还原“帧“实体验 高画质视频倍帧应用浅谈

　　各位是否发现在电脑的液晶显示器上看视频不如液晶电视上生动自然、平滑流畅？首先，相对曾经的CRT显像管的脉冲式显示方式，液晶面板没有闪烁的缺点，所以一般液晶显示器的刷新率最高只到60Hz，但却有响应速度较低的问题。随着技术的进步，目前某些显示器已经可以做到低至1ms的灰阶响应速度，图像拖影已经不是主要问题，为什么视频图像依然还是不如电视上流畅自然呢？罪魁祸首就是24p采样率（24帧/秒）！

　　24p在1926年被作为一个事实标准来采用，随后作为电影工业标准使用至今。虽然随着技术进步，电影画面的分辨率已经过多代的进化，但24p采样率依然是主流，只有极少影片采用60p采样率录制，并且需要支持60p播放的播放机才可以观看。我们在电脑上观看的绝大部分视频帧率也依然为23.976帧/秒（24帧/秒）或29.97帧/秒（30帧/秒），带来的问题就是24帧/秒的图像帧率和显示器刷新率不能同步，30帧/秒的视频虽然可以以1/2帧率同步，但因为绝对帧率太低，在画面中物体快速移动或者画面整体平移的时候，就会出现图像抖动、卡顿、拖泥带水的情况，快速移动的物体和画面根本看不清细节，十分影响观感。液晶电视和投影机厂商为了解决这个问题，陆续研发了“120Hz刷新”、“240H z刷新“、“SONY Motionflow XR”等插帧技术和视频处理算法来弥补帧率不足的缺陷，带来了流畅平滑的视觉效果。而绝大部分电脑使用的液晶显示器都享受不到这种待遇，难道在普通电脑液晶显示器上就只能继续忍受这种老旧的工业标准吗？不！通过几款的软件特殊优化，我们不但可以在普通液晶显示器上开启视频60帧/秒倍帧效果，而且还可以获得比电视上更高画质和更加平滑的画面。

　　硬件配置要求

　　普通画质配置：CPU至少需要Intel Core i3或AMD同级别处理器、显卡至少需要AMD Radeon HD6570或NVIDIA同级别以上显卡，显存至少1GB，建议2G B。此外还需8GB内存和1080p分辨率显示器（此配置下可以体验基本的倍帧效果，但因为硬件性能的限制，开启高画质设置和倍帧后画面的流畅度不是太好）。

　　高画质配置：CPU至少需要Intel Core i5或AMD同级别处理器（推荐E3或i7处理器）、显卡至少需要AMD Radeon HD 7850或NVIDIA同级别以上显卡（建议越快越好），显存至少2G B，建议3G B-4GB，8GB-16GB内存，1080p、1440p、1600p分辨率广色域面板显示器。

　　极限画质配置：笔者手上没有顶级的硬件配置，但从实际体验和国外使用者的反馈来看，目前还没有硬件可以满足在超过1080p分辨率显示器上实现所有极限画质设置全开并流畅播放的要求。

　　笔者所用的CPU是Intel E3-1230 V2，显卡是AMD HD7950 3G显存，显示器是俗称果屏的27寸广色域显示器，分辨率2560×1440。需要注意的是，如果是2560×1440以上或者4K分辨率显示器，对显卡的要求至少要高1至2个性能级别。如果播放的是4K视频，60帧倍帧需要比高画质配置更好的硬件才能运行，至少在笔者的机器上不是报错就是必须开低画质效果才能比较流畅，还不如关闭倍帧正常播放的效果好，而4K视频本身对平移抖动处理的比普通视频更好，建议播放4K视频时关闭60p倍帧软件。对于低配置硬件想体验60帧画面的效果，在后面笔者会为大家推荐另一种对硬件要求极低的倍帧方案，只是画质和效果上有较大差距。

　　软件选择与安装

　　我们需要用到的软件包括J.River Media Center 20.0.22版（简称River，30天试用期，推荐购买正版），本来是最强音乐播放器之一，这里我们要用到它被忽略但同样强大的视频播放能力，最新版已经支持HDMI传输杜比全景声音轨；Smooth Video project 3.1.6版(简称SVP，免费但画质最好的视频倍帧软件)；madVR 0.87.10版，堪称Windows系统下最强视频渲染器，可以完全“榨干”你的GPU。

