PureVideo技术

视频处理技术

PureVideo技术Nvidia开发一种视频处理技术，结合硬件和软件最新科技，将家庭影院级别视频画质带入PC平台。借助PureVideo技术，Geforce6系列GPU内建的专属可编程视频处理引擎，可以对MEPG-2、HD Video视频播放进行硬件加速，达成家庭影院级别的720p和1080i视频画质。PureVideo技术采用高端消费电子设备才有的高阶视频算法。

技术特点

1.支持高清晰度视频

2.硬件加速HD-MEPG2解码

3.硬件加速WMV-HD解码4.高阶动态自适应交错

5.3:2折叠式修正

6.3:2编辑修正

7.扩展颜色支持

8.Gamma修正

9.色温修正

10.LCD Overdrive

11.全分辨率视频增强

12.新的4-tap水平、5-tap垂直缩放

为了获得最佳Purevideo视频体验，玩家需要安装67.03 Forceware驱动程序，nVIDIA DVD Decoder，Windows XP操作系统，Windows Media Player 10播放器，2.4GHz以上处理器,相信任何购买Geforce6级别的玩家都拥有以上的配置。

Nvidia为其“视频处理器”标上了“商标”：PureVideo。PureVideo技术是GeForce 6系列显卡独享的，并且只有最新的GeForce 6 GPU才拥有“完全的”PureVideo核心。早先发布的NV40和NV45 核心(GeForce 6800GT/Ultra)并没有Windows Media Video 9 解码加速器，而GeForce 6家族的其他兄弟GeForce 6800/6600GT/6600/6200则完完全全拥有该特性。

视频交错技术

PureVideo技术的一个重要特性就是“反交错处理”（de-interlacing）能力，在我们理解“反交错处理”能力之前先让我们了解何为“交错”技术，我们为什么要“消除”它。比如说我们想看一副卡通画面，下面就是这副卡通画面：

我们受输出和接受带宽的影响，使得我们根本无法在一个单位时间内完成一个完整画面的输出。一个解决的办法就是我们把画面分成不同的部分，然后把这些不同的部分按照原有的顺序连续不断的输出；如果这个输出过程够快，人眼就很难觉察到画面的间隔。所以，我们就可以把上面的那幅卡通画面先分成两个独立的半帧（fields，也称扫描帧。整个画面为1帧）：

我们还需要了解一下何为“交错电视处理”（interlaced television）。北美地区现在所实行的“交错处理北美制式电视”（Interlaced NTSC TV ）以每秒60个半帧（fields）播放画面，然后依赖人眼自己“合成”画面的功能，使整个画面看起来就象是一个完整的画面。而现在新出现一个趋势，正在从“交错电视处理”技术向“反交错处理”技术转变，“反交错处理”技术可以使画质更出色。

好，大家先记住这“交错电视画面”，下面我们转向“反交错电视画面”部分。

帧率转换

大部分DVD根据画面可以分为两种基本的类型：24 帧/秒片源和30帧/秒片源，现在流行的大部分是24 帧/秒片源，这是因为大部分电影（movie）是以24 帧/秒的速度拍摄的，而大部分DVD又都是录制电影的。

虽然大部分活动的画面以每秒24帧的格式录制，但是用户的电视都不是这个标准，而是我们前面提到的60半帧/秒制式。而消费者承受的起的电视又不象电脑显示器那样可以调不同的分辨率，所以DVD制造商就想办法使自己的24 帧/秒片源DVD产品转化可以在普通电视播放连续画面。

让我们再理清一下前面提到的问题，在北美市场，大部分电视都是“交错处理北美制式电视”，播放的速度是60半帧/秒。而一个单独的“半帧”（fields）是完整画面的一半，这样可以在输出过程中更好的节约带宽。如果以60半帧/秒的速度播放画面，人眼就可以把连续的画面“合成”为活动的画面。那么如何把24帧/秒的“反交错处理”（即aka progressive）电影制式转换为电视的60半帧/秒呢？

