Om du någonsin har tittat på en film på Netflix, YouTube eller någon annan streamingtjänst kanske du märker att videokvaliteten faller sönder när som helst när det regnar. Även om du strömmar över den bästa internetanslutningen ser videon ut som skit. Detta händer eftersom alla videoströmmar är komprimerade och partiklar som regn, snö och konfetti förstör komprimerade strömmar helt.
Hur modern video komprimeras för att passa bithastighetsbegränsningar
För att förstå varför regn och andra partiklar kan förstöra en videokvalitet måste vi förstå hur bitrate fungerar . En videos bithastighet är för att förenkla mängden data som en video kan passera genom, mätt i bitar per sekund. Du kan tänka på det som hur brett ett vattenrör är. Ju mindre röret desto mindre vatten kan du trycka igenom åt gången. Ju bredare röret, desto mer vatten kan du släppa igenom. Videor är likartade: ju högre bithastighet, desto mer data kan en video visa per sekund, vilket innebär mer detaljer och bättre bildskärpa.
I en värld av HD och nu 4K-TV , den begränsningen kan bli ett problem. De flesta videor du ser komprimeras på något sätt. Om du skulle titta på en helt okomprimerad HD-video skulle den ha en bithastighet på 2,98 gigabits per sekund. 4K-video är ännu värre, med en okomprimerad bithastighet på 1,67 terabyte per sekund. Inte bitar. Byte. Det är mer data än världens snabbaste internetanslutning kan hantera.
Lyckligtvis gör modern komprimering ett anständigt jobb med att bevara videokvaliteten, åtminstone till en punkt. En standard Blu-Ray-utgång med upp till 40 Mbps och en 4K Blu-ray-utgång med upp till 108 Mbps. HDMI-kablarna mellan din Blu-Ray-spelare och din TV kan överföra upp till 18 Gbps , så det finns mer än tillräckligt med utrymme för att hantera all den informationen.
Skillnaden mellan okomprimerad videohastighet och bithastigheten på dina Blu-Ray-skivor är enorm, men du kommer förmodligen inte att kunna berätta. Okomprimerad video innehåller massor av detaljer som det mänskliga ögat vanligtvis inte märker, så en stor bit av det kan kastas. Dessutom, komprimering mellan ramar kan dramatiskt minska filstorleken genom att kasta ut data när delar av en bild förblir desamma mellan bilder.
Ta klippet ovan av Luke Cage från Försvararna . I det här korta skottet lutar Luke huvudet något åt höger och en polis står upp på sidan, men för det mesta ändras inte ramen. Stängerna i ryggen är nästan helt stilla och till och med Lukas kropp förändras inte dramatiskt. Inter-frame-komprimering kan berätta för en video att helt enkelt fortsätta rita samma bakgrund varje bild, eller att bara flytta några av pixlarna i förgrunden runt, snarare än att rita om varje enskild pixel från början trettio gånger per sekund. Denna typ av komprimering kan göra stora nedskärningar i en annars massiv videofilstorlek. Utan denna komprimering skulle allt från din internetanslutning till en grundläggande HDMI-kabel inte ha kapacitet att överföra så mycket data.
Den komprimeringen mellan ramarna stöter dock på ett problem med saker som regn och konfetti. Istället för en mestadels statisk bakgrund fyller regnet hela ramen med små detaljer som måste flyttas eller ritas om varje ram. Varje regndroppe tar upp värdefulla bitar som kan spenderas på en karaktärs ansikte. Ju fler små detaljer som rör sig i en scen, desto färre bitar finns det att gå runt för allt, och videokvaliteten sjunker.
Streaming online sätter ett massivt drag på din bithastighet
Om regn är ett sådant problem, varför märker du inte detta när du tittar på en Blu-Ray-skiva? Svaret ligger i den tillgängliga bithastigheten. Medan Blu-Ray-skivor kan genomgå en massiv komprimering, har de fortfarande en tillräckligt hög bithastighet för att göra alla dessa regndroppar och konfettibitar. I själva verket, om en scen var särskilt upptagen eller kaotisk nog, kanske du märker en viss försämring av bildkvaliteten, men du måste kisa för det.
Streaming över internet, å andra sidan, kan bara inte hänga med. Den genomsnittliga internethastigheten i USA är cirka 18 Mbps , vilket är mindre än hälften av den bandbredd som krävs för en Blu-Ray-skiva - plus att bandbredden måste delas av alla enheter i ditt nätverk. Ännu värre är att ett företag som Netflix bara kan servera så mycket data på en gång, även om du har en tillräckligt snabb internetanslutning för att hantera den. Netflix står redan för en stor del av internettrafiken på internet. Strömning av HD-strömmar med full Blu-Ray-kvalitet med samma bildkvalitet på en skiva skulle vara omöjligt.
Enligt Netflix hjälpwebbplats rekommenderar företaget minst 5 Mbps för HD-video och 25 Mbps för 4K-streaming. Det här är mycket uppenbarligen en mycket lägre bithastighet än Blu-Ray-spelaren i ditt boende klarar. Och kom ihåg att den Blu-Ray-videon redan är ganska komprimerad. Så när Netflix bestämmer sig för att begränsa en streams bithastighet ännu mer, kommer du att börja förlora bildkvaliteten.
För grundläggande konversationsscener är det här inte så mycket om du inte är den typ av person som får verkligen besatt av bildkvaliteten . Men regniga scener ställer större krav på en redan ansträngd bitrate. Det är som att försöka ansluta en trädgårdsslang till en brandpost. Kapaciteten är bara inte där.
Ta en titt på den här scenen från American Gods. Jag strömmade denna show över en Google Fiber-anslutning, ansluten direkt till mitt skrivbord. Trots att jag har massor av bandbredd mellan mig och Starz kan du se att den regniga scenen är lika pixelerad som ett 8-bitars videospel. I själva verket blir problemet värre när det skär från närbilden av Shadow i början av klippet till vidbilden i slutet, eftersom det finns mer regn, vilket betyder mer detaljer, vilket betyder mindre bandbredd för något annat.
Här är samma scen. Men den här gången skapade vi en GIF från en lokal kopia av det här avsnittet istället för att streama den. Naturligtvis är det du tittar på en 650 pixlar bred GIF för en 4K-video, så att du inte kan se hela effekten, men även här kan du se mer detaljer. Eftersom den lokala videon inte behöver komprimeras så mycket som den skulle om den skulle strömma online, finns det en mycket högre bithastighet att arbeta med.
I den här andra versionen kan du se mer regndroppar, du kan se folket tydligare och färgerna är ännu mer levande med bättre kontrast. Ju högre bithastighet en video har, desto mindre problem är det när det börjar regna eller när någon kastar konfetti. På teknisk nivå kommer regn och konfetti alltid att orsaka komprimeringsproblem, men du kommer inte märka det nästan lika mycket om du spelar upp det från en skiva eller en fil på din dator istället för att strömma det online.
Naturligtvis kan avvägningen vara värt det för dig. Webbplatser som Netflix, HBO och Starz har ett stort bibliotek med HD- och 4K-innehåll som kan vara dyra att få någon annanstans (förutsatt att du ens kan). Förutom, mest scener är inte i regnet ändå. Medan en film aldrig kommer att se lika bra ut från Netflix som på Blu-Ray, kan den se bra ut tillräckligt . Om du är en klistermärke för snygga videor vill du antagligen hålla fast vid fysiska medier eller din egen hemmediaserver.
