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網(wǎng)速、屏幕素質(zhì)以及視頻成像技術(shù)的突飛猛進(jìn)讓用戶對(duì)視頻畫質(zhì)的要求越來越高。
目前絕大多數(shù)正規(guī)視頻網(wǎng)站都會(huì)對(duì)視頻的分辨率進(jìn)行標(biāo)注。但一個(gè)比較奇特的現(xiàn)象是——很多平臺(tái)對(duì)高清的標(biāo)準(zhǔn)都各不相同,1080P視頻在有些平臺(tái)標(biāo)注為高清,有些平臺(tái)540P就已經(jīng)是屬于「高清」了。
甚至在不同的視頻平臺(tái)上都可能出現(xiàn)4K視頻的畫質(zhì),部分細(xì)節(jié)不如1080P的情況,比如愛奇藝上的4K版本和小破站(B站)上1080P杜比視界的《流浪地球》。
這期就來講講,視頻的畫質(zhì)究竟取決于哪些因素,以及如何改善和提高畫質(zhì)。
視頻的畫質(zhì)不僅僅取決于分辨率
分辨率是指視頻在一定區(qū)域內(nèi)包含的像素點(diǎn)的數(shù)量。以1080P為例,「P」指的是Progressive Scan逐行掃描,與之相對(duì)應(yīng)的還有「i」Interlaced Scan隔行掃描?!?080」指的是垂直方向有1080條水平掃描線,通常1080p的畫面分辨率為1920 1080。
另外我們常說的4K,指的是橫向有接近4000個(gè)像素,分辨率一般為3840*2160,因此在有些平臺(tái)比如Youtube會(huì)將其標(biāo)注為2160P。
在很多人的潛意識(shí)里,分辨率越高往往都意味著視頻更加清晰。比如觀看同一個(gè)視頻時(shí),從480P、720P切換到1080P時(shí)往往都會(huì)來比較大的畫質(zhì)提升。但如果是不同平臺(tái)的視頻,這結(jié)論則不一定成立。
準(zhǔn)確來說,分辨率越高并不一定畫質(zhì)就越好,分辨率更多時(shí)候是決定視頻畫質(zhì)的上限。
比如我們將一個(gè)1080P的視頻放在視頻剪輯軟件中,強(qiáng)制拉伸輸出為4K分辨率,在其他參數(shù)基本不變的情況下,畫質(zhì)基本不會(huì)有什么差別。
再舉一個(gè)比較極端的例子,將一個(gè)原本只有720P的視頻強(qiáng)制輸出為4K分辨率的視頻,再與其原生的1080P視頻對(duì)比。可以看到雖然是4K分辨率,但是它畫面細(xì)節(jié)、畫質(zhì)要比原生1080P差。
事實(shí)上除了分辨率外,視頻畫質(zhì)的影響因素可能還有片源質(zhì)量、視頻碼率、視頻的編碼協(xié)議等等。
片源質(zhì)量如何影響畫質(zhì)
目前許多成片視頻的素材大多都是通過手機(jī)、相機(jī)錄制而來。因此這一類視頻的最終畫質(zhì)很大程度取決于拍攝的設(shè)備及素材。
許多創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)或者個(gè)人在錄制視頻時(shí)會(huì)選擇高于最終成片的規(guī)格,比如要產(chǎn)出1080P的視頻,他們可能會(huì)錄制4K分辨率的視頻,方便后期的縮放和裁剪。
這樣做的好處也很明顯,用4K拍攝的畫面會(huì)保留更多的細(xì)節(jié)和色彩,后期可以帶來更干凈的調(diào)色效果、更清晰的顏色呈現(xiàn)。即便最后只是輸入1080P的視頻,整體的畫質(zhì)、色彩都要優(yōu)于用1080P規(guī)格錄制后剪出的視頻。為數(shù)不多的缺點(diǎn)則是剪輯4K視頻對(duì)電腦配置要求更高。
甚至目前一些高端的專業(yè)相機(jī)比如索尼A7r3、r4等,在Super 35mm格式下,相機(jī)通過使用全像素讀取的方式超采樣約5K分辨率像素的大量源信息并生成4K視頻,從而獲得更出色的細(xì)節(jié)和深度。
另外,在拍攝的過程中,不同的拍攝環(huán)境(天氣、光線)、拍攝參數(shù)(分辨率、幀率、對(duì)焦、感光度、白平衡)等等都會(huì)直接或間接影響最終的成片質(zhì)量。
第二類成片視頻的素材來源也可以是現(xiàn)有視頻或者片段,典型的例子就是電影解說類視頻。一些年代比較久遠(yuǎn)的老電影,其二次創(chuàng)作的最終視頻往往都是不如一些新出的電影。
其次,為了便于傳輸,目前市面上現(xiàn)有的視頻素材基本都經(jīng)歷過二或者多次壓縮。從不同平臺(tái)下載的、不同壓縮比率的視頻素材也會(huì)直接影響最終的成片。
當(dāng)然,視頻的素材不僅僅只有前面提到的拍攝和已有素材,還可以是PPT、錄屏內(nèi)容等等,這里不具體展開。
視頻碼率、編碼如何影響畫質(zhì)
