怎么把數(shù)字電視調(diào)到av1

怎么把數(shù)字電視調(diào)到av1

前沿拓展：

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你在 Netflix 上看的《怪奇物語(yǔ)》、在愛奇藝上看的《延禧攻略》、在騰訊視頻上看的《三生三世》……這些劇集無(wú)論畫面多么壯美震撼，色彩多么瑰麗怡人，背后決定它們最終呈現(xiàn)形態(tài)的，幾乎都是看上去并不怎么浪漫的數(shù)字信號(hào)。

對(duì)視頻內(nèi)容而言，我們常常把視頻信號(hào)分為兩種：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)是指時(shí)間上和數(shù)值上均連續(xù)的信號(hào)，數(shù)字信號(hào)則是時(shí)間上和數(shù)值上均離散的信號(hào)（李永樂老師講解過(guò) 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的區(qū)別 感興趣的可以看看）。

模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)

而具體到電影和視頻，?膠片電影(光敏材料記錄)、以前的 CRT 電視（連續(xù)的電信號(hào)）、VHS 錄像帶這些都是采用模擬信號(hào)的代表；如今我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上看到的大部分視頻，在手機(jī)、電腦上保存的影片則大多是數(shù)字視頻，它們借助攝像機(jī)進(jìn)行采集并借助編碼完成數(shù)字化，隨后計(jì)算機(jī)用 0 和 1 存儲(chǔ)、傳播，最后再解碼呈現(xiàn)到我們的屏幕上。

這個(gè)從信號(hào)到圖像的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，視頻編解碼起著至關(guān)重要的作用。

什么是編碼

自上個(gè)世紀(jì)末計(jì)算機(jī)逐漸普及開始，視頻和電影從拍攝、剪輯到傳播、呈現(xiàn)，都在不斷完成向數(shù)字化的轉(zhuǎn)變，視頻編碼在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮的作用尤為關(guān)鍵。

世界上第一臺(tái)數(shù)字錄像機(jī)

嚴(yán)格來(lái)說(shuō)我們所說(shuō)的視頻編碼全名其實(shí)叫做視頻編解碼器，英文名叫 codec，是 encoder 和 decoder 的縮寫，我們拍攝、剪輯、轉(zhuǎn)碼時(shí)候會(huì)將圖像的光信號(hào)處理完成 encoder 的過(guò)程；播放時(shí)則會(huì)借助 decoder 將信號(hào)中的視頻信息呈現(xiàn)出來(lái)。

視頻編碼與我們平常見到的 .mp4、.flv 等視頻的拓展名并沒有必然的聯(lián)系，你可以將這些拓展名格式看作是一個(gè)個(gè)容器（container），每個(gè)容器里都可以包含了不同編碼的視頻、不同編碼的音頻、圖片、字幕等等。

而目前大家接觸比較多的視頻編碼主要有下面 5 種：

H.264/AVC

無(wú)論是叫 H.264、AVC、MPEG4 Part 10 還是 Advanced Video Coding，都是指的這一個(gè)。

這是在 2003 年就由 MPEG（Moving Picture Experts Group 動(dòng)態(tài)影像專家組）發(fā)布了的、至今為止已經(jīng)有 17 年歷史的視頻編碼，也是迄今為止最流行、最通用的視頻編碼。

H.264 的適應(yīng)范圍非常廣，不同系統(tǒng)的電腦、瀏覽器、手機(jī)、電視、數(shù)碼相機(jī)、流媒體、播放器、剪輯軟件等幾乎都有在使用這種編碼。

H.265/HEVC

無(wú)論是叫 H.265、HEVC（High Efficiency Video Coding）還是 MPEGH Part 2，指的都是這個(gè)編碼。

H.265 可以說(shuō)是 H.264 的繼任者，它主要解決了 H.264 存在的兩個(gè)問題：

首先是效率。H.265 的效率要高很多，相同畫質(zhì)下 H.265 比 H.264 節(jié)省了大約一倍的帶寬（1080P 下節(jié)省了 57% 左右，4K UHD 下更是能節(jié)省大約 64% 的帶寬 ），這對(duì)于一眾流媒體視頻網(wǎng)站的誘惑可以說(shuō)是十分巨大，因?yàn)橐曨l網(wǎng)站往往有一半甚至更多的開銷得花費(fèi)在帶寬上面；不過(guò)還是有缺點(diǎn)的，播放 H.265 編碼的視頻內(nèi)容的設(shè)備需要更好的性能，因而目前很多設(shè)備往往也并不支持 H.265 視頻的播放，這時(shí)候就要在服務(wù)端放兩份，一份 H.264 的一份 H.265 的，然后分發(fā)給不同的客戶端。

另一方面，目前 4K 已經(jīng)比較普及，很多專業(yè)設(shè)備甚至手機(jī)都能拍攝 8K 的內(nèi)容，很多 8K 電視也已經(jīng)開賣。而 H.264 因?yàn)橛凶罡咧恢С?4K 分辨率這個(gè)限制存在，已經(jīng)不太適合更高質(zhì)量視頻的拍攝、制作、和播放了，H.265 支持 8K 更能滿足當(dāng)前的需求。

H.265 最大的壞處是收費(fèi)，并且比 H.264 更貴了。

VP9

上面提到無(wú)論是 H.264 還是 H.265 都有一個(gè)非常大的問題就是收費(fèi)，并且非常昂貴，廠商隨隨便便一用一年就是幾百萬(wàn)刀的錢。

