硬件视频加速
硬件视频加速 使显卡能够解码/编码视频，从而减轻 CPU 负担并节省功耗。
在 Linux 上有几种方法可以实现这一点
- 视频加速 API (VA-API) 是由 Intel 开发的规范和开源库，用于提供硬件加速的视频编码和解码。
- Unix 视频解码和呈现 API (VDPAU) 是一个开源库和 API，用于将视频解码过程和视频后处理的部分工作交给 GPU 视频硬件来完成，由 NVIDIA 开发。
- 高级媒体框架 SDK (AMF) 是一个开源框架，允许使用 AMDGPU PRO 堆栈“最佳”访问 AMD GPU 进行多媒体处理，由 AMD 开发。
- NVDEC/NVENC - NVIDIA 用于硬件视频加速的专有 API，从 Fermi 及更高版本的 NVIDIA GPU 开始使用。
有关驱动程序和应用程序支持的全面概述，请参阅#对比表格。
安装
Intel
Intel 显卡 开源驱动程序支持 VA-API
- 从 Broadwell (2014) 及更新的 HD Graphics 系列（例如 Intel Arc）受 intel-media-driver 支持。
- 从 GMA 4500 (2008) 到 Coffee Lake (2017) 的显卡受 libva-intel-driver 支持。
- GMA 4500 H.264 解码受 libva-intel-driver-g45-h264AUR 支持，请参阅 Intel graphics#GMA 4500 上的硬件加速 H.264 解码。
- 从 Haswell Refresh 到 Skylake 的 VP9 解码以及 Broadwell 到 Skylake 的混合 VP8 编码受 intel-hybrid-codec-driver-gitAUR 支持。
- Skylake 或更高版本还需要 linux-firmware。
另请参阅 VAAPI 支持的硬件和功能。
NVIDIA
Nouveau 开源驱动程序同时支持 VA-API 和 VDPAU
- GeForce 8 系列和更新的 GPU，直到 GeForce GTX 750 都受 mesa 支持。
- 需要 nouveau-fwAUR 固件包，目前从 NVIDIA 二进制驱动程序中提取。
NVIDIA 专有驱动程序通过 nvidia-utils 提供支持
- VDPAU 在 GeForce 8 系列 和更新的 GPU 上；
- NVDEC 在 Fermi 和更新的 GPU 上 [1]；
- NVENC 在 Kepler 和更新的 GPU 上。
AMD/ATI
AMD 和 ATI 开源驱动程序通过 mesa 同时支持 VA-API 和 VDPAU
- VA-API 在 Radeon HD 2000 和更新的 GPU 上。
- VDPAU 在 Radeon R600 和更新的 GPU 上。
AMDGPU PRO 专有驱动程序构建于 AMDGPU 驱动程序之上，除了 AMF 外，还支持 VA-API 和 VDPAU。
- AMF 在 Fiji 和更新的 GPU 上受 amf-amdgpu-proAUR 支持。
注意
- 您可能需要强制您的应用程序使用 AMDGPU PRO Vulkan 驱动程序。
- HEVC 编码可能在早于 Navi 的 GPU 上不可用。
转换层
- libvdpau-va-gl — 带有 OpenGL/VAAPI 后端的 VDPAU 驱动程序。仅限 H.264。
- nvidia-vaapi-driver — 基于 CUDA NVDEC 的 VA-API 后端。
注意： NVIDIA 驱动程序的 525 及更高版本引入了回归错误，破坏了 VA-API。请使用direct-backend。
验证
您的系统可能无需任何配置即可完美运行。因此，最好从本节开始，看看情况是否如此。
提示
- 具有命令行支持的 mpv 非常适合测试硬件加速。查看
mpv --hwdec=auto video_filename的日志，并参阅 hwdec 了解更多详情。 - 使用 nvtop 在播放视频时检查顶部行的 “DEC”（解码器）使用率，适用于 AMD、Intel 和 NVIDIA。
- 对于 Intel GPU，使用 intel-gpu-tools 并以 root 身份运行
intel_gpu_top以监控视频播放期间的 GPU 活动。视频栏高于 0% 表示 GPU 视频解码器/编码器的使用率。 - 对于 AMD GPU，使用 radeontop 监控 GPU 活动。与 intel-gpu-tools 不同，目前无法在 radeontop 上查看解码/编码使用率 [2]。
- 对于任何 GPU，您都可以使用像 htop 这样的工具比较 CPU 使用率。特别是对于更高分辨率的视频（4k+），当 VA-API 启用并工作时，笔记本电脑和其他相对低功耗设备上的 CPU 使用率应该会显著降低。
验证 VA-API
通过运行 vainfo 验证 VA-API 的设置，vainfo 由 libva-utils 提供
$ vainfo
libva info: VA-API version 0.39.4
libva info: va_getDriverName() returns 0
libva info: Trying to open /usr/lib/dri/i965_drv_video.so
libva info: Found init function __vaDriverInit_0_39
