підключення до телевізора, вибір стандарту зображення,
порівняння якості відеовиходів різних відеокарт і рішення виникаючих при
цьому проблем — це тема для окремої статті. Якість зображення на екрані
телевізора залежить також від сполучного кабелю.

І на закіньчення про найважливіше. Можливо, вам приходилося зауважувати
при підключенні антенного штекера до працюючого телевізора пробігаючу
між контактами, що з’єднуються, іскру. Отож, така іскра практично
гарантовано виведе з ладу мікросхему, що відповідає за TV-OUT. Тому
перед комутацією сполучних кабелів не зневажайте інструкціями і виймайте
з розетки розйоми комп’ютера і телевізора!

Де ще можна почитати про MPEG-4?

Мені зустрічалися наступні цікаві ресурси, з яких можна почерпнути
досить багато корисної інформації:

HYPERLINK «http://mydivx.da.ru/» http://mydivx.da.ru/

HYPERLINK «http://www.fortunecity.com/rivendell/world/6/»
http://www.fortunecity.com/rivendell/world/6/

HYPERLINK «http://www.divx-digest.com/» http://www.divx-digest.com/

HYPERLINK «http://mosdivx.al.ru/» http://mosdivx.al.ru/

HYPERLINK «http://mpeg.boom.ru/index.html»
http://mpeg.boom.ru/index.html

HYPERLINK «http://www.divx.com/» http://www.divx.com/

HYPERLINK «http://www.projectmayo.com» http://www.projectmayo.com

HYPERLINK «http://www.projectmayo.com/projects/DivX_White_Paper.txt»
http://www.projectmayo.com/projects/DivX_White_Paper.txt

HYPERLINK «http://doom9.org/» http://doom9.org/

HYPERLINK «http://doom9.org/faqs.htm» http://doom9.org/faqs.htm

Похожие записи