Компьютеры
30 августа 2006, 00:33

Нужен ли апгрейд ТВ-тюнеру?

Сегодня мы позволим себе немного пофилософствовать относительно роли ТВ-тюнера в жизни вашего компьютера и протестировать работу аппаратного кодирования.

Девиз апгрейда: «Чем круче комп - тем лучше забивать им гвозди»

Рано или поздно мы сталкиваемся с ситуацией, когда новая программа не запускается, а компьютер слишком медленно «соображает», и это начинает нас потихоньку раздражать. Мощный компьютер, который способен решить любую задачу, – мечта каждого современного железячника, и решить её, к сожалению, можно только здесь и сейчас. Ведь завтра будет новый день, новый софт и новые системные требования. Наступает новый день, и мы понимаем, что пришла пора сделать обновление компьютера – или, проще говоря, апгрейд. С модернизацией своего электронного друга сталкивался практически каждый пользователь. Обновляют всё: центральный процессор, видео- и звуковые карты. Но сегодня мы поговорим о ТВ-тюнерах и о развитии этой отрасли.

«Через тернии к звёздам»

Идея смотреть телевизионные передачи на компьютере появилась у пользователей и была подхвачена производителями «железа» относительно давно. Однако было слишком много аппаратных и программных проблем, чтобы сделать такой просмотр на компьютере по-настоящему комфортным.

Обусловлено это было в первую очередь недостаточной производительностью компьютера, на «плечи» которого ложилось тяжёлое бремя обработки огромных видеомассивов данных. И вторая причина, по которой многие просто категорически не хотели ставить себе ТВ-тюнер, – откровенно слабое программное обеспечение.

Arrows-left
Arrows-right
Reload
1 / 2

pci tuner2

Всего несколько лет назад наличием ТВ-тюнера в компьютере могли похвастаться только единицы, да и проблем с этими устройствами было немало. Со временем ситуация изменилась в лучшую сторону. По мере увеличения мощности компьютеров ТВ-тюнеры стали совершенствоваться. Классическим стало решение, состоящее из селектора каналов (ВЧ-блок) и 8-, 9- и 10-битного чипа декодера-АЦП (см. фото ниже). Это решение до сих пор применяется во многих моделях внутренних ТВ-тюнеров. Чипы для декодирования ТВ-сигнала тоже претерпели существенные изменения. Имейте в виду, что всё это происходило на фоне постоянного снижения цены на «железо». Однако несмотря на это, качество приёма телепрограмм на компьютере заметно выросло, и это позволило превратить ТВ-тюнер из дорогой безделушки во что-то более серьёзное. Среди производителей, которые присутствуют на российском рынке, появилась конкуренция, что положительно сказалось на цене и качестве продукции в целом.

Разумным продолжением стало то, что производители начали думать не только о качестве аппаратной части тюнера, но и о программной составляющей. Набор утилит и количество сервисного ПО существенно выросло. Во многом это произошло благодаря общему вычислительному росту систем, которые смогли не просто кодировать картинку, но и решать другие смежные задачи.

Опыт показал, что не существовало единственно правильного эволюционного пути. Некоторые производители пошли по пути развития как аппаратной, так и программной части, некоторые развивали только программную, некоторые сместились с лидеров в аутсайдеры из-за своей нерасторопности, невзирая на громкое в былые времена имя. Сегмент рынка ТВ-тюнеров, несмотря на свои скромные размеры, показал невероятную конкурентную борьбу, которая по драматизму ничем не уступала громким баталиям на процессорном рынке.

Итак, что же мы имеем на сегодняшний день в области аналогового тюнеропроизводства (серьёзно о цифровом вещании пока говорить рано)?

А имеем мы довольно интересную картину. Мы подошли к моменту, когда хочется повышения функциональности и каких-то особых свойств тюнера. Если провести аналогию с видеокартами, то сначала была гонка за скорость вывода изображения и поддержка более высоких разрешений. Но очень быстро все поняли, что нужно что-то особенное. А именно возложить на видеокарту функции расчётов трёхмерных объектов и таким образом существенно снизить загрузку CPU.

С выходом в свет новой операционной системы MCE2005 некоторые производители начали выпускать тюнеры с аппаратным сжатием в формате MPEG. То есть аналогично видеокартам, разгружающим центральный процессор трёхмерными расчётами, тюнеры оснастились дополнительным чипом, позволяющим сжимать видеопоток сразу при записи.

Первоначально подобными чипами оснащались (и продолжают оснащаться) дорогие профессиональные карты захвата. Но со временем стали появляться и более дешёвые аппаратные решения. Одним из таких чипов является Conexant 23416.

chip-2

На нём выполнены последние современные модели от компаний Gotview, Hauppauge, AverMedia. И хотя чипы-энкодеры постепенно дешевеют, решения на их основе держатся на отметке около $100. Но стоит ли платить за чип такие деньги? Зачем вообще он нужен, какие преимущества у аппаратного сжатия?

