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?
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8 r) N, L+ b( c. y; I《华尔街之狼》丨爱奇艺
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. E# K) o/ G4 C/ x" r6 `& `4K REMUX版丨作者供图
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9 i9 c* y: q: A. x9 v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?% Q+ M; `4 U; w1 W3 W, ?: o$ D
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5 F, p0 \8 X; b! ?第一张图局部放大丨爱奇艺 5 H0 V6 p( V) i
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第二张局部放大丨作者供图
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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。% L( J V7 x/ r" L6 D# ^9 o k
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$ n- t* ?/ x( v9 Q/ p$ w8 `《华尔街之狼》丨爱奇艺
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《华尔街之狼》丨作者供图
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; @, |+ v- u# Q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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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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4 Z! C& T# D" A4 c2 G3 r爱奇艺“蓝光 1080P”的片源(局部放大)丨爱奇艺 2 n6 N5 U/ D9 }! v. I( j
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9 D% C0 t9 v2 yNetflix 1080P 的片源(局部放大)丨Netflix
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( ~$ v D) E3 s1 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?
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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?
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3 J0 r8 D" H. r" L* o2 I3 s* g( m T 你的 4K,我的 4K,好像不一样?
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% B0 h7 |% o" d, Z* F& [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。) O, `& P1 ^4 J9 x) |' E
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, B' D- p8 v1 Q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。; ~4 ~ ?7 o' L
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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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一些视觉“戏法”丨作者供图 i, [" T' V: C) J
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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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点开放大丨技术门户网站eyewated
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# Z$ V3 x) j: I- }4 S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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: g5 ?* m, N5 v# O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。7 x6 b0 n1 a( Q& n, D
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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”。% }, r0 U z! B
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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 B7 I, ?+ g( k1 q# Y
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图一的桥头丨作者供图
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# T- V, y7 r# _# Z# Y- i9 W7 m图二的桥头丨作者供图
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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。/ c% \* c8 ]$ s( m- V% X; c
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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。
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, |) \ o( s d/ t, d最能直观反应视频压缩程度的单位是码率丨B站 4 u3 w5 ?8 ]5 \3 g: C: r2 w
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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。
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. P+ p" i% f; n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 6 L; t3 z1 J }8 e2 @9 F
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( W* V9 J w( Y0 m, K(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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码率越高,画面细节越丰富丨作者供图
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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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5 o* K$ k5 }5 u4 f6 ?" e) { 不够清晰?那我就开会员呗 5 v7 l2 b6 ~( W8 d5 u/ `; k
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; T/ ]" D" V- X2 e. V4 U9 u8 u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”。+ z: @5 u4 J# L. L9 y* Z
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5 i) P& g/ o/ S; ^8 {) {' G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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即便平台标注了“超清”、“蓝光”又如何? ]% m/ m- ~2 Q' @* J
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7 V4 I2 g: e3 G" x# p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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- l8 j. ~2 R4 a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。+ m" a$ J; o0 a2 F& V1 ]6 Y/ ]
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HBO 1080P 的平均码率和最高码率丨图片来源 ZhaiiKer / l: F- T A0 [8 `9 @ R8 W% ?
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HBO 4K HDR 码率丨作者供图
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9 `' C M5 i- d: N1 }; }! R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。9 k- ^8 B" w. y' @+ W' D& e6 W% z6 u
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3 I; c; X4 g+ [6 l4 n% Y; t! T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。
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( N6 V9 d, q+ G: z+ e$ u1 O/ P3 M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。* U) \; v5 v4 g) {# ?9 p
: R! p# H; @ B- H8 QHDR 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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p1 J$ H1 Z1 ~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。; ?' b- A0 D* E2 q8 w1 X
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那为啥视频网站不把码率都提高呢?
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$ T4 N G' h# G2 X4 a9 F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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' t! B, \ k9 T9 w* `' l( E& W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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5 [6 Z2 B- O _# f3 A/ y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%。7 {" d7 n" H G+ c8 P
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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。( X% D! d; ], y; E8 ]# ^
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8 m m% m1 k+ l1 q1 Q/ ~, x7 N/ ]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。6 _2 l% p* ^' k6 W
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' d" l D' U( B6 |4 ^0 t3 o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?
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! l- I4 q$ S% j/ x- B4 p# H) ?# ]有,研究更好的编码协议。
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% z) r$ H! j* I; n' t: o 冤枉他们了吗? ( H d" Z5 _( G4 I+ s
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一条九十分钟 1080P,24 帧的视频,理论上最大可以达到:
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1920×1280=2,073,600(像素)* o" I. }4 P4 [) X, \9 i( s# t4 ~
2073600 像素 ×24 位色=49766400 bit ≈ 5.9 MB! L+ `: `! o1 \0 v% ]
5.9 MB × 24(帧)× 60(秒)× 90(分钟)≈ 765 GB
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* L+ Q/ Z& A0 I2 }* v如果一条视频没有经过编码,理论上体积是非常庞大的。8 z' t4 p% @& z1 z: q+ T
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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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`; @; Q% n) r& S- \' a! v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。3 c/ V1 F( O N" r+ |6 N: c& U
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: T& i# J* O1 u% S2 A ~, v( ]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。- N- b9 H8 }. I% D- \( G
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2 S) b6 G- p9 Z- D7 U0 U" s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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图说丨图片来源 Kotlin Multiplatform
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5 U3 X% a% Z8 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。( ^! V( \! a C, \/ k
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B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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$ q H( [4 n5 Q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。) @1 T. {3 v' `8 ~' g
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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# [$ n0 U% K! Z" H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。8 C1 w5 d" O$ Q6 U B# w3 C( Y
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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。5 { M# l9 Z" L2 s+ V
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参考文献: q7 t! ?1 @3 C
7 w4 M- r) W8 q9 f. @& i" r[1] https://cloud.tencent.com/developer/article/1977858 1 G7 e2 _5 `, T- M% F# J
[2] https://new.qq.com/rain/a/20201211A0FPKM00
) C4 h C/ \/ G9 Z6 y9 a# k# d[3] http://tech.sina.com.cn/i/2009-10-17/10583515309.shtml
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! j$ }$ Z" c8 a# X2 l- E[4] https://www.bilibili.com/read/cv16013797?from=search&spm_id_from=333.337.0.0 ' L8 h/ b, |- U1 r* S) `
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作者:糕级冻雾 ( E6 ?& d- [& `% F- f# M8 ]8 l
编辑:沈知涵
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