Final Cut Pro X: 从各渲染阶段分析性能需求

很多人一提到剪辑视频, 第一个反应就是吃显卡(GPU), 需要 CUDA 加速才能流畅「渲染」.

听起来没错, 但是不同的剪辑软件的处理流程都有所不同. 甚至一个软件本身也可以选择不同的流程, 从而绕过某一个硬件短板对整体性能的影响.

基于这个设定, 想要了解 FCPX 的性能需求, 就必须从工作流下手. 逐环节的了解每一步都在做什么, 需要哪一方面的性能, 以及这个环节的一些处理方面选择对后续环节的影响.

按照步骤拆解为:

• 原始媒体(Original)处理, 输出:
  • 代理媒体(Proxy): 解码原始媒体, 输出 ProRes 422 Proxy(帧内编码)/H.264(新增加, 码率更低, 存储效率高) 的低分辨率到媒体库, 可以比较轻松的渲染和预览
  • 优化媒体(Optimized): 解码原始媒体, 输出和ProRes 422 素材, 有着更快的渲染速度和预览效率
  • 这两个过程都涉及到解码器和编码器的工作, 如果没有兼容的硬件编解码器(如 4:2:2 色彩抽样素材), 则会调用 CPU, 如果 CPU 不够强, 就会出现整个设备卡顿影响操作; 在 Intel 笔记本上容易引发过热、发出噪音, 进一步降低性能、且严重影响旁白录音等工作
  • RAW 是特殊的媒体, 还需要 GPU 或者 Afterburner 加速卡解拜耳运算, 并且在调色的时候都需要处理
  • 可以在导入界面创建, 也可以在媒体库中右键创建. 信息页中可以看到这个片段素材的表现形式

• • 这个过程中也可以进行分析处理, 如识别人物和画面曝光, 需要额外用到 CPU/GPU 性能
  • 不管是直接导入媒体库, 还是创建代理/优化媒体, 都需要向媒体库写入数据, 涉及到本地 IO 和外设 IO 性能
• 当素材被拖入时间线, 就可以进行相关编辑操作, 开启「后台渲染」, 就会在没有操作的时候开始渲染
  • 变形/裁切/调色/变时/风格化/转场/叠加其他元素 意味着素材在时间线上的内容发生改变, 就需要通过渲染过程生成渲染媒体, 意味着编解码器、CPU
    • 渲染过程优先调用的是优化媒体, 其次是源素材. 如果你的剪辑设备性能很差, 则建议关闭后台渲染, 仅通过代理媒体的处理实时预览
  • 降噪/防抖等效果还需要解码后经过 CPU/GPU 的分析, 然后调用
  • 如果素材未经修改的放在时间线, 且和项目规格(分辨率和帧率)相同, 则无需经过处理
    • 比起对片段使用 LUT 效果器, 信息页的 LUT 选项并不会让画面重现渲染, 是一个降低性能需求的方法, 但也减少了可以干预的空间和特定风格的自动化效率
  • FCPX 会分析剪辑的操作影响了哪些片段, 从而避免不必要的渲染; 重复片段也不会重复渲染.

• 素材预览过程包含了两部分选项:
  • 如果片段已经渲染完成或者未经处理, 则会播放渲染媒体/原始媒体, 一般都是非常流畅的, 除非碰到无法流畅硬解/软解的原始媒体
    • 这其实就是 PR 的 HEVC 素材预览非常卡的原因, 因为导出前没有渲染完成, 万一不支持 HEVC 硬解, 那么这个过程就会同时对 CPU/GPU 产生很大压力
  • 在预览片段没有渲染完成时:
    • 质量选项, 当各方面性能没有短板时, 可以以高质量流畅预览, 否则建议开启更好性能模式, 画质会下降
    • 媒体源选项, 优化媒体就是高性能渲染回放, 原始媒体因为还需要解码, 可能会卡一点; 如果性能较差, 则建议开启优先使用代理/仅代理, 低分辨率的代理素材对性能要求较低
  • 导出过程一般会同时进行渲染和片段的编码工作, 当然片段输出前都必须是已经渲染好的, 所以后台渲染能够加速导出的效率(大部分片段已经提前渲染好), 导出只是一个编码 H264/H265 的过程, 甚至可以做到直接输出 ProRes 帧内编码母带(主要吃硬盘 IO 速度)

