回归本地②——重新认识视频

若一个个网页打开麻烦,这里有全集的PDF

第二章——重新认识视频

又是一个“老生常谈”的东西了,每当有人在抱怨在线视频平台画质差的时候,我都恨不得直接上去给他们科普,当然不去的原因就是很浪费精力并且人家也不想听你扯那么多就是啦。如果你只认识MP4这个“视频格式”,那接下来的内容对你来说可能会比较复杂,当然也会刷新你对“视频”的认识。

如果你经常在国内的视频平台看视频,那对下面的情节肯定不陌生在选“画质”的时候我们肯定能选最高的就选择最高的,但你仔细观察也会发现,这些平台“画质选项”都不太统一,唯一相似的地方只有一串数字跟了一个P再加上“标清”“流畅”“高清”“蓝光”,当然还有开会员才能用的最高画质。不妨来看看一个一般手段打不开的视频网站。

这个网站好像就没什么汉字了。那这个数字可能大家都知道,分辨率嘛。分辨率就是这个视频有多少个像素(Pixel),也就是它的长×宽,比如1080p的视频就是1920×1080,它每一帧就有1920×1080个像素点。那后面的p呢,这个可不是分辨率的单位,这个p是逐行扫描(progressive scanning )的意思,相对的还有一个“i”,这个是隔行扫描(Interlace Scanning),隔行扫描是以前在那种“大屁股电视”上用的,我家正好就有一个,这种老电视用的是显像管成像,需要留出空间让光线打在屏幕上,所以“屁股”就比较大。

隔行扫描和逐行扫描的最主要区别就是“p”是一次性地从第一行刷新到最后一行,“i”就是先刷新奇数行,再刷新偶数行,比较省带宽。隔行扫描一般用在以前的老电视上,还有一些电视台在用,随着我们网速逐渐的提高,隔行扫描也会逐渐的淘汰,所以我们现在看到的视频99%都是逐行扫描。说回分辨率,国内视频平台在分辨率喜欢贴个“什么什么清”,其实大部分纯属扯淡,你觉得高清是多少分辨率呢,720p?对但也没完全对,常见的高清(High Definition,简称HD)分辨率是1080p、1080i、720p,当然1080p也可以叫做FHD(Full High Definition)。那蓝光是多少分辨率,欸,还有个“HD”叫UHD(Ultra High Definition,超高清),只有在3840×2160以上的分辨率才能叫UHD,而2160p就是4K分辨率(k就是横向排列有几千像素),而蓝光指的是蓝光光盘(Blu-ray Disc),跟分辨率标准没有多大关系。这样看来,别说蓝光,国内大多数视频平台连“高清”都分不清,其他的更是乱标。

我们打游戏的都知道,除了分辨率,还有一个重要参数就是帧率(Frame Per Second,简称和单位都是FPS),帧率越高,游戏画面也就越流畅。在一个视频中,一秒钟有多少张图像经过就是这个视频的帧率,由此我们可以发现视频其实就是一张张图片构成的。如果一张图片的容量大小是它的分辨率×色深/8,那视频的容量大小就是它的分辨率×色深/8×帧率×总时长,一个1秒60帧的1080p视频的容量就是1920×1080×24/8×60×1/1024/1024=355.95703125≈356MB(除两个1024是方便换算成MB)。看到这你可能会非常惊讶,就1秒的视频居然要300多MB,我们一般在视频平台缓存一集1080p的动漫也才500MB出头呀,这个时候“编码”的重要性就体现出来了。不管是图片、音频、还是视频,如果不经过压缩它们占用容量是巨大的,于是就产出了各种各样的算法对图片、音频、视频进行压缩,这就是编码,反应到视频、音频上的参数就叫码率(Bitrate,单位一般用Kbps或者Mbps),码率直接决定了视频的大小,因为视频压缩以后容量的计算方式就是“总码率×总时间”,可以说码率越大,视频容量就越大;同时,码率也一定程度上的决定了视频的质量,10Mbps的1080p视频可能就比3Mbps的4k视频的画质好。当然也没必要追求太高的码率,当码率高达一定程度时,人眼已经很难分辨出区别了,比如同样分辨率的同个视频,50Mbps和20Mbps观感上就差不多了,甚至一些处理过的10Mbps的视频在观感上会比50Mbps的视频好,所以我们看待事物不能太过极端,要从多个角度的去看待。

分辨率、帧率、码率,这三个其实就是视频的三大基本参数,上面我在计算视频容量的时候,我还提到了一个东西,色深(Color Depth,单位bit)。色深,色深,色深就是色彩的深度,也就是颜色的精细度,一般应用在“数字图像”上面。而我们日常用到的是位深(Bit Depth,单位bit),我们接触较多的就是显示器上了8bit和10bit了,而位深就是在显示器的色彩过渡中有几个阶梯。

