不妨先来看两张《华尔街之狼》的电影截图,你觉得哪张的“画质”更好?( J7 Q8 q. X2 U* M& ?9 I' d9 u/ H
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8 ~. P* O* N( s1 O0 i《华尔街之狼》丨爱奇艺 6 b5 C+ N ]. m7 [
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4K REMUX版丨作者供图 8 t4 P: D ]1 w/ q3 d7 E% f% I; E
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8 Q' A8 H7 U7 \4 d5 h第一张截图来自爱奇艺“帧绮映画 4K”,第二张来自是 4K REMUX 版,REMUX 版在画质上等于官方原盘。也许你会说,第一张色彩更加艳丽,画质更好。那如果放大看一下呢?
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, r; m$ O$ C" C0 S8 [' d3 |第一张图局部放大丨爱奇艺
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- }, r* a& `" P, F第二张局部放大丨作者供图 / R. f! h% \1 A0 {
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" E! l$ K9 B% F t, d7 ]5 }" d% l这下能明显看出,第二张在清晰度和细节呈现上远好于第一张。唉?这怎么跟刚猜的不一样?修过图的人知道,调高“亮度”,再“调高饱和度”,可以让一张“暗淡无光”的原片瞬间鲜活起来。但“滤镜技巧”代替不了高质量的片源,一到暗光场景,“差片”的瑕疵就暴露无疑。
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9 R4 n( Q: j) O4 K. p5 [2 a《华尔街之狼》丨爱奇艺 # O J: C) v4 f. p/ x+ E0 g: c7 a& M8 x
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《华尔街之狼》丨作者供图
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上面的“帧绮版”明显比下面这张原盘版细节更模糊,强制提亮让噪点增多,调高饱和度也让人物肤色发红不真实。. ~9 h( ?9 p' O2 }
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我知道你想说什么。拿流媒体片源和原盘片源比,是不是欺负人了?那我们看看同为流媒体平台的对比。
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爱奇艺“蓝光 1080P”的片源(局部放大)丨爱奇艺
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Netflix 1080P 的片源(局部放大)丨Netflix
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2 @# d5 @& t6 {, F# ^! y4 r9 p怎么 Netflix 的 1080P 就能让我看清游戏机上印的什么字,爱奇艺就糊了呢?$ h+ r9 k& i$ r, z
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怎么我的视频会员,好像开得“亏”了?我是不是被忽悠了?8 F9 Z: o/ I. P |9 e1 D2 h
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9 `( C! d( i! L- u& {" u 你的 4K,我的 4K,好像不一样?
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( H; j. w+ q5 Z" J7 z首先,先说明流媒体平台没有骗我们。他们标注的 4K、1080P 是真实的分辨率。
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一个1080P的视频,即是这视频采用逐行扫描技术,水平方向有 1920 个像素,竖直方向有 1080 个像素。主流的 4K 标准是 3840×2160 的分辨率,而电影放映行业的 4K 要达到 4096×2160。* B% c: ]3 J; A, d9 g8 _7 d* ?& @
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Y. t; q3 I2 @9 e3 z. ?“分辨率”和画面的清晰度相关,但它往往被当成衡量视频清晰度第一,甚至唯一的影响要素,这不完全正确。7 W: X$ S9 f. i4 |( b
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+ s* N1 P4 i7 O" F举个例子,下面这两张小图,在不“点开放大”的情况下,我们肉眼觉得差别不大。
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一些视觉“戏法”丨作者供图
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0 H6 ^- \% J6 u3 E# `! R: ^8 _但是将它们放大来看,第二张图已经模糊成像素块堆积。* M; Q: |' u+ O/ i/ `0 n( W1 ^
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点开放大丨技术门户网站eyewated
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- t6 s1 U R' \影响清晰度的不完全是分辨率丨技术门户网站eyewated 7 w/ @/ ~! D: Y
