Xvfb 屏幕的“本机”帧速率是多少?

Xvfb 屏幕的“本机”帧速率是多少?

我正在使用 模拟屏幕Xvfb,并且我想使用 ffmpeg 捕获它。为了防止丢帧或重复,我想以屏幕的精确刷新率进行捕获,但似乎 Xvfb 没有……有这个?

xrandr确认它是 0.0:

$ Xvfb :123 -ac -nolisten tcp -screen 0 1920x1080x24 &
$ DISPLAY=:123 xrandr
xrandr: Failed to get size of gamma for output screen
Screen 0: minimum 1 x 1, current 1920 x 1080, maximum 1920 x 1080
screen connected 1920x1080+0+0 0mm x 0mm
   1920x1080      0.00*

图像以什么速率绘制到屏幕上?使用以下命令时,ffmpeg 显示此输入的帧率为 29.97 fps x11grab

$ ffmpeg -f x11grab -i :123
ffmpeg version 4.3.5-0+deb11u1 Copyright (c) 2000-2022 the FFmpeg developers
  built with gcc 10 (Debian 10.2.1-6)
  configuration: --prefix=/usr --extra-version=0+deb11u1 --toolchain=hardened --libdir=/usr/lib/aarch64-linux-gnu --incdir=/usr/include/aarch64-linux-gnu --arch=arm64 --enable-gpl --disable-stripping --enable-avresample --disable-filter=resample --enable-gnutls --enable-ladspa --enable-libaom --enable-libass --enable-libbluray --enable-libbs2b --enable-libcaca --enable-libcdio --enable-libcodec2 --enable-libdav1d --enable-libflite --enable-libfontconfig --enable-libfreetype --enable-libfribidi --enable-libgme --enable-libgsm --enable-libjack --enable-libmp3lame --enable-libmysofa --enable-libopenjpeg --enable-libopenmpt --enable-libopus --enable-libpulse --enable-librabbitmq --enable-librsvg --enable-librubberband --enable-libshine --enable-libsnappy --enable-libsoxr --enable-libspeex --enable-libsrt --enable-libssh --enable-libtheora --enable-libtwolame --enable-libvidstab --enable-libvorbis --enable-libvpx --enable-libwavpack --enable-libwebp --enable-libx265 --enable-libxml2 --enable-libxvid --enable-libzmq --enable-libzvbi --enable-lv2 --enable-omx --enable-openal --enable-opencl --enable-opengl --enable-sdl2 --enable-pocketsphinx --enable-libdc1394 --enable-libdrm --enable-libiec61883 --enable-chromaprint --enable-frei0r --enable-libx264 --enable-shared
  libavutil      56. 51.100 / 56. 51.100
  libavcodec     58. 91.100 / 58. 91.100
  libavformat    58. 45.100 / 58. 45.100
  libavdevice    58. 10.100 / 58. 10.100
  libavfilter     7. 85.100 /  7. 85.100
  libavresample   4.  0.  0 /  4.  0.  0
  libswscale      5.  7.100 /  5.  7.100
  libswresample   3.  7.100 /  3.  7.100
  libpostproc    55.  7.100 / 55.  7.100
[x11grab @ 0xaaaadaa0c2a0] Stream #0: not enough frames to estimate rate; consider increasing probesize
Input #0, x11grab, from ':123':
  Duration: N/A, start: 1669816070.219332, bitrate: 1988667 kb/s
    Stream #0:0: Video: rawvideo (BGR[0] / 0x524742), bgr0, 1920x1080, 1988667 kb/s, 29.97 fps, 1000k tbr, 1000k tbn, 1000k tbc

但是当我实时使用“本机”帧速率进行编码时,我得到的结果更像是 ~17-21 fps。

$ ffmpeg -progress - -nostats -f x11grab -re -i :123 -f null /dev/null
frame=198
fps=17.80
stream_0_0_q=-0.0
bitrate=N/A
total_size=N/A
out_time_us=11111100
out_time_ms=11111100
out_time=00:00:11.111100
dup_frames=0
drop_frames=0
speed=0.999x
progress=end

在我看来,显示器甚至没有原生帧速率,而是让我可以随意采样。

所以,我的问题是:这是正确的吗?如果是这样,只要处理能力足够大,它是否会达到“无限”fps?

