高清视频的编码和软解与硬解播放

高清视频的编码和软解与硬解播放

视频，是编码后的图像序列和音频，是视频就存在解码的问题

知识扩展：早期的电视是模拟电视，图像并不是在屏幕中同时显示，而是以像素点为单位在屏幕上从左到右从上到下的进行扫描。因为模拟信号都是基于同样的制式，这种方式可以简单的将需要传递的视频信号使用模拟信号进行传输，在一条传输线上使用不同频率传送AM或者FM信号即可完成多路视频信号传送的目的。

因为视频简单来说就是将图像以人眼难以察觉的速度播放，因此可以这样简单的等效——视频可以看作是一个压缩文件，同时压缩了图片序列和音频。技术越先进，压缩率越高，同时解压（解码）需要的硬件性能就越高。相对于需要表达的信息本身来说，越先进的编码技术就能在占用相同的储存空间储存更清晰、更接近原画的视频。

以前的DVD使用MPEG2格式，一个4.7GB的DVD碟只能储存120分钟1080线的视频。VCD的分辨率是320线,存储容量是每张光盘700M,视频光盘70分钟

而到了现在，两张4.7G的DVD可以轻松储存1080P的10-14集的季番（1080P X265的季番WEBRIP压好在5-8G左右，视频时长可以达到25X10分钟）

如果换成X264，体积就会大大增加了，更别提更古老的编码了

拿干物妹小埋举例，1080P 的BDRIP使用X264(AVC)编码的时候体积是45GB

如果使用X265（HEVC）的话就能够达到29.2GB

既然先进编码那么好，那干什么不用呢？

先进编码虽然省时省地，但是却要求更高的硬件性能 如果升级视频编码，就需要升级计算机硬件来满足要求

在解码方面，软解是单靠软件的运算来解码，软件是由cpu运行，因此软解是单使用cpu的能力来计算。这样会增加CPU负担，所以计算机本身会发热，且更费电

硬解，是借助于硬件来完成视频的解码，现在一般是由显卡来完成（手机也有GPU），好一点的显卡直接支持高清编码格式的硬解码。解压卡也能完成，不过现在一般不用了（解压卡也可称之为DVD解压卡,其主要的作用是解压输出视频文件的图像与声音）。要使用硬解，必须是播放器和显卡均支持硬解，如果硬件不支持，那播放器只能软解。

硬解可能会对画质造成损失

带来的问题就是硬解视频虽然省CPU但是需要硬件（通常是显卡）支持，而上文提到的先进编码在其出现之前的硬件显然不可能支持硬解。而相对而言，比较老的硬件在只能使用CPU软解先进编码视频的时候，其孱弱的CPU性能也不足以支持视频解码的需要。这时候就只有两种选择，一种是升级显卡，这种选择往往比较现实。但是实际操作中，台式机还好说显卡拆下来就换了，但是笔记本显然不行。那就只能用另一种升级CPU的操作。笔记本还是实现起来有困难。一是很多CPU都是BGA封装直接焊接在主板上，此外即使是PGA封装使用插槽固定往往老旧平台的CPU由于芯片组限制，只能支持到该芯片组支持的CPU系列的顶级，这样CPU的升级就被定死在某一款了。大多数情况下老旧平台升级CPU是杯水车薪的。但是也有例外，就是之前我们说的这个联想Y450这种奔腾双核升酷睿2代的情况。从跑分来看，升级CPU可以带来二分之一以上的性能提升，这样的提升足以满足从卡顿到流畅的飞跃。

当然，这要求PM45芯片组。毕竟总线从800升到了1066，如果芯片组只支持800，那也无法升级。（之前那个100元的T8100 NEC本子就只能上个8300意思一下了，因为其搭载的965芯片组只支持800总线 机器仍然使用最高800MHZ的DDR2内存）

即使是单核，老ATI独显的T42也能流畅播放1080P X264视频，当然，应该也是硬解，任务管理器可以看到CPU占用情况。

一般查阅核显或独显的型号可以了解其支持硬解视频的编码。

现在的情况就是，往往08-09年左右的笔记本CPU配置够高的话（酷睿2代后期 非低压U）还可以实现X265视频的硬解，但是到了手机/平板的话即使是到了GALAXY NOTE 10.1 2014实测也并不能流畅解码1080P X265 这种现象直到2016年华为P9才能得到解决（依然是软解）

现在的情况就是支持H265硬解的，CPU也强，也可以选择软解。不支持硬解的，CPU也弱

好在现在支持硬解的平台都不贵。管是凌动后继者APOLLOLAKE还是ARM阵营的各种电视盒子，都能完成在几百块钱（300那样）的预算下实现硬解的要求，也算是非常便宜实惠了。

附编码与视频标准：

H.264的技术改进

(1)更加精细的宏块分割模式,运动估计的精度更高(1/4像素的亮度精度和1/8像素的色度精度)

(2)整数DCT变换, 变换过程全部采用整数运算, 避免了浮点数运算过程中导致的错误积累, 降低了复杂度,并且正向的操作和逆向操作可以完全吻合.

(3)H.264中的环内去块效应滤波器可以很好的改善图像的质量, 使得进行运动估计时的结果更加准确.

(4)熵编码中的CAVLC和CABAC比之前的方法效率更高, 特别是CABAC