　　可以配合S V P实现倍帧的还有PotPlayer、KMPlayer等播放器，但River有它独有的一些易用性和优势，本文主要介绍以River配合SVP的倍帧方法。

　　River官方下载地址：http：//www.jriver.com/download.html

　　SVP官方下载地址：http：//www.svp-team.com/wiki/Download

　　注意：SVP要下载33MB完整版，并且还要下载Latest hot fixesto SVP 3.1.6 (3.1.6版的热修复补丁)。

　　madVR不需要单独下载，River会自动下载到最新版。友情提醒：如果安装后出现无法设置ffdshow属性，请卸载完美者解码、终极解码等播放器并重启系统后再重装一次SVP。

　　1、River安装

　　2、SVP安装

　　选择安装语言为English，不需要选任何选项，继续Next开始安装；选择安装组件时，勾选前三项；AviSynth安装按照默认值就可以，ffdshow也以默认选项安装；ffdshow声道选择随意，因为我们这个设置方案用不到ffdshow的音频解码器—至此SVP就安装完成。

　　3、SVP安装后续工作

　　首先要打3.1.6版的热修复补丁：将SVP_3.1.6_update.zip文件解压，将解压出的文件全部复制并粘贴到SVP安装目录覆盖相同文件，SVP安装目录默认在系统分区program Files（x86）SVP下；其次是打4G内存补丁：因为SVP需要用到大量内存进行帧缓冲，但目前只有32位版本，为了在内存超过4G的电脑上尽可能利用更多内存，需要打上4G内存补丁。在程序菜单SVP3.1下找到4GB Patch打开，然后找到SVP安装目录，双击SVP Mgr.exe文件，在弹出的对话框中点击OK即打上4GB内存补丁。

　　最后还需打avisynth.dll补丁：如果使用的是Windows8或者更高版本的系统，在安装SVP中的avisynth插件时，可能因为系统权限限制，导致avisynth.dll文件不能复制到系统分区Windowssystem32（32位系统）目录或WindowsSysWOW64（64位系统）目录下，会造成SVP不能正常识别到已经播放的视频，需要根据系统版本手动复制文件到对应目录中，此文件的位置在系统分区下programFiles(x86)SVPResourcesMT目录中。

　　软件设置

　　为保证最终效果，请按照笔者介绍的顺序设置；请特别注意不要单独升级Avi Synth和FFD Show到其他版本，否则可能导致SVP无法启用，除非SVP官方推出新版本或使用兼容SVP的版本；也尽可能不要安装含有这类插件的其他播放器，如果出现安装其他播放器导致SVP失效的情况，请重装一次SVP程序和Avi Synth、FFD Show插件；以下设置是在笔者的硬件配置上调试通过，如果遇到卡顿等问题，请适当调低设置。

　　1、River设置

　　首先打开River软件，将语言设置为简体中文。然后打开工具菜单下的“选项”，首先在“音乐”部分设置好要输出的声卡，笔者使用的是次世代功放，数位流输出模式这里选择HDMI，大家可以根据自己的音频设备类型选择不同的音频输出模式。然后在“视频”部分的视频模式选择“HQ视频渲染器”。最后确定保存设置，关闭一次River重新打开，播放一个视频，第一次播放视频River会从网上下载madVR插件，大概等待1－2分钟左右，下载完成后会开始播放，请耐心等待。

　　接下来需要再打开设置中的“视频”部分，将视频模式选择“高级-自定义”，再选择设置自定义视频模式。选择“高清Red October”，将视频解码器选为“ffdshow Video Decoder”，其他设置默认不改动，再点击筛选器右边的“属性”按钮。因为SVP需要通过ffdshow解码视频才能侦测并启用倍帧功能，所以在“编解码器”页将你需要通过SVP倍频的视频格式选为“libavcodec”，比如VC-1等格式。另外需将“字幕”前的勾去掉，用River处理字幕。回到“视频”页将“硬件加速视频解码”和“声音与画面同步”勾选，并根据需要设置字幕模式和默认语言、字体等。

