了解视频编码，一部未经压缩的 1080p 视频，一小时达 600G

了解视频编码，一部未经压缩的 1080p 视频，一小时达 600G  妆修 2018-12-15 23:14:48
分辨率

分辨率即画面的大小。分辨率为 1920*1080 的视频每帧约等于207万个像素点，一部未压缩长度一小时的1080p，30帧视频占用空间达600G。
如此大的文件显然不利于传播，存储设备也表示鸭梨山大。
1080p VS 1080i（逐行扫描和隔行扫描）在液晶显示普及前，电视屏幕使用显像管（CRT）显示画面，显像管通过电子枪一行行扫描成像。


原本电子枪以飞快的速度逐行扫描成像，但迫于电视信号的传输带宽不足，电视台想到了一个“完美”的办法。将原本逐行扫描成像的画面改为隔一行扫描一次，先扫描奇数场，再扫描偶数场，然后把两个场拼起来，得到一个完整的画面。 这番操作后同等画质下节省了一半的带宽。


1080p 中 p 表示逐行扫描（Progressive Scanning），i 表示隔行扫描（Interlace Scanning）。
8102年的今天网络视频都是以直接逐行扫描的方式成像。已经没有任何理由再使用隔行扫描。
编码格式前面提到未经压缩的视频文件非常庞大，所以通常视频文件会经过压缩，在保留视频质量和文件大小之间取得平衡，这就是编码格式，常见的编码格式如 H.264、H.265、MPEG-2 等
编码格式可大致分为两类
1.帧内压缩
视频中每一帧的画面用 JPEG 算法压缩（就是 .jpg 图片的压缩算法），JPEG 算法利用人眼对亮度信息的敏感度高于对色彩变化的敏感度，大大减少文件体积依然保留清晰的画质，仅仅通过帧内压缩就可以把视频体积减少90%。
帧间编码保留了画面中每一帧的完整数据，对于非常复杂的画面也能拥有清晰锐利的图像。
2.帧间压缩
因为帧内压缩保留每一帧的完整数据，画面中没有变化部分被重复保存多次这就产生相当大的数据冗余，如果把这些重复的数据删除就可以进一步的减少文件体积。
常用的编码格式 H.264(mpeg4)、mpeg2(DVD)、H.265(HEVC) 等等，这类编码格属于帧间压缩。
帧间压缩在帧内压缩的基础上通过算法计算，取得画面中的两个关键帧，然后记录两个关键帧之间的变化细节，播放时重新计算得到中间的帧从而得到完整的画面。


由于并没有记录每一帧的完整数据，所以在运动变化复杂的画面可能会变得较为模糊。
常见的帧间编码格式如： H.264、H.265、MPEG-4、MPEG-2、AC-1、DIVX、XVID、MPEG-2、WMV、VP8、VP9、RV、RM 等。
码率另外一个影响画质的重要因素：码率。
码率决定文件的大小，而编码会在这大小内尽可能的保留最好的图像，码率主要分为固定码率（CBR），和可变码率（VBR）。
固定码率为每一帧画面分配相同的码率，在较低码率的情况下这有可能出现复杂画面码率不足，简单画面码率浪费的情况（复杂画面模糊、简单画面清晰）。
通常可变码率则更为常用一些，编码器为复杂的画面提供更多的码率，简单的画面中减少码率，在同等大小下可变码率通常会带来更高的整体画质。
封装格式MP4、MOV、AVI、WMV、MKV 等我们熟悉的“视频格式“并不是编码格式，它们属于封装格式。
一个视频通常包含：图像、音频、媒体信息，字幕等，封装格式用于把这些信息打包在一起，相当于一个盒子。
不同的封装格式支持不同的编码格式，例如可以把 H.264 编码格式封装成 MP4，或者 MOV、MKV，但是不能封装成 WebM、RMVB。
常见的封装格式及支持的编码格式：
MP4: H.264、H.265
AVI: MPEG-2 AC-1 H.264 DIVX XVID
MOV: MPEG-2 XVID H.264
WMV: WMV AC-1
WebM: VP8 VP9
RM/RMVB: RV RM
TS/PS: MPEG-2 H.264 MPEG-4
MKV: 可封装所有的视频编码格式
总结：常见的 MP4、MOV、AVI、MKV 等文件属于封装格式，他们和视频的清晰度并没有半毛钱关系。
1080p，通常代表分辨率为 1920x1080 逐行扫描的视频，分辨率和视频画质也没有太大的关系。
码率是影响画质和文件体积的关键因素，码率越高画质越好。所以并不是分辨率高的视频就一定比分辨率低的视频画质高。在较低码率的情况下同等码率的 1080p 可能会比 4K 更清晰。
网络传播的视频通常使用 H.264 编码格式，使用 H.264、H.265、VP9 等先进的编码能够带来同等体积更高画质或同等画质更小体积的文件。

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