把 GPX 路線動畫交給 GPU：Windows 原生工具的設計與輸出證據

GPX 是用來保存 GPS 路線點的檔案格式；它很適合保存路線，卻不適合直接講故事：讀者看見的是一串座標，不是路線如何穿過地圖、距離如何累積，或爬升在哪裡發生。GPX Animator GPU Edition 是我做的 Windows 原生工具，讓這些資料在地圖上變成一段可以播放的動畫，再輸出成 MP4。

這篇是 GPX Animator GPU 的 Overview Article：Profile 負責快速說明 Project 身份與狀態，這裡則說清楚產品流程、上游能力、實際媒體證據，以及哪些數字只是某一次 recorded output，而不是通用 benchmark。

GPU 先解決哪一段問題？

路線的距離與高度仍然要先被整理；GPU 解決的是「把已整理的場景畫出來並輸出成影片」這一段。公開 repository 的主流程是 Windows native Rust desktop app：先用 D3D11/Direct2D（Windows 的繪圖 API）畫出地圖與路線，再放進 NVIDIA RTX texture（GPU 可直接讀寫的畫面緩衝），由 NVENC（NVIDIA 的硬體編碼器）轉成 HEVC（High Efficiency Video Coding，也就是 H.265）或 H.264，最後封裝成 MP4。

README 也明確說明它需要 Windows 10/11 x64、具備 NVENC 的 NVIDIA RTX GPU，且不接受 Intel、AMD、Microsoft WARP 或 CPU fallback。因此，「GPU-first」在這裡不是把任何電腦都宣稱成 GPU 輸出，而是把硬體前提寫進產品契約：不符合條件就拒絕輸出，讓執行路徑和證據保持一致。

載入一份 GPX 路線

以一段 0706 route run 為例，程式載入後會顯示：

• 路線長度：61.27 km
• 爬升：794 m
• GPS 點：4,161 個
• 程式會移除停留點

這些不是從畫面估算的數字：上游 repository 的固定路線基準測試（golden_0706 golden test）仍直接檢查 4,161 個來源點、61,270.092 公尺距離（允許誤差 0.5 公尺）與約 794 公尺爬升，並只保證有停留點被移除。畫面則補上程式如何把這些資料放回地圖、HUD 與海拔圖。

Windows 版工具載入 GPX 路線後的畫面：地圖上顯示行程軌跡、距離、高度和移除停留點後的結果。

這張圖的價值不是證明「每次都會得到相同畫面」，而是讓讀者看到輸入資料、可見統計與渲染結果在同一個 runtime 中對得上。

從載入到輸出，真正要對齊的是什麼？

實際流程是先載入一段路線，確認地圖上的路線與統計值，再選擇輸出設定。Follow camera（跟隨鏡頭）讓畫面沿著路線前進；Fit camera（完整路線鏡頭）則保留整段路線的空間關係。兩種模式都可以保留衛星地圖、HUD 與海拔圖，讓最後的影片不只是地圖上有一條線，而是能看出目前走到哪裡、爬升如何變化。

輸出設定

這次 0706 recorded output 使用的設定是：

• 畫面比例：16:9
• 解析度：1080p，也就是 1920×1080
• 影格率：30 FPS
• 編碼：H.265 / HEVC
• 影片秒數欄位：20 秒
• 品質：高畫質

GPU 負責把地圖動畫畫出來，HEVC 負責把畫面壓成 MP4。這裡的 30 FPS 是這次記錄的輸出設定，不是工具唯一支援的 frame rate；目前版本的 UI 也提供 4K、2.5K、1080p、720p 與 60 FPS 選項。

輸出設定畫面提供 4K 和 60 FPS 選項；這表示可以選擇該規格，不代表實際輸出一定能維持 4K60。

另一組可選設定：2.5K、鏡頭跟隨、HEVC 和 60 FPS。它和下方展示的 1080p 影片是不同設定。

按下輸出後，進度列會顯示 Rendering 和目前的處理速度。

輸出進行中，畫面顯示當前解析度、影格率和 HEVC 設定。進度上的 FPS 數字反映畫面繪製速度，不等於成品影片的播放速度。

輸出結果

作者保存的輸出記錄列出以下檔案資訊；記錄中說明它曾由 FFmpeg 讀取：

• 1920×1080，16:9
• 30 FPS
• HEVC Main
• 750 frames
• 實際長度 25 秒

介面上的秒數是輸入設定；成品影片的實際長度仍應以輸出檔案為準。

輸出影片會把紅色路線、目前公里數、海拔數字，以及右上角的海拔圖一起寫進畫面。

輸出影片畫面顯示紅色路線、目前里程與高度；地圖和高度圖保留了行程進度。

技術重點

程式會讓畫面留在顯示卡中處理，再交給硬體編碼成 MP4，避免把每一張完成的畫面都搬回處理器。這能減少資料搬動，但實際輸出速度仍要看完整影片測試。

對使用者來說，最後會看到的是一條可以跟著鏡頭移動的路線、同步更新的公里數與海拔，以及一個能正常播放的 MP4。GPU、HEVC 與 camera mode 是支撐這個流程的技術；真正重要的是它們是否能被測量、追蹤並在硬體不符合時拒絕假裝成功。

這次示範能告訴我們什麼？

這次測試使用一條 61.27 公里、4,161 個定位點的路線，爬升約 794 公尺；工具能把路線畫在地圖上、同步顯示距離與高度，並輸出一支 1920×1080、每秒 30 格、長 25 秒的影片。

這是一條路線和一台電腦上的完整操作示範，不代表所有路線和硬體都會得到相同畫質或速度。設定畫面雖然可以選 4K 和 60 FPS，但本文沒有宣稱它能在所有情況下即時完成這種輸出；進度上的 183.5 FPS 也只是繪製速度，不是成品影片的播放速度。

使用時需要知道的事

• 這是 Windows 原生工具；沒有符合 NVENC 的 NVIDIA RTX GPU 時，輸出會被拒絕，而不是靜默改用 CPU 或另一家 GPU 的 fallback。
• 第一次輸出可能會先下載地圖；之後會使用本機快取。離線時若缺少地圖，程式會用簡化底圖補上。
• 這段示範來自一條路線和特定硬體，只能展示當時的輸出效果，不能代表所有路線和電腦的速度或畫質。