在隔壁iPhone都用上了120Hz屏幕的2022年,相信沒有任何一個安卓廠商還敢固守60Hz,在屏幕參數這一塊,國内廠商卷得徹底,連蘋果也不得不跟着卷了起來。
隻是120Hz屏幕雖好,但也帶來耗電等問題,不少廠商更是采取了非常保守的策略,将大部分應用的刷新率鎖在了60Hz,也難怪有小夥伴老是吐槽說高刷升級了個寂寞。
不過呢,更應被關心的問題是内容适配,把手機屏幕看成是一個鐵鍋的話,視頻和遊戲就是我們最常吃的兩道炒菜,最終的菜色味道如何才是關鍵。
可惜的是,這兩道炒菜的味道卻不能讓人滿意,雖然手機早在2020年就全面進入了高刷時代,120Hz和90Hz的手機比比皆是,但大部分遊戲卻依舊停留在60幀,大部分視頻甚至隻有30幀,白白辜負了我們高價買的高刷屏。
那麼,有什麼辦法能讓這兩道炒菜令更多人滿意呢?幾個手機廠商私底下一琢磨,整出了一個新玩意。
并不神秘的運動補償
實際上,早在2018年,小米投資成立的黑鲨遊戲手機初代就已經搭載了一顆獨立圖像處理芯片,這可能也是最早搭載該芯片的手機之一,黑鲨官方稱,這款手機支持智能運動補償技術、圖像增強、暗景細節處理,同時還能提供視力保護,做到像素級去藍光。
那麼,什麼是獨立圖像處理芯片?運動補償技術又是什麼?
所謂的運動補償技術,正式名稱為運動估計與運動補償,即MEMC,英文全稱為 Motion Estimation and Motion Compensation,簡單來說,就是通過芯片和算法預估物體運動的軌迹,最終補償出視頻源中本身沒有的畫面,達到畫面更為流暢的目的。
2004年,飛利浦推出Trimension運動補償插幀技術,後來被集成進了WinDVD播放器,這項技術能夠将視頻幀率從24幀提高到48幀甚至是72幀,能夠消除幀與幀之間的抖動,增加運動的平滑度。
大家可以想象一下,當你在觀看一部24幀的電影時,鏡頭快速移動或者出現激烈打鬥時,大量殘影會讓人感到不流暢,但通過這項技術就能讓幀率翻倍,瞬間就能縱享“德芙絲滑”般的視覺感受。
而本質上來說,所謂的運動補償插幀,其實真的是在“無中生有”,它會在前後兩幀畫面插入并不存在的幀,如果想要24幀變為48幀,那麼就通過軟硬件解碼計算,用半猜半蒙的方式來形成一幀,插入到兩幀中,從而實現更平滑的效果。
在飛利浦推出這項技術的幾年後,大量電腦上的播放器都陸續支持了這麼好用的插幀技術,最終實現的效果卻差強人意,畢竟是通過猜和蒙得到的結果,露餡幾率有點高,動不動就出現畫面崩壞……而且許多人也吐槽,這讓電影失去了靈魂,看電影這麼有儀式感的事情變成了吃薯片看肥皂劇,有悖于一百多年的傳統,不行不行。
話是這麼說,但人類終究是視覺動物,一個60幀的影片與一個24幀的影片擺在面前,相信隻要不是所謂的電影原教旨主義者,都會不假思索地選擇前者,誰會讨厭更流暢的畫面呢?
