題 在720p屏幕上觀看同一媒體的1080p和720p版本有什麼區別?


假設我的屏幕上有1280x720像素,當前分辨率也設置為1280x720。 1080p版本和同一媒體的720p版本有什麼區別?最終用戶(非視頻專家或發燒友)是否注意到這一點?

澄清編輯:問題是關於.mkv文件格式而不是YouTube視頻。


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2017-10-01 20:56


起源




答案:


理論

對於未經訓練的眼睛,視頻的差異可能不會引人注意。無論如何,1080p視頻必須縮小尺寸。但是,它不會完全相同,因為壓縮和縮放以不同的順序應用。

我們假設原始視頻是1080p。在這種情況下,首先縮放720p視頻,然後進行壓縮。另一方面,1080p剪輯首先在服務器端壓縮,然後在您的機器上縮放。 1080p文件顯然會更大。 (否則它會提供更高的分辨率,但質量更低,破壞視覺體驗並使使用更高分辨率的點無效1

有損壓縮通常會導致視覺偽像在視頻暫停時顯示為具有明顯邊緣的方塊,但在使用正常幀速率播放時不可見。 1080p文件將包含比720p視頻更多的方塊(由壓縮引起),但這些塊在兩個視頻中的大小大致相同。

做一個簡單的數學計算,我們可以計算出1080p視頻將包含2,25倍以上的這樣的塊,所以在將其縮小到720p之後,這些塊將比實際的720p視頻小2.25倍。這些塊越小,最終視頻的質量就越好,因此即使在720p屏幕上,1080p視頻也會比720p視頻更好看。調整大小的1080p視頻將比實際的720剪輯略微清晰。

如果源材料大於1080p,事情會變得複雜一些。 1080p剪輯首先縮放為1080p並在播放之前進行壓縮,然後在播放時再次縮放。 720p剪輯僅縮放一次然後壓縮。在1080p視頻情況下出現的中間縮放步驟將使其質量稍差2。然而,壓縮會使720p更糟糕,所以1080p無論如何都會獲勝。

還有一件事:它不僅是壓縮的視頻,也是音頻。當人們決定使用更高的比特率時1 對於視頻壓縮,他們通常對音頻做同樣的事情。相同視頻的1080p版本可能比720p視頻提供更好的音質。


1: 一個 比特率 是決定壓縮視頻在文件大小上有多好的因素。在壓縮視頻時手動指定。它指定可以為壓縮視頻的每個幀(或時間單位)使用多少磁盤空間。更高的比特率=更好的質量和更大的文件。使用相同比特率的相同比特率將生成(大約)相同大小的文件,無論視頻分辨率如何,但使用的分辨率越高,單個像素上的磁盤空間就越少,因此增加輸出分辨率而不增加比特率可以使壓縮視頻看起來比輸出分辨率更低。

2:自己動手:在任何編輯器中打開照片並將其縮放到更小的尺寸,然後一次又一次地將其保存為PNG。然後再次打開原始照片並一步縮放到相同的尺寸。第二次嘗試將產生更好的結果。


測試

@Raestloz在評論中詢問了實際視頻的比較。我無法找到同一視頻的1080p和720p版本進行比較,所以我做了一個。

我用過 未壓縮的幀 來自“大象的夢想”電影(http://www.elephantsdream.org/)在CC-BY 2.5下可用。我已經下載了幀1-6000並使用它們將它們轉換成視頻 ffmpeg的 以及批處理文件:

ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 500k -an -s 1280x720 -f mp4 _720p_500k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 700k -an -s 1280x720 -f mp4 _720p_700k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 1125k -an -s 1280x720 -f mp4 _720p_1125k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 4000k -an -s 1280x720 -f mp4 _720p_4000k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 500k -an -f mp4 _1080p_500k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 700k -an -f mp4 _1080p_700k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 1125k -an -f mp4 _1080p_1125k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 4000k -an -f mp4 _1080p_4000k.mp4
  • 24 fps
  • 1080p和720p
  • 每種分辨率有四個恆定比特率:
    • 500 kbps
    • 700 kbps
    • 1125 kbps
    • 4000 kbps

500 kbps足夠低,可以在720p視頻上出現壓縮失真和失真。對於1080p,1125kbps是每像素的比例比特率(500×2.25 = 1125,其中2.25 = 1920×1080/1280×720)。 700 kbps是中間比特率,用於檢查使用比1080比例低得多的比特率是否有意義。 4000 kbps足夠高,可以在兩種分辨率下創建大部分無損視頻,用於比較調整後的1080p到實際720p。

然後我將視頻分成單幀。提取所有幀都很慢並且需要 很多 空間(真實的故事),所以我建議使用 FFmpeg的 -r 開關 提取每第8幀(即。 -r 3 24 fps視頻)

