多種立體電影播放器性能測試比較

一、背景及技術要求描述

    北京直真視通科技有限公司在中航工業(yè)集團公司總部建設了一套含有四臺Christie Mirage HD18立體投影機的多通道三維仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)的總像素分辨率達到了6240X1080；我們積極尋找一種最適合本系統(tǒng)的主動立體電影播出解決方案，要求該方案能實時播放盡量接近設計分辨率(6240X1080)尺寸的立體電影源素材。我們知道立體影像的成像原理是交替播出左、右眼的影像，按照此理論推導，正常播出分辨率是6240X1080的立體影像時，需要計算機系統(tǒng)在1/25秒內(nèi)完成對12480X1080像素的解碼工作。這是一項對系統(tǒng)綜合設計技術的極限挑戰(zhàn)，它需要綜合最新的I/O技術，紋理處理&下載技術及CPU解碼算法。

二、測試內(nèi)容

    1、我們將提供統(tǒng)一的立體電影素材對下列三個軟件進行功能測試：StereoScopic、Stereo Server、Delta(7thsense)

    2、我們將對硬件上可能存在的瓶頸進行測試及分析

三、測試過程描述及測試結果

    1、測試素材

    選用的測試素材是一段長15秒的圖像序列，共計750幀畫面。其中375幀是左眼畫面，剩余375幀是右眼畫面。每幀畫面原始尺寸為4992X860(80%投影分辨率(6240X1080))。

    2、測試功能列表

    3、測試結果

    3.1、Stereoscopic

    Stereoscopic是一個單機的立體播放軟件，能支持的立體播出分辨率是720P和1080P。它無法通過其本身功能來合成圖像序列到媒體播出文件（AVI、MPEG…），必需通過第三方軟件完成(例如，ADOBE Premier…)。Stereoscopic通過CPU獨立解碼來播放立體影片，所以播出畫面的最高分辨率取決于CPU的速度，根據(jù)用戶對立體影片分辨率的需求(6240X1080)，通過單臺計算機的CPU來解決問題，是幾乎沒有可行性的。唯一的解決之道是通過多臺計算機（集群）同時解碼（每臺計算機解壓畫面中固定某個區(qū)域的像素）。但是，Stereoscopic沒有集群的版本，所以無法滿足用戶的技術需求。

    3.2、Stereo Server

    Stereo Server 能夠支持單機立體影片播放，也能支持多臺計算機（集群）的播放模式。我們詳細測試了它的各項功能：它有自帶的專門工具能將圖像序列合成到媒體播出文件（VSM、PAK…）。最令人感到滿意的是，通過Stereo Server，我們只需通過單機就能播出高分辨率的立體畫面。在此次測試中，我們成功實時播出了4992X860（投影分辨率的80%）和3500X1024分辨率的測試立體素材。這主要得益于Stereo Server 采用的高速紋理下載技術，GPU解碼算法和優(yōu)化I/O的VSM文件讀取技術的綜合應用。通過技術分析，只要存儲的速度足夠快，播出分辨率6240X1080的立體素材是可行的。

    在測試過程中，針對一些專家提到的Stereo Server支持的媒體格式種類的問題，我們給出Stereo Server是采用Windows DirectShow內(nèi)核編寫的代碼，因此只要裝上相應的解碼器(CODEC)，理論上能支持所有Windows Media Player能支持的格式。所有的解碼器能在www.free-codecs.com找到，所以通過Stereo Server讀取QUICKTIME（MOV）和RMVB等格式不存在技術問題。

    3.3、Delta (7thsense)

    Delta (7thsense) 能夠支持單機立體影片播放，也能支持多臺計算機（集群）的播放模式。但是，Delta (7thsense)只支持基于CPU的解碼模式來播放立體影片。也就是說，Delta (7thsense)無法通過單機播出測試要求的分辨率的立體素材。播出該分辨率的立體素材的唯一方法是使用多臺計算機（集群）同時解碼（每臺計算機解壓畫面中固定某個區(qū)域的像素）。當立體播放素材的分辨率大于4K的時候，7thsense播放的圖像明顯出現(xiàn)丟幀，無法流暢的進行視頻播放。

    3.4、硬件瓶頸

    CPU解碼瓶頸：在播放視頻編碼如AVI、RMVB格式，分辨率為4096*1600的視頻文件時，3種軟件都存在跳幀的情況，但顯示畫面效果及流暢度Stereo Server> Delta (7thsense)>=Stereoscopic。

    硬盤讀取速度瓶頸：播放幀序列4992X860格式時，明顯硬盤讀取速度成為最主要瓶頸：使用兩塊硬盤（2*SAS 300G 15K）分別存儲左右眼素材時，跳幀明顯；使用磁盤陣列（6*SAS 300G 15K）使用RAID 0存儲方式時圖像非常流暢。

四、選型結論

    (1)  Stereo Server是目前最符合用戶需求的解決方案，適應各種分辨率的視頻格式播放。

    (2)  Stereoscopic能被用于通過Vista Spyder 融合器的單通道畫中畫立體影片播出，但由于使用的是CPU解碼，所以不能流暢播放高分辨率視頻圖像。

    (3) Delta (7thsense)可以滿足多種分辨率的視頻格式播放，但不是最適合本項目的解決方案。

    (4)磁盤陣列的高速讀取方式是高分辨率視頻流暢播放的必要條件。