所以 Final Cut Pro X 的高性能可以归因于:

• 软硬件结合
  • 充分利用硬件编码器性能(Quick Sync, Apple T2, M1, AMD GPU)特别是 M1 还支持了 422 解码
  • 充分利用多核 CPU 和多 GPU
    • Metal 的支持比 OpenCL 更加深入, Intel/AMD/Apple Silicon/Nvidia(开普勒) 均可用, 避免 PR+NV+CUDA 这种过度耦合的情况
    • ARM 和 x86 都能充分利用 SIMD 指令集(NEON/SSE/AVX/AVX512)
• ProRes 的优化、代理和渲染媒体介入了各个流程, 在不牺牲质量的前提下, 帮助回放流畅, 让渲染和导出更快
  • 就是比较吃硬盘, 特别是低码率高规格 HEVC 素材产生的 ProRes 渲染媒体可能会是原始素材容量的几十倍
  • 虽说水果硬盘比较贵, 但是至少性能有保障, 大不了你还可以外接 NVMe SSD
• 后台处理机制, 让用户没有在预览的时候能利用闲置运算能力提前完成渲染

综合上面的过程, 在选购 Mac 的时候一定要注意:

• 足够的内存/显存, 帮助缓存素材、渲染中内容和渲染结果, 8GB 是起步线, 想要剪辑更为流畅建议力所能及的加, GPU 也是如此, 尽可能选择更大容量 VRAM 的型号
• 足够快和大的存储, ProRes 的码率非常高, 如果存储小而慢, 那么保存将是一个很痛苦的过程; 如果你不幸选择了丐中丐型号, 考虑到 Mac 配置了雷电接口, 可以考虑外接 NVMe TLC SSD, 推荐 1TB 起步, 如 SN750(带缓存)搭配 Intel 方案的硬盘盒, 追求性价比可以选 SN550+20G 方案的 Intel 硬盘盒, 比选择高容量 Mac 划算

• • 外置存储还有个好处就是, 可以在低性能设备用代理完成剪辑(通常是粗剪), 然后连接到高性能 Mac 上去渲染输出, 对于团队来说是加快效率和节约硬件开销的方案
• 相对没有短板的解码、CPU 和 GPU 性能. 这里要注意的就是这两者通常是互相制约, 比如渲染依赖已经解码、分析和落盘的速度. 如果解码能力差的 Mac 碰到很好的 CPU 和 GPU, 看到结果通常就是后面两者趋于闲置; 过强的 GPU 搭配较弱的 CPU, 就会看到 GPU 处理负载上不去, 而 CPU 处于跑满到影响操作流畅性的程度

像 M1 经常被推荐的原因, 就是其 CPU/GPU 性能较以往同级别设备性能强很多, 而且有着最强的解码器, 能够充分发挥 ProRes 机制, 乃至现在相机/手机普及的 HEVC 编码的高存储效率, 而非被其拖垮.

低配的 8+256 可以用来剪辑FHD60p/4K30p 级别的内容, 当然内存比较紧张, 外接存储一般也少不了, 所以不管怎么样 7C GPU+16+256 的 MacBook Air 就是底线了. 教育优惠 8500 左右可以入手.

像 MacBook Pro 13 寸的 16+1TB 就是典型的甜品剪辑笔记本配置, 当然想用的爽建议加到 2TB 存储. 如果预算紧张也可以考虑256G+16G外接 SSD 的方案.

以及不需要笔记本的外出移动性, 还有 Mac mini 可以选择, 固定的设计加上可选配 10G 网卡, 让存储的成本进一步降低.

还有就是最近新出的 iMac, 考虑到还搭载了 24“ P3 4.5K 屏幕, 需要修照片的话就更加建议选择了. 市面上常见还是 LG 的 27 寸 4K sRGB 面板, 一方面容易放不下, 另外色彩也不适合目前开始普及的 HDR bt.2020 色彩空间内容.

16G 可能在剪辑的时候内存较为紧张, 但是综合性能还是相当值回票价. 如果真的有需要大内存多任务处理、重度调色渲染需求, 建议直接一步到位考虑 iMac 27 5700XT 16GB 或者 MacBook Pro 5600M 8GB的型号. 前者带 5K 屏幕可以自行升级内存, 算是很多工作室的首选, 特别是现在 DIY 市场显卡价格飞涨的情况下.