Codificação HD em Tempo Real na PS3?

Se existe uma coisa que está para além de qualquer dúvida, é certamente que o poder computacional natural do CPU Cell da PlayStation 3, é algo particularmente especial. A arquitectura do chip é algo único - tendo um convencional núcleo, CPU PowerPC, cercado por oito sub-processadores satélites ultra-rápidos (embora um esteja desactivado), cada um capaz de atingir números impressionantes. Cada um destes SPUs pode descodificar em simultâneo 300 ficheiros MP3 em tempo real.

Enquanto que as tarefas servem perfeitamente para as propriedades únicas de processamento dos SPUs, em teoria o chip deverá ser capaz de superar até mesmo a mais recente tecnologia de processamento Intel I7. Certamente que o programa Folding@home embebido dentro do software Life With PlayStation, está claramente superando o equivalente Folding multi-core disponível para PC (mais tarde tocarei neste assunto)

Assim, tendo em conta que a codificação de vídeo seja algo em que eu tenha gasto imenso tempo a fazer (onde cheguei ao ponto de construir uma segunda estação de trabalho i7 para os trabalhos de codificação de vídeos em HD, para que eu possa continuar a trabalhar em outras coisas), foi com algum interesse que tropecei no software h264 CodecSys CE-10. Criado como codificador h264 a nível de consumidor / produtor, ele corre no PC, mas com todos os processamentos pesados a serem realmente realizados pelo chip da tua PS3, o Cell, que está ligado ao teu computador através de um cabo LAN convencional.

Não é realmente o primeiro codificador baseado em SPU. A Leadtek tem a sua placa base SpursEngine PCI Express, que funciona muito rápido utilizando quatro SPUs, mas de acordo com esta análise, não parecem oferecer muito mais em termos de qualidade em comparação com os seus concorrentes. A questão é, pode a solução CodecSys, oferecer o aumento de velocidade que pretendemos, mas ainda assim mantendo a qualidade? E em segundo lugar, será que o pacote completo justifica os 200 dólares de preço para a edição pessoal, ou os formidáveis 2000 dólares para a edição profissional?

Bem, é bastante fácil de descobrir, pois os produtores, FixStars, oferecem o pacote completo para teste durante 14 dias, oferecendo todas as funcionalidades de ambas as versões do software. A instalação é fácil. O programa carrega para o teu PC muito rápidamente e tens que simplesmente colocar o código da PS3 numa pendrive USB flash, e mudar para "Outro Sistema Operativo" no XMB. Nem precisas de efectuar partições no disco da PS3, embora parte do pacote é baseado no Linux Yellow Dog. E com isso, estás no caminho certo.

As primeiras impressões em termos de oferta de opções, não são nada encorajadoras. Só te é permitido um perfil de codificação de bitrate médio, por isso só podes ter uma passagem - não duas, que é usual na maioria dos codificadores de vídeos. A melhor forma de codificares vídeos quando tens uma baixa largura de banda é através de um mínimo de duas passagens: a primeira é um exame geral do vídeo para ver quais as partes que precisam de mais colocação de dados, e as que não precisam. A segunda passagem, que funciona a seguir, dá a melhor qualidade de imagem de acordo com a largura de banda disponível. Um pacote profissional que apenas permite uma única passagem de codificação, torna muito difícil recomendar de imediato.


O codificador em acção. Todas as coisas interessantes estão no PC (à esquerda), enquanto que no ecrã da direita apenas uma imagem anónima do Linux Yellow Dog aparece na PS3, enquanto o Cell faz o seu trabalho.

Dito isto, a velocidade é a chave aqui, e não se enganem, o CodecSys CE-10 pode ser estupendamente rápido. Nos meus testes eu descobri que podia codificar a 720p em 35-40FPS, ao mesmo tempo que em 1080p a cerca de 20-24FPS. Isto não é exactamente em tempo real, mas é ainda muito, muito rápido. Mas velocidade não conta para nada no grande esquema das coisas, se a qualidade de codificação que consegues obter não é realmente boa. O codificador freeware x264 pode bombar a 1080p de forma sustentada a 24FPS, usando apenas um núcleo de um 3.0GHz Core 2 Duo, se desligares suficientes funcionalidades de codificação. Velocidade é importante, mas a questão no h264 é que a qualidade é rei.