第一步我们需要把逐行的电影画面转化为交错的电视画面，这其实很简单，只要把完整的画面分隔为奇数行和偶数行，然后把全部的奇数行输入到奇数半帧，把其余所有的偶数行输入到偶数半帧即可。

这样我们就得到了48个“交错”的半帧，但是仍然没有达到60半帧/秒的目的，我们也不可能从后面拿出12半帧加进去，这样会使我们的画面看起来象快进的画面一样。所以我们的选择只能是使这48个半帧在单位时间里播放的时间变长一些。事实证明，如果我们采用“3-2 折叠”（pulldown）技术，将会得到相当好的转换方案。

我们可以首先把24帧的第一帧分隔为3个“交错扫描帧”（fields，这里应该已经为三分之一帧了），第二个分隔为2个“交错扫描帧”，其余的帧按照这个模式依次分隔，这样我们就可以把24帧/秒的电影格式转化为60半帧/秒的电视格式。

还有一部分电影和电视采用的不是我们上面提到的制式，而是30帧/秒的制式，这种制式转换为普通电视的60半帧/秒制式就简单的多，只要采用一个“2-2折叠”技术就可以了。目前最著名的30帧/秒制式的片源是《六人行》（Friends）（注：经过验证《六人行》并不是如其标称的30帧/秒制式，而是24帧/秒制式，这一点将在我们后面的测试中用到）。（24帧/秒制式片源被标为“电影”，30帧/秒制式片源被标为“录像”）

但是现在随着电视技术的发展，高端的电视已经可以播放“反交错处理画面”了，然而这需要市场上有“反交错处理”能力的播放器才行。制造商因此制造出比较便宜的“反交错处理”DVD播放器供应市场，也就是俗称的“逐行扫描”DVD。但是有了“逐行扫描”DVD播放器还需要有片源才行，这样“逐行扫描”DVD播放器才可以把DVD里的逐行画面转换出来。根据我们上面提到的“法则”，从原有的DVD交错画面数据中重建“逐行”的内容并不是一件很困难的事情，只要DVD播放机可以解读出DVD片源为24帧/秒制式还是30帧/秒制式就可以了。而DVD规格说明使得这一切变得非常简单。看起来这样就没有问题了吧？但是事实并非如此。

事实证明DVD所标称的格式并不是十分可信，这样就导致DVD播放器用一种“错误”的方法来播放影片，这样得到的画面惨不忍睹。所以DVD播放器不能仅仅只依赖DVD片源标记的格式来执行，DVD播放器还应该有自身识别DVD格式的能力。如果解码芯片检测到“3－2折叠”格式的片源，应该切换到“电影”模式下；而如果检测到“2－2折叠”格式的片源，则应该相应切换到“录像”模式下。产生这种错误标称问题的原因是多种多样的，有可能是在编辑、转变过程中产生的，也有可能是播放器解码过程中的错误，这样就有可能使播放器在播放过程中做出错误的“行为”，比如说把24帧/秒的内容转换为30帧/秒的内容，可能会在播放过程中产生“褶皱”的画面，虽然说这种“打嗝”不会全程发生，但是在用自己上万元的家庭影院欣赏大片过程中，这种停顿也是十分令人讨厌的。这时，DVD播放器中的“识别纠错”能力就十分重要了。

那么，讲了这么多，到底这和我们今天所讲的Nvidia的PureVideo技术有什么关系呢？虽然我们的Geforce 6不是一个数字机顶盒，但是PureVideo技术就象上述的DVD解码器一样，可以使我们欣赏到真正流畅的影片。到底PureVideo是如何完成这种功能的呢？下面就让我们用测试来揭开这神秘的面纱吧，还要提醒大家一下，我们的PC天生就是就是一个“逐行扫描”的设备，根本不存在“交错处理”的问题，所以我们的视频质量直接依赖于我们Nvidia的PureVideo运算法则。