libva info: va_openDriver() returns 0
vainfo: VA-API version: 0.39 (libva 1.7.3)
vainfo: Driver version: Intel i965 driver for Intel(R) Skylake - 1.7.3
vainfo: Supported profile and entrypoints
VAProfileMPEG2Simple : VAEntrypointVLD
VAProfileMPEG2Simple : VAEntrypointEncSlice
VAProfileMPEG2Main : VAEntrypointVLD
VAProfileMPEG2Main : VAEntrypointEncSlice
VAProfileH264ConstrainedBaseline: VAEntrypointVLD
VAProfileH264ConstrainedBaseline: VAEntrypointEncSlice
VAProfileH264ConstrainedBaseline: VAEntrypointEncSliceLP
VAProfileH264Main : VAEntrypointVLD
VAProfileH264Main : VAEntrypointEncSlice
VAProfileH264Main : VAEntrypointEncSliceLP
VAProfileH264High : VAEntrypointVLD
VAProfileH264High : VAEntrypointEncSlice
VAProfileH264High : VAEntrypointEncSliceLP
VAProfileH264MultiviewHigh : VAEntrypointVLD
VAProfileH264MultiviewHigh : VAEntrypointEncSlice
VAProfileH264StereoHigh : VAEntrypointVLD
VAProfileH264StereoHigh : VAEntrypointEncSlice
VAProfileVC1Simple : VAEntrypointVLD
VAProfileVC1Main : VAEntrypointVLD
VAProfileVC1Advanced : VAEntrypointVLD
VAProfileNone : VAEntrypointVideoProc
VAProfileJPEGBaseline : VAEntrypointVLD
VAProfileJPEGBaseline : VAEntrypointEncPicture
VAProfileVP8Version0_3 : VAEntrypointVLD
VAProfileVP8Version0_3 : VAEntrypointEncSlice
VAProfileHEVCMain : VAEntrypointVLD
VAProfileHEVCMain : VAEntrypointEncSlice
VAEntrypointVLD 表示您的显卡能够解码此格式，VAEntrypointEncSlice 表示您可以编码为这种格式。
在此示例中，使用了 i965 驱动程序，您可以在此行中看到
vainfo: Driver version: Intel i965 driver for Intel(R) Skylake - 1.7.3
如果在运行 vainfo 时显示以下错误
libva info: va_openDriver() returns -1 vaInitialize failed with error code -1 (unknown libva error),exit
您需要配置正确的驱动程序，请参阅 #配置 VA-API。
验证 VDPAU
安装 vdpauinfo 以验证 VDPAU 驱动程序是否已正确加载，并检索完整的配置报告
$ vdpauinfo
display: :0 screen: 0 API version: 1 Information string: G3DVL VDPAU Driver Shared Library version 1.0 Video surface: name width height types ------------------------------------------- 420 16384 16384 NV12 YV12 422 16384 16384 UYVY YUYV 444 16384 16384 Y8U8V8A8 V8U8Y8A8 Decoder capabilities: name level macbs width height ---------------------------------------------------- MPEG1 --- not supported --- MPEG2_SIMPLE 3 9216 2048 1152 MPEG2_MAIN 3 9216 2048 1152 H264_BASELINE 41 9216 2048 1152 H264_MAIN 41 9216 2048 1152 H264_HIGH 41 9216 2048 1152 VC1_SIMPLE 1 9216 2048 1152 VC1_MAIN 2 9216 2048 1152 VC1_ADVANCED 4 9216 2048 1152 ...