我無法為視頻提供面向未來的下載鏈接,但可以輕鬆複製這些步驟以創建像我這樣的剪輯。對於記錄,這裡是輸出文件大小:(對於兩種分辨率應該大致相同,因為比特率每秒恆定)

  • 500 kbps:13.6 MB / 13.7 MB
  • 700 kbps:18.8 MB / 19 MB
  • 1125 kbps:29.8 MB / 30.2 MB
  • 4000 kbps:105 MB / 105 MB

本文末尾提供了提取幀樣本的下載。

提高比特率和分辨率

這是比較在縮放到720p之後從兩個幀裁剪的相同區域(幀2097)。看看懸掛在天花板上的手指,頭部和設備:即使從500到700 kbps,也會產生明顯的差異。請注意,兩個圖像都已縮放到720p。

Different pictures of frame 2097 side-by-side

框架3705.注意地毯的邊緣和電纜:

Different pictures of frame 3705 side-by-side

幀5697.這是幀的一個例子  壓縮得很好。 1080p 700 kbps視頻的細節不如720 500 kbps剪輯(耳邊)。所有壓縮幀都會丟失皮膚細節。

Different pictures of frame 5697 side-by-side

所有三個幀的GIF,比特率增加。 (不幸的是我不得不使用抖動,因為GIMP在GIF中不支持超過255種顏色,因此有些像素有點偏差。)

恆定比特率,不同分辨率

靈感來自@TimS。的評論,這裡是2097幀與720p和1080p並排的同一區域。

Effect of resolution change without changing bitrate

對於500 kbps,720p比1080p好一點。 1080p看起來更清晰,但這些細節實際上並不存在於未壓縮的圖像中(左邊的褲子)。 700 kbps,我稱之為平局。最後,1080p贏得了1125 kbps:兩個劇照看起來大致相同,但右邊的圖片有更明顯的陰影(後牆和右下部分的管道)。

非常高的比特率

@Noah在評論中提出了一個很好的問題:兩個圖像看起來都是相同的,具有足夠高的比特率嗎?這是720p 4000 kbps與1080p 4000 kbps與未壓縮幀5697的對比:

Comparison of high-bitrate 720p and 1080p stills to uncompressed frame

現在這是非常主觀的,但這是我能看到的:

  • 儘管比特率相同,但耳朵的左邊緣在720p內像素化,但在1080p中是平滑的。
  • 720p比1080p更好地保留了臉頰皮膚細節。
  • 1080p的頭髮看起來更清晰。

它的縮放開始在這裡發揮作用。人們可以直觀地回答,在720p屏幕上1080p看起來比720p更差,因為縮放總是會影響質量。在這種情況下並不完全正確,因為我使用的編解碼器(h.264,還有其他編解碼器)有一些缺陷:它會創建在對比邊緣可見的小盒子。它們也出現在1080p快照上(參見底部的鏈接),但調整大小到720p會導致某些細節丟失,特別是平滑這些框和 提高 質量。

好吧,讓我們計算720p(左)和1080p(右)與原始幀之間的差異並拉伸合約,因此它清晰可見:

Stretched difference between compressed and original frames

這張圖片讓我們更清楚地了解正在發生的事情。黑色像素在壓縮(並調整大小為720p)的幀中表現得很好,彩色像素與強度成比例。

  • 在720p的一半,臉頰更接近原始,因為縮放平滑了右半部分的皮膚細節。
  • 耳朵的邊緣並不接近未壓縮的像素,但它在1080p時更好。同樣,在720p的一半上可以看到偽像 - 它們也會出現在未經過調整的1080p上,但是縮放使它們平滑,效果非常好。
  • 720p上的頭髮似乎更好,因為它接近黑色,但實際上它看起來像隨機噪音。另一方面,1080p的扭曲與頭髮邊緣對齊,所以它實際上強調發線。這可能是再次縮放的魔力:縮放時“噪音”會增加,但它也開始變得有意義。

放棄

此測試純粹是合成的,並不能證明在較小的屏幕上播放時,真實的1080p視頻看起來比720p更好。 但是,它顯示了視頻比特率與調整大小的視頻質量之間的密切關係。我們可以放心地假設1080p視頻的比特率高於720p,因此它將提供更詳細的幀,大部分時間可以增強觀眾的體驗。這不是分辨率最重要的部分,而是視頻比特率,在1080p視頻中更高。

對於720p視頻使用瘋狂的高比特率將不會使它看起來比1080p更好。壓縮後縮減對1080p有利,因為它會塑造壓縮噪聲並消除偽像。增加比特率並不能補償缺少額外的像素,因為有損編解碼器並不完美。

在極少數情況下(非常詳細的場景)更高分辨率,更高比特率的視頻實際上可能看起來更糟

這個人工測試和現實生活視頻有什麼區別?