　　2、madVR设置

　　关于madVR的设置方法网上很多，这里主要讲自定义profile和画质有关的部分。在River播放视频的时候，在播放画面按鼠标右键，在弹出菜单中选择“直接显示滤镜”中的madVR。新版madVR新增了自定义profile功能，这是一个非常实用的功能，可以针对不同分辨率和格式的视频设置不同方案。在processing（处理）选项中，我们需要设置不同的画质优化方案，就点击右边的“create profile group”；为“artifact removal”创建profile；会创建一个名为“profile Group1”的项，下面会有一个profile1设置项。我们将“profile group1”改名为“artifact”，将“profile1”改名为“other”。然后点击“artifact”右侧的“addprofile”按钮，创建一个新的profile2；将profile2改名为“VCD-720p”，并将它下面的“artifact removal”选项，这个设置是为解决影片压制编码过程中产生的banding（条带），但会消耗一定的GPU效能，所以建议在720p以下视频使用；而“other”的设置则关闭这个优化，用于画质高于720p的视频；“artifact removal”的设置对一般的视频画质影响不是太明显，主要在动画片中效果比较明显，如果不是必须也可以不用设置不同的profile；然后回到“artifact”项，在“profile auto select rules”下输入“if(srcWidth<1920)and(srcHeight<1080)”VCD-720p“else”other“”，这段语句会在影片播放时自动判断当前视频，如果分辨率的宽小于1920像素，高小于1080像素，就调用profile中“VCD-720p”的设置，如果是其他格式就调用“other”中的设置。

　　判断设置是否生效，可以在“artifact”项的右边点击“edit shortcut”创建一个快捷键，比如这里使用“1”，在播放的时候按1键，屏幕左上角就会显示当前使用的profile方案；接下来就是对画质至关重要的“scaling”项，这部分是对画质影响最明显也是对GPU占用最高的，madVR强大之处也在于此；我们需要对“scaling”下的chroma upscaling、image doubling、image upscaling、image downscaling四项创建profile，方法同上，笔者创建的profile，根据不同格式和分辨率创建了6项，设置了判断规则，注意判断规则语句要全部正确右上角才会打勾，如果修改了profile中的名称，规则语句中也要做相应修改；根据笔者使用来看，规则语句有时候会出现判断不准确的问题，一般容易把某些1080p视频判断为720p或者VCD-DVD的分辨率，造成1080p视频套用720p的高画质设置，导致播放不流畅；为了解决这个问题，笔者又创建了一个“movie”的profile，设置与1080p的profile相同，并将它拖动到最前面排列，如果出现视频判断不准确的时候，madVR会默认使用第一个profile。chroma upscaling项是色彩提升算法，因为人眼对色彩不如亮度敏感，在压制视频时为节省容量，色彩解析度信息会以视频一半的分辨率方式存储，也就是原视频色彩是YCbCr4：4：4，转换后是YCbCr4：2：0，chroma upscaling就是通过算法把色彩还原到YCbCr4：4：4。在chroma upscaling中画质最好的算法是NNEDI3，其次是Jinc算法，据说Jinc算法就可以打败SONY电视上目前画质最好的4KX-RealityPRO图像处理引擎；NNEDI3算法虽然画质最好，但太消耗GPU资源，在笔者的机器上，720p的视频仅选择NNEDI3最低的16neurons参数，打开SVP后GPU占用就已经超过65％，用功率计量表查看，整机功率超过200W！除非你的显卡很强或者不在乎电费，也或是以后新显卡能更低能耗支持此算法，建议只在DVD及以下画质使用NNEDI3算法，其他更高分辨率使用Jinc或者占用GPU更低的算法；在笔者的机器上开启SVP以2560×1440分辨率播放1080p视频使用NNEDI3算法，会让GPU占用达到90％以上，视频出现轻微卡顿，已经影响观感，得不偿失。