反交错处理模式

收集“交错处理”画面并转换为“反交错处理”画面的过程就是我们所说的“反交错处理”，现阶段有两种基本的“反交错处理”方法，分别为BOB和WEAVE。

其实BOB和WEAVE都是将视频/影频转换成逐行的一种方法，只是一般而言WEAVE针对影频源，BOB针对视频源，会各自得到较好的效果

至于“视频源”和“影频源”分别是指Video mode(摄像模式)像源和Film mode（电影模式）像源。是制作DVD的两种视频素材来源。

其中Video mode，通常指用摄像机拍摄的，如电视，以NTSC制式为例，每秒拍摄60场，先是1,3,5,...,525奇数行扫描线1场，再是 2,4,6,...,524偶数行扫描线1场,这两场合起来才是完整的一个画面帧，由于视觉暂留，看起来好象是一个完整的画面。实际上，因为这两场的拍摄是有时间差的，除非是静止的场景，否则如果简单地用WEAVE法把两场拼在一起合成一个画面，是会有锯齿的。

而Film mode则是电影模式，按每秒24帧拍摄，每个画面拍摄时本身是完整的，制作DVD时再拆分成两个场，以后用WEAVE算法把两场拼在一起当然是天衣无缝。

所以在选择BOB模式就相当于“两场非交织”其实并不是正真的逐行扫描。但可以使用各种措施将其强制改变为“两场交织”模式。而WEAVE模式的每一场就是一幅完整画面，故而它才是真正意义上的逐行扫描。

而NVIDIA的 PureVideo按照推测应该是用他们的Spatial-Temporal“反交错处理”一次采取适应的的每个象素“反交错处理”。正常情况下，普通的象素适应“反交错处理”是使用的是单个画面扫描帧（fields）的数据。而NVIDIA的Spatial-Temporal“反交错处理”可以使用其他画面的扫描帧以提高“反交错处理”的质量。下面我们就来看这种技术是否可以使得画质有提高。

驱动和解码器

NVIDIA的PureVideo技术软件方面有两部分，一为“图形处理器”驱动，一为PureVideo DVD解码器；驱动部分很简单，即ForceWare 67.01，而PureVideo DVD解码器采用的是最新的NVIDIA NVDVD解码器version 1.00.65。驱动部分对用户来说是完全免费的，而PureVideo DVD解码器依据联合版税需收取使用费19.99美元。Nvidia网站提供一个30天试用版本的PureVideo DVD解码器下载。

PureVideo DVD解码器安装后象其他软件一样会有一个控制面板，以方便用户设置。而你只能在使用解码器的时候才能进入控制面板，比如说观看DVD的时候；或者你也可以使用媒体播放器的时候也可以直接进入，比如说使用Zoom Player。PureVideo DVD解码器有几个选项可以供用户选择，但是看起来选项过于复杂了。

这里我们最主要需要设置的就是“反交错处理”选项，但是控制面板里有两个独立的“反交错处理”选项，多少会使用户有点混淆。第一个选项为“反交错处理控制”，有如下选择：Automatic, Film, Video and Smart。Automatic（自动）就像前面我们所提到的DVD播放器一样，可以根据DVD片源所标称的格式来播放影片。而Film（电影）和Video（录像）选项则可以使解码器处于相应的播放格式来播放24帧/妙制式或者30帧/妙制式的内容。而“Smart”（智能）模式就是我们应该选用的选项，这样NVIDIA的PureVideo技术才可以帮助我们自动识别DVD的格式，并采取相应的“反交错处理”来提供更好的画质。

但是这里还有一个“反交错处理”模式，有如下选项：Best available, Display fields separately 和Combine fields。 Display fields separately 和Combine fields会不管播放内容如何，分别强制采取bob 和 weave反交错处理。这里我们应该选择的是Best available（尽可能最好），这样我们就会使用NVIDIA的Spatial-Temporal“反交错处理”运算法则以得到最好的画质。

但是我们认为如果Nvidia采用直接的优化，提供单一的选择效果可能更好。

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