答案1

帧速率来自电影放映机,其中一个盒子(“帧”)中有一个图像,它在屏幕上闪烁一段时间,然后消隐,另一个帧闪烁一段时间,并且您的视觉暂留使得这看起来就像图片中移动的物体。

第一个计算机图形视频显示器使用示波器进行矢量图画。示波器屏幕有一个保持时间,超过这个时间,绘制在其上的矢量线就会慢慢消失。驱动程序可以以不同的频率和速率绘制和重画不同的线以改变亮度,因此显示器的某些部分将以一定的间隔刷新,而其他部分以其他间隔和速率刷新以获得不同的亮度。这些没有特别的帧速率。

后来,他们创建了光栅屏幕,其中“范围”中的相同电子束将扫描屏幕,但现在以矩形图案,从左到右排列线条,然后在它们下面排列线条,顺序或交错,打开和关闭电子束(或改变强度)以给出黑白图像。如果图像以 2 倍隔行扫描,则具有“半帧”速率,其中绘制屏幕上的一半线条,然后绘制中间的另一半(同一半帧中的每隔一行) 。此隔行半帧速率也不能完全转换为帧速率,因为两个半帧上的运动可能会发生不同的情况。

早期的电视有线条,但不是真正的像素,因为它是线条内的模拟,但当它被带到计算机上时,线条变成了像素,视频卡有像素率和刷新率,其中刷新率是指它需要多长时间才能显示出来。绘制两个半帧...最终看起来像帧速率。特别是当您获得更高的像素率,以便您可以在与单个半帧相同的时间绘制两个半帧的内容,然后从隔行扫描到逐行扫描的连续线时。

然后我们从电子管显示器转向液晶显示器——它突然不再有刷新率,因为它们不再使用荧光粉的保持时间,并且没有电子束,因此没有扫描率。但视频信号格式设计仍然采用旧的像素扫描格式。那么液晶显示器有帧速率吗?有点。它们有一个最大像素速率,可以接受连续像素流放在屏幕上,这限制了更新整个屏幕的速度,从而限制了移动对象的更新速度。

现在,您拥有 LCD 屏幕和其他格式的屏幕,不再需要伪模拟信号来接受像素 - 它们使用包含压缩和复杂命令的全数字格式。因此,可以告诉屏幕只刷新一个小区域而不是整个屏幕,现在帧速率又消失了。

回到你的问题,Xvfb 有帧速率吗?它是一个完全虚拟的设备,没有硬件——因此没有任何东西可以限制它“显示”事物的速率。 X11 协议支持完整的绘图命令,而不仅仅是原始像素光栅更新,因此也没有帧速率。

那么来源又如何呢?图像源可以发送的绘图命令仅受 CPU 和 GPU 速度的限制,因此任何帧速率都可以是可变的,具体取决于这些速度加上它尝试更新的复杂性。

所以有些游戏有帧速率,因为它们想要渲染整个场景,然后立即给你整个图片,而不是让你看到场景被分成几部分绘制,所以通常它会加倍缓冲区——显示一个缓冲区,同时显示一个缓冲区。在隐藏缓冲区上绘图,然后进行交换。这会产生像电影一样的帧速率。游戏可以在硬件允许的情况下尽可能快地渲染它,但同样,这可能会有很大差异。许多游戏可能希望将内部游戏状态与显示内容同步,因此它设置帧速率并人为地将硬件限制为该速率。 (或者,如果硬件无法跟上,您可以跳过帧并获得较低但仍然同步的帧。)

Xvfb 没有自然帧速率。它可能具有最大帧速率。您的录制软件的最大帧速率可能受到捕获图像、处理图像以及将其写入磁盘的管道的限制。

理想情况下,您将能够从 xvfb 获得提示,并且仅在进行更改并且完全绘制后保存帧,但这不是帧速率,这将是具有可变时序的帧。或者只保存不带框架的绘图命令序列。

据推测,您需要帧速率,因为您选择了使用固定帧速率进行记录的视频编解码器,而不是具有可变时间或绘图基元的帧。

您最好的选择可能是选择与您想要的输出文件大小相对应的任意帧速率,该帧速率不会慢到看起来跳跃。

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