　　720p-1080p分辨率视频，建议采用Jinc+3taps并勾选“activateanti-ringingfilter”方案，画质和性能兼顾；若是2K-4K分辨率的视频，可能会出现画面卡顿，建议选择资源占用更低的Spline或其他算法；imagedoubling项功能是图像倍线，可以把视频原始分辨率的宽和高做两倍或四倍的放大，采用了NNEDI3算法，极其消耗显卡资源，我们这里因为要配合倍帧软件，要将硬件资源节约出来满足SVP的需要，所以imagedoubling中的选项不启用。imageupscaling项是图像升频算法，只要显示分辨率大于视频原始分辨率就会用到这个演法，比如笔者使用的2560×1440分辨率，播放低于这个分辨率的视频都会启用imageupscaling算法，所以显示器的分辨率越高，对显卡效能要求越高。imagedownscaling项是图像降频算法，只要显示分辨率小于视频原始分辨率就会用到这个演法，比如使用1080p分辨率，播放的影片是1440P或者4K分辨率，就会启用imageupscaling算法。

　　为便于大家根据不同分辨率和显卡性能分别设置，笔者给大家提供了设置表作为参考，如果在你使用参考设置出现画面卡顿或者不流畅的情况，请适当调低部分参数，如果发现GPU和CPU占用均未超过40％，可适当调高设置参数获得更佳的画面效果。

　　DXVA算法对显卡消耗最低，画质也最差，但如果是Intel集成显卡，对DXVA算法有特别优化，可以开启对比画质是否有提升，其他显卡不建议选择。以上设置中，Activateanti-ringingfilter（表中简称AR）这个选项能够有效的抑制振铃效应，所谓振铃效应就是图像灰度剧烈变化的区域出现的振荡，振铃效应会严重降低复原图像的质量，并且使得难以对复原图像进行后续处理。scaleinlinearlight（表中简称linearlight）可以增加imagedownscale转换之后颜色对比度的精确性。

　　笔者特别建议，如果硬件性能允许并且可以流畅播放的情况下，使用以下参数配合SVP可以获得犹如镜面般异常顺滑流畅的画面，并且人物的动作会有类似观看3D影片的部分感觉：chroma upscaling使用Jinc 3taps+AR(经测试，NVIDIA GTX 970级别显卡可设置为NNEDI3 16 neurons依然能达到流畅播放效果)；image upscaling使用Jinc 3taps+AR；image downscaling使用Spline 3taps+AR+linearlight。

　　再看rendering下的general settings页，这部分建议都不勾选，下面的CPU和GPU队列大小决定播放时占用的内存和显存大小，调大对硬件负载大，并占用更多内存和显存，但可以应付突然出现的大动态画面，但太大会浪费资源，还可能造成图像卡住的问题。建议CPU设置12－24，GPU设置6－12。

　　Dithering页功能是为保持色彩和降低底噪的选项，因为madVR目前还没有支持10bitRGB输出，所以通过内部16bit高精度处理后以dithered8bitRGB的格式输出，色彩质量与10bit没有区别，但会增加一些噪点，推荐使用下图的设置将噪点降到最低但不影响色彩和画质，但必须是支持DX11的显卡，如果不支持可以用前两种算法。Trade quality for performance页建议都不勾选。smoothmotion页的功能是解决帧率跟屏幕刷新率不同步所产生的颤抖问题，使用SVP倍帧建议关闭这个功能。

　　但有部分1080i的视频需要将此选项设置为always后启用SVP才会流畅，可以为smooth motion做2个profile，一个是关闭，一个是启用always，然后为关闭和启用always的profile设置各设置一个快捷键，建议关闭的profile排在前面，默认播放的时候不启用此功能，需要启用时按快捷键启用always。

　　3、SVP设置

　　运行SVP后，在任务栏右下角图标上按鼠标右键，选择Interfacetype为Expert，开启专家模式，可以看到所有设置选项。再将video player process priority设置为High，表示将视频播放器进程优先级提升到最高。Stereomode（3D）功能是将2D影片转为3D格式，并且有几种不同的3D方式可选。如果有两张以上的显卡，还可以选择使用哪张显卡处理倍帧计算，这样就可以一块显卡处理madVR计算，一块处理SVP计算，不至于榨干显卡性能出现画面卡顿，不过两种软件都不支持交火和SLI方式处理。