配置
虽然视频驱动程序应自动为 VA-API 和 VDPAU 启用硬件视频加速支持，但可能需要手动配置 VA-API/VDPAU。如果您已经完成了 #验证，请继续本节。
默认驱动程序名称（如果不存在其他配置）由系统猜测。但是，它们通常是临时拼凑的，可能无法工作。猜测的值将打印在 Xorg 日志文件中，如果无根运行，则为 ~/.local/share/xorg/Xorg.0.log，如果 Xorg 以 root 身份运行，则为 /var/log/Xorg.0.log。要搜索日志文件中感兴趣的值
$ grep -iE 'vdpau | dri driver' xorg_log_file
(II) RADEON(0): [DRI2] DRI driver: radeonsi (II) RADEON(0): [DRI2] VDPAU driver: radeonsi
在这种情况下，radeonsi 是 VA-API 和 VDPAU 的默认值。
注意： 如果您使用 GDM，请以 root 身份运行
journalctl -b --grep='vdpau | dri driver' 代替。但这并不代表配置。即使您覆盖它们，上面的值也不会改变。
配置 VA-API
您可以使用 LIBVA_DRIVER_NAME 环境变量 覆盖 VA-API 的 驱动程序
- Intel 显卡:
- 对于 libva-intel-driver，请使用
i965。 - 对于 intel-media-driver，请使用
iHD。
- 对于 libva-intel-driver，请使用
- NVIDIA
- AMD
- 对于 AMDGPU 驱动程序，请使用
radeonsi。
- 对于 AMDGPU 驱动程序，请使用
注意
- 您可以在
/usr/lib/dri/中找到已安装的驱动程序。它们用作/usr/lib/dri/${LIBVA_DRIVER_NAME}_drv_video.so。 - 出于兼容性原因，某些驱动程序会以不同的名称安装多次。您可以通过运行
sha1sum /usr/lib/dri/* | sort来查看哪些驱动程序是这种情况。 LIBVA_DRIVERS_PATH可用于覆盖 VA-API 驱动程序的位置。- 自 Mesa 12.0.1 版本起，Mesa 提供
radeonsi而不是gallium。
配置 VDPAU
您可以使用 VDPAU_DRIVER 环境变量 覆盖 VDPAU 的驱动程序。
正确的驱动程序名称取决于您的设置
- 对于 Intel 显卡，您需要将其设置为
va_gl。 - 对于开源 AMD 驱动程序，请将其设置为
radeonsi。 - 对于开源 Nouveau 驱动程序，请将其设置为
nouveau。 - 对于 NVIDIA 的专有版本，请将其设置为
nvidia。
注意
配置应用程序
多媒体框架
视频播放器
Web 浏览器
多媒体录制/流媒体
故障排除
无法打开 VDPAU 后端
您需要设置 VDPAU_DRIVER 变量以指向正确的驱动程序。请参阅 #配置 VDPAU。
VAAPI 初始化失败
遇到类似 libva: /usr/lib/dri/i965_drv_video.so init failed 的错误。这可能是由于 Wayland 检测不当造成的。一种解决方案是取消设置 $DISPLAY，以便 mpv、MPlayer、VLC 等不会假设它是 X11。另一种 mpv 特定的解决方案是添加参数 --gpu-context=wayland。
如果您为您的硬件安装了错误的 VA-API 驱动程序，也可能发生此错误。
使用 AMDGPU 驱动时视频解码损坏或失真
当使用 AMDGPU 驱动程序遇到视频解码损坏或失真时，将 allow_rgb10_configs=false 设置为环境变量。[3]
对比表格
VA-API 驱动
| 编解码器 | libva-intel-driver [4] | intel-media-driver [5] | mesa [6] [7] | libva-nvidia-driver （NVDEC 适配器） |
|---|---|---|---|---|
| 解码 | ||||
| MPEG-2 | GMA 4500 及更新 | Broadwell 及更新 | Radeon HD 6000 及更新 GeForce 8 及更新1 |
请参阅 #仅 NVIDIA 驱动 |
| H.263/MPEG-4 Visual4 | 否 | 否 | Radeon HD 6000 及更新 | |
| VC-1 | Sandy Bridge 及更新 | Broadwell 及更新 | Radeon HD 2000 及更新 GeForce 9300 及更新1 | |
| H.264/MPEG-4 AVC | GMA 45002、Ironlake 及更新 | Radeon HD 2000 及更新 GeForce 8 及更新1 | ||
| H.265/HEVC 8bit | Cherryview/Braswell 及更新 | Skylake 及更新 | Radeon R9 Fury 及更新 | |
| H.265/HEVC 10bit | Broxton 及更新 | Broxton/Apollo Lake 及更新 | Radeon 400 及更新 | |
| VP8 | Broadwell 及更新 | Broadwell 及更新 | 否 | |
| VP9 8bit | Broxton 及更新 混合：Haswell refresh 到 Skylake3 |
Broxton/Apollo Lake 及更新 | Raven Ridge + Radeon RX 5000 及更新 | |
| VP9 10bit & 12bit | Kaby Lake 及更新 | Kaby Lake 及更新 | ||
| AV1 8bit & 10bit | 否 | Tiger Lake 及更新 | Radeon RX 6600 及更高版本/更新版本 | |
| 编码 | ||||
| MPEG-2 | Ivy Bridge 及更新 | Broadwell 及更新 Broxton/Apollo Lake 除外 |
否 | 否5 |
| H.264/MPEG-4 AVC | Sandy Bridge 及更新 | Broadwell 及更新 | Radeon HD 7000 及更新 | |
