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发表于 2008-7-4 09:45 | 只看该作者

碗好还是锅大?封装格式详解-AVI

所谓封装格式就是将已经编码压缩好的视频轨和音频轨按照一定的格式放到一个文件中,也就是说仅仅是一个外壳,或者大家把它当成一个放视频轨和音频轨的文件夹也可以。 说得通俗点,视频轨相当于饭,而音频轨相当于菜,封装格式就是一个碗,或者一个锅,用来盛放饭菜的容器。 有的人可能觉得奇怪,容器,不就能盛放饭菜就行了么,用一个碗就可以了,何必制定出这么多的格式以及规范呢? 其实不然,试想一下,有的菜,例如排骨,比较大,碗放不下,得换锅。有的饭比较烫,也不能放在塑料的容器里,当然个人喜好也有一定关系。 所以容器的选择,基本在于,其对视频/音频兼容性,以及适合范围。 这下大家应该明白了,很多人一直把封装格式当成前面介绍的视频编码,而这两者之间没有必然的直接联系。 .AVI容器-成熟的老技术 AVI是微软1992年推出用于对抗苹果Quicktime的技术,尽管国际学术界公认AVI已经属于被淘汰的技术,但是由于windows的通用性,和简单易懂的开发API,还在被广泛使用。 AVI的文件结构、分为头部, 主体和索引三部分. 主体中图像数据和声音数据是交互存放的。从尾部的索引可以索引跳到自己想放的位置。 AVI本身只是提供了这么一个框架,内部的图像数据和声音顺据格式可以是任意的编码形式。因为索引放在了文件尾部,所以在播internet流媒体时已属力不从心。很简单的例子,从网络上下载的片子,如果没有下载完成,是很难正常播放出来。
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2008-7-4 09:46
另外一个问题是AVI对高码率VBR音频文件支持不好。VBR全称是Variable BitRate,就是动态比特率,可以根据当前的需要定义不同的比特率,避免了浪费,并且提高了利用率。随之问题也就来了,因为容器里的图像和声音是分开的,所以播放时需要一个图像和声音的同步过程,如果CBR音轨的话因为码率是定值,同步不成为问题,可是VBR音轨是不断的在变换,而AVI没有时间戳去让VBR音轨和图像同步,这样就会产生图像声音不同步的问题。 后来VirtualDub提出了一种新的方法扩充了AVI对VBR音频的兼容,但是在高码率时会产生丢失数据的问题,从而导致有损音效,这一点问题到现在都没有比较完美的解决方法。并且更加令人遗憾的是,对TrueHD, DTS-HD等音效更是完全不能支持。 UID3 帖子679 精华0 积分6 阅读权限150 在线时间73 小时 注册时间2007-9-24 最后登录2008-4-22 查看详细资料 TOP
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发表于 2008-7-4 09:47 | 只看该作者

碗好还是锅大?封装格式详解-TS

前面介绍过HDDVD以及BD之争,尽管两家在编码上都统一采用MPEG2/VC-1/H.264,可在封装格式上又有所分岐。DVD论坛官方所认可的HDDVD使用的是PS封装,即Program Stream(程序流),这和之前DVD所采用的MPEG2 Program Stream封装是一样的,PS流的后缀名是VOB以及EVO等。而BD在没有DVD论坛官方认证的情况下,自然 PS封装,而是使用了MPEG2的另一封装TS封装,即Transport Stream(传输流),TS流的后缀名为TS。它们都是MPEG2系统部分的两个不同的语法结构,而在现在仅仅在作为封装使用。TS流对于PS流来说更易传输,不过由于其性质,也更易出错,所以在以前一般存储方面都是使用PS流,当然现在随着容错/纠错技术的提高,TS的适用范围越来越广。 现在网上大多流传以TS封装的HDTV remux版,PS封装只能在HDDVD原版才看到,所以我们来着重分析一下TS封装格式。 电视节目是你任何时候打开电视机都能解码(收看)的,所以,MPEG2-TS格式的特点 就是要求从视频流的任一片段开始都是可以独立解码的。 从结构上来说,TS是由头文件和主体所组成的,扩充过的TS流还包括时间戳。这样不管 是什么格式的VBR音轨,都很容易通过时间戳来同步图像。 当然,对新的声音格式来说,需要新的分离器,解码器来实现解码。 目前在不断改进开发中。 TS不像AVI,从诞生那天起,就考虑到了网络播放,所以很快成为了世界标准并广泛应用 于电视台数字播放,手机等各个领域。
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2008-7-4 09:47
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发表于 2008-7-4 09:48 | 只看该作者

