Эта статья содержит практические сведения, полезные для организации эффективного кодирования видео на Linux с использованием последних видеопроцессоров Nvidia.
Чем не является эта статья:
- Не является пособием по выбору технологии аппаратного кодирования или агитацией в пользу описываемой. Кроме Nvidia NVENC есть Intel QuickSync, есть AMD VCE, наверняка есть и ещё что-то. Все эти технологии имеют разные характеристики, которые трудно даже уложить на одну шкалу для сравнения. Тем не менее, я сделал свой выбор.
- Не является претензией на самый быстрый/качественный способ кодирования. По причинам, указанным выше.
Об NVENC
Nvidia NVENC это технология, позволяющая кодировать видео в H.264 (и H.265 для последних процессоров Maxwell) силами GPU со скоростями несколько сот кадров в секунду (в зависимости от профиля и разрешения). Вендор предоставляет возможность использования этой технологии в виде набора разработчика NVENC SDK.
Реализация
Имеется множество утилит для различных платформ, которые в каком-то виде дают доступ к функционалу SDK. В марте 2015 года вышел релиз ffmpeg, который включил в себя поддержку NVENC. ffmpeg занимает центральное положение среди всего множества свободного и не очень ПО для работы с видео, поэтому с практической точки зрения он наиболее интересен. Этим инструментом можно и обрабатывать видеофайлы (1, 2), и вести потоковое вещание (1, 2). С момента мартовского релиза вышел ещё один, который включил в себя ещё больше опций для кодека nvenc и поддержку H.265 (HEVC).
Сборкой FFmpeg с поддержкой NVENC мы и займёмся.
Развёртывание
Для создания рабочей конфигурации нам потребуется:
- Одна видеокарта Nvidia на ядре Kepler или Maxwell. На мой взгляд самый интересный выбор это GTX 970 — процессор Maxwell второго поколения (GM204) за 300$.
- Один линукс типовой (ubuntu 14.04) на компьютере с видеокартой.
Драйверы и рантайм CUDA
Драйверы и библиотеки установить за раз одним пакетом. Из репозитория лучше ничего не использовать.
sudo apt-get update sudo apt-get -y install axel build-essential dkms axel 'http://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/7_0/Prod/local_installers/cuda_7.0.28_linux.run' chmod +x cuda_7.0.28_linux.run sudo ./cuda_7.0.28_linux.run На все вопросы уважаемого компьютера следует ответить утвердительно. После установки — перезагрузить.
Заголовочные файлы nvenc
Для сборки приложений с nvenc sdk неободимы некоторые заголовочные файлы. Раньше их необходимо было стягивать из виндовой версии SDK. Но прогресс идёт семимильными шагами и теперь этот файл можно стянуть из примеров в линуксовом SDK. Найдите в примерах (были установлены вместе с рантаймом и драйверами на предыдущем шаге) файлы
nvCPUOPSys.h nvEncodeAPI.h nvFileIO.h NvHWEncoder.h nvUtils.h
и положите их в /usr/include. Они потребуются только один раз, при сборке ffmpeg. На всех машинах они не нужны.
FFMPEG
Начать его сборку лучше с установки всех сборочных зависимостей.
sudo apt-get build-dep libav sudo apt-get install -y libfdk-aac-dev libopencv-dev Я мог что-то забыть, что-то может измениться. Чтобы найти недостающий для сборки файл, не стесняйтесь пользоваться apt-file:
$ sudo apt-get install apt-file -y $ sudo apt-file update $ apt-file search libxcb-shm.so.0 libxcb-shm0: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libxcb-shm.so.0 libxcb-shm0: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libxcb-shm.so.0.0.0 Скачиваем с сайта последнюю версию ffmpeg, распаковываем, конфигурируем, собираем и устанавливаем:
axel 'http://ffmpeg.org/releases/ffmpeg-2.7.1.tar.bz2' tar xf ffmpeg-2.7.1.tar.bz2 cd ffmpeg-2.7.1 ./configure --cpu=native --enable-pthreads --extra-version=habrahabr.ru --enable-bzlib --enable-libdc1394 --enable-libfreetype --enable-frei0r --enable-gnutls --enable-libgsm --enable-libmp3lame --enable-librtmp --enable-libopencv --enable-libopenjpeg --enable-libopus --enable-libpulse --enable-libschroedinger --enable-libspeex --enable-libtheora --enable-vaapi --enable-vdpau --enable-libvorbis --enable-libvpx --enable-zlib --enable-libfdk-aac --enable-nonfree --enable-gpl --enable-swscale --enable-libcdio --enable-x11grab --enable-libx264 --enable-libxvid --enable-libopencore-amrnb --enable-version3 --enable-libopencore-amrwb --enable-version3 --enable-libvo-aacenc --enable-version3 --enable-libvo-amrwbenc --enable-version3 --enable-nvenc make -j5 sudo make install Собираем с libfdk-aac, он точно предпочтительнее имеющегося кодека aac. Кроме прочего, можно заметить опцию —enable-nvenc. В остальном параметры выбраны по мотивам билдспеки пакета libav в самом дистрибутиве ubuntu. После всех манипуляций должен появиться рабочий ffmpeg в /usr/local/bin/ffmpeg.
Применение
Запуск
Опции запуска все точно такие же, как при софтверном кодировании, но только вместо libx264 видеокодек будет называться nvenc (он же nvenc_h264) для h.264 и nvenc_hevc для h.265.
/usr/local/bin/ffmpeg -i input.mov -vcodec nvenc -b:v 5000k -r 30 ... output.mp4 Производительность и качество
Чтобы произвести 1 час видео в 4х качествах с хорошей точностью транскодинга, нужно или потратить примерно 1 час машинного времени двух шестиядерных ксеонов, или чуть более получаса времени десктопа с такой видеокартой. Качество результатов получается неотличимое от программного кодека x264 с аналогичными установками.
Ограничения
Увы и ах, Nvidia ввела ограничение: на обычных десктопных видеокартах нельзя кодировать больше двух потоков видео одновременно. Снятию этого ограничения будет посвящена моя следующая статья, которая, вероятно, будет интересна немного другому кругу читателей.
ссылка на оригинал статьи http://habrahabr.ru/post/262507/
Добавить комментарий