Если вы когда-нибудь смотрели фильм на Netflix, YouTube или другом потоковом сервисе, вы могли заметить, что каждый раз, когда появляется дождливая сцена, качество видео полностью падает. Даже если вы транслируете потоковую передачу через лучшее подключение к Интернету, видео будет выглядеть как дерьмо. Это происходит потому, что все видеопотоки сжимаются, а такие частицы, как дождь, снег и конфетти, полностью разрушают сжатые потоки.
Как современное видео сжимается с учетом ограничений по битрейту
Чтобы понять, почему дождь и другие частицы могут испортить качество видео, нам нужно понять как работает битрейт . Для упрощения битрейт видео - это объем данных, который видео может передать, измеренный в битах в секунду. Вы можете думать об этом как о ширине водопровода. Чем меньше размер трубы, тем меньше воды вы можете пропустить за раз. Чем шире труба, тем больше воды вы можете пропустить. Видео похожи: чем выше битрейт, тем больше данных видео может отображать в секунду, что означает больше деталей и лучшую четкость изображения.
В мире HD и теперь телевидение 4K , это ограничение может стать проблемой. Большинство видео, которые вы видите, каким-то образом сжаты. Если бы вы смотрели полностью несжатое HD-видео, у него был бы битрейт 2,98. гигабит в секунду. Видео 4K еще хуже, с несжатым битрейтом 1,67. терабайты в секунду. Не биты. Байтов. Это больше данных, чем самое быстрое интернет-соединение в мире может справиться.
К счастью, современное сжатие неплохо справляется с сохранением качества видео, по крайней мере, до определенной степени. Стандартный Blu-Ray выводит до 40 Мбит / с, а 4K Blu-ray - до 108 Мбит / с. Кабели HDMI между плеером Blu-Ray и телевизором могут передавать до 18 Гбит / с , поэтому места для обработки всех этих данных более чем достаточно.
Разница между битрейтом несжатого видео и битрейтом на ваших дисках Blu-Ray огромна, но вы, вероятно, не сможете сказать. Несжатое видео содержит массу деталей, которые человеческий глаз обычно не замечает, поэтому значительную их часть можно отбросить. Дополнительно, межкадровое сжатие может значительно уменьшить размер файла, выбрасывая данные, когда части изображения остаются неизменными между кадрами.
Возьмите клип Люка Кейджа выше из Защитники . В этом коротком кадре Люк слегка наклоняет голову вправо, а коп стоит сбоку, но по большей части кадр не меняется. Прутья на спине почти неподвижны, и даже тело Люка не изменилось. Межкадровое сжатие может сказать видео, что нужно просто рисовать один и тот же фон в каждом кадре или просто сдвигать некоторые пиксели на переднем плане, вместо того, чтобы перерисовывать каждый пиксель с нуля тридцать раз в секунду. Этот тип сжатия может значительно сократить размер видеофайла, который в противном случае был бы огромным. Без этого сжатия все, от подключения к Интернету до обычного кабеля HDMI, не смогло бы передавать такой объем данных.
Однако это межкадровое сжатие приводит к проблемам с дождем и конфетти. Вместо статичного фона, дождь заполняет весь кадр крошечными деталями, которые нужно перемещать или перерисовывать каждый кадр. Каждая капля дождя забирает ценные частицы, которые можно было бы потратить на лицо персонажа. Чем больше мелких деталей перемещается в сцене, тем меньше битов нужно перемещать для всего, и качество видео падает.
Потоковая передача в Интернете значительно снижает ваш битрейт
Если дождь - такая проблема, почему вы не замечаете этого, когда смотрите диск Blu-Ray? Ответ кроется в доступном битрейте. Хотя диски Blu-Ray могут подвергаться сильному сжатию, у них все еще достаточно высокий битрейт, чтобы воспроизвести все эти капли дождя и кусочки конфетти. Фактически, если сцена была особенно загружена или достаточно хаотична, вы могли бы заметить некоторое ухудшение качества изображения, но вам придется для этого прищуриться.
С другой стороны, потоковое вещание через Интернет просто не успевает. Средняя скорость интернета в США составляет около 18 Мбит / с , что составляет менее половины полосы пропускания, необходимой для диска Blu-Ray, плюс эта пропускная способность должна использоваться всеми устройствами в вашей сети. Что еще хуже, такая компания, как Netflix, может одновременно обслуживать только определенное количество данных, даже если у вас достаточно быстрое подключение к Интернету для их обработки. Netflix уже учитывает огромный кусок интернет-трафика в Интернете. Потоковая передача HD-потоков полного качества Blu-Ray с таким же качеством изображения, как на диске, была бы невозможна.
Согласно с Справочный сайт Netflix Компания рекомендует не менее 5 Мбит / с для HD-видео и 25 Мбит / с для потоковой передачи 4K. Совершенно очевидно, что это гораздо более низкий битрейт, чем может выдержать проигрыватель Blu-Ray в вашем доме. И помните, что видео на Blu-Ray уже довольно сжато. Итак, когда Netflix решит еще больше ограничить битрейт потока, вы начнете терять качество изображения.
Для простых разговорных сцен это не так уж важно, если только вы не из тех людей, которые действительно одержим качеством изображения . Однако дождливые сцены предъявляют повышенные требования к и без того напряженному битрейту. Это похоже на попытку подсоединить садовый шланг к пожарному гидранту. Емкости просто нет.
Взгляните на эту сцену из «Американских богов». Я транслировал это шоу через соединение Google Fiber, подключенное прямо к моему рабочему столу. Несмотря на большую пропускную способность между мной и Starz, вы можете видеть, что сцена с дождем пикселирована, как в 8-битной видеоигре. На самом деле проблема усугубляется, когда она переходит от крупного плана Тени в начале клипа к общему плану в конце, потому что дождя больше, а значит больше деталей, а значит, меньше пропускной способности для всего остального.
А вот и та же сцена. Однако на этот раз мы создали GIF из локальной копии этого эпизода, вместо того, чтобы передавать его в потоковом режиме. Конечно, вы просматриваете GIF-изображение 4K шириной 650 пикселей, поэтому вы не сможете увидеть весь эффект, но даже здесь вы можете увидеть больше деталей. Поскольку локальное видео не нужно сжимать так сильно, как если бы оно транслировалось в Интернете, существует гораздо более высокий битрейт, с которым можно работать.
Во второй версии вы можете видеть больше капель дождя, вы можете более четко видеть людей, а цвета еще более яркие с лучшим контрастом. Чем выше битрейт видео, тем меньше проблем, когда идет дождь или когда кто-то бросает конфетти. С технической точки зрения дождь и конфетти всегда будут вызывать проблемы со сжатием, но вы не заметите их почти так же, если воспроизводите их с диска или файла на своем компьютере, а не транслируете онлайн.
Конечно, компромисс может быть вам полезен. Такие сайты, как Netflix, HBO и Starz, имеют огромную библиотеку контента HD и 4K, который может быть дорогостоящим для получения в другом месте (если вы даже можете). Кроме, большинство сцены все равно не под дождем. Хотя фильм на Netflix никогда не будет выглядеть так хорошо, как на Blu-Ray, он может выглядеть хорошо довольно . Однако, если вы приверженец красивых видео, вам, вероятно, захочется использовать физические носители или ваш собственный домашний медиа-сервер.