　　接下来就是设置倍帧的效果和画质了，在播放视频的时候，双击任务栏右下角SVP图标，会弹出一个设置对话框，笔者经过各种设置比较，在不占用太多系统资源的情况下倍帧流畅效果最好的，这些设置大部分都需要用到CPU运算和内存存储模拟帧数据，如果CPU够强劲，建议所有分辨率都使用此设置。点击图中红圈中的图标，会弹出CPU、倍帧比率和内存占用的实时信息，可以清楚的看到每种设置对资源的占用，便于合理设置参数，建议CPU占用不要超过60％，否则倍帧的流畅度会受一定影响，SVP最大只能使用4G内存，占用超过3.5G后容易出现程序崩溃，4K视频建议不开启SVP，禁用和重新启用SVP的快捷键是Ctrl+Win键+Alt+P键。

　　要添加不同的视频格式配置，大家可以在播放不同分辨率视频的时候，右击SVP图标，在Video profiles菜单选择Add…选项。SVP会识别你出当前播放视频的分辨率，点击Save存为一个方案，今后播放这个格式视频的时候自动调用设置的参数。SVP也提供了自动侦测硬件提供推荐设置的模式，就是在Video profiles菜单选择Reset to defaults。SVP会测试你的硬件性能后确定一个方案，并且可以选择只用CPU处理或借助GPU处理的模式，但推荐模式并不一定是效果最好的。

　　设置完成后，可以在播放的时候开启Demonstration mode（示范模式），SVP会将视频分为两部分，左边是未做倍帧处理的，右边是做过处理的，就能体会出倍帧与普通视频的差异了。

　　实用技巧和注意事项

　　1、软件设置参数的备份方法

　　大家看到这么多设置是否头都大了，如果好不容易设置好了，遇到系统崩溃，岂不是又要从头来过，这里就告诉大家这几种软件设置参数的备份方法。

　　River：通过文件菜单－媒体库－备份（还原）媒体库就可以导出和恢复所有设置包括音乐列表等。

　　madVR：因为本文使用的madVR是通过River软件下载的，它的存储位置在River设置目录中，位置在系统分区：Users用户名AppDataRoamingJRiverMediaCenter20Plugins下的madvr目录，整个复制出来就备份了madVR相关的所有设置。

　　ffdshow可通过运行开始程序菜单中的ffdshow下的ffdshow视频解码器设置，点击“导出所有设置”来备份。

　　SVP：设置在系统分区：programDataSVP3.1目录下所有文件。

　　2、SVP注意事项

　　SVP某些时候会侦测不到视频已经播放，我们可以在任务栏右下角的SVP图标上按鼠标右键即可激活，SVP一旦激活，会在视频左下角显示信息，有时候倍帧频率会与显示器不同步，稍等一会儿它会自动调整回来。

　　3、WIN8/WIN8.1/WIN10系统用户注意事项

　　WIN8/WIN8.1/WIN10系统因为安全级别提升，需要将SVP设置为以管理员身份运行才能让SVP正常检测到视频的播放（但设置为管理员身份运行后，SVP将不会随系统自动启动了，需要手动运行），WIN10系统建议打开兼容模式。

　　4、其它注意事项

　　开启SVP时不要同时运行GPU-Z、CPU-Z和AIDA64软件，否则有一定几率会造成显卡风扇全速运行并且系统死机，必须关闭主机电源等10秒以上再开机才可以进入系统。

　　效果实测

　　笔者使用了几部影片中比较有特点的片断作为测试对象，首先是《加勒比海盗1》从10分30秒到11分的片断，开启SVP的Demonstrationmode（示范模式），可以看出左边未做倍帧处理的画面有严重的抖动和延迟，从左往右平移时人物的脸部变得一片模糊，而经过SVP处理的右边画面平滑如镜、层次分明、细节历历在目，人物表情动作生动自然，在从左往右平移时甚至可以看清楚人物脸上的雀斑。

　　我们再看《变形金刚4》的8分20秒到8分32秒的画面横移，移动中的塔台可以看到明显的抖动，而经过SVP处理的画面稳定清晰，犹如身临其境，而远近景的层次感对比分明，十分有立体感。

