Олег Золотых, Luxoft

1. Современные технологии в
R&D проектах компании
Luxoft
25 апреля 2014

2. www.luxoft.com
ФАКТЫ О LUXOFT
7 500+
СОТРУДНИКОВ ПО ВСЕМУ МИРУ
ГОД ОСНОВАНИЯ
2000
20
ОФИСОВ В 12 СТРАНАХ
ДОХОД ЗА 9 МЕСЯЦЕВ (ДО 31
ДЕКАБРЯ 2013), ДОЛЛАРОВ США
292,1 МЛН.
130+
КЛИЕНТОВ, ИЗ НИХ 30%
ИЗ СПИСКА FORTUNE 500
ПРОВЕДЕНИЕ ВНУТРЕННИХ
IT-ТРЕНИНГОВ, В ГОД
750+

3. www.luxoft.com
 570+ сотрудников
 15+ клиентов
 Вертикальная экспертиза: Финансовые услуги, Автомобильная
промышленность и транспорт, Телекоммуникации,
Встраиваемые системы
 R&D проекты: видеообработка, автомобильные
информационно-развлекательные системы
LUXOFT В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ
ОСНОВНЫЕ ФАКТЫ

4. Использование GPU
Compute
для эффективной
работы с видео

5. www.luxoft.com
ЧТО ТАКОЕ GPU
 GPU = Graphics Processing Unit, или
графический процессор
 Традиционное применение GPU
 Графика 2D
– Команды Windows GDI
– Шрифты, линии, прямоугольники
 Графика 3D
– Геометрия 3D объектов
– Текстура
– Положение камеры
– Освещение

6. www.luxoft.com
ОТЛИЧИЕ GPU ОТ CPU
 Состоит из множества универсальных вычислительных ядер
 Эффективен для параллельных вычислений с плавающей точкой
 Плохо годится для логики

7. www.luxoft.com
GPU COMPUTE – ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
 HLSL = High Level Shader Language, 2004 by Microsoft
− Язык программирования шейдеров, основан на C
− Предназначен для создания эффектов при отрисовке
− Использовать для универсальных вычислений непросто
− Поддерживается: Nvidia, AMD
 CUDA = Compute Unified Device Architecture, 2007
− Закрытый - принадлежит Nvidia
− Универсальные вычисления на GPU
− Язык основан на C
− Поддерживается: Nvidia
 OpenCL = Open Computing Language, 2008
− Открытый стандарт
− Универсальные вычисления на GPU, CPU, DSP, FPGA
− Язык основан на С
− Поддерживается: Intel, AMD, Nvidia, ARM, Qualcomm, Altera

8. www.luxoft.com
GPU COMPUTE ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВИДЕО
 Видео состоит из миллионов пикселов, которые можно обрабатывать параллельно
 Обработка видео идеально ложится на GPU
 Энергопотребление на порядок меньше, чем у CPU

9. www.luxoft.com
ВИДЕО СТАБИЛИЗАЦИЯ – LUXOFT STABLR
 Профессиональный эффект Steadicam
 Обработка на GPU
 HD в реальном времени
 Стабилизация в трёх измерениях:
− Тряска
− Вращение
− Увеличение
 Восстановление границ:
− Границы полностью
восстанавливаются
LuxoftПрочие

10. www.luxoft.com
ВИДЕО СТАБИЛИЗАЦИЯ – LUXOFT STABLR
Модель
процессора
Энерго-
потребление
Цена
Производительность,
фреймов в секунду
Оптимизированная
CPU версия
Intel Core i7 4770 80 Watt $328 24
Оптимизированная
GPU версия
AMD A6-5200
Kabini
22 Watt $100 83
Во сколько раз GPU
версия лучше
x3.6 x3.3 x3.5
 Алгоритм видео стабилизации Luxoft Stablr
 Сравнение GPU версии с реализацией на CPU

11. www.luxoft.com
ВИДЕО КОДЕК – ЗАЧЕМ СЖИМАТЬ ВИДЕО
 DVD
− 720x480x30fps = 16 МБайт/сек
− Несжатый фильм 2 часа = 120 Гбайт
− Размер диска = 4 Гбайт
− Требуемое сжатие = 30
− Видео кодек MPEG2
 Blu-ray (HD)
− 1920x1080x30fps = 93 МБайт/сек
− Несжатый фильм 4 часа = 1400 Гбайт
− Размер диска = 25 Гбайт
− Требуемое сжатие = 56
− Видео кодек H.264