既然軟件容易露餡,那我們直接從硬件入手行不行呢?電視廠商一合計,這辦法好,于是順應需求,推出了具有MEMC功能的電視,配合支持運動補償技術的處理器甚至是專門的圖像處理芯片,不僅能實現更好的補幀效果,還能集成一系列的優化算法,比較為大家所熟知的索尼X1系列芯片,用獨家優化實現了對其他廠商的超越。
至于電腦顯卡,由于性能強大,完全可以通過本身算力來進行視頻插幀,良心的蘇媽還在顯卡中集成了類似功能,GNC或Vega架構的AMD顯卡可以用官方的Fluid Motion video功能配合播放器來實現插幀;至于奸商老黃的英偉達顯卡嘛,也可以配合SVP這樣的老牌插幀軟件來實現視頻插幀。
飛入尋常手機中
電視廠商這一思路,成功啟迪了手機行業。 2015年,聯發科就在Helio X10手機芯片上加入了類似MEMC的ClearMotion技術,這項技術會自動将幀率提升至60幀或120幀,從而顯著提高視頻的清晰度和流暢度。
發哥雖然難得超前了一回,但ClearMotion技術最終昙花一現,後續芯片再也沒有它的影子了,而就使用體驗上來說,也更像是處理器本身所支持的特性,和電視上獨顯芯片實現的MEMC功能還是有很大差距的。
上面我們所提到的2018年的黑鲨遊戲手機初代,就是最早采用獨立圖像處理芯片的手機之一,這也标志着廠商開始逐步認知到這一技術的重要性。
但60Hz刷新率的屏幕也限制了MEMC功能的推廣,畢竟當時的主流遊戲已經能在旗艦手機實現60幀流暢運行,而視頻插幀呢,實際需求卻沒有那麼大,導緻黑鲨雖然最早搭載芯片,卻一直處于不溫不火的狀态。
時間很快就來到2019年,一加7 Pro首發搭載了一塊三星的2K 90Hz屏幕,可謂是驚豔了整個搞機圈,高刷迅速成為了話題熱點,衆多小夥伴無不以擁有一台高刷手機為榮,而看到了需求的廠商們就像當年全面屏來臨時一樣,迅速給自家新機加了一塊高刷屏幕。
當120Hz與90Hz的高刷迅速普及,對應支持的内容就成為痛點,總不能隻為了刷微博而上高刷屏吧……畢竟大家的白花花的銀子也不是大風刮來的,總得讓人覺得物有所值對吧。
那麼聰明的手機廠商就開始琢磨起了MEMC這回事,2020年上半年,黑鲨3、OPPO Find X2 Pro、一加8 Pro三款手機都搭載了獨立圖像處理芯片,把它作為主要賣點之一。
MEMC都有哪些好?Find X2 Pro在宣傳的時候聲稱,這是OPPO首次推出O1超感畫質引擎6,搭載獨立顯示優化芯片,即使普通視頻也能升級為高幀率HDR效果,而一加8 Pro與黑鲨3也在官網上标注了類似技術。
看到這裡的小夥伴不免有些納悶,怎麼不同廠商的三款手機都用了獨立圖像芯片,在具體功能上表現的也差不多呢?
因為它們背後站着的最大功臣,都是Pixelworks,而所搭載的芯片也是同一塊Iris 5芯片,這也印證了曾經錘子創始人羅永浩那句話:都是供應鍊的技術,方案整合商裝什麼XX呢。
是的,不管是一加的高幀2.0,黑鲨的MEMC 2.0,還是OPPO所吹噓的Motion Clear動态插幀,本質上都是Pixelworks提供的芯片與算法,供應商給什麼,這些廠商就用什麼,頂多在具體适配上多花一些功夫,壓根不存在什麼獨家優勢。
雖說如此,但Pixelworks這家成立于1997年的美國圖像顯示芯片廠商,還是有其過人之處的,比如在環境光自适應、屏幕色彩校準以及實時運動處理等方面的積累,要不然也不會有那麼多廠商不約而同地選擇它,隻是大家這次又站在了同一條起跑線上,各種五花八門的技術,看看就好,不必太認真。
而且所謂的MEMC插幀并不一定要依托單獨的Pixelwork獨顯芯片來實現,早在2019年,Pixelworks就已經與與高通達成了獨立軟件供應商協議,在這之後的高通移動芯片都可以有條件地使用Pixelworks軟件的特定功能,像小米10系列和魅族17系列都沒有搭載獨顯芯片,卻依舊能通過OTA更新來實現上面三款機型的插幀功能。
去年12月,Pixelworks還與聯發科也達成了獨立軟件供應商協議,在即将量産上市的天玑9000上,也會同步用上Pixelworks軟件功能,在可預見的未來,大部分中高端手機都有望用上曾經頂級旗艦電視專屬的MEMC技術。
雞肋or實用?
相信大家内心都有疑問,前面說了這麼多,所謂的MEMC在手機上到底有沒有用呢?
