“云端的圖形工作站，本地一致的使用體驗”，作為gpu云zvision的slogan，一直是澤塔云追求的目標(biāo)。
2018年初，zettakit澤塔云的gpu云實驗室發(fā)布了zvision extreme 1.0，將圖形延遲從50ms降低到5ms。在用毫秒級電子表作為測量工具，和本地圖形工作站進(jìn)行的對比測試中，肉眼已經(jīng)無法發(fā)現(xiàn)和云端的圖形工作站的差別。這能夠很好地滿足對操作體驗有極致要求的使用場景，比如使用autocad等軟件的二維平面設(shè)計工作。
從年初到年尾，經(jīng)過近1年的研發(fā)，gpu云實驗室推出zvision extreme 2.0，支持全硬件編解碼的色彩無損圖形傳輸和顯示功能。實在不好意思，為了清楚的說明這個功能到底是什么，名稱被拉得這么長。拆解一下就是：硬件編解碼 h.264 色彩無損 60fps。
色彩無損指使用yuv444的色彩空間采樣方法，能夠精確還原每一個像素的rgb值。
色彩有損指使用yuv420的色彩空間采樣方法，無法精確還原每一個像素的rgb值。
請見下圖，左半部分為色彩無損yuv444，右半部分為色彩有損yuv420。yuv420色度采樣減少了色彩分辨率，在紅藍(lán)色彩過渡邊緣處出現(xiàn)色彩失真。
以上技術(shù)組合中每一個部分單獨拿出來，都會很容易實現(xiàn)，組合在一起則很困難。為什么會這么說呢?
在2018年5月發(fā)布的史上最強大的nvidia圖靈架構(gòu)gpu，被黃教主稱為“這是我們在一代人的時間里所實現(xiàn)的最大一次飛躍”，也不支持h.264的yuv444硬解碼。
更何況gpu云的終端都是便攜性設(shè)備以及瘦終端。想做yuv444硬解碼，這似乎成了當(dāng)前一件不可能完成的任務(wù)。
citrix和vmware采用的h.264色彩無損技術(shù)方案，通過客戶端cpu進(jìn)行yuv444軟解碼。大致流程圖如下：
這種方案會存在以下幾個問題：
• cpu的解碼速度慢，會增加圖形延遲時間
• cpu運算能力有限，圖形刷新率往往只有30fps，畫面不流暢
• 內(nèi)存到顯存的數(shù)據(jù)復(fù)制，進(jìn)一步會增加延遲時間
citrix和vmware采用的這種技術(shù)方案，由于以上問題，可能會導(dǎo)致提供的用戶體驗并不夠友好，和本地的圖形工作站還有一定距離。
“云端的圖形工作站，本地一致的使用體驗”，對極致體驗的極致追求，澤塔云在色彩無損的技術(shù)方案上，勢必采取一種不同的方法，而不是妥協(xié)于現(xiàn)有的技術(shù)思路。
澤塔云的zvision extreme是如何做到y(tǒng)uv444的硬件編解碼呢?
在云主機端，利用分配給每一臺云主機的獨立顯卡，在將gpu顯存中的rgb轉(zhuǎn)換為yuv444后，通過cuda/opencl進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，而不是將yuv444的數(shù)據(jù)直接發(fā)送給編碼器。
在客戶端，進(jìn)行反向操作，完成解碼后使用瘦客戶端的intel核顯資源，通過opencl進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理轉(zhuǎn)換成yuv444，流程圖如下：
該方案特點：
• 編解碼全部由gpu完成，降低cpu負(fù)擔(dān)，提高操作體驗
• 桌面能夠穩(wěn)定保持在60fps以上
• 數(shù)據(jù)的編解碼和圖形顯示，均在gpu完成，減少數(shù)據(jù)復(fù)制延遲
zvision extreme的解決方案，相比現(xiàn)有的h.264無損色彩，充分發(fā)揮了gpu的并行計算能力，使得gpu云在色彩無損的使用場景下，也能夠提供帶寬占用低，圖像延遲低的操作體驗。
色彩無損，有什么用呢?
色彩無損，可以理解為計算機圖形學(xué)的hifi。yuv420和yuv444的差別，就像是有損音樂mp3和無損音樂flac的不同。聲音的采樣方式和壓縮編碼的方式不同，會在功放端得到不同的音樂品質(zhì)。同理，在圖形使用場景，對圖形質(zhì)量要求不同，對顏色精確程度的要求也會有所不同。以下是zvision extreme 2.0 色彩無損和色彩有損圖形的對比。
在無損色彩，藍(lán)色背景下的紅色字體顯示清晰。有損色彩下，紅色字體顯示模糊，閱讀困難。
在無損色彩下，模型顏色顯示正確。在有損色彩下，模型在某些比例尺寸下可能會出現(xiàn)顏色顯示錯誤的情況。黃色的豎線，經(jīng)過yuv420下采樣后，變成了白色的線條。
通過以上兩個例子可以看出，色彩無損模式，在某些高要求場合會直接影響到圖形能否清晰正確的顯示。
一般情況下，色彩有損模式具有更好的普遍適用性，就像mp3是日常的主流格式一樣。色彩無損模式由于對資源要求較高，使用體驗度并不友好，限制了應(yīng)用范圍和使用程度。
gpu云實驗室專注于最頂尖的“zvision桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議”技術(shù)研發(fā)，致力于極致的gpu云用戶體驗。zvision extreme 2.0的推出，在保持瘦客戶端的配置不變的情況下，提升了色彩無損模式下的使用體驗，這將擴大色彩無損模式的使用范圍。云端的圖形工作站，本地一致的使用體驗。
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