git.sesse.net Git - nageru-docs/blob - hardware.rst

   1 Hardware requirements for getting started
   2 =========================================
   3
   4 Nageru is designed to be as plug-and-play as possible, but by nature,
   5 a software video mixer requires a certain amount of hardware with associated
   6 drivers.
   7
   8 Working OpenGL
   9 --------------
  10
  11 Nageru uses your computer's graphics processing unit (GPU) extensively,
  12 through OpenGL. The use of the GPU is the reason why Nageru can deliver
  13 high-quality (as in e.g. gamma-correct fades and high-quality scaling)
  14 HD video without a monster CPU, but it also comes with certain caveats.
  15
  16 In particular, Nageru's use of multithreaded OpenGL trickles bugs in
  17 some drivers, as most games access the GPU from only one thread;
  18 Mesa didn't work properly at all before version 11.2, and there are still
  19 bugs left as of 13.0. However, in general, Intel GPUs from the Haswell
  20 generation and newer should work well with Nageru as long as you stick to
  21 720p60 (ie., no 1080i inputs, which require deinterlacing). NVIDIA's
  22 proprietary drivers (occasionally known as nvidia-glx) are generally excellent
  23 and should give few issues in this regard.
  24
  25 If you see Nageru dying with a message about “GL error”, or segfaulting with
  26 the stack trace pointing into libGL.so, your first intuition should be to check
  27 that you have the latest drivers for your GPU.
  28
  29
  30 VA-API H.264 encoding
  31 ---------------------
  32
  33 Even on modern networks and with today's large SSDs, uncompressed HD video is a
  34 bit unwieldy to send around (uncompressed 720p60 4:2:0 is about 79 MB/sec,
  35 or 663 Mbit/sec). Nageru creates a high-bitrate H.264 stream of the finished
  36 output as a sort of “digital intermediate” that can much easier be stored to disk
  37 (for future editing or re-streaming) or sent to an encoder on another machine
  38 for final streaming.
  39
  40 Currently, only VA-API is supported for H.264 encoding, although Nageru might
  41 support NVIDIA's NVENC at some point in the future. In particular, this means that Intel Quick
  42 Sync Video (QSV), the hardware H.264 encoder present on all modern Intel
  43 GPUs, is supported. QSV is more than fast enough to keep up with 720p60 in
  44 realtime without eating appreciably into the power budget, but it is not
  45 competitive with the top H.264 encoders in terms of quality per bit. Also,
  46 the stream is encoded using *constant quality* (fixed quantizer), not
  47 constant bitrate, which means the bitrate will vary strongly with content.
  48 (For practical material, the quantizer used by Nageru will end up around
  49 25 Mbit/sec for 720p60, and be nearly visually lossless so as to allow
  50 further editing or transcoding without strong generational loss.) Thus, the
  51 QSV stream is not intended for streaming to end users of the Internet; it will
  52 need to be reencoded by some external means, or you can use Nageru's x264
  53 support (see `:doc:Streaming`).
  54
  55 By default, Nageru uses zerocopy from the GPU to the VA-API buffers in order to
  56 reduce memory transfer bandwidth, but this depends on EGL support (as opposed to
  57 the older GLX standard), and also that the GPU you are rendering to also
  58 supports VA-API. NVIDIA's proprietary drivers do not support either. Unfortunately,
  59 this is somewhat cumbersoe  to automatically detect before it's too late to do anything
  60 about it (Qt has already initialized using EGL), so on NVIDIA
  61 systems, Nageru will exit with an error message asking you to set *--va-display*
  62 to your Intel GPU manually. Simply follow the instructions printed to the terminal
  63 to select what looks like your Intel GPU, and Nageru will fall back to using GLX
  64 and transferring the memory data between the two GPUs via the CPU. (Some BIOSes
  65 automatically disable the Intel GPU if you have a discrete GPU installed; you
  66 will need to reenable it to get access to QSV, or Nageru can't run.)
  67
  68
  69 Video capture cards
  70 -------------------
  71
  72 If you do not have enough cards to satisfy your theme when you start up
  73 Nageru, *fake cards* will be instantiated. They produce a simple color
  74 (depending on the card) and no audio (unless you give the --fake-cards-audio
  75 command-line flag, in which case they will produce a tone). USB hotplug
  76 is supported; once you insert a new card, it will automatically be detected
  77 and takes the place of one of the fake cards.
  78
  79 Currently, Nageru supports only Blackmagic's capture cards; specifically,
  80 it does not support Video4Linux. This may change in the future if cards
  81 come along that significantly improve upon Blackmagic's lineup in terms
  82 of features, price or stability. (Most other cards fail on all three counts.)
  83
  84 There are separate drivers for the USB and PCI cards. (Thunderbolt cards,
  85 although rare, count as PCI cards in this respect.) The USB cards are
  86 handled by a driver called *bmusb* that is built into Nageru; they require
  87 working USB3 on your machine, but nothing else. (Kernel versions prior to
  88 4.6 are not recommended, though. If you get USB issues, upgrade your kernel.)
  89 The cards autodetect their input, but unfortunately has no 1080p60 support,
  90 which means that most laptops plugged in will default to 1080i60, which
  91 probably is not what you want. (In particular, the YADIF deinterlacer
  92 employed by Nageru puts a lot of strain on the GPU; too much for most
  93 Intel GPUs.)
  94
  95 The PCI cards (known as DeckLink) require Blackmagic's proprietary driver
  96 (`Desktop Video <https://www.blackmagicdesign.com/support>`_) installed
  97 and working. It is non-free and thus not included in most Linux distributions.
  98 However, the SDK is not needed for building Nageru; the required headers
  99 are free and included. Note that the PCI cards generally do not autodetect,
 100 so you will need to right-click on the input to set the right mode.
 101
 102
 103 Video format conversion
 104 -----------------------
 105
 106 If you have an input source with a different resolution than the native mode
 107 (currently locked to 720p; this will be configurable without recompiling
 108 in the future), Nageru will scale transparently for you using a Lanczos3
 109 filter. This requires some extra GPU power, so if you can avoid it, use the
 110 native mode. Similarly, if you connect an interlaced input, Nageru will
 111 automatically deinterlace for you.
 112
 113 Frame rates are automatically converted; one input is designated as the
 114 **master clock** (right-click on an input to select it as such), and gets
 115 to dictate the frame rate of the output. Inputs with differing frame rates
 116 will get frames duplicated or dropped as needed (with adaptive queueing to
 117 account for clock and jitter).
 118
 119 Nageru works in 16-bit floating-point RGBA internally. High-quality conversion to and
 120 from subsampled Y'CbCr (typically 4:2:2 for inputs and 4:2:0 for outputs)
 121 is done transparently on the GPU.