| H.265/HEVC 8bit | Skylake 及更新 | Skylake 及更新 | Radeon 400 及更新 | |
| H.265/HEVC 10bit | Kaby Lake 及更新 | Kaby Lake 及更新 | Raven Ridge + Radeon RX 5000 及更新 | |
| VP8 | Cherryview/Braswell 及更新 混合：Haswell 到 Skylake3 |
否 | ||
| VP9 8bit | Kaby Lake 及更新 | Ice Lake 及更新 | ||
| VP9 10bit & 12bit | 否 | |||
| AV1 8bit & 10bit | Alchemist 及更新 | Radeon RX 7900 及更高版本/更新版本 | ||
- 直到 GeForce GTX 750。
- 由 libva-intel-driver-g45-h264AUR 代替支持。
- 混合 VP8 编码器和 VP9 解码器由 intel-hybrid-codec-driver-gitAUR 支持。
- 由于 VAAPI 限制，默认情况下禁用 MPEG-4 Part 2。设置环境变量
VAAPI_MPEG4_ENABLED=true以尝试使用它。 - NVIDIA CUDA 适配器编解码器支持正在积极开发中，可能会发生变化 [8]。
VDPAU 驱动
| 编解码器 | 颜色 深度 |
mesa [9] [10] | nvidia-utils | libvdpau-va-gl （VA-API 适配器） |
|---|---|---|---|---|
| 解码 | ||||
| MPEG-2 | 8bit | Radeon R600 及更新 GeForce 8 及更新1 |
GeForce 8 及更新 | 否 |
| H.263/MPEG-4 Visual | 8bit | Radeon HD 6000 及更新 GeForce 200 及更新1 |
GeForce 200 及更新 | |
| VC-1 | 8bit | Radeon HD 2000 及更新 GeForce 9300 及更新1 |
GeForce 8 及更新2 | |
| H.264/MPEG-4 AVC | 8bit | Radeon HD 2000 及更新 GeForce 8 及更新1 |
GeForce 8 及更新 | 请参阅 #VA-API 驱动 |
| H.265/HEVC | 8bit | Radeon R9 Fury 及更新 | GeForce 900 及更新3 | 否 |
| 10bit | Radeon 400 及更新 | 否4 | ||
| VP9 | 8bit | Raven Ridge + Radeon RX 5000 及更新 | GeForce 900 及更新3 | |
| 10bit/12bit | 否4 | |||
| AV1 | 8bit | Radeon RX 6600 及更高版本/更新版本 | GeForce 30 及更新5 | |
| 10bit | 否4 | |||
- 直到 GeForce GTX 750。
- 除了 GeForce 8800 Ultra、8800 GTX、8800 GTS (320/640 MB)。
- 除了 GeForce GTX 970 和 GTX 980。
- NVIDIA 实现仅限于 8bit 流 [11] [12]。
- 从驱动程序版本 510 开始。[13]
仅 NVIDIA 驱动
| 编解码器 | nvidia-utils [14] | |
|---|---|---|
| NVDEC | NVENC | |
| MPEG-2 | Fermi 及更新1 | 否 |
| VC-1 | ||
| H.264/MPEG-4 AVC | Kepler 及更新2 | |
| H.265/HEVC 8bit | Maxwell (GM206) 及更新 | Maxwell (2nd Gen) 及更新 |
| H.265/HEVC 10bit | Pascal 及更新 | |
| VP8 | Maxwell (2nd Gen) 及更新 | 否 |
| VP9 8bit | Maxwell (GM206) 及更新 | |
| VP9 10bit & 12bit | Pascal 及更新 | |
| AV1 8bit & 10bit | Ampere 及更新3 | Ada Lovelace 及更新 |
- GM108（不支持）除外
- GM108 和 GP108（不支持）除外
- A100（不支持）除外
应用程序支持
| 应用程序 | 解码 | 编码 | 文档 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| VA-API | VDPAU | NVDEC | VA-API | NVENC | ||
| FFmpeg | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | FFmpeg#硬件视频加速 |
| GStreamer | 是 | 否 | 是 | 是 | 是 | GStreamer#硬件视频加速 |
| Kodi | 是 | 是 | 否 | – | – | Kodi#硬件视频加速 |
| mpv | 是 | 是 | 是 | – | – | mpv#硬件视频加速 |
| VLC 媒体播放器 | 是 | 是 | 否 | – | – | VLC 媒体播放器#硬件视频加速 |
| MPlayer | 否 | 是 | 否 | – | – | MPlayer#硬件视频加速 |
| Flash | 否1 | 是1 | 否 | – | – | Browser plugins#Adobe Flash Player |
| Chromium | 是 | 否 | 否 | 是 | 否 | Chromium#硬件视频加速 |
| Firefox | 是 | 否 | 否 | 否 | 否 | Firefox#硬件视频加速 |
| GNOME/Web | GStreamer | ? | ? | GNOME/Web#视频 | ||
- VDPAU 仅受 NPAPI 插件支持。PPAPI 插件到 NPAPI 浏览器实验性适配器可用，它提供部分 VA-API 和 VDPAU 加速。