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影响清晰度的并不是分辨率,因为它们分辨率是近似的,分别为 1432x956,1430x950。2 i2 T7 o! @; {- B. u
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( n# u) X% n; N* d. z' B" n& j问题出在像素对色彩的还原程度上。比如桥身的颜色,都属于红棕色系,只有色彩的差异性足够大,才越清晰,否则只是同色像素堆积,“糊成一团”。' Z7 c# P& e8 ~% E) U
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+ H1 J6 }4 q! B$ _% r2 C尺寸越小,可能觉察不出什么,但等你放大,放大,再放大。4 B5 ]4 U R, }) J
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图一的桥头丨作者供图 9 q, C2 F) k' K p% d; z5 o
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Z7 ~4 h9 I7 v, C( f" [图二的桥头丨作者供图 " D3 u. Y; [; f! Q
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3 b& \) g% f$ a7 I差的片源在越大屏幕上体现得越明显。可以简单理解为,压缩造成了信息丢失,而最能直观反应视频压缩程度的单位是码率。: J. z6 h a4 A1 _0 w' s
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这个词一定出现过,但你忽略了。B 站在视频清晰度选项中,有“1080P 高清”和“1080P 高码率”,后者必须开大会员才能解锁。3 ^$ D3 ~$ K. {
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# ]* N, I. I {( Y最能直观反应视频压缩程度的单位是码率丨B站 0 ^& O2 Y A, M/ T) m
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+ P/ ~+ F8 a) ^0 I; f那么码率到底是什么?, S( @8 r& q% o1 q8 T. i
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视频码率是数据传输时单位时间传送的数据位数,单位是 kbps 或 Mbps。单位时间内码率越大,传送的数据越多,画面的细节越丰富。
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这是在 Netflix 平台 1080P 分辨率下,1.37 Mbps 和 3.21Mbps 码率所呈现的画面区别。
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4 \5 `" _6 f% O, C y" T: M在不同码率下呈现的画面丨Netflix
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(今天你是遇到我这么较真的人了!)同样是 1080P 的分辨率,6.17 Mbps 码率下呈现的画面细节更加丰富;当视频达到 4K 分辨率 11.93Mbps 码率时,创口贴上纹路清晰可见。4 a, K# K$ U3 @# E# F- j2 b' Y
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3 |4 E; B4 j# g! o( D码率越高,画面细节越丰富丨作者供图 # n% a- D/ {1 M. l( S' C
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! E' Q2 n+ e2 n这解释了,为什么同是 1080P 分辨率下,游戏机上印的字锐化程度不同。爱奇艺比 Netflix 片源码率更低,每一帧图像的压缩比就更大,放大了看像素之间的色差很低,甚至没有。我们在 65 寸电视上看视频,就比在手机上更容易被“细节差距”影响到观影体验。
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不够清晰?那我就开会员呗
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- P( U' `) t, }4 z# a# B但视频平台几乎不用码率来表示画面清晰度。它们用“蓝光”、“超清”、“高清”、“准高清”、“标清”来给视频分辨率“划档”。如果靠这些来分辨,那可容易被“忽悠”。首先别说,各家平台的标准不一致。分辨率 720P 在爱奇艺叫“超清”,在优酷叫“准高清”。
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其次流媒体也并没有“定义”清晰度。其实包括 ITU(国际电信联盟)在内的很多国际组织,对于物理分辨率有公认的共识,High Definition(HD,高清分辨率)最低支持 1280 x 720,即 720P;Full High Definition(Full HD,全高清)是 1920x1080,也就是 1080P。UHD(Ultra HD,超高清)则需要达到 4K 分辨率。- u. d0 k, x' ~* X) T) H' d
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即便平台标注了“超清”、“蓝光”又如何?% m4 ~8 r) O' z% f! w
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此前就有网友对国内流媒体平台(播放同样标注 4K 的电影)实测出码率差距。爱奇艺在 2975kb/s,腾讯视频在 3829kb/s。B 站开会员解锁的 1080P 高码率在 2500-5000kbps 之间,4K、8K 视频码率在 10000 - 20000 kbps 之间。
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P6 O2 O3 y/ e2 ~2 T码率差距丨图片来源狗空蓝