　　最后再来看《明日边缘》这部评价不错的影片的18分到24分30秒这段激战的场面，基本都是使用摇晃的镜头拍摄，未使用SVP时在角色快速移动时无法看清楚具体的动作，更不用说细节了，当开启SVP后，整个画面迅速清晰起来，主角的动作不再混乱一片，全金属妹纸的每一次挥剑也清楚可辨，甚至极速移动的外星人是如何杀死每一个人都可以看清楚，整个战场活了起来，唯一的遗憾是时不时会在移动人物周围伴随着一层一闪即逝的“肥皂泡”，但整体的观感比不开启SVP大大改观。

　　River+madVR+SVP组合的优点和缺点

　　1、优点

　　River播放器对视频播放支持的优势和易用性，可以在软件左侧的“设备和驱动器”下直接选择系统中的视频文件，对蓝光原盘可以直接载入虚拟光驱播放（WIN7系统下需单独安装虚拟光驱软件，WIN8以上系统直接支持载入ISO镜像），对BDMV目录格式的蓝光原版文件也可直接播放，并对自带字幕和外挂字幕兼容性良好（暂不支持ass特效字幕），对AC3/DTS/DTSHD/TrueHD/DolbyAtmos等音轨源码输出也有良好兼容性。

　　madVR与SVP配合是目前画面流畅度和画质最好的方案，可以带来超越SONYMotionflowXR技术的画质和体验，通过一定的设置组合，可以实现平滑如镜般流畅的视觉效果，并有类似3D影片的景深感，能突出人物和场景层次感，在大屏幕和投影上效果更明显。

　　2、缺点

　　SVP配合madVR使用，在快速运动物体边缘会产生类似果冻或者肥皂泡效应，某些情况下还会有细小碎片产生，虽然可以通过设置SVP参数或者使用其他视频渲染器来减少这些瑕疵，但画面流畅度会受一定影响，并且类似3D画面的景深感也会消失，画面也显得较为呆板。

　　实现平滑如镜的流畅度需要较强的CPU和显卡，带来的功耗也较高，如果硬件性能达不到要求，倍帧的效果可能还不如正常播放来的好；有部分VC-1、MPEG2、MPEG4、1080i等格式视频使用SVP效果不是太好，达不到平滑如镜的流畅度，建议这类视频不启用SVP。

　　注：经过笔者和一些网友的测试，NVIDIA新一代GTX970显卡以其强大的计算能力较为完美的处理好了肥皂泡效应，画面效果干净流畅，几近完美！

　　低硬件配置的其他方案

　　对使用以上方案达不到平滑如镜流畅度的硬件配置，笔者推荐可以使用PotPlayer、KMPlayer等播放器和ffdshow插件配合SVP实现倍帧，在不调用madVR做视频渲染的情况下，对硬件要求会低很多，但没有配合madVR的那种特别清晰、层次感强烈并带一定景深效果的画面表现好。另外国外还有一个Splash PRO播放器（推荐使用Splash PRO EX版本）自带倍帧功能，实现的效果类似PotPlayer等播放器和ffdshow插件配合SVP的效果，但硬件需求更低，低配置的玩家可以尝试一下，不过这个软件是收费软件。本文中的设置方案不一定是适合大家的最佳设置，只为起到抛砖引玉的作用，让更多朋友根据自己硬件调试出更加满意的效果。

　　总结

　　人类的视觉比听觉更敏锐，追求更好的视觉体验一直是科技界努力的方向。视频倍帧让我们在普通电脑显示器上体验了一把如镜面般顺滑流畅的画面，将视觉体验上升到了一个新的高度，非常感谢以上软件的开发者们，让我们体验到了倍帧对视频体验改善是多么的巨大。虽然在目前主流显卡上还存在“肥皂泡”效应和碎块问题，但随着今后硬件性能的逐步提升和显示器刷新率的提高、算法的优化，可以很完美的解决这些瑕疵；相信不久的将来我们还可以享受到120帧/秒甚至240帧/秒的4K超高画质视频体验，也希望SVP等软件能持续优化性能、提升画质，带来更好的倍帧效果。

　　文 喻献云