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〜 GPGPU と NLE 〜


(提出日:09/09/10)



 グラフィックボード(以下、G/B)の中枢である GPU(Graphics Processing Unit)は、従来に於いては、パソコン上で画像描画を行う事に特化したプロセッサであった。
 2D画像の描画から3DCGのレンダリングなど、描画処理を専属的に行う設計になっており、PCモニタ上に画像を表示する際の品質に大きく影響していた。
 かつてのGPUでは、画像描画処理に対して限定された命令の入力と結果の出力を行うだけでよく、固定機能シェーダ内での動作で事足りていた。

 しかしながら、2000年代に入ると急激な GPU環境の進化が始まる。
 Microsoft の ゲーム・マルチメディア処理用 API である DirectX が、プログラマブルシェーダをサポートするなど、GPUを用いた描画表現が自由度を増していった。

 それに伴い、GPUの処理能力も飛躍的に向上。
 コンピュータの処理性能を表す指標の一つである“FLOPS”という単位を用いて表すならば、現在市販の GPUで 1テラFLOPSを超えている。
 Intel の CPU“Core i7-965”をもってしても 51.20ギガFLOPS に留まっていることから、GPUが如何に高速処理可能なプロセッサであるかが分かる。

 勿論、この FLOPS が大きければ単純に高速な処理結果が返ってくるわけではない。
 従来から GPUは「単純なデータを大量に処理」することに向いているだけであり、複雑な条件分岐処理などを伴うものは、CPUに遥かに劣る。
 そのため、GPUの高速処理性能を活かすには、最適化されたプログラムが必要であり、その得意分野も限定される。

 そして、そういった得意分野……この場合は、画像表示以外の分野で GPU の処理能力を活用しようというのが“GPGPU(General Purpose computing on GPU)”である。



 GPGPUが活かされる分野は、限定されるというものの、我々が日頃利用するカテゴリーでは大いに力を発揮する可能性を持っている。

 特に、
 ・ビデオ変換処理(エンコード/デコード)
 ・画像処理
 ・音声処理
 ・フーリエ変換

 などである。

 3DCG を手が掛ける者であれば、さらに
 ・レイ・トレーシング処理
 ・物理シミュレーション
 ・流体計算

 などにも利用可能である。


 GPGPUは2000年台初期には、既に技術的な話題となっていたが、実際に本格的な GPGPU活用が始まったのは、2008年夏の ペガシスの動画エンコードソフト“TMPGEnc 4.0 XPress”の対応からだと言われる。


 現在は、まだ大きな潮流とは成っていない GPGPU だが、徐々にメジャなアプリケーションで採用されるようになってきている。
 2008年秋に発表された Adobe社の“Photoshop CS4”“After Effects CS4”“Premiere Pro CS4”が GPGPUに対応し、フィルタ処理などを高速に行えるようになっている。

 また、Thomson Canopus の “EDIUS Pro 5”でも、「GPUfx」という機能を実装。
 GPU を利用して、フルHD映像に高画質のエフェクト/トランジションを高速で行うことが出来る。

 GPGPU の火付け役となった ペガシスの“TMPGEnc 4.0 XPress”は、フィルタ処理において活用しているなど、地味ではあるが着実に GPGPU が浸透しつつある。

 このレポートでは、筆者の所有するアプリケーションから、 Thomson Canopus EDIUS Pro 5 と ペガシス TMPGEnc 4.0 XPress における、GPGPU利用の恩恵について述べていきたい。

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■EDIUS Pro 5 「GPUfx」と GPU。

 EDIUS Pro 5 に搭載された「GPUfx」は、G/B上のプロセッサ“GPU”を活用した新方式の 3Dトランジションである。
 HD動画を高速かつ高画質にエフェクト処理するために CPU-GPU間のスムーズなデータ転送を実現しているという。
 「GPUfx」では1000以上のプリセットを用意しており、またそれぞれの設定項目も子細に至る。

   



 Thomson Canopus社で、G/Bを使ったエフェクトと言えば“DVXPLODE”を思い出す人も居るだろう。
 DVXPLODE は、同社のビデオ編集ソフトと連携して、高速で3Dエフェクト処理を可能にするハードウェアシステムだった。
 1999年12月のことである。
 その後、同社のグラフィックアクセラレータ「SPECTRA」シリーズのハードウェア3Dエンジンを利用した“DVXPLODE Professional”が登場し、バージョンアップにより、GeForce系グラフィックカードを利用した、リアルタイム3Dエフェクトを施す事が出来るようになった。
 DVXPLODEシリーズの技術的詳細は分からないが、GPGPUの先駈けと言えるだろう。


<canopus DVXPLODE>



 一方「GPUfx」は、GPGPUに対応した各社のG/Bの GPUを使ってエフェクト処理を行う事が出来る。

 EDIUSシリーズは、アプリケーションの動作が軽いことがメリットの一つだ。
 それでも 3Dエフェクト系を利用するには、ハイスコアなCPUを搭載するマシンが必要とされた。
 しかし「GPUfx」と GPGPU対応のG/Bによって、軽快な3Dエフェクト処理を実現する。

 実際に、GPUfx の実力を確かめてみた。






 
>>> GPUfx と GTX285



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