视频清晰度在降低吗？——视频编码和码率
前言
影视飓风 10 月 8 日发布的视频《清晰度不如 4 年前！视频变糊是你的错觉吗》被各大视频网站下架，引起网友热议。 这个视频揭露了各大视频网站为了降低成本，压缩、降低视频码率，导致用户看到的视频变糊的事实。本篇文章简要介绍视频编码压缩以及视频清晰度和码率的关系。
视频编码
我们看见的视频文件都是编码压缩而成的，这是因为未压缩的视频体积大的难以接受。 我在A站上下载补档的《清晰度不如 4 年前！视频变糊是你的错觉吗》，视频信息如下。
- 分辨率是1280×720，表示每个画面占用1280×720=921600个像素。
- 帧率是29.664 FPS，约为30 FPS，表示每秒视频大约由30个画面组成。
- 码率是963 kb/s，表示平均一秒视频需要使用963000bit。
- 采用4：2：0 YUV颜色编码，平均每个像素点占12bit。
- 时长12 min 46 s，即766s。
- 使用的编码格式是H.264/AVC。
如果这个视频未压缩，它的体积应该约为1280×720×12×30×766=254140416000bit，即29.586GiB。
但实际上这个视频的文件大小是112MiB，前者是后者的272倍，这就是视频编码压缩算法的威力。
本视频使用的编码格式是H.264/AVC，这是目前主流的视频编码格式，具有高压缩率、保证画面高质量、高容错、高网络适应性、支持大多数播放设备的优点。
在H.264/AVC之后还有H.265/HEVC和AV1，它们的压缩效果比H.264/AVC更好，但需要花费的算力更多，支持的设备也比H.264/AVC少。
视频码率
码率是单位时间播放连续的媒体如压缩后的音频或视频的比特数量，单位是bit/s或bps。视频码率可以用于衡量平均一秒视频需要花费的比特数量，视频码率越低，说明视频压缩的程度越大，H.264/AVC等视频编码压缩标准就是追求在保证视频画面质量的前提下尽可能降低码率。我下载的《清晰度不如 4 年前！视频变糊是你的错觉吗》如果不压缩的话，它的码率约为1280×720×12×30=331776000bit/s，但实际上它的平均码率是963 kb/s，即963000bit/s，前者是后者的345倍。 H.264、H.265、AV1等视频编码压缩标准都是有损压缩，不断降低视频码率意味着视频信息可能会被丢失，充足的码率可以更大限度地保留视频画面细节。当然，逻辑上码率和画面质量不是严格的正比例关系，不是说码率越大，画面越好，码率越小，画面越差。考虑这样一个极端的例子，一个视频的画面始终是一块白板，这个视频的画面信息使用一个白色像素就够了，在这种情况下，提升或降低码率都不会对画面有什么影响。 降低视频码率可以有效降低存储和传输视频所占用的资源，所以人们总是致力于研究更好的压缩算法。
视频分辨率
视频画面是由若干个像素点组成的，视频分辨率是指视频画面占用的像素的数量，它通常用于表示视频的清晰度。一般所说的高清视频视频分辨率为1280×720，即视频的每个画面占用了1280×720=921600个像素。不同视频分辨率和视频类型的关系如下表：
| 视频类型 | 格式尺寸 | 类型 |
|---|---|---|
| 4K | 4096×2160 | 4K |
| 2K | 2560×1440 | 2K |
| 全高清 | 1920×1080 | 1080p |
| 高清 | 1280×720 | 720p |
| 标清 | 720×480 | 480p |
| 标清 | 640×480 | 480p |
| 流畅 | 320×240 | 240p |
通常认为视频画面的像素越多，越能展示画面的细节，视频越清晰，所以人们使用视频分辨率区分标清、高清等不同清晰度的视频。实际上视频分辨率和视频清晰度不是严格的正比例关系，不是说视频分辨率越大，视频越清晰。你可以通过视频剪辑软件将一个1280×720的视频拉伸成1920×1080，但视频不会变得更清晰，因为画面细节不会无中生有，多出来的像素只是原来像素的复制粘贴。 分辨率不变的情况下，想要提升视频清晰度，看到更多的画面内容需要提高码率。只有很低的低码率，4k的视频也无法存储更多的画面细节。 《清晰度不如 4 年前！视频变糊是你的错觉吗》就是指出各大视频网站在不断降低视频码率的过程中损害了视频画面，所谓高清、4K视频只有低质量的画质，降低了用户的观看体验。
视频清晰度和码率
想要高质量的画面就要同时有足够大的分辨率和码率，那么高清、2k、4K视频应该对应多大的码率了？
全球知名视频网站YouTube对上传视频的编码设置参数推荐值可以给我们一个参考。
我下载的这个720P的《清晰度不如 4 年前！视频变糊是你的错觉吗》码率是963 kb/s，YouTube的推荐值是5Mbps，后者是前者的5倍左右。可以看出YouTube对于视频质量的要求还是比较高的。
总结
高分辨率和高码率的视频资源意味着更多的存储成本，在降本增效的今天，企业大概率不会无私地为用户存储这么多高清资源，如果你是画面党的话，还是自己买块硬盘把心爱的视频存起来吧。