Справка Необходимо напомнить, что минута несжатого видео с разрешением 720х576 занимает примерно 1,5 Гбайт. Хранить полуторачасовые фильмы в этом формате (один фильм будет занимать свыше 120 Гбайт) совершенно нереально. Для хранения одного фильма понадобится один жёсткий диск. А что делать тем, у кого жёсткий диск меньшего объёма? Инженеры и математики нашли выход. Видеоматериал можно сжимать довольно хитрым образом: хранить не каждый кадр целиком, а только один на группу кадров. Все остальные кадры будут создаваться на основе информации этого кадра (ключевой кадр). Для этого надо сохранить этот ключевой кадр, а затем проанализировать следующие кадры и сохранить изменения, которые произошли. Благодаря этому мы можем сохранить полуторачасовой фильм на одном двухслойном DVD (примерно 9 Гбайт в высоком качестве). Этот метод довольно хорошо себя зарекомендовал, и на его основе вышел в свет современный формат DVD. К сожалению, у этого формата есть один неприятный момент – вся математическая обработка очень ресурсоёмкая. Сказать больше – произвести захват с сжатием в MPEG-2 стало возможным только на компьютерах, выпущенных в последние 1-2 года (речь идёт, разумеется, о расчётах реального времени). То есть для сжатия изображения в реальном времени требуется компьютер как минимум P IV с тактовой частотой не ниже 2 ГГц, а то и выше. При этом работать на таком компьютере уже будет невозможно, так как все основные ресурсы компьютера будут заняты. Банальная операция – приём или отправка почты – может вызвать потерю кадров в данном видеофрагменте. Придётся начинать оцифровку заново.

С появлением чипа-энкодера можно производить захват в максимальном разрешении на не очень мощных компьютерах (начиная от 1-1,2 ГГц). При этом загрузка центрального процессора составляет всего несколько процентов при отключённом режиме просмотра. При захвате или записи можно продолжать работать на компьютере и даже играть в игры.

Режим timeshift (отложенный просмотр) теперь совершенно без проблем может идти даже на не очень мощных компьютерах. Напомним, что только для сжатия в MPEG-2 с максимальным разрешением необходим компьютер мощнее P IV с тактовой частотой 2 ГГц и выше. А ведь полученное изображение нужно декодировать и вывести на экран. На это тоже нужны ресурсы. При наличии чипа-энкодера режим отложенного просмотра можно осуществить на компьютерах с тактовой частотой начиная от 1-1,2 ГГц.

При наличии нескольких тюнеров с аппаратным сжатием можно производить одновременную запись нескольких каналов. С обычными тюнерами такой номер не пройдёт – либо возникнут значительные проблемы (в первую очередь – нехватка ресурсов). При использовании USB-ТВ-тюнеров с аппаратным сжатием (тюнеры с интерфейсом PCI не совсем подходят для этих целей из-за возможных аппаратных конфликтов с другими устройствами или между самими тюнерами) можно производить одновременную запись 4-5 каналов.

Чипы с поддержкой аппаратного сжатия в формате MPEG обладают ещё одной важной функцией – это фильтр шумоподавления. Поскольку это аппаратное решение, оно не создаёт дополнительной загрузки CPU, притом что заметно улучшает качество изображения.

Как вы заметили, аппаратное сжатие даёт неоспоримые преимущества для записи эфира или оцифровки кассет. Но ведь и стоимость их почти в два раза выше обычного тюнера. Оказалось, что и в этом направлении наметились лидеры.

Компания Gotview, являющаяся лидером на рынке тюнеров с аппаратным сжатием в MPEG 1 и 2, продолжает развивать свою линейку ТВ-тюнеров, и в этом году был выпущен ТВ-тюнер под девизом « Тюнер с аппаратным сжатием в MPEG по цене обычного ». Это означает, что розничная цена составляет приблизительно $80. И действительно, стоимость новой модели Gotview PCI DVD2 Lite практически равна стоимости обычного ТВ-тюнера. На момент написания статьи разница составляла всего 200-250 рублей.

dvdlite1 b

ТВ-тюнер выполнен на следующих компонентах: селектор Xcieve 2028, 10-битный декодер-АЦП СХ23843 и аппаратный энкодер СХ23416.

За счёт чего удалось снизить стоимость?

Вместо ставшего уже классикой селектора Philips MK5 на ТВ-тюнере Gotview PCI DVD2 Lite установлен селектор Xcieve 2028,

xcieve

который в обычных условиях не уступает Philips MK5. И это в какой-то степени революция, поскольку другим производителям полупроводниковых тюнеров пока не удалось добиться схожих результатов, их полупроводниковые селекторы значительно уступали в качестве приёма (особенно в дециметровом диапазоне) селекторам Philips MK5.