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反观海外流媒体,Netflix 的 4K 视频根据画面不同,码率在 8000 kbps 到 20000 kbps 甚至更高;Apple TV+的 4K 普遍在 20000 kbps 及以上;HBO Max 1080P 都能达到 8000 kbps 以上,4K 也在 20000 kbps 之上。
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5 A4 W1 n; ~* G- g+ C2 P0 XHBO 1080P 的平均码率和最高码率丨图片来源 ZhaiiKer
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4 e: e% o- e0 X) Y) x3 KHBO 4K HDR 码率丨作者供图
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0 t+ J! O3 i$ y) p国内的流媒体平台只是以此给自己的视频画质分了几档,让你在一提到“蓝光”时就联想到画面清晰,有质感(还有 VIP 会员)。“蓝光”本指用蓝光技术读写操作制成的光盘,并不是界定清晰度的概念,蓝光光盘的码率在 20Mbps - 36Mbps 之间,国内流媒体平台的视频也没一家能达到这个码率,硬用“蓝光”就是在“蹭”,加“偷换概念”,就像我们不会看到音乐软件上标注着“黑胶”的音源一样。
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还有一种很会“蹭”的是 HDR,HDR 本意是代表高动态范围,与现有 SDR(标准动态范围)相比,可显示更大的亮度范围(动态范围),换言之,电影中暗部可以更暗,亮部可以更亮,色彩信息保留的也更多。1 z8 u9 g! [0 E6 D5 }' h6 _
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* \7 {! A/ D- v5 R$ H& F$ D有的视频网站会标注 HDR,有的会套上一个听起来“酷炫”的词儿,比如帧绮映画。在它的介绍里,写着,“4K MAX+HDR+全景声等高品质视听体验”。/ j* O) @. \: a( c. C* R7 v: \
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但“真·HDR”的使用条件极其苛刻,要求从制作时就采用 HDR 技术拍摄,平台上传的片源是 HDR 片源,用户的显示设备也支持 HDR 显示。# Z% S) v7 ~# M' [
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HDR 制作流程丨图片来源艺卓显像技术(苏州)有限公司
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如果不是 HDR 片源,靠算法“套个滤镜”转制实现“假 HDR”,强制拉高对比度只会出现文章开头那种不自然的颜色。
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: i/ ?# e4 t- ` E 那为啥视频网站不把码率都提高呢?
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排除掉用户因为播放设备,和网速差异,带来观影体验上的差距。答案是“钱”。 n) J9 h& `! N4 N
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码率(单位时间内传输的数据越多)和文件体积成正比。文章开头提到的 4K REMUX 版《华尔街之狼》,它的码率是 62.77Mbps,片源大小约 85 GB。对于视频质量的判断,可以简单套用“bigger is better”(乔布斯说的)。$ t/ s2 i: x- U$ f- ?6 c
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对这些流媒体平台来说,高码率的视频等同于占用更多的服务器,导致更高的带宽成本。看 B 站 2022 年第三季度财报,B 站的营业成本中,16% 是内容成本,8% 是带宽成本,5% 是人员成本。服务器可比人烧钱多了。爱奇艺也一样,带宽服务器成本直到去年才略有下降,但占比也一直不下 10%。
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像迪士尼、HBO 一样的海外流媒体,在内容和版权积累了几十年,完成“用好内容吸引用户付费”的正循环。而像 YouTube,Google 虽然从未披露其运营成本,但有分析师分析过,通过背靠 Google,YouTube 不仅有 Google 在云端和服务器领域的技术,还对全球各国众多宽带运营商议价能力极强,可以把带宽成本控制到很低。; W3 r$ }' w9 F, }3 X
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国内流媒体平台近年来被“诟病”很多,除了看点啥都要收费(会员专属内容越来越多),广告越来越长,可登录的设备数量越来越少,手机电视分别收费,甚至禁掉用 HDMI 直连电视。要是换个讲究点儿的观影者,还专门为电视端开了“白金会员”(以解锁更高分辨率),反而会察觉到一些在手机屏幕上体现不出的瑕疵。8 T. g" |& }- D5 g$ s. X. V
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: d/ e: v# i4 V' v. z7 N那么有没有一种折中的方法,能让平台既提供好画质,又不用让视频体积过大,占用过多服务器带宽呢?* \7 Z N/ V d6 h: n K
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有,研究更好的编码协议。0 {- F8 Y; C3 A
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$ K' d i8 ^1 s5 d6 P6 o1 ` 冤枉他们了吗?