  • 我假設1080p的比特率比720p高至少40%。看看結果,我 猜測 20%足以注意到質量改進,但我還沒有測試過。比特率的比例增加將提供更好的結果,即使較低的分辨率與屏幕使用的匹配,但它不太可能在現實生活中使用。 (仍然,它是成比例的,@ JamesRyan)
  • 真實視頻通常使用可變比特率(VBR)。我選擇了1通道恆定比特率(CBR),希望它能使所有令人不快的壓縮副作用更加明顯。
  • 不同的編解碼器可以以不同方式做出反應該測試使用流行的h.264編解碼器​​進行。

再來一次: 我不是說這篇文章證明了什麼。我的測試是基於人工製作的視頻。 YMMV用於實際例子。儘管如此,理論可能也是如此,沒有任何跡象表明它可能是錯誤的。 (除了擴展的東西,但測試處理它)

總之,在大多數情況下,1080p視頻看起來比720p視頻更好, 無論屏幕分辨率如何


下載:


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2017-10-01 21:34



@Raestloz對於未經壓縮的視頻或無損編解碼器來說這是真的,但有損壓縮創建了我所談論的那些方塊,實際上就像大像素一樣。將1080p視頻縮放到720p將使它們比實際的720p視頻更小。 (假設每個像素的比特率在兩個文件中大致相同) - gronostaj
@Raestloz我已經用我對結果的解釋添加了綜合測試。 - gronostaj
在回答這樣的問題時我發現了很多錯誤,但你的回答非常好。有一點需要注意的是,有損壓縮並不總是會產生“阻塞” - 確切的偽像取決於很多因素,但根據你的答案中顯示的知識,我認為這是為了清晰起見而故意的簡化。 - Charles Burns
@zyboxenterprises肯定會更加_PU密集,問題是哪個處理器將處理它。單獨播放1080p視頻已經更加苛刻,並且擴展到720p會增加更多的計算開銷。我相信它是由GPU處理的,因為視頻解碼被卸載到GPU(在Windows上,我認為通常使用DXVA完成)。不過,我對此並不十分肯定。 - gronostaj
你的比特率甚至不是遠比例或現實的。基本上你已經偽造了證據,在720p質量上增加了人工上限,以支持你原來的錯誤假設。例如。 Youtube比特率限制允許1080p額外增加24%,而不是超過兩倍! - JamesRyan


這在很大程度上取決於媒體。

例如,如果你有一個720p顯示器,並且你播放了一個1080p的youtube,我可以看到事情發生變化時的差異。它只是這一點點更詳細。然後,眼睛訓練不足的人可能不會看到差異。

除此之外,1080p需要更多的渲染能力才能顯示,而質量的提升(如果有的話)則不值得。無論如何,我的建議是去720p。


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2017-10-01 21:00



向人們展示相同的形象,並說一個在技術上更好,總會有“優越的視力”的人聲稱看到了改善。這些人可以聽到鍍金數字音頻線的“清晰度”。事實上縮小的1080p版本實際上會比原生720p版本略差。 - JamesRyan
@JamesRyan使用靜止圖像比使用移動框架更難看。請注意我的說法:當事情發生變化時。 - LPChip
@JamesRyan壓縮質量損失使縮放質量損失相形見絀。 1080p Youtube視頻使用比720p Youtube視頻高得多的比特率,無論縮放如何,都可以獲得更高質量的視頻。理想情況下,你使用720p視頻和高比特率的720p屏幕,但Youtube不提供這樣的視頻,所以1080p是最好的。如果你想看人工製品,我推薦使用Starling視頻 youtube.com/watch?v=M1Q-EbX6dso 1080p中仍有一些可見的人工製品,但它遠遠優於720p,即使縮放到一個非常小的窗口。 - aaaaaaaaaaaa
@eBusiness一個1080p視頻比720p具有更多的像素編碼,youtube上1080p的比特率是每像素低於720p!然後你扔掉了額外的信息。 - JamesRyan
@JamesRyan在Youtube 1080p視頻中基本上沒有信息首先具有像素精度,顏色通道只有一半的分辨率,整個事物都是嚴重有損壓縮,縮小信息所損失的信息幾乎完全是壓縮噪聲。另一方面,高質量的DVD具有較低的像素數,但每像素的質量非常高,縮小尺寸會導致顯著的質量損失。 - aaaaaaaaaaaa