Полупроводниковые селекторы не требуют ручного труда при производстве (всё производство полностью автоматизировано) и ручной настройки. Классические селекторы значительно сложнее в производстве, требуют больше деталей (металлический корпус, печатная плата с элементами) и, самое главное, ручной настройки.

Посмотрим, как обстоит дело на практике. Возьмём средний по нынешним меркам компьютер, но не очень слабый – 2,4 ГГц Celeron с 256 Мбайт памяти – и попробуем произвести запись, используя программное сжатие и аппаратное.

Запускаем программу на просмотр. Средняя загрузка компьютера составляет примерно 20%.

работа

Что происходит при включении записи, когда мы используем аппаратное сжатие? В первые секунды, пока стартует запись, загрузка несколько возрастает, но тут же падает до практически прежних 20-25%.

запись-в-МПЕГ-аппаратно

Обратите внимание, что мы не просто смотрим телепередачу, мы ещё производим запись с разрешением 720х576 9 Мбит/с и сжатие данных. При этом загрузка фактически не выросла. Справедливости ради отметим, что она выросла в среднем на 5-7%.

Что же происходит при отключении режима просмотра, который съедает определённое количество ресурсов системы?

запись-в-МПЕГ-аппаратно-без

При отключении просмотра во время записи в формате MPEG с разрешением 720х576 9 Мбит/с мы имеем среднюю загрузку 11-12%. Незначительные всплески на графике происходят во время активации пользователей в ICQ и приёме почты.

А как обстоит дело при использовании программных методов сжатия (здесь и далее был использован кодек, который входит в комплект с ТВ-тюнером от компании InterVideo) в MPEG-формате с разрешением 720х576 9 Мбит/с?

запись-в-МПЕГ-программно1

Загрузка системы сразу вырастает до 70%. При приёме почтовых сообщений или ICQ наблюдаются пики под 100%, которые вызывают пропуски кадров в записи. Как вы понимаете, ни о какой записи второго канала другим тюнером просто не может идти и речи. Ресурсов нашего тестового компьютера на это не хватит.

Попробуем набрать текст или используем интернет-браузер и откроем пару веб-страниц.

запись-в-МПЕГ-программно

Мы получили то, что и следовало ожидать. Загрузка редактора текстов и просмотр страниц в Интернете начали сильно тормозить, запись при этом была окончательно испорчена множеством потерянных кадров. И это при работе только одного тюнера в системе. А что если их будет несколько? Лучше и не пробовать.

Установим два тюнера и проверим их работу в операционной системе Windows MCE2005, которая работает только с тюнерами, имеющими аппаратное сжатие. Настраиваем запись одного, затем второго канала так, чтобы они специально пересеклись по времени.

Arrows-left
Arrows-right
Reload
1 / 2

scr2

Смотрим загрузку системы:

mce1

Во время записи первой телепередачи загрузка держалась около 30% (начало графика), затем, когда стартовала вторая запись, загрузка выросла в среднем до 35%.

Выводы, или 8 причин, по которым нужно аппаратное сжатие.

  1. В тюнерах с аппаратным сжатием, как правило, используются самые последние и современные чипы и технологии.
  2. Стоимость тюнера Gotview PCI DVD2 Lite с аппаратным сжатием практически равна стоимости обычного тюнера.
  3. Низкопрофильный дизайн позволяет использовать тюнер в современных barebone-системах.
  4. Низкая загрузка CPU позволяет производить фоновую запись, не мешая работе компьютера.
  5. Низкая загрузка CPU при записи позволяет использовать несколько тюнеров для одновременной записи нескольких телепередач.
  6. Поддержка тюнеров с аппаратным сжатием операционной системой Windows MCE позволит воспользоваться новыми возможностями.
  7. За счёт низкой загрузки CPU можно использовать функцию отложенного просмотра (timeshift) практически всегда. Работа программы в этом режиме также не мешает основной работе за компьютером.
  8. Аппаратный фильтр шумоподавления также не влияет на загрузку CPU, заметно улучшая качество изображения.

Вывод очевиден. Вместе с апгрейдом материнских плат, видеокарт, процессоров и прочего пришла пора задуматься и об обновлении устаревшей модели тюнера. А если вы только собираетесь приобретать тюнер, то не имеет смысла останавливаться на устаревшей модели и потом ругать себя за то, что во время записи уже ничего толком нельзя сделать. При такой незначительной разнице в цене между тюнером с аппаратным сжатием и обычным тюнером можно дать однозначный совет: выбирайте тюнер с аппаратным сжатием. Это современное устройство не только сделает просмотр и запись комфортным обыденным явлением, но и позволит сэкономить деньги на покупке других системных компонентов – например, процессора или новой материнской платы.