答案是肯定的,不過嘛,隻能說勉強做到了錦上添花,無法真的補足高刷生态,換句話來說,所謂的插幀,在做菜時隻能充當味精,味精沒有直接營養價值,但它能增加食品鮮味,引起食欲,插幀也是如此,讓那些24幀和30幀視頻看上去更為流暢,并不能改變視頻本來的畫質。
在實際應用中,MEMC還會暴露出兩個緻命問題:塊效應和振鈴效應。
塊效應很好理解,一塊一塊的不就是馬賽克嘛,愛看視頻的小夥伴肯定不會陌生,由于MEMC技術會将每幀的圖像分成若幹像素塊來進行分區域補足幀率,但在快速運動的物體邊緣就露了餡,往往會出現無法識别的像素斷裂,呈現到最終畫面裡就是馬賽克與色斑。
振鈴效應,就更好理解了,大家仔細想想,振動着的鈴铛周圍是不是會出現空氣扭曲呢?在MEMC計算中,畫面播放時物體本身會有一定程度的抖動,補足後往往會造成畫面模糊甚至重影,最容易露餡的就是球賽了,籃球和足球往往都會因為補幀而糊成一團。
即使再優秀的MEMC算法與芯片,也無法完全規避上面這兩種效應,隻能通過不斷的優化将它們帶來的影響降到最低。
并且MEMC很大程度上取決于視頻本身的畫質,本地高碼率視頻的插幀效果肯定是最好的,國外的油管和網飛也能提供較高的碼率,目光轉向國内幾大巨頭(騰訊、愛奇藝、優酷、B站)那壓縮至低的可憐的碼率,勸你還是降低一點期待為好……
這時候可能部分小夥伴就有新的疑問誕生了,既然在線視頻插幀會因為畫質出現各種問題,那麼實時渲染的遊戲是不是就不會有那麼多煩惱了呢?
這種想法确實有一定道理,去年的iQOO Neo5上首發了遊戲插幀功能,官方宣傳這是搭載了“獨顯”的手機,利用“獨顯”芯片,可以實現120幀的高幀率遊戲,要知道即使是最新的骁龍8 Gen1也把握不住120幀遊戲,Neo5這款骁龍870手機居然這麼強?那還不趕快買買買?
讓人感覺氣憤的是,此“獨顯”非彼“獨顯,iQOO Neo5搭載的實際上就是Pixelworks的X5 Pro芯片,而所謂的120幀遊戲也是通過插幀60幀遊戲得來,如果想玩90幀的遊戲,系統還會“貼心”地把幀率限制回45幀,有些讓人啼笑皆非了。
有的人也會覺得,插到120幀也是120幀了,總比60幀玩遊戲爽吧,而這種想法卻是大錯特錯,在大部分如吃雞等射擊類競技類手遊中,通過插幀得來的遊戲,延遲感會更加嚴重,跟手性也會有大幅度下降。
原因也很簡單,MEMC是一種圖像後期處理技術,是在圖像生成後,再利用硬件和軟件去計算生成本不存在的幀,所謂的遊戲插幀是針對處理器渲染好的遊戲畫面視頻流進行插幀,這個過程中間大約有100ms左右的延遲,在看視頻時候表現還不明顯,當用在對瞬時操作要求比較高的遊戲中時,這一缺點就徹底暴露無疑了。
而且視頻插幀所存在的問題,遊戲插幀也難以避免,在開啟MEMC後,遊戲畫質和分辨率也會有一個明顯的下降,在場景變換較快的情況下,計算錯誤和圖像劣化會時不時出現,很是影響玩家的體驗。
另外,由于這塊MEMC芯片是外挂的,在進行遊戲插幀的時候還會偷偷吃掉手機電量,可能打上三四局就會蹦出電量不足的提醒,持久力實在堪憂。
所以說呢,不想快速掉分的話,還是别在手機上開啟遊戲MEMC功能為妙……
最後簡單總結下吧,所謂的MEMC技術和芯片,本質是一種抄近道的辦法,目的是在目前高刷生态缺失的情況下,用取巧的辦法來填補空白,解決畫面内容與設備顯示不匹配的問題,手機MEMC芯片的供應商Pixelworks官網就清楚寫明了這一點。
MEMC是一種權宜之計,無法從根本上解決目前手機高刷生态的問題,或許有朝一日,類似李安《比利林恩的中場戰事》《雙子殺手》這樣原生提供60幀乃至120幀的電影電視劇越來越多,而手機性能也足以輕松帶動120幀的大型3D遊戲,屆時MEMC技術就會慢慢淡出這個舞台吧。(校對/holly)
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