碗好还是锅大?封装格式详解-MKV

除了REMUX版本之外(Remux的意思是无损的提取出HD-DVD 和 BluRay-DVD里面的视频数据和音频数据,封装到我们熟悉的TS或者AVI文件中),有不少HDRIP(重新编码,即有损压缩过之后的片)使用的封装格式一般是AVI,MKV和MOV。AVI封装自然不需要介绍了,MOV是Quicktime封装,这一封装和AVI几乎是同一时代的,缺陷也不少,现在很少有人使用。 而使用MKV是Matroska的简称,它是一种新的多媒体封装格式,比较常见的搭配是X264+MKV。 MKV封装十分新颖,而且也非常开放,它对比AVI的优势体现在以下几点: 1:可变帧率:这需要编码的配合,试想一下在回放变化比较慢(比如说静物)时以比较低的FPS来代替,可以节省不少资源。 2:错误检测以及修复:这无疑提供了纠错和容错性,在网络传输的今天尤为需要。 3:软字幕:经常看DVDrip以及HDrip的朋友了解到,字幕一般都是以其它文件形式存在,在MKV里它可以内嵌在封装里,但不会和视频混淆,也可以多字幕随意选择。这样在传输保存时比较方便。 4:流式传输:这和TS流的原因基本一致,通过时间戳来管理视频以及音频的同步问题,做到即下即看。 5:菜单:交互式的操作使得MKV更加人性化。 6:强大的兼容性:MKV最大的特点就是能容纳多种不同类型编码的视频、音频及字幕流,即使是非常封闭的RealMedia及QuickTime也被它包括进去了,堪称万能的媒体容器。 7:开放性和跨平台性:Matroska使用的是一种开放的架构,拥有众多的先进特性,并且能跨平台使用。 不过Matroska相对于以上我们介绍的缺点也是显而易见的,它没有深厚的背景可以依托,这决定了它不可能在商业领域里有所作为。不过从DVDrip里我们看到并非标准才是唯一,真正先进的技术在标准化商业化的道路上碰到很多非技术壁垒,而在网上而言,根本不存在这样那样的顾虑,所以MKV可以网上快速流行起来。 不过MKV的缺点也是显而易见的,分离器方面比较好的仅有HAALI分离器,再加上民间标准的缘故,我们很难在PC以外的地方能见到它的存在。
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发表于 2008-7-4 09:48 | 只看该作者

