高画质的背后视频的封装与编码

人眼对于亮度变化比颜色变化更敏感，定量颜色失真换取数据压缩；420色度采样不够容易导致绿幕抠不干净，或抠像噪点、杂色、丢色；拍摄天空、海洋之类大面积复杂色域，会出现明显色阶。

高画质的背后

• 视频编码
  • 编解码器
    • 编码器CODER
      • 常见编码
        • 帧间编码
          • INTERFRAME
          • 完整记录2帧中间像素变化
          • 有效压缩素材体积，解码需运算中间帧，增加电脑处理压力
          • 如H.264
        • 帧内编码
          • INTRAFRAME
          • 每帧压缩
          • 压缩有限，体积受限，回放轻松
          • 如PRORES
        • 使用代理将帧间转为帧内，编辑更流畅
    • 解码器DECODER
  • 为什么要压缩视频
    • 无压缩例子
      • 8BIT,RGB,4K
        • 5Gbits/s(622M/s)
          • 60分钟2.14TB
    • 压缩原理
      • 人眼对于亮度变化比颜色变化更敏感，定量颜色失真换取数据压缩
        • 补充：四色视觉除外
    • 压缩方法:色度抽采样
      • 色彩空间
        • YCBCR
          • Y亮度，CbCr色彩
          • Cb:蓝色的浓度偏移成份：Cr:红
          • 420色度采样不够容易导致绿幕抠不干净，或抠像噪点、杂色、丢色；拍摄天空、海洋之类大面积复杂色域，会出现明显色阶
      • 数据冗余
        • 时间冗余
          • 2帧间画面相同的内容
        • 空间冗余
          • 1帧内画面相同的内容
        • 熵编码冗余
      • 运动补偿技术
        • I帧
          • 记录完整的画面信息，帧内压缩
        • P帧
        • B帧
        • 记录相对与I帧的变化，帧间压缩
        • 会导致运动画面拖影，对后期做动态跟踪有影响，特别十高速运动画面；如赛车、武打、运动项目等场景
      • 分辨率
        • 横向分辨率是4的倍数，纵向是2
        • 720p,1080p,4k
      • 通道
        • HSL：色调，饱和度，亮度
        • RGB:红绿蓝
        • Ycbcr：表示画面中的像素
          • 色差端子
        • 三通道够了：比色实验；红色分量有负数,RGB乘个矩阵解决（CIE RGB 2° 色彩匹配函数）
      • 色深
        • 灰阶
          • RGB像素点亮度级别，代表最暗到最亮之间不同亮度的层次级别
          • 每增加1bit,色彩数增加8倍
        • 4bit单通道，2⁴=16通道→升级→8bit单通道，2⁸=256通道
        • 8bit，256³=1670万色（8bit*3通，2²⁴=1670，24bit真彩色）
        • 10bit，1024³=10.7亿色
        • 12bit，14bit...
        • 抖动算法：例如报纸彩色印刷
      • 色觉阶段学说
        • 第一阶段：感光；短波视锥、中、长，对应蓝色、绿、红
        • 第二阶段：处理；亮度色度3通道，视杆亮度
        • 颜色和亮度：人对亮度更敏感
          • 视杆细胞~1.2*10⁸，"高ISO"•低分辨率•单色
          • 视锥细胞~6*10⁶，"低ISO"•单色(相差20倍)
      • 色度采样
        • 压缩颜色分量节省存储传输资源，如H.264：舍弃3/4色度空间，更多容量分配给亮度
        • 每一行有几个像素可以保留原来的像素信息； 第1位：纵向4像素，23位：横向第一行和第二行
        • 4:4:4 不压缩视频信息
        • 4:2:2 第一行表示颜色信息是亮度信息的一半
        • 4:2:0 第二行也跟第一行走，不保留颜色信息
        • 4K4:2:0与1080P4:4:4色彩分辨率基本一致，因为Y通道分辨率是4倍
  • 影视工作者常用编码
    • 传播编码
      • H.264
        • 考虑带宽存储、多设备兼容性
    • 工程编码
      • RAW
      • PRORES（444，422）
      • DNxHR
      • DPX
• 封装格式
  • Format
  • "箱子"
    • 帧
    • 音频
    • 媒体信息
    • 字幕
    • 水印
    • 坐标
    • 其他
  • 常见格式
    • MP4
    • MOV
    • MKV
• 视频输出
  • 网络传播
    • H.264,MP4
  • 码率
    • 码率决定文件大小，编码在此基础保留最好的图像
    • 恒定码率CBR
    • 可变码率VBR
      • 更优：复杂画面码率更高，简单画面码率更低，提升整体画质
    • 关键帧间隔
      • 决定多少帧记录一个完整画面，中间次要帧指挥记录其中变化的元素；制作鬼畜或音乐视频，精良是关键帧数量渲染和音频BPS相匹配
    • 视频网站二压
      • 低码率问题
        • 下雪、灰尘等复制场景画质会暴跌，编码器难以预测像素运动，而码率又不足以支撑画面
      • 限压到视频网站要求以内
      • H.264,MP4,16Mbps,让B站二压
        • 20180629
        • 尽可能减少复杂移动的画面
        • 更少使用粉尘和烟雾
        • 曝光尽量杜绝噪点（噪点随机跳动）
        • 结果，更锐利干净的画面
      • 更高编码选择Youtube,Vimeo
• 参考视频
  • B站链接：25783076
  • 选择H.264及其优点：846292751
  • 影视工作者为什么不选择H264\5编码：974117483
  • 色度抽采样：200786012