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?, _2 |6 M6 U! C: _; g- U6 i- y e6 ~
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《华尔街之狼》丨爱奇艺
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# X' ]) G2 c/ o l# ]6 }4K REMUX版丨作者供图 / {/ T7 n! M# c' c* ?- d
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8 N* k7 Q* R+ }1 W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?, z9 M- W1 o% k" E# X
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第一张图局部放大丨爱奇艺
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第二张局部放大丨作者供图
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+ h9 }' E2 r: P I4 }! s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。 A: f& _) E6 o9 V7 d6 d w
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( h1 V% B' ^/ r9 R5 z- M《华尔街之狼》丨爱奇艺
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9 ]# ^! R: u. m: K( n- f《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。
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( l! C" _% q }+ L9 b. R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。$ c/ C' {, x. D7 a) t
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8 p" y) S) r) l爱奇艺“蓝光 1080P”的片源(局部放大)丨爱奇艺
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$ s; F2 j3 E) z% n- }: k- tNetflix 1080P 的片源(局部放大)丨Netflix
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$ L& r0 w) q! `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?3 j) I2 K! ~3 v9 F
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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?7 i2 B. [5 r2 d* Y! [! k$ x0 Y, _# U
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你的 4K,我的 4K,好像不一样? ( W8 d G0 ^' q; f! K) i3 q# A, G0 F
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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。. W6 Y/ E/ n0 q4 G& a1 A$ h. n" a
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. T c) P# k- W. e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。
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“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。
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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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) y' ?# k& b p一些视觉“戏法”丨作者供图 9 K3 E2 t# H1 l Q: k
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n* |, s4 j5 f但是将它们放大来看,第二张图已经模糊成像素块堆积。
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2 k( }/ F5 L E* K" E7 z0 x/ s点开放大丨技术门户网站eyewated
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0 |% {6 |* b" Z影响清晰度的不完全是分辨率丨技术门户网站eyewated
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, {! R) [' F" H A* D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。4 W9 X [/ {" l: Y* y5 E% j5 i
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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”。 z& {* O( |8 Y5 ` ~
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尺寸越小,可能觉察不出什么,但等你放大,放大,再放大。2 T* ^/ U+ Q- Q h3 j
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g8 B) E; C3 s* R. i. j5 G图一的桥头丨作者供图
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图二的桥头丨作者供图
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7 Q4 p( v. h4 {+ A1 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。
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5 @* b0 {( F0 q I" v! a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 P; ^$ W1 L* o
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( z$ N2 n$ u H5 X7 u" Z) j最能直观反应视频压缩程度的单位是码率丨B站
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那么码率到底是什么?
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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。3 C, L1 i! y: m4 v6 R/ b
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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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在不同码率下呈现的画面丨Netflix 0 k% a- T; x. x7 i
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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。
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; \+ J: F6 t' j/ J码率越高,画面细节越丰富丨作者供图 & K( d1 G: ^9 T8 I" l4 J
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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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8 j z* E2 l3 q2 Y, d 不够清晰?那我就开会员呗
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& u9 g2 j5 c1 S0 H9 x- I1 e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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8 c: f1 s8 N4 o2 ?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。
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0 ~) p* P- K/ o7 D即便平台标注了“超清”、“蓝光”又如何?
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N4 t* Y! n' i3 i# K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。0 E4 z2 {! q6 ?; h4 }
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+ H7 H$ d; L) d% O( q5 t. X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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HBO 1080P 的平均码率和最高码率丨图片来源 ZhaiiKer
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HBO 4K HDR 码率丨作者供图 9 x! v j+ W# y: l9 [: j
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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。/ i- Q) C8 z, x1 s
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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”。
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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。
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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 * C- ~& w C6 v! s; U9 \" E3 t
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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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那为啥视频网站不把码率都提高呢? 5 F) S9 Z# I8 u0 d
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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”。
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% H# G c( c$ v+ h! p) k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)。
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/ j0 i) t* [9 X7 V- E2 ]8 d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%。 C3 ^- T$ |# M [1 W
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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。4 O. K" a8 [/ o! Q' p( N: 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。
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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?) s9 M1 H' a# m: s
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; Y; V4 z! V$ q有,研究更好的编码协议。
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冤枉他们了吗?
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+ B4 X, b% X- J' X1 v
( o$ s- W+ d4 M7 h% H8 v- i# b一条九十分钟 1080P,24 帧的视频,理论上最大可以达到:! N/ h3 F6 b; A" H5 n& L1 m
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1920×1280=2,073,600(像素)1 O0 m8 _7 {+ Q' G6 t% F
2073600 像素 ×24 位色=49766400 bit ≈ 5.9 MB
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$ p6 n2 T9 Y' B3 J# i" B9 s如果一条视频没有经过编码,理论上体积是非常庞大的。- W' o% n3 j8 |. A3 ^) {
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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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* }$ P- h) P/ G: \6 o+ V5 b7 M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。 M. I3 f2 A! U
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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。
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9 u7 s& |9 @/ b: F% w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。) U! q! U! S) A# M- P1 c
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8 H. [9 |4 x: C# g图说丨图片来源 Kotlin Multiplatform
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% } Y" t3 @2 U" y w( f; R' O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。
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- \- D+ S7 @2 NB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。
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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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m* D* P0 f' P/ Q+ n n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。
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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) C1 s& ?2 k9 ^; k4 n
' @1 e, h4 l* s/ g[1] https://cloud.tencent.com/developer/article/1977858 & S7 [& m. P0 g: o" t( C: }
[2] https://new.qq.com/rain/a/20201211A0FPKM00 $ _8 l# @( W" T$ f
[3] http://tech.sina.com.cn/i/2009-10-17/10583515309.shtml {' Z |. R/ {% h( x$ z
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[4] https://www.bilibili.com/read/cv16013797?from=search&spm_id_from=333.337.0.0 8 q" w- q" B& K3 R1 z
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+ {6 X0 A |- M* C作者:糕级冻雾 ) m: q: L' j! C" E
编辑:沈知涵
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