什么是HTPC

HTPC是Home Theater Personal Computer的英文缩写,就是“家庭影院个人电脑”的意思。简单地说,它就是一部特别注重多媒体功能的个人电脑。 HTPC与普通PC的主要区别就在于,它并不是以追求高性能为惟一目标,它应该是外观,性能、噪音,功耗4者平衡的产物。 HTPC应该是摆在客厅上,作为家庭数码影音的中心。放在客厅上的东西,如同电视,DVD机,音响,功放一样,它必须有可人的外观,谁也不愿意在典雅的客厅上看到一个丑陋的机箱。它不能太大,不论是美感上,还是从节省空间上来看,这都非常重要,一个如铁牛一般的机箱是很刹风景的。 在性能上我们并没有多大要求,但尽量使用双核CPU,或者是带硬件加速的显卡,这样既然是面对高码率的H.264时一样从容不迫,并且在编码时(录制电视节目)双核也能发挥其效用。硬盘是一个非常关键的因素,个人认为320G为起始点,越大越好。 功能方面,板卡选择上尽量多带些接口,1394和SPDIF IN/OUT都需要,显卡方面要有DVI/HDMI,S-VIDEO/色差。光存储方面以DVD刻录机为佳。 噪音是一个非常重要的因素,毕竟谁都不愿意在欣赏影音的同时还享用噪声,所以选用一些低噪音的板卡,以及低噪音的硬盘和光驱尤为重要。板卡比较理想的是被动散热 ,而有风扇哪怕是低转速,在长时间运行之后同样会发出一些冒名的噪音,如果不及时清理或者更换问题根本得不到解决,而被动散热则完全没有此类问题。 功耗也是HTPC非常在乎的一个因素,首先从节能上考虑,家庭影院的应用就可能会长时间的开机,功耗小则代表节约电费。而HTPC有机箱大小也有限制,尤其是一些准系统在使用Micro ATX的还只能使用半高显卡,这样体积可想而知,散热成了很大的问题,如果大功耗的配件有可能无法散热,所以尽量以低功耗为主。
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发表于 2008-7-4 09:49 | 只看该作者

HDMI重要性一:DVI根本无法替代

先应该大多数人都知道DVI与HDMI最大的特征都是数字的,正因为如此,有不少人单纯的认为,HDMI只是带了音频功能的DVI,两者在视频上是一模一样。 其实这完全是错的。如果仅仅是这样的话,咱们自己就可以把音频线以及DVI数据线绑在一起,而不用这么多厂家耗费了这么大力气,消耗这么多时间去制定这个标准了:) HDMI DVI
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2008-7-4 09:51
从上面我们可以看出,HDMI以及DVI都是采用的数字T.M.D.S信号联接。都采用了数字信号的好处就是在转换无损并且比较方便,但并不代表兼容,就像RAR和ZIP这两种压缩格式互相转换很容易,并且无损,但是它们之间采用的格式,数据存储方式完全不同,很简单的例子就是只针对ZIP设计的软件就没有办法读取RAR包,例如WINZIP。 HDMI在CEA EDID数据传输时,会包含一个VSDB 信号,而此数据块里面包含着验证,测定接收端是否也是HDMI设备的数据值。当验证对方也是HDMI端时,将会以HDMI标准格式来发送信号;而验证对方为DVI设备时,会用DVI规范的数值形式去发送视频数据,而无音频数据 。 从这一点上来说,HDMI是完全向下兼容DVI,也就是发送端为HDMI接口时,和发送端为DVI接口在接收端都是DVI接口的情况下,两者都采用的是DVI数据传输协议,在这一点上是一模一样的。 HDMI Vendor Specific Data Block 验证示意
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2008-7-4 09:51
而DVI能否转换HDMI呢?事实上市面上早已出现了不少DVI和HDMI互转的转接头和转接线。
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2008-7-4 09:51
由于我们之前提过,HDMI在传输的开头会有一个验证过程用以分辨是否是HDMI设备才确定信号采用何种规范,而DVI根本是没有这一步骤的,所以DVI不论接驳什么接口什么线,传输的仍然是DVI规范的信号。那这些转接头是如何运作的呢? HDMI转DVI自然不用说了,HDMI可以完全向下兼容DVI。而DVI转HDMI呢。实际上由于都是通过T.M.D.S数字信号传输,所以遵循相同的电气规格,基本上转接头/转接线只是把物理信号引角转换一下,传输的依然是DVI的信号。这样子的话,对于电脑显示器或者部分平板数字电视来说也无所谓,因为这些设备是可以直接接入DVI信号,而如果碰到一些早期的HDMI接口的电视以及录放设备,会产生一些兼容性问题,比如说无法正确显示其内容-黑屏等等。
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2008-7-4 09:51
现在大部分电视在接入DVI信号时仍会存在大大小小一些问题,比如说边角不对应,画面无法最大化,画面闪烁,不能实现点对点,无法识别信号等兼容性问题,这一点小熊评测室在评测最近一些哪怕是FULL HD的平板电视都碰过这样那样的问题,只不过有一些问题可以通过在PC端的细微调整就可以解决,而另一些则没有办法解决。而在换成了HDMI的显卡之后,只要符合了HDMI 1.2标准的电视都可以正确的和电脑连接。
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2008-7-4 09:51
总结我们以上所述,在信号传输格式上,HDMI可以完好兼容DVI,而DVI接口转换HDMI需要接入设备对DVI传输信号的支持,从这一点上来说,HDMI才是完美的接口。 [ 本帖最后由 幸福 于 2008-7-4 09:51 编辑 ]
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发表于 2008-7-4 09:51 | 只看该作者

