硬件加速

CPU 编码质量好但慢，GPU/专用芯片编码快但同码率下质量略低。转一部 4K 电影软编码可能要几小时，硬编码几十分钟就能搞定。直播、录屏、批量转码，硬件加速是刚需。

一、硬件加速加速的是什么

视频处理有三个环节可能用到硬件：

1. 硬解码：GPU 解码视频输入，降低 CPU 占用。
2. 硬编码：GPU 编码视频输出，速度快、CPU 占用低。
3. 硬件滤镜：在 GPU 内存里做缩放、去隔行等操作，避免数据在 CPU/GPU 之间来回拷贝。

最常见的用法是硬编码（编码器换成 h264_nvenc 之类）和硬解+硬编（输入输出都走 GPU）。纯硬解而用软编意义不大（除非只是为了降低播放时 CPU）。

先看你的 FFmpeg 支持哪些硬件加速：

ffmpeg -hwaccels

列出可用的硬件加速方法。再看支持哪些硬编码器：

ffmpeg -encoders | findstr nvenc      # Windows
ffmpeg -encoders | grep -E "nvenc|qsv|vaapi|videotoolbox|amf"

二、各平台技术与命名

平台	解码 API	编码 API	FFmpeg 编码器后缀
NVIDIA 显卡	NVDEC / CUVID	NVENC	_nvenc
Intel 核显	Quick Sync	Quick Sync	_qsv
AMD 显卡	AMF / UVD	AMF / VCE	_amf
Linux	VAAPI / VDPAU	VAAPI	_vaapi
macOS	VideoToolbox	VideoToolbox	_videotoolbox

常见编码器完整名：

• NVIDIA：h264_nvenc、hevc_nvenc、av1_nvenc（Ada Lovelace 及更新）
• Intel QSV：h264_qsv、hevc_qsv、av1_qsv
• AMD：h264_amf、hevc_amf、av1_amf
• Linux VAAPI：h264_vaapi、hevc_vaapi
• macOS：h264_videotoolbox、hevc_videotoolbox

三、NVIDIA NVENC（最常用）

N 卡的硬编质量和生态最成熟。

简单硬编

ffmpeg -i input.mp4 -c:v h264_nvenc -cq 23 output.mp4

• -c:v h264_nvenc：用 NVENC 编码 H.264
• -cq 23：Constant Quality 模式，数值类似 CRF，越小质量越好（常用 20–28）
• 也可以用 -b:v 指定码率做 CBR/VBR

指定 preset（NVENC 的 preset 和 x264 不同）：

ffmpeg -i input.mp4 -c:v h264_nvenc -preset p7 -cq 23 output.mp4

NVENC preset 从 p1（最快）到 p7（最慢质量最好），常用 p4–p6。

硬解 + 硬编（全 GPU 管线）

ffmpeg -hwaccel cuda -hwaccel_output_format cuda -i input.mp4 \
  -c:v h264_nvenc -cq 23 -c:a copy output.mp4

-hwaccel cuda 让解码走 GPU，-hwaccel_output_format cuda 让解码后的数据留在显存里，直接送给 NVENC，避免回传 CPU，速度最快。

HEVC / AV1

ffmpeg -i input.mp4 -c:v hevc_nvenc -cq 26 output.mp4
ffmpeg -i input.mp4 -c:v av1_nvenc -cq 30 output.mp4

AV1 硬编码需要 Ada Lovelace（RTX 40 系）或更新的 N 卡。

四、Intel QSV

Intel 核显用户用 QSV：

ffmpeg -i input.mp4 -c:v h264_qsv -global_quality 23 output.mp4

• -global_quality 23 类似 CRF/Q 值
• preset 用 -preset veryfast|faster|medium|slow|veryslow

硬解硬编全管线：

ffmpeg -hwaccel qsv -c:v h264_qsv -i input.mp4 \
  -c:v h264_qsv -global_quality 23 output.mp4

注意 QSV 的设备初始化在不同驱动下行为不同，Windows 上通常直接能用；Linux 上可能需要先 -init_hw_device qsv=hw。

五、Linux VAAPI

VAAPI 是 Linux 上的通用硬件加速接口，可驱动 Intel、AMD 显卡。

ffmpeg -vaapi_device /dev/dri/renderD128 -i input.mp4 \
  -vf 'format=nv12,hwupload' -c:v h264_vaapi -b:v 4000k output.mp4

• -vaapi_device 指定 GPU 设备节点
• format=nv12,hwupload 把帧上传到 GPU（VAAPI 要求 nv12 格式）
• 码率用 -b:v，VAAPI 编码器对 CRF 支持有限

硬解硬编：

ffmpeg -hwaccel vaapi -hwaccel_device /dev/dri/renderD128 -hwaccel_output_format vaapi \
  -i input.mp4 -c:v h264_vaapi -b:v 4000k output.mp4

VDPAU 是 NVIDIA 早年为 Linux 推的解码 API，现在基本被 VAAPI 取代，新系统直接用 VAAPI 即可。

六、macOS VideoToolbox

苹果系统用 VideoToolbox：

ffmpeg -i input.mp4 -c:v h264_videotoolbox -b:v 4000k output.mp4
ffmpeg -i input.mp4 -c:v hevc_videotoolbox -q:v 65 output.mp4

• -q:v 取值 0–100，越大质量越好（和 CRF 方向相反），常用 50–75
• Apple Silicon 的硬编效率很高，是 Mac 上的首选

七、AMD AMF

A 卡用 AMF：

ffmpeg -i input.mp4 -c:v h264_amf -quality quality -b:v 4000k output.mp4
ffmpeg -i input.mp4 -c:v hevc_amf -rc cqp -qp_i 24 -qp_p 24 output.mp4

AMF 的码率控制选项和 NVENC 不同，常用 -rc cqp（固定 QP）或 -rc vbr_peak。

八、硬件编码质量提示

实际建议：

• 直播、屏幕录制：直接硬编，质量够用，CPU 不卡。
• 批量转码大量文件：硬编省时间，功耗也低。
• 电影归档、追求压缩率：用 libx265/libsvtav1 软编码，慢慢压。
• 不确定有没有硬编：先跑 ffmpeg -encoders | findstr nvenc（或对应后缀），有就用。

九、录屏 + 硬编组合

把第 30 章的采集和这章结合，Windows 上 N 卡录屏的高效命令：

ffmpeg -init_hw_device d3d11va -filter_complex ddagrab=0 \
  -c:v h264_nvenc -cq 20 -preset p5 output.mkv

ddagrab 在 GPU 上抓帧，直接送给 NVENC，全程数据不回 CPU，是性能最优的录屏方案。