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视频编码-可变码率-H.265

MKV、AVI、MP4这些后缀是用来标识视频文件的 容器格式的。就好比这个视频是用保温杯装着的还是用洗脸盆盛着……

为什么同样是同一部影片720p的mkv，有的是4~7GB，有的是2GB左右？
容量不同的问题，就是 码率（每秒钟多少bit数据）不同，有如下可能：

• 它们视频编码码率不同
• 它们音频编码码率不同

压缩一部电影的时候，会有不同的目标。有的小组希望文件小于4GB，不然一部分用户（例如使用FAT32文件系统的）下载的时候会提示磁盘空间不足；有的希望能小于4.7GB，这样可以刻在DVD中保存（这样的不多吧）；有的追求画质，于是压缩参数全都是为了和原盘画质相比损失小于某个阈值而定；还有的比较关爱小水管，压些2GB的片子让大家既不用等待长时间下载，又不受限于DVD画质。
此外，有人在乎画质却对音质不怎么上心（比如广大学生党在寝室，容易有1080p的显示器，却难以有5.1/7.1声道的音箱，带个耳机就看得很爽了）；也有人花钱攒了家庭影院，下来个没有DTS音轨的片子，听起来不爽啊。不要小看音轨的容量，许多片子包含两种语言的DTS音轨（大多在2Mbps左右），再加上国语配音音轨、导演评论音轨（大多在400~600kbps左右），这就不小了。

画质、音质的提升，都需要更大的数据量。

至于文件更大，画质是否更好的问题，我只能说不一定。
假如两个文件采用同样的 视频编码，例如H.264（这个现在最常见），那么码率越高，画质越好是成立的。
倘若两个视频编码不同，一个是MPEG2，另一个是H.264，那同码率几乎都是H.264的画质好。

他们的画质差别大吗？之前说了编码不同不方便比较。如果都采用H.264编码，大文件画质好多少呢？
我这里假设有一部一个半小时的片子，分别有三个mkv版本下载：2GB、4GB、7GB。再假设它们都只有一个立体声国语音轨，是320kbps的MP3编码。
那么

• 90分钟的音轨大小是90*60s*320kbps=1728000kb=211MB
• 三者视频大小分别是1.8、3.8和6.8GB
• 视频码率分别为2.73Mbps、5.76Mbps和10.31Mbps

我的经验是， 2Mbps对于720p分辨率来说，低了。当画面比较稳定，例如广角镜头水平扫过一段距离这类，或许看不出多少瑕疵。一旦画面变化大了，比如短跑比赛（ 物体快速运动），比如disco舞台（ 光线变化迅速），就会看到画面变成一个个小方块（好比压缩得很厉害的JPEG图片那样）。
5Mbps相比2Mbps而言，面对这类场景就好些了，10Mbps更好。

好多少？
待我找一小段视频，分别压成2Mbps、5Mbps和10Mbps，就知道了。

————————————— 不科学实验 ————————————–
在YouTube上找了个平均码率10M，最高码率25M的视频做实验。源视频是2560×1440的，153MB。

截了01:00到01:30这30秒钟画面用ffmpeg压成2M、5M、10M码率H.264的720p。

ffmpeg -ss 00:01:00 -t 00:00:30 -i TimeScapes.mp4 -s 1280x720 -vcodec libx264 -vprofile high -preset slow -b:v 2M -maxrate 2M -bufsize 4M -threads 0 TimeScapes-2M.mp4

下面是各个版本的链接，有意者可以下回去自行比对画质。

• 1910.1kbps: TimeScapes-2M.mp4
• 4807.8kbps: TimeScapes-5M.mp4
• 9668.7kbps: TimeScapes-10M.mp4

Tips
为了看出差别，请注意如下几处

• 热气球场景，暂停了看气球边缘
• 风车叶片
• 望远镜们摇头晃脑的时候，流畅程度如何

为什么说这个实验不科学？因为压片的时候，大家都用 可变码率，复杂场景用高码率，简单场景用低码率。这样一来，同样 平均码率的视频文件的画质，就更加五花八门，无法断定了。

反正现在硬盘这么便宜，带宽增长迅猛，下个高码率的让眼睛爽一把呗~
曾几何时，日本友人们都在rmvb里，现在越来越多的人已经出现在蓝光原盘啦。

————————————— 3月31日补充 ————————————–
这两天看到某国产播放器软件宣称是首个支持H.265 （High Efficiency Video Coding ）编码的。其官网宣传的对比图实在是太假了。因为这个新编码跟LZ问的问题有关，我找了点资料过来。

H.265相比H.264最大的改进就是达到同样画质（主观评价或PSNR之类的量化评估手段）需要的码率更低。
我在H.265 standard finalized, could finally replace MPEG-2 and usher in UHDTV 看到一幅对比图：

左侧是H.264，右侧是新的H.265（字HEVC，号大杀器么。。。）
H.265的码率（红字）只有1927kbps，不到H.264的一半。以我主观判断，这两幅截图的画质接近，实际算信噪比（绿字）也差不多都在33dB多点。
真要当大家来找茬玩，我看了看 地面瓷砖的接缝、 左上角木地板缝隙，觉得新编码对高对比度线条的处理好像有进步。

回到原题，同样大小的720p视频，如果一个H.265编码的4GB，一个H.264编码的7GB，看样子还真是H.265的画质好呢。

— 完 —
本文作者：卿培
文章原链接：http://zhi.hu/RVNo