目前用戶手機(jī)各類視頻App或者網(wǎng)站看到的視頻,基本上都經(jīng)歷了二次壓縮。目前國(guó)內(nèi)外各大視頻網(wǎng)站(包含短視頻)普遍的做法都是降低視頻的碼率(也稱比特率)來降低視頻的數(shù)據(jù)量,從而緩解服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力。
碼率單位一般為Kbps或者M(jìn)bps,指的是一秒包含了多少數(shù)據(jù)量。更高的視頻分辨率,更復(fù)雜的色彩明暗關(guān)系,更快速的像素變化,都需要更大的碼率來容納。而如果視頻的碼率(數(shù)據(jù)量)達(dá)不到要求,視頻的畫質(zhì)就會(huì)降低,畫面中就會(huì)出現(xiàn)一些小馬賽克或者涂抹的跡象,這一現(xiàn)象在科幻類的電影上較為常見。
視頻的碼率一般無法直接在App或者手機(jī)端查看,部分支持在網(wǎng)頁端視頻播放界面,右鍵選擇“視頻統(tǒng)計(jì)信息”查看;或者在PC上下載視頻后右鍵屬性,“詳細(xì)信息”中查看;Mac則需要使用專門的播放器(比如iina),使用“檢查器”查看。
另外,碼率分為恒定碼率(CBR)和可變碼率(VBR)??勺兇a率通常會(huì)更加實(shí)用一些,編碼器會(huì)分析畫面,在復(fù)雜的畫面提供比較高的碼率,在相對(duì)簡(jiǎn)單或者變化不明顯的畫面提供低碼率,整體上提升了畫質(zhì);而恒定碼率目前則主要應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)直播上。
除了碼率外,視頻的編碼同樣也會(huì)影響到視頻的畫質(zhì)。目前使用最普遍的編碼格式為高級(jí)視頻編碼H.264/AVC(Advanced Video Codec),包含拍攝、視頻封裝和網(wǎng)站視頻的播放等等。另一種比較常見的編碼則為高效率視頻編碼H.265/HEVC(High Efficiency Video Coding)。
反復(fù)的質(zhì)量比較測(cè)試表明,在相同的圖像質(zhì)量下,相比于H.264,通過H.265編碼的視頻大小將減少大約39-44%。在一些比較主觀的測(cè)試中,在碼率減少51-74%的情況下,H.265編碼視頻的畫質(zhì)還能與H.264編碼視頻近似甚至更好。
即便編碼效率更高、畫質(zhì)更高,由于H265編碼更為復(fù)雜,專利許可費(fèi)用昂貴加上需要硬件支持等問題,目前H.265普及程度或者使用率遠(yuǎn)不如H.264。
不過,目前國(guó)內(nèi)外科技巨頭、流媒體平臺(tái)都在探索更為高效的視頻編碼格式,比如VP9和AV1。比如目前國(guó)外的youtube在其2160P(4K)視頻上普遍采用的就是VP9,而國(guó)內(nèi)的小破站則在4K視頻上使用了AV1編碼。
關(guān)于視頻的畫質(zhì),其實(shí)還有不少其他的影響因素,比如拍攝時(shí)的色深和色度采樣。相比于8bit的色深,10bit帶來的10.7億種(2的30次方)色彩可以在錄制天空時(shí)記錄絲滑的漸變,而不會(huì)出現(xiàn)色彩斷層。
總結(jié)
作為視頻創(chuàng)作者,想要更好的畫質(zhì),良好的拍攝設(shè)備以及較高的拍攝規(guī)格是基礎(chǔ)。
在目前視頻網(wǎng)站普遍都進(jìn)行二次壓縮的情況下,提供高分辨率、高碼率來應(yīng)對(duì)網(wǎng)站的壓縮也是一種有效的方法。
再者,對(duì)于一些本身畫質(zhì)一般的素材,通過機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)素材進(jìn)行去噪、色彩增強(qiáng)、超分等處理,往往也能得到比較好的畫質(zhì)。比較典型的例子就是4K修復(fù)的演唱會(huì)、電影或者片段等等。
而作為觀看視頻的用戶,選擇好的視頻平臺(tái)或者片源則比較關(guān)鍵。前邊提到的,不同平臺(tái)對(duì)視頻的分辨率標(biāo)注都不同且在用戶普遍無法注意到的視頻最大碼率方面也有差異。根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn),國(guó)外的流媒體平臺(tái)在碼率上普遍優(yōu)于國(guó)內(nèi)的流媒體平臺(tái)愛優(yōu)騰。
在播放流媒體視頻時(shí),在硬件條件支持的情況下,切換更為高效的編碼也或許也能起到一定作用。
一些追求極致觀影體驗(yàn)的用戶,還可以跳開流媒體平臺(tái)去下載比較高規(guī)格的藍(lán)光片源。
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