板卡型非编和软件型非编之比较

非线性编辑，对大家来说已经不是什么新鲜词了，自97年推出的第一代基于板卡的非编到今年初被炒得沸沸扬扬的新一代软件型非编，前前后后已有近十年的历史。那么它们之间究竟有哪些不同呢，下面就让我们做个比较。

一 基于板卡的DigiSuite产品

在基于板卡的非线性编辑系统中，计算机系统仅仅只是负责视频数据的存储和传输，而全部的数据处理则是通过专门的板卡来完成，应用较广的有Matrox的DigiSuite/LE/DTV/LX、Pinnacle的RealTime/Tagar3000、Avid的Meridien/BOB等等。

1. 组成

* DigiMix视频/图像二维特技合成卡；

* DigiMotion双通道M-JPEG编解码/数字音频混合卡；

* DigiLinx D1数字信号I/O卡；

* Genie DVE视频三维特技处理卡；

* MGA图形加速卡+ Media XL视频窗口卡；

* DigiDesktop支持windows NT、Windows 2000下的双屏显示。

当需要处理的视频信号进入压缩/解压缩通道后，通过压缩变为标准的视频文件存放在硬盘中。音频信号则经A/D变换后存入硬盘，然后由相应的应用程序将视音频文件从硬盘中调出，可有两路视频信号通过解压缩进入视频混合器，由视频效果控制DSP（数字信号处理器）运行，对进入混合器的视频信号进行二维、三维特技变换，在混合器中完成扫换、叠化、键控等效果。当重放时，由32bit RGB & Alpha图文帧存产生的图文在混合器中作实时混合处理，完成图像和图文字幕的叠加；音频信号则经数字音频处理后输出。

2. 主要优点

* 由于在视频处理方面基本上不占用计算机本身的资源，因此对于计算机平台的配置要求相对较低；

* 采用了专门设计的芯片来实现视频信号的解码、特技处理和画面合成，因此可以精确的保证系统的实时性。

3. 缺点

* 由于特技形式受到板卡的限制，特技效果较为单一，且操作时可调参数很少；不易实现对多种压缩格式的支持；

* 由于板卡上都使用了大量的专用芯片，因此会带来耗电量高、发热严重、兼容性差等方面的问题，且这类板卡安装过程都较为繁琐；

* 专用板卡的成本昂贵，维修成本也较高。

二 CPU+GPU+I/O系统

GPU：Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”，由于现在电脑系统中3D图形处理越来越重要，因此需要用一个专门的图形处理器来完成这项工作，它是NVIDIA公司在发布GeForce 256图形处理芯片时首先提出的概念。按NVIDIA公司的定义，GPU 是集成有几何引擎、光照引擎、三角形设置、图形裁剪引擎、纹理渲染引擎，处理能力为每秒1000万个以上多边形的单芯片图形处理器。这几年来随着GPU可编程能力的不断提升，GPU终于也能渲染出和CPU软件渲染媲美的最终效果了，而前者的速度却是后者的几百倍甚至上万倍。

而今，基于高速CPU配合成熟的视频编解码技术、高性能的GPU视频图像处理技术，使得“CPU+GPU +I/O”这种模式正广泛地应用于新一代的非编系统中。这种利用软件核心算法替代专用硬件的技术，将非线性编辑系统从复杂的专业机一下子变成了一台普通的高性能计算机，为越来越多的用户所接受。

1. 工作原理

当CPU从硬盘上读取压缩格式的视频数据后，软件编解码器将其解码成为基带视频数据；然后通过PCI EXPRESS总线发送至显卡上的GPU；软件合成器利用GPU运算，一次性完成二维、三维特技处理和视频数据的合成；合成完毕后的数据再次通过PCI EXPRESS总线回传给CPU，CPU将数据通过PCI总线传输给I/O板卡转换成基带信号输出。相对硬件型非编辑系统而言，CPU+GPU+I/O的软件架构完全摆脱了对硬件板卡的依赖，突破了专用硬件结构的局面，利用通用的硬件系统资源，实现了视频的高性能编辑和处理。

2. 优点

* 由于高性能GPU对视频图像的处理，可以满足在没有附加特效卡的情况下，两层视频画面的实时回放及合成；

* 系统可以通过软件模块的添加和升级，来支持更多的编辑格式，获得更多的特技效果，有较强的可扩展性；

* 系统整体价格相对于以往的板卡非编来说则更为便宜。

3. 缺点

* 由于系统基于软件构架，因此各个厂家开发的非编软件在最终的使用功能和特技效果上会有较大的差别，这取决于厂家对软件的开发程度；

* 当视频处理数据量非常大的情况下，会占用大量的CPU资源，这使得处理的实时性难以保证，特别是在处理多层标清视频、高清视频、10b无压缩视频的时候，性能表现得不够理想；