Mas a Fixstars, produtora do CodecSys acha que a sua tecnologia é algo de especial, uma vez que este comunicado de imprensa diz: "O CodecSys utiliza uma abordagem multi-codec patenteada, onde um vídeo é analisado, sendo que o melhor codec para um determinado frame ou sequência de vídeo seja automaticamente seleccionado a partir de uma biblioteca inteira de codecs especializados. Ao comprimir o vídeo para baixo de 3Mbps, o CodecSys permite que os fornecedores de vídeos reduzam as suas necessidades de largura de banda mais de 50 por cento, para vídeos com qualidade HD, permitindo ter mais vídeos em menos largura de banda. "

Apenas o tipo de declarações que eu gosto, pois são facilmente medidas. Tempo então para uma demonstração da qualidade, e todos podem verificar a qualidade graças à glória do player de vídeo em HD da Eurogamer. Desenterrei o meu vídeo favorito - uma pequena montagem de clips de Burnout Paradise, o mesmo que usei para o infame artigo OnLive, e usei uma versão a 30FPS para esta comparação. É bom lembrar que a Fixstar tem algumas amostras no seu site com base em alguns vídeos de animação em CG. No entanto, de um modo geral, estes são fáceis de comprimir e oferecem pouco em termos de desafio para o codificador. Por outro lado, os jogos podem ser muito mais interessantes para um teste: imagens com blur (por exemplo, detalhe de fundo fora de foco) são fáceis de comprimir, mas a maioria dos jogos têm um quase infinito campo em profundidade. Vídeos de jogos também têm movimento rápido e é normalmente muito mais colorido: uma combinação que provoca aos codificadores imensos problemas.

Decidi colocar o CodecSys contra duas configurações diferentes de PC, executando o codificador open source x264, e a questão por trás disto é muito simples. Com a sua dupla de 200/2000 dólares, os utilizadores pessoais poderão comprar uma actualização ao CPU e memória RAM pelo preço do codificador, enquanto os profissionais poderão comprar um estado-da-arte Core I7, pelo mesmo encargo financeiro. E aqui estão quatro codificações diferentes usando três conjunto de equipamentos. É usado o player de vídeo da Eurogamer em HD, mas para veres toda a resolução 720p, tens que carregar no botão ecrã completo. A configuração padrão é de 960x540, com o vídeo HD reduzido. Isto produz um efeito conhecido como super-dimensionamento que pode reduzir o artifacting ... não é bom em termos de comparação de qualidade.

1. Core i7 Workstation: Correndo a 3.33GHz, esta unidade foi criada especialmente para a codificação em h264, e também como local para jogar. Conjuguei o maior número de parâmetros que consegui contra o codificador CodecSys (incluindo a limitação de uma passagem do codificador - efectivamente limitei o potencial do x264 logo à partida), mas ainda com um olho numa razoável qualidade e produzi este vídeos em 183 segundos. Vale a pena salientar que o mesmo hardware leva até 30 minutos para processar um clip como este para o meu codificador típico em HD para a Eurogamer, pelo que está ainda muito longe do topo de gama.

2. Pentium Dual Core PC: Um CPU E5200 2.5GHz dual-core, com base na arquitectura do Core 2 e comprado com o meu próprio dinheiro a uns tremendamente baixos 52 libras. Foi agora descontinuado em favor do 2.6GHz E5300, que tem o mesmo preço ultra-baixo. Eu também o equipei com uma RAM de 2GB (Mais 25 Libras). À actual taxa de câmbio sobraria umas 44 libras para a motherboard, isto se precisasses (ou um CPU mais rápido), tudo isto contra o custo de uma licença do CodecSys. As mesmas configurações utilizadas no Core I7 vídeo, obtiveram 478 segundos, mas este vídeo, com um perfil de codificação inferior ficou completo em 208 segundos.

3. CodecSys CE-10: A PS3 estava ligada ao sistema I7 de trabalho (a importância disto será evidente mais tarde) e atingiu uma média espantosa na velocidade de codificação, a uns 35-40FPS, com o vídeo a ficar completo nuns 52 segundos. Yup, quatro vezes mais rápido do que o "rápido" codificador dual-core Pentium. Infelizmente, o resultado é este vídeo muito triste de se olhar - longe da mesma liga dos codificadores x264.

Portanto, a conclusão é um tanto desanimadora. O CodecSys atinge resultados relâmpagos, mas eles são simplesmente inutilizáveis quando codificando o vídeo a exigentes bitrates baixos. De fato, analisando o stream do codificador CE-10, ele produz, uma série de inconvenientes na codificação, mais um notavelmente montion de busca pobre, num desperdício de largura de banda, num número relativamente grande de intra-blocos, e uma má taxa de controle, com um bitrate a cortar o impacto da qualidade.

Embora tenha uma óbvia vantagem na velocidade, o facto é que podes efectivamente fazer com que o x264 funcione tão rápido como desejas se escolheres suficientes definições de qualidade. Infelizmente, não podes subir as definições de qualidade no CodecSys. Sobre o vídeo de teste não existe os suficientes ajustes para produzir um significativo aumento na qualidade de vídeo, e simplesmente não é bom o suficiente em comparação com a concorrência.



A opções da codificação h264 são limitadas ao que vês aqui. Há realmente uma grande quantidade que não podes realmente alterar para melhorar a qualidade, e isso é extremamente surpreendente tendo em conta que este se destina a um mercado de prosumer - produtor/consumidor.