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! i* [- P. Y, \3 M一条九十分钟 1080P,24 帧的视频,理论上最大可以达到:; n5 H8 q& l- h0 p9 z: I$ @) {
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1920×1280=2,073,600(像素)5 l% T1 G0 O, s( C
2073600 像素 ×24 位色=49766400 bit ≈ 5.9 MB
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如果一条视频没有经过编码,理论上体积是非常庞大的。
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假设一处电影片段中,一段几秒的视频是“静态”的,画面内容没有发生变化,后期就应该对这段视频进行压缩,将体积压缩成一张图片大小。这就是编码想要做到的:识别出视频中的冗余信息,包括且不限于时间、空间、图像、视觉,最后通过技术把这冗余信息精简压缩。
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3 c6 C7 k, ]' @* A好的编码协议可以极大提高编码效率,比如 H.265 比起上一代 H.264 就能在相同画质下,码率能减少大约 39%-44%,这也就可以让文件体积和带宽减少接近一倍。在更好的编码协议面前,码率越大画质越好就不完全成立了。
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但 H.265 对平台会收取比 H.264 更高昂的专利费,同时,H.265 对剪辑设备和播放设备都有更高的配置要求,换言之,兼容性没有 H.264 那么好。3 K7 {( j. @+ H) l
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在此前提下,Amazon、Apple、Netflix 等几大巨头公司在 2015 年成立了开放媒体联盟,目标就是开发免费、免专利的影像编码格式 AV1,对攻收取高昂专利费的 H.264\H.265。但能让一套编码格式推行,需要从影像编辑设备、浏览端、播放端等等都全面支持,所以目前各平台也只是在局部推行或测试 AV1 编码格式。如今主流的编码格式还是 H.264。
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9 J! w! e2 g4 A; G; e2 i1 ?图说丨图片来源 Kotlin Multiplatform
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国内也是如此。爱奇艺基于 AV1 协议自研的 QAV1 编码器在 MSU 世界视频编码器大赛中速度与压缩率同时超过了大多数 H.265 编码器,但你打开一个爱奇艺的视频下载下来看编码数据,还是采用 2003 年的 H.264 协议,最主要的原因就是用户端设备还不够兼容。+ n1 M0 Y2 b$ {0 p3 f$ f
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( s, n' k) D6 `0 L2 O" H* wB站可以根据你播放的设备,自主选择编码格式丨B站
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平台考虑到用户的设备兼容度,所以哪怕有更先进的技术,也只敢用最适配的协议,又想要节省带宽,只能牺牲画质。0 S0 k! m% W7 \9 ]7 j, U
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去年底世界杯期间,央视等转播方第一次采用了 4K 50 帧高码率直播球赛,配合着杜比环绕声,球员们踢球时的流畅感,和球迷的助威呐喊,让多年球迷的我,第一次有了在家看球却身临其境的感觉。
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' ~5 f$ f: {' s. L: l5 W, N5 F世界杯结束,我又转向流媒体看转播的英超联赛,一年 200 多的会员费带给我何种落差呢?场上的球员在电视上仿佛移动的色块,奔跑起来还有运动残影。3 \+ J& ~% `" M0 d a4 {$ f
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; O, t- d% S, N3 q. m; E* E$ ^. {这么看,不是我们网络和设备的问题,而是平台提供给我们什么的问题。
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参考文献
: j( t6 Z" o# k V' N# |6 O/ |
& Q' i1 ?" P. G6 V5 y s3 @[1] https://cloud.tencent.com/developer/article/1977858 0 r6 H& ? L2 s! O, r- i+ U2 v
[2] https://new.qq.com/rain/a/20201211A0FPKM00 # d" x( x9 Z% }
[3] http://tech.sina.com.cn/i/2009-10-17/10583515309.shtml
* q1 D2 | ~1 d* d
% {/ W2 e0 o1 M# g& n& ^$ E6 U[4] https://www.bilibili.com/read/cv16013797?from=search&spm_id_from=333.337.0.0
3 |* R4 D% q. [% v h0 E* h- k6 V3 v) F6 Z. e' \
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作者:糕级冻雾
; \1 `- i$ i! @3 v! L& Z6 s8 J编辑:沈知涵 # N1 a3 Y9 [& R. p$ Q
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