素材来源:硬件茶谈 https://www.bilibili.com/video/BV1dp4y1S7ow/

可以发现10bit要比8bit的精度高,色彩过渡更自然,更加平滑;而8bit精度低,容易出现像梯田一样的色带。

素材来源网络

同样,在看视频时,8bit的视频由于精度较低,相比10bit更容易看出色带,这点在“二次元”的动画中尤为明显。由于在图片和视频中的每个像素都是由RGB(红绿蓝)三个通道组成,所以位深为8bit的视频色深为24bit,这也是我上面计算视频容量时×2而4不×8的原因。色深和位深很多人都分不清楚,简单来说色深描述在“数字图像”,除“数字图像”跟“实物”相关的就是用位深来描述,一般只需知道10bit位深在色彩过渡上比8bit位深更平滑。

唉,这章终于要完了。当你用BT下载种子资源后,你会发现下载到的文件不是我们常见的.mp4,而是一个我们没怎么见过的.mkv。先别急着将这些视频文件转码成.mp4,我们先来“改个口”。MP4是视频格式对不对,对,但只对了一半,准确来说应该叫封装格式。其实视频是一个“大箱子”,这个箱子里面可以装很多东西,你可以放点视频进去啊,也可以放一些音频啥的,还可以放很多很多不同的字幕,还有章节之类的东西。这个就像我们在火车站看到的铁轨,我们称之为轨道(track)。 如果你想看视频,就可以让视频这辆火车从视频轨道开过来,它就可以显示在你面前。如果一个封装文件装有两辆“视频火车”,也就是两条视频轨,我们来看看会发生什么。

这样我们就可以看出在一个视频文件中,可以存在多个视频,当我们要播放一条视频时选择其所在的视频轨就可以了。

如果你看懂了视频轨,那其他轨道也就很好理解了。

  • 音频轨,音频也是会有多音轨的,只不过一般一个视频文件中只有一个视频轨和一个音频轨。
  • 字幕轨,字幕有“软硬之分”。“硬字幕”就是已经在视频之中了,成为了视频的一部分了;“软字幕”也有两种,一种是外挂字幕,字幕单独为一个字幕文件,视频播放时再引用,另一种就是内嵌字幕,和视频轨、音频轨之类的封装在一个视频文件之中。
  • 章节轨,章节就是在时间轴上方便用户播放时定位的小点。

当然,一个视频文件中还会有其他类型的轨道,常见的只有这四种,理论上各种类型都可以存在很多条轨道,只不过一般我们见到的封装格式中只有一条视频轨和一条音频轨。 我们知道.mp4和.mkv一样是封装格式,只是个“箱子”,是层“皮”,那mkv和mp4具体的区别呢。装的东西上就有区别,上面我有提到为了将视频容量缩小,就诞生了各种各样的算法来压缩容量,而压缩出来的东西也有格式叫编码格式,更多的是叫做媒体格式,而封装格式上的区别就是它们在对媒体格式上兼容的区别

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而mkv可以封装几乎所有的媒体格式,你说强不强大。这里你需简单地记住两个视频编码格式,h.264/AVC和h.265/HEVC,这两个是现在常用的视频编码格式,区别就在于,同一个视频用h.265来编码体积会小很多,但对硬件的性能要求会更高,老设备可能会播放不了。

当然,数字媒体这几十年发展下了,产生了很多专业知识,知识也十分分散和复杂,我也是用我自己的经验在视频的方面上总结了一些重要的东西。简单掌握了这些,你会更容易理解下面几章的内容,能通过参数进行选择。当然,关于视频我还有很多没有讲到,如果你想更进一步地了解视频相关的知识,可以看看我写这章所参考的内容。


内容参考:
视频:
https://www.bilibili.com/video/BV1nt411Q7S6/
https://www.bilibili.com/video/BV1KE411H7BJ
https://www.bilibili.com/video/BV1kE411c7yZ/
https://www.bilibili.com/video/BV1pE411M7Pi/
https://www.bilibili.com/video/BV1dp4y1S7ow/
百科&文章:
https://baike.baidu.com/item/%E9%AB%98%E6%B8%85/1142
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https://baike.baidu.com/item/FPS/3227416
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https://zhuanlan.zhihu.com/p/144207333
https://baike.baidu.com/item/%E5%B0%81%E8%A3%85%E6%A0%BC%E5%BC%8F/7015654
https://vcb-s.com/archives/2726

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