Codificación de gráficos a través del protocolo de Escritorio remoto

Los datos gráficos de una sesión remota se transmiten a un dispositivo local a través del Protocolo de Escritorio remoto (RDP). El proceso implica la codificación de los datos gráficos en la máquina virtual remota antes de enviarlos al dispositivo local. Cada fotograma se procesa en función de su contenido, pasando a través de procesadores de imágenes, un clasificador y un códec, antes de entregarse al dispositivo local mediante el transporte gráfico de RDP.

El objetivo de codificar y transmitir datos gráficos es proporcionar un rendimiento y una calidad óptimos, con una experiencia que sea la misma que el uso local de un dispositivo. Este proceso es importante al usar Azure Virtual Desktop, equipos en la nube en Windows 365 y Microsoft Dev Box, donde los usuarios esperan una experiencia de alta calidad al trabajar de forma remota.

RDP usa una serie de características y técnicas para procesar y transmitir datos gráficos que lo hacen adecuado para una amplia gama de escenarios, como la productividad de office, la producción de vídeo, el diseño y la reproducción de vídeo. Estas características y técnicas incluyen:

• Codificación basada en hardware y software: usa la CPU o gpu para codificar datos gráficos.

  • Codificación acelerada por hardware: descarga el procesamiento de la codificación de gráficos de la CPU a la GPU en una máquina virtual remota equipada con una GPU con capacidad. Una GPU proporciona un mejor rendimiento para aplicaciones de uso intensivo de gráficos, como el modelado 3D o la edición de vídeo de alta definición. Las GPU compatibles también incluyen motores de codificación de vídeo especializados que RDP puede aprovechar para codificar contenido de sesión.

  • Codificación de software: usa la CPU para codificar datos gráficos a un bajo costo. La codificación de software es el perfil de codificación predeterminado que se usa en una máquina virtual remota sin una GPU discreta.

• Modo mixto: separa la codificación de texto, imagen y vídeo mediante diferentes códecs para proporcionar la mejor calidad y el menor costo de codificación para cada tipo de contenido detectado. El modo mixto solo está disponible con codificación de software.

• Gráficos adaptables: ajusta la calidad de codificación en función del ancho de banda disponible y del contenido de la pantalla.

• Codificación de vídeo a pantalla completa: proporciona una mayor velocidad de fotogramas y una mejor experiencia del usuario en escenarios con un alto contenido de imagen y vídeo.

• Detección diferencial y almacenamiento en caché: reduce la cantidad de datos que se deben transmitir.

• Compatibilidad con varios códecs: usa descodificadores de hardware en un dispositivo local. Entre los códecs se incluyen el códec de vídeo Advanced Video Coding (AVC), también conocido como H.264, y el códec de vídeo high efficiency video coding (HEVC), también conocido como H.265. La compatibilidad con HEVC/H.265 requiere una máquina virtual remota compatible habilitada para GPU.

• Submuestreo croma 4:2:0 y 4:4:4: proporciona un equilibrio entre la calidad de la imagen y el uso del ancho de banda.

Puede usar una combinación de estas características y técnicas en función de los recursos disponibles de la sesión remota, el dispositivo local y la red para ofrecer la experiencia de usuario que desea proporcionar.

En este artículo se describe el proceso de codificación y entrega de datos gráficos a través de RDP mediante algunas de estas características y técnicas.

Modo mixto

De forma predeterminada, los datos gráficos se separan en función de su contenido. El texto, las imágenes y los vídeos se codifican mediante una combinación de códecs para lograr un rendimiento óptimo de codificación entre diferentes tipos de contenido cuando se usa solo la codificación de software. Este proceso se conoce como modo mixto.

De media, aproximadamente el 80 % de los datos gráficos de una sesión remota es texto. Con el fin de proporcionar el costo de codificación más bajo y la mejor calidad para el texto, RDP usa un códec personalizado optimizado para texto. Debido a que el contenido de la imagen es más difícil codificar de forma eficaz, es fundamental usar un códec que se adapte bien a la velocidad de bits disponible.

El resto del contenido está separado por imágenes y vídeo:

• Las imágenes se codifican mediante software con gráficos AVC/H.264 o RemoteFX, en función de las funcionalidades del dispositivo local. La codificación predeterminada del contenido de la imagen detectada usa AVC/H.264 cuando se admite en la configuración del punto de conexión de sesión.

• El vídeo es un software codificado con AVC/H.264.

AVC/H.264 es un códec ampliamente compatible que tiene una buena relación de compresión para las imágenes, es capaz de codificar progresivamente y tiene capacidad para ajustar la calidad en función de la velocidad de bits. Se basa en el descodificador de hardware en el dispositivo local, que es ampliamente compatible con dispositivos modernos. El uso del descodificador de hardware en el dispositivo local reduce el uso de CPU en el dispositivo local y proporciona una mejor experiencia de usuario. Consulte con el fabricante del dispositivo para asegurarse de que admite la descodificación de hardware AVC/H.264.