  1. 1080p視頻必須縮小尺寸以適應720p屏幕尺寸。 720p視頻沒有應用縮放。

  2. 看起來更好的視頻版本實際上更多地取決於每個視頻的壓縮級別。只要相同的視頻設置與相同的視頻編解碼器一起使用,2GB 720p視頻的壓縮程度就會降低,而且比2GB 1080p視頻更少塊。 1080p視頻需要視頻中每幀的更多內存,因此可以看到更多的壓縮失真。


1
2017-10-03 02:24





在720p屏幕上觀看1080p視頻可能會導致視頻質量失真,因為它試圖找出切割像素的位置。有可能它不會引人注意,但使用720p屏幕時,1080p視頻超過720p確實沒有任何好處。


0
2017-10-01 20:59



如果任何體面的玩家實際上切割而不是混合像素,我會感到非常驚訝。你需要一個迷幻視頻源來注意混合的扭曲。 - KillianDS


取決於您的硬件以及它是否進行升級/縮小。從理論上講,1080線壓縮到一組/顯示器,只能讀取720線(這是1080/720所指的;圖片中的線數)應該改善圖像。越多越好,對嗎?但是,讓我們看一下40英寸電視.40英寸電視上的720線達到每英寸18行(或像素)。 40英寸電視上的1080行達到每英寸27行。你的眼睛可以分辨出一個小的物體嗎?可能不是。另外,你必須考慮視頻文件是如何處理的(你提到MKV,這是在計算機上創建的視頻格式,因此取決於視頻卡的質量)以及是否使用了高質量的硬件/軟件。

所以,要回答這個問題,大多數人都不會注意到兩個視頻之間的差異,如果有的話。


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2017-10-02 18:18



實際上,具有40英寸對角線的16:9屏幕將是大約34.9“x 19.6”,因此1080將是大約56ppi,720大約是37ppi。 - e100


就個人而言,我認為1080和720的事情在多方面是一個搞砸了。首先,1920x1080是16:9的寬高比。為什麼不使它成為2048 * 1024,這是一個完美的2:1寬高比,因為眾所周知計算機喜歡2的力量?對於21英寸甚至更小的小型電視,他們可以將2048x1024信號中的每個其他像素丟棄,從而製作出有效的1024x512分辨率,這對於像廚房櫃檯這樣的小型電視來說是相當的。

我也討厭那些運動很多的幀往往非常模糊,因為那不是HD。真正的高清會使運動鏡頭的幀速度與非運動幀一樣清晰,但它們的質量甚至都不接近。

但要回答你原來的問題,這取決於很多因素。使用靜止圖像作為運動圖像的基礎,存在競爭因素:從較高分辨率開始然後調整大小通常會產生更好質量的圖像,因為噪聲(例如在藍天中)被清除。如果尺寸縮小的圖像在每個維度上精確地降低50%,則質量特別好。因此,例如,如果我們採用2048x1536靜止圖像(3MP)並將其縮小到1024x768(3/4 MP)。另一個競爭因素是處理的階段越多(試圖節省圖像的存儲空間),通常圖像質量越差。例如,最初在2048x1536中的相機中的JPG將具有偽像,然後當調整大小並重新保存為較小的JPG時,將引入更多偽像。


-10
2017-10-01 23:39



計算機根本不會受益於2:1的寬高比。但是,用戶的工作效率和舒適度可能會受到影響,因為如此寬屏幕,您必須坐得太近,以至於您一直在旋轉頭部,或者到目前為止,屏幕覆蓋了垂直視覺的非常小的區域。在任何分辨率下都可以丟棄每隔一行像素,並且這種技巧已經在模擬電視中使用多年來偽造比實際傳輸更高的分辨率,它被稱為隔行掃描。 - gronostaj
視頻 具有 為了模糊,因為這是人眼的工作方式,他們看到運動模糊。這就是為什麼你只需要25 fps的錄製視頻就能讓人感覺流暢,但是電腦遊戲在40 fps以下感覺不穩定:計算機不會產生運動模糊,但會產生非常清晰的靜止圖像。 - gronostaj
2048x1024的像素是1024x512的四倍;你不能只是“拋棄所有其他像素”從一個像素到另一個像素。 - Air
16:9在廣場上,大衛。 16:9翻譯 大致 因為像素是正方形,所以寬高比為4:3(16的平方根/ 9的平方根)。 16:8毫無意義。在回答這樣的問題之前請RTFM。 - Johnny Bones
@JohnnyBones你錯了,你在哪裡想出來的?對於每個垂直像素,16:9約為1.78水平像素,而4:3約為1.34。它們根本不相似。看一下下圖 g-images.amazon.com/images/G/01/askville/... 還讀這個 en.wikipedia.org/wiki/Aspect_ratio_%28image%29 - 2013Asker