HDMI重要性二:防止灰阶信号丢失

我们上篇讲的仅仅只是电气信号规格,而这里我们要谈到的传输的具体内容-灰阶信号。 哪怕平台电视可以接入DVI信号并且识别,但只要它没有针对PC的灰阶信号进行转换,那么既然画面一切正常显示,但是我们看到的画面的亮度和暗部细节仍然 会严重失真 。 这是怎么回事? HDMI与DVI虽然遵循相同的电气规格,采用T.M.D.S的数字信号传输,但最大的不同之处就是,DVI是PC上的规范,而HDMI的用途大多在家电领域。
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2008-7-4 09:56
应用领域的有所不同也会导致规范有所不同,PC一般采用了Full Range的RGB灰阶,灰阶数值范围是0至255;而对于家电这些消费类电子采用的RGB灰阶都是Limited Range,数值范围是16至235,16-235其实是对模拟电视格式的延续。
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2008-7-4 09:56
DVI转HDMI在没有灰阶处理的平板电视上会直接导致13%的灰阶信号丢失。而HDMI处理的即可为色差讯号的Limited Range也可以是RPG的Full Range,一般发送端都会自适应。 下图是实拍平板电视效果展示 13%的灰阶信号丢失 正常情况,暗部高光细节清晰可见
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2008-7-4 09:56
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2008-7-4 09:56
此节感谢Emufan提供的资料以及图片 [ 本帖最后由 幸福 于 2008-7-4 09:56 编辑 ]
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发表于 2008-7-4 09:57 | 只看该作者