12. www.luxoft.com
ВИДЕО КОДЕК – ИСТОРИЯ КОДЕКОВ
 Видео стандартного разрешения SD
− SD = 720x480
− MPEG2 = 4 МБит/сек
 Видео высокого разрешения HD
− HD = 1920x1080
− MPEG2 = 16 МБит/сек
− H.264 = 4-8 МБит/сек
 Стандарты: MPEG2, MPEG4, H.263, H.264
 MPEG LA – патентный пул
− MPEG2: $2 за копию
− H.264: $0.25 за копию
MPEG2 (DVD) MPEG4 (DivX) H.264 (Blu-Ray)
1995 1999 2003

13. www.luxoft.com
НОВЫЕ СТАНДАРТЫ СЖАТИЯ
 Ultra-HD (4K) видео = в 4 раза больше пикселов чем в HD
 H.265 и VP9 - вдвое более эффективное сжатие, чем H.264
 Google заявляет об использовании VP9 для 4К на YouTube
 Видео ультра-высокого разрешения UHD (3840x2160)
− H.264 = 16 МБит/сек
− VP9 = 8 МБит/сек
4K (3840х2160)
Full HD (1920x1080)
HD 720p (1280x720)
SD
(720x480)
H.265 VP9
2012 2013

14. www.luxoft.com
ПРЕИМУЩЕСТВА VP9
 Полная свобода от патентов
 Вдвое лучшее по сравнению с H.264 качество сжатия
 Аппаратная поддержка декодирования от ведущих производителей чипов
(ARM, Broadcom, Intel, LG, Marvell, NVIDIA, Panasonic, Philips, Qualcomm и др.)
H.264 1080p 500 kbps VP9 1080p 500 kbps

15. www.luxoft.com
VP9 КОДЕК LUXOFT
 Ускорение с помощью GPU
 Многопоточная обработка
 Кодирование в реальном времени
 Высокое качество
 Устойчивость к потерям пакетов
Кодек
Скорость кодирования
1920х1080
Google VP9 2 кадра в секунду
Luxoft VP9 30+ кадров в секунду

16. www.luxoft.com
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ VP9
 Видео конференция
 Видео хостинг
 Виртуализация приложений

17. www.luxoft.com
МАШИННОЕ ЗРЕНИЕ – ОБНАРУЖЕНИЕ ПЕШЕХОДОВ
 Помощь водителю
 Обнаружение и
сопровождение пешеходов
 Ускорение на GPU
 Работа в реальном времени
на смартфоне

18. www.luxoft.com
Рендеринг на
мобильном устройстве
для реализации
автомобильной
навигации с
отображением на
дисплее автомобиля

19. www.luxoft.com
ОПИСАНИЕ ЗАДАЧИ
 Реализовать автомобильную навигационную систему
 Навигация должна отображаться на встроенном
автомобильном дисплее

20. www.luxoft.com
ТРЕБОВАНИЯ
 Производительность
 Актуальные карты
 Пробки и дополнительная информация
 Работа при отсутствии доступа в Интернет
 Подключение и использование ресурсов мобильных устройств
− Вычислительных
− Доступ в Интернет
− Возможность обновления
приложения

21. www.luxoft.com
ТРЕБОВАНИЯ
 CarPlay
− Нет поддержки Android
 Mirror Link
− Ограниченная производительность
− Ограниченная функциональность
 MiraCast
− Нет подключения по USB и Bluetooth
 AllJoyn
− Нет подключения по USB и Bluetooth

22. www.luxoft.com
РЕШЕНИЕ
 Навигационное приложение работает на
мобильном устройстве
 Движок удаленной отрисовки - OpenGL
 Библиотека для мобильных разработчиков
 Поддержка iOS, Android
 Решение является частью ПО головного
устройства автомобиля
 Плавная визуализация (~30 fps)
 Поддержка Linux, QNX
 Передача экрана с мобильного
устройства по
последовательному соединению
 Передача команд водителя на
мобильное устройство

23. www.luxoft.com
Cпасибо