* 为保证系统的实时性，必须对计算机本身的配置提出很高的要求，如双至强CPU、至少1GB以上的DDR双通道内存，高性能显卡、甚至还有专门设计的特技卡和I/O卡等等。

三 与板卡非编相比，新一代的非编在软件使用上的变化

1. 系统接口方面

* 支持各种主流I/O接口。包括数字SDI、模拟复合、模拟Y/C、模拟分量接口及同步信号输入接口，音频包括SDI嵌入式数字接口、AES/EBU数字接口、模拟平衡和非平衡接口，另外还支持IEEE 1394接口。

* 可以直接支持蓝光盘和P2卡存储设备。编辑人员在操作时可以直接将P2卡和光盘里的素材导入至本地硬盘，无须二次转换。

2. 软件的新增功能

* 编辑人员可以从上百个工具和命令中进行选择，以定制他们的系统，包括键盘和用户界面按钮；浏览器、窗口排列和时间线轨道布局也可以进行定制，以实现最大的灵活性，并且所有定制设置都可以保存下来。

* 按照目录树管理方式进行素材的管理。编辑人员可自定义目录树结构，方便用户组织、调用素材；视频、音频、字幕、图片等素材分类存储，令素材查询、调用更加简单直观。

* 系统支持无限层视音频轨道编辑，自动实时视频轨判断，非实时片段智能判断，自动打包，视音频合成一次完成。

* 支持同时在线编辑多个故事板文件，可以任意截取故事板素材片段或全部，进行多故事板之间的嵌套、还可以将故事板文件作为素材引用、不同故事板之间可以任意拖动、拷贝节目素材。

* 支持如：M-JPEG、MPEG-2 I帧、MPEG-2 IBP、MPEG-4、DV、DV25、DV50、WMV9 、8/10b无压缩等多种格式在同一时间线上进行任意混合编辑，实现了跨平台的素材共享。

* 系统支持任意选择时间片段、视频轨道进行快速数据合成，数据合成可以不改变原文件编辑结构，而只是作为一段新素材用于当前节目工程或者其他节目工程编辑使用。

* 支持ALPHA通道的视频轨编辑，利用这项技术可以方便地将3DMAX、After Effect等三方软件渲染出的带键的序列文件直接上轨进行编辑。

3. 字幕制作方面

字幕方面打破了以往非编系统图文字幕的轨道限制，可以达到实时无限轨字幕同屏播出，并且所有字幕运动设置均可以精确到帧。字幕在进行旋转、缩放、运动、色彩调整等处理的同时，均可以在其生命期的不同阶段添加划像、涟漪、飞光、扭动、移动、缩放、淡入淡出等特效，令唱词、人名、片花的制作更加方便和丰富。

4. 视频特效方面

* 系统不仅内置大量视频特技，包括横纵比变换、色度键、色彩校正、三维变换、亮度键、蒙片、材质板、卷页、阴影、散焦、动态遮罩等等供用户调用，还支持来自于Boris或After Effect等第三方软件的插件，并且可以进行关键帧的调整，及时预览特技效果，具有较强的节目包装功能。

* 系统提供了较以前丰富得多的转场方式，如：纸飞机、纸蝴蝶、爆炸、撕裂、窗口网格、卷轴、锥形、折扇、玩具盒、钻石、切分球、螺丝钉、手风琴、球形、面条、气球、沙漏、轮胎……，并且所有变形特技均为实时，无需渲染。

* 对于所有轨道上的视频、图片、字幕均可以通过添加、减少关键帧来定义其运动轨迹、变化方式以及特效程度等，并且系统还支持自定义制作的图片用于实现遮罩和不规则划像，这就进一步地加大了创作编辑的自由度。

5. 音频方面

* 除支持单声道和立体声外，还支持5.1声道；

* 支持采集、输出过程中音量实时调节；

* 支持实时8轨、非实时无限音频的合成；支持各种实时音频特技，可以实现合唱、压缩器、失真、回声、环境回响、除雪器、漱口、音量摇动、参数均衡、波形回响、声道交换等功能。

在计算机处理能力以摩尔定律发展的规律下，随着总线带宽近年来连续出现的技术革命，加上软件编解码技术的日渐成熟和完善，相信高配置的计算机平台所能够提供的运算能力已经可以接近甚至超越专用板卡，那么基于CPU+GPU+I/O这种构架的非线性编辑系统将会得到更多用户的认可和使用。