HDMI重要性三:相对于DVI的改进和升级

为何笔者要把相对DVI的改进和升级放在最后面来说呢?因为这些升级的特性,在现阶段并非是必要的,换句话说,缺了也没有多大事,至少不会像前面两节里的直接影响正常使用。 话题转正,继续谈HDMI的改进之处 。 1:HDMI可以同时传输数字式无损的音频和视频,而DVI只支持视频输出。小 PC上实现HDMI同时输出音频视频,通过两种方式 一:内部连接,显示芯片与音频芯片同在一片PCB上,声卡直接通过PCB上的走线将信号传输给显卡,再整合成HDMI信号输出。这样的例子包括了集成显卡,如MCP68,还有一些显卡集成了音频处理芯片,如R600。 二:外部连接。显示芯片和声卡芯片不在同一片PCB上,通过外部连线连接。一般来说是声卡直接采用SPIDF OUT来连接显卡,但也有专用的HDMI音频连接线,现在越来越多的主板以及声卡在采用(如下图)。 HDMI能在传输1080P视频信号的同时,还能以192kHz的采样频率传送8声道的音频信号,而这一切只在一条连线中即可完成!据统计,一条HDMI连线可以取代10~20条模拟传输线,大大简化线材部局。
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2008-7-4 09:57
2:HDMI可以使用3条TMDS通道来传输视频和音频,而DVI只有两条。正常情况下,一条TMDS通道可以达到165MHz的工作频率和10-bit接口,也就是可以提供1.65Gbps的带宽,这样来算DVI有3.3Gbps的带宽,而HDMI近5Gbps的带宽。在HDMI 1.3被制定出来之后TMDS的165MH频率提升至340MHz,提升幅度约为 2 倍,这样HDMI可以提供10Gbps的恐怖带宽,并且也可采用双连接规格,以更进一步加大带宽、达到680MHz。这对于未来而言是十分有发展潜力的。 3:现有的HDMI 1.1及1.2版和DVI仅能支持到24bit色深,1.3版HDMI接口则是大幅扩充至30-bit、36-bit以及48-bit(RGB或YCbCr),具有输出一亿色以上的能力,并大幅增加对比的阶层。同时HDMI 1.3标准可以支持新一代的〝xvYCC〞color space,号称具有目前color space规格的1.8倍颜色讯号输出能力。HDMI LLC董事长Leslie Chard表示,ATi和nVIDIA可以轻松地在GPU当中集成新的规范,索尼PS3已经支持“Deep Color"。事实上,蓝光和HD-DVD规范都支持“Deep Color",但是双方都还没有宣布支持HDMI 1.3 4:传输距离 :在不影响画质的情况下,HDMI的传输距离可达到15米,而DVI小于8米。这对于PC而言用处不大,但对于家电而言,放宽了线的限制将大大减轻布线难度。 用光纤传输,在线材两端加入了光信号转换器的HDMI信号线可达100米。
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2008-7-4 09:57
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发表于 2008-7-4 09:58 | 只看该作者

AVIVO HD与PUREVIDEO HD技术对比介绍(上)

新一代编码H.264/VC-1的编解码方案流程主要包括如下5个部分:精密运动估计与帧内估计(Estimation)、变换(Transform)及逆变换、量化(Quantization)及逆量化、环路滤波器(Loop Filter)、 熵解码(Entropy Coding)。下图则是H.264编码流程图
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2008-7-4 10:00
如果使用CPU软解,我们看到在熵解码时CPU占用率为最高,而其它各项加起来也不少,尤其是H.264主要档次。

% CPU Util (P4 2.8GHz)

MPEG2

AVC

VLC

CAVLC

CABAC

CABAC

8Mbps

20Mbps

20Mbps

40Mbps

Entropy Decode

1.6

8.9

26.5

47.8

Freq trans

0.7

1.2

1.5

2.6

Pixel predic ' n

0.5

11.0

11.5

11.6

Deblock

N/A

8.2

8.5

8.2

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2008-7-4 10:00
AMD上代Radeon X1000显卡硬件支持ATI AVIVO技术, 针对H.264和VC-1编码的视频,由CPU处理器负责Bitstream Processing( 码流处理)和Entropy Decode(熵解码),由Shader着色单元来硬件加速Frequency Transform(频率转换)、Pixel Prediction(像素预测)和Deblocking(环内 解块滤波)过程。因此,不能称上纯硬件解码。

MPEG-2

VLC

iDCT非连续反余弦变换 (浮点)

Inter Frame (Bilinear)

N/A

VC-1

VLC

iDCT非连续反余弦变换 (整数r)

Inter Frame (+ Bicubic)

Inloop

H.264

VLC / CAVLC / CABAC

Inverse Transform

Inter & Intra Frame

Inloop

[ 本帖最后由 幸福 于 2008-7-4 10:00 编辑 ]
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发表于 2008-7-4 09:59 | 只看该作者

学习啦

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发表于 2008-7-4 10:00 | 只看该作者

AVIVO HD与PUREVIDEO HD技术对比介绍(下)