En el diagrama siguiente se muestra el proceso de codificación y entrega de datos gráficos a través de RDP mediante el modo mixto en un escenario de codificación de software:

Este proceso se describe de la siguiente manera:

1. Primero se procesa un mapa de bits de fotogramas mediante la detección de si contiene vídeo. Si contiene vídeo, el fotograma se envía al códec de vídeo, que en un escenario basado en software se codifica con AVC/H.264 y, a continuación, el fotograma pasa al canal de gráficos.

2. Si el fotograma no contiene vídeo, los procesadores de imágenes determinan si hay cambios diferenciales, se detecta movimiento o si el contenido está disponible en la memoria caché. Si el contenido coincide con determinados criterios, el marco pasa al canal gráfico.

3. Si el marco necesita un procesamiento adicional, el clasificador de imágenes determina si contiene texto o imágenes.

4. El texto y las imágenes se codifican con códecs diferentes para proporcionar la mejor calidad y el menor costo de codificación para cada tipo de contenido. Una vez codificado, el marco pasa al canal gráfico.

En lugar de usar dos códecs independientes para texto e imágenes con modo mixto, puede habilitar la codificación de vídeo a pantalla completa para procesar todo el contenido de pantalla mediante el códec de vídeo AVC/H.264.

Codificación de vídeo a pantalla completa

La codificación de vídeo a pantalla completa es útil para escenarios en los que el contenido de pantalla se basa en gran medida en imágenes y se usa como alternativa al modo mixto. La codificación de vídeo a pantalla completa procesa todos los datos gráficos con AVC/H.264 o HEVC/H.265. Como resultado, funciona peor que la codificación en modo mixto cuando el contenido de la pantalla se basa en gran medida en texto.

Un perfil de vídeo a pantalla completa proporciona una mayor velocidad de fotogramas y una mejor experiencia del usuario, pero usa más ancho de banda de red y recursos tanto en la máquina virtual remota como en el dispositivo local. Beneficia a aplicaciones como el modelado 3D, CAD/CAM o la reproducción y edición de vídeo.

Si habilita la aceleración de hardware HEVC/H.265 y AVC/H.264, pero HEVC/H.265 no está disponible en el dispositivo local, se usa AVC/H.264 en su lugar. HEVC/H.265 permite una compresión de datos del 25-50 % en comparación con AVC/H.264, con la misma calidad de vídeo o con una calidad mejorada, a la misma velocidad de bits.

Puede habilitar la codificación de vídeo a pantalla completa con AVC/H.264 incluso sin aceleración de GPU, pero HEVC/H.265 requiere una máquina virtual remota compatible habilitada para GPU.

Para más información, consulte Habilitación de la aceleración de GPU para Azure Virtual Desktop.

Aceleración de GPU de hardware

Azure Virtual Desktop, los equipos en la nube de Windows 365 y Microsoft Dev Box admiten la aceleración de la unidad de procesamiento gráfico (GPU) en la representación y codificación para mejorar el rendimiento y la escalabilidad de las aplicaciones mediante el Protocolo de Escritorio remoto (RDP). La aceleración de GPU es fundamental para aplicaciones de uso intensivo de gráficos, como las que usan diseñadores gráficos, editores de vídeo, modeladores 3D, analistas de datos o especialistas en visualización.

Hay dos componentes para la aceleración de GPU que funcionan juntos para mejorar la experiencia del usuario:

• Representación de aplicaciones aceleradas por GPU: use la GPU para representar gráficos en una sesión remota.

• Codificación de fotogramas acelerada por GPU: RDP codifica todos los gráficos representados para su transmisión al dispositivo local. Cuando parte de la pantalla se actualiza con frecuencia, se codifica con AVC/H.264.

Si el contenido de pantalla de las cargas de trabajo se basa en gran medida en imágenes, también puede habilitar la codificación de vídeo a pantalla completa para procesar todo el contenido de pantalla para proporcionar una mayor velocidad de fotogramas y una mejor experiencia del usuario.

Para más información, consulte Habilitación de la aceleración de GPU.

Compatibilidad con el submuestreo de Chroma para 4:2:0 y 4:4:4

El valor de croma determina el espacio de color utilizado para la codificación. De forma predeterminada, el valor de croma se establece en 4:2:0, lo que proporciona un buen equilibrio entre la calidad de la imagen y el ancho de banda de red. Para mejorar la calidad de la imagen, puede aumentar el valor de croma a 4:4:4 habilitando la codificación de pantalla completa AVC/H.264 y estableciendo La calidad de la imagen en Alta a través de la directiva de grupo. No es necesario usar la aceleración de GPU para cambiar el valor de croma, pero un valor de croma 4:4:4 usará más ancho de banda para los mismos fotogramas con 4:2:0.

Para obtener más información, consulte Aumento del valor de croma a 4:4:4 mediante el códec de vídeo Advanced Video Coding (AVC).