Os seus aspectos de velocidade são também condicionados ao poder do PC. Eu originalmente executei o teste do CodecSys no meu portátil a 2.5GHz Core 2 (2.5GHz separado para o desktop usado acima) e consegui uns pobres 8FPS, devido à natureza de perda do HD fonte. Isto porque, enquanto o PS3 está a fazer a codificação, a decodificação dos clips da fonte devem ser feitos no PC, mais neste caso, os discos rígidos portáteis são significativamente mais lentos do que seus equivalentes no desktop. Portanto, dependendo do que estás a codificar, ainda precisarás de um PC bastante potente para manter o CodecSys CE-10 "alimentado" com dados suficientes para sustentar a incrível velocidade. A Fixstars recomenda um PC 1.8GHz dual-core com um conjunto RAID.

Quanto mais largura de banda der ao CodecSys CE-10, melhor os resultados, mas o facto é que o mesmo é verdadeiro para qualquer codificador, e nos meus testes de clips com 8Mbps e 16Mbps, o x264 mais uma vez teve uma clara vantagem na qualidade. Vale a pena ter em mente que este estava também com um codificador de uma passagem - há ainda mais qualidade para tirar do x264, indo para uma passagem dupla, que no meu testes adicionou entre 25 a 30 por cento ao tempo de codificação. O CodecSys CE-10 permite codificar até 150Mbps, mas assim que alcançar esses níveis de elevada massa, não vais estar a usar o h264, estarás a usar um dos codecs dos profissionais da indústria, como o Avid DNxHD, CineForm HD ou ProRes da Apple.

Onde fiquei curioso é que a codificação do CodecSys parece que mantém velocidades muito semelhantes, não importa que tipo de mudanças fazes nas definições. Isto sugere que o codificador está totalmente construído para a velocidade, e suporta o que descobri, que a qualidade é mais uma preocupação secundária. A flexibilidade é também um grande problema. Não há suporte para o formato MP4 (embora - veio com uma actualização, mas isto são coisas básicas), e limitados perfis. Esperarias claro que um codificador pessoal de h264 conseguiria automaticamente produzir vídeos, por exemplo para a PSP, iPod e AppleTV, mas o CE-10, ainda não contem um ajuste embebido de imagens. É uma outra característica que vem mais tarde.

Tudo isto leva-nos à inevitável conclusão de que, aqui e agora, estarás melhor servido numa actualização ao teu computador do que ires às escuras para o poder do Cell que poderás já ter instalado na tua casa. A velocidade está lá, mas vem à custa de muita porrada na qualidade. Embora seja verdade que o meu teste não é um vídeo típico. Pela sua própria natureza, é um teste de esforço. Uma cópia média de um filme ou uma codificação de um vídeo de uma câmara ficará muito melhor, mas o ponto é que o software de codificação para PC irá efectuar um trabalho melhor ainda, e isso não te vai custar 200 dólares. Em relação ao pacote mais caro, é óbvio que que um profissional iria à procura de flexibilidade, com base na qualidade da solução se tivessem um orçamento 2.000 dólares para brincar; O CE-10 tem tanta falta na questão chave da funcionalidade que não vale a pena perguntar preço.

A todos aos que suscita a pergunta: quão útil será o Cell como um co-processador? Folding @ Home aniquila o PC em termos de velocidade, mas os clients do GPU são ainda significativamente mais rápidos. Dito isto, o fato é que, nesse caso, quanto mais rápido for a plataforma de uso, quanto mais estreito será o trabalho do Folding. O multi-core client PC lida com trabalhos mais complexos do que as unidades PS3, o que, por sua vez, trabalha em tarefas mais difíceis do que a versão GPU. Diferentes arquitecturas, diferentes utilizações, resultados diferentes. Todos têm os seus usos, mas continua a ser o PC o mais versátil e, finalmente, a mais útil globalmente.

Aplicando esta lógica de codificação de vídeos, a questão que terá de ser levantada é se o nível de qualidade será alguma vez competitivo. É o Cell realmente construído para atingir altos níveis de qualidade nos trabalhos de codificação? Neste momento, o júri está fora. Procurando transmitir algo positivo, o CodecSys CE-10 é um projecto em curso. Como o x264, é um software baseado em codificador, e a Fixstars está a trabalhar para melhorar o programa. Aqui e agora, porém, o CE-10 é uma experiência intrigante e divertida para brincar com a duração de 14 dias de teste, mas necessita de alguns sérias melhorias a fim de competir com as mais tradicionais soluções e assim fazer com que valha a pena o pagamento.

Fonte

Muito bom o texto!Acho que o hadware do i7 é mal aproveitado...mas já se pode preparar-se para o futuro:D.

o.O Muito bom o texto!

acho que a maioria que passou por aqui nem leo o texto todo

José Carlos escreveu:acho que a maioria que passou por aqui nem leo o texto todo

HAsuhuashuahsuahsua tenho certeza que NINGUEM leu! hahaha