可以看出,AMD上一代的高清视频硬件解码技术并不完美,到了HD 2000系列,Radeon HD 2600系列(RV630),Radeon HD 2400系列(RV610)图形芯片当中集成专门的UVD硬件单元(通用视频解码器),完全负责硬件加速处理Bitstream Processing( 码流处理)和Entropy Decode(熵解码),由Shader着色单元来硬件加速Frequency Transform(频率转换)、Pixel Prediction(像素预测)和Deblocking(环内 解块滤波)过程,即Avivo HD。
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2008-7-4 10:03
  NVIDIA早在GeForce 6时代就开始引入HD视频解决方法-PureVideo,实现硬件加速,其实其原理就是通过驱动利用可编程GPU的空闲运算能力对编码进行加速,实际上这并非完整的硬件解码,有相当一大部分是GPU通过软件来完成,但不论如何很大程度的分担了CPU的压力。 并且在画质上也有一定的改观。
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2008-7-4 10:03
前代的PureVideo的硬件组成部分只有一个VP(视频处理器,Video Processcor),并且这个VP的处理能力以及性能还是比较低下。到了G84,NVIDIA在GPU里不仅重新设计了一个功能更强强大的新的视频处理器,并且增加了一个 熵解码处理器引擎,NVIDIA称为BSP ENGINE(Bitstream Processcor ENGINE)。新的视频处理器(NEW VP或者是VP2)可以对MPEG-2,VC-1,H.264进行实时解码,包含了最近比较流行的第三代视频编码。而Bitstream Processcor ENGINE则主要针对H264的CABAC/CAVLC这两种 熵编码进行解码。 前面说过H.264标准采用的熵解码有两种:一种是基于内容的自适应变长编码(CAVLC)与统一的变长编码(CAVLC)结合;另一种是基于内容的自适应二进制算术编码(CABAC),也就是 主要档次。CAVLC与CABAC根据相临块的情况进行当前块的编码,以达到更好的编码效率。CABAC比CAVLC压缩效率高,但要复杂一些,对硬件要求会更高一些。 CABAC (CAVLC 也同样)是一个不会损伤画面的无损编码,但是会降低编码和解码的速度。 初步看之下PUREVIDEO HD以用AVIVO HD都拥有了完整的硬件解码功能,事实上则不然,两家在对视频编码的支持上有一些出入。 首先就是两家视频加速技术对MPEG2的并非全硬件解码,相当多的一部分交给了CPU去软解压,这一点上相信没有多少人会有异议,毕竟MPEG2本身对硬件损耗就非常低,再通过部分硬件解码,其CPU占用率已经降得相当低的一个地步,这在我们后面的测试中也得到证实。 而在对相当损费资源的H.264编码时,两家也采用了统一的态度,完全的硬件解码,彻底解放CPU瓶颈,这使得H.264在两家新显卡上解码不再是问题。
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2008-7-4 10:03
另外,对于VC-1,ATI/AMD和NVIDIA的态度就有所差异了。ATI/AMD认为,VC-1作为和H.264新一代HDTV标准编码,同时又有比较高的CPU占用率,所以仍然采用与H.264一样的全程VC-1解码(这也就是为何2600xt集成如此多晶体管的一个原因);而NVIDIA则认为,VC-1尽管占用比较高,但进行部分解码之后,低端CPU仍然能胜任解码工作,并且随着CPU主频的提升,这一状况会得到缓解。另外NVIDIA同时也认为,现在主流CPU即使软解也才70%的CPU占用,再加上PUREVIDEO HD分担一部分后则仅有40%左右的占用,在不进行其它大型任务的情况下,与0%CPU占用没有任何区别。 这一点上是仁者见仁智者见智,按照笔者个人看法,所有硬解码在未来都会给软解码所代替,而现在笔者即使是在解码CABAC 40m码率的片源时使用采用软解码,就为了保证画质以及可以随心换解码器;另外一方面,有总比没有好,哪天笔者要是没了3.6G的Conroe,使用一颗Athlon64 3000+时,带有全程解码VC-1以及H264的AVIVO HD显然会更好一些。
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2008-7-4 10:03
[ 本帖最后由 幸福 于 2008-7-4 10:03 编辑 ]
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