于是像 Google 這種優(yōu)秀青年就會(huì)想了，我又有技術(shù)又有錢，為啥不自己造個(gè)輪子？于是 2009 年 Google 花了 106.5 萬(wàn)美元收購(gòu)了視頻編碼公司 On2 并很快推出了免費(fèi)的 VP8 視頻編碼。不過(guò)彼時(shí)天下早已經(jīng)是 H.264 的了，VP8 本身的編碼效率也不夠好，除了 YouTube 和少數(shù)幾家瀏覽器支持外并沒有被特別大規(guī)模地使用過(guò)。

所以 2010 年 Google 又進(jìn)一步推出了 VP9，目標(biāo)直指 H.265，這一次不僅有 YouTube、Netflix 等視頻網(wǎng)站巨頭的相繼支持，除了 Safari 以外的主流瀏覽器也紛紛加入，另外，這也是你的 Safari 看 YouTube 沒有 1080p 以上選項(xiàng)的根本原因。

根據(jù) Netflix 分享過(guò)的對(duì)比測(cè)試，VP9 相比較 H.265 在 1080P 往上分辨率的視頻流播中有著不小的優(yōu)勢(shì)。

AV1

雖然 Google 的 VP9 效果還不錯(cuò)，但仍有幾家巨頭不怎么愿意使用，畢竟在 Google 手里的項(xiàng)目他們也不太放心，比如 Apple 就始終未支持 VP9/VP8，很多買了 Apple TV 的朋友也因此無(wú)法觀看 4K 分辨率的 YouTube。

所以 Apple、亞馬遜、思科、 Google、英特爾、 微軟、Mozilla 以及 Netflix 等廠商又共同組建了 Alliance for Open Media（開放媒體聯(lián)盟）并在 2018 年推出了對(duì)抗 H.265 的新視頻編碼 AV1（AOMedia Video 1）。

你沒看錯(cuò)，Google 也貢獻(xiàn)出了自己的 VP9 作為基礎(chǔ)，AV1 比起 VP9 又能節(jié)省約 20% 的帶寬，同時(shí)依然免收版權(quán)費(fèi)。

AV1 聯(lián)盟

不過(guò)最重要的一點(diǎn)，這個(gè)聯(lián)盟擁有非常強(qiáng)大的號(hào)召力，上圖中的公司都加入了這個(gè)聯(lián)盟，Netflix、YouTube 這些大家常見的視頻平臺(tái)也因此陸續(xù)開始分發(fā) AV1 編碼的視頻了。

Apple ProRes

與上述幾種幀間編碼的視頻編碼不同，多用于專業(yè)相機(jī)拍攝的編碼 Apple ProRes 屬于幀內(nèi)編碼。根據(jù)「幀內(nèi)壓縮只參考本幀數(shù)據(jù)，壓縮率小；幀間壓縮要參考其他幀數(shù)據(jù)，壓縮率大」 這個(gè)原理，Apple ProRes 這種幀內(nèi)編碼的視頻編碼的體積會(huì)比幀間編碼的大很多，一般的數(shù)碼相機(jī)、微單也很少使用這種編碼。

幀內(nèi)編碼與幀間編碼 示意

不過(guò) Apple ProRes 這種幀內(nèi)編碼的好處也是有的，這種編碼往往會(huì)使用更大的體積保存更多的信息；因?yàn)槭菐瑑?nèi)編碼不需要計(jì)算出其它幀，剪輯的時(shí)候?qū)π阅艿囊笠惨秃芏啵词褂玫团渲玫碾娔X剪輯高分辨率的視頻也會(huì)很流暢。

此外很多專業(yè)級(jí)別的拍攝設(shè)備也會(huì)開發(fā) Apple ProRes 這樣的自有編碼，甚至有些會(huì)記錄「無(wú)損」的數(shù)據(jù)方便后期處理。這些專業(yè)拍攝設(shè)備一般用戶不會(huì)接觸到，網(wǎng)絡(luò)視頻傳播基本也不會(huì)使用幀內(nèi)編碼，正如上面所說(shuō)，采用這類編碼的視頻體積實(shí)在太大了，既燒錢又不利于傳播。

如果你對(duì)這些感興趣可以看看：

H.264 vs H.265 H.265 會(huì)主宰市場(chǎng)嗎？【省帶寬、壓成本專題】深入解析 H.265 編碼模式，帶你了解 Apple 全面推進(jìn) H.265 的原因視頻編碼的終結(jié)？HEVC (H.265) 是啥，我們需要關(guān)注什么？aomedia 官網(wǎng)2016年 Netflix 在 Android 上分發(fā) VP9 內(nèi)容AVC 編碼詳解HEVC 授權(quán)價(jià)格HEVC VP9 未來(lái)的視頻編碼視頻拍攝的編碼選擇

針對(duì)拍攝，大部分設(shè)備我們都是沒法選擇視頻錄制編碼的，但 iPhone 可以。所以這里我們以 iPhone 為例。

iPhone 拍攝模式 左 H.264 右 H.265

iPhone 在「設(shè)置 > 相機(jī) > 格式」中提供了高效（H.265 即 HEVC）和兼容性最佳（H.264 即 AVC）兩種視頻拍攝編碼選項(xiàng)，在上述對(duì)比圖中不難看出視頻編碼對(duì)最終體積的影響真的很大。

選擇高效自然會(huì)碰見兼容性問題，類似的案例你可以參考廣告導(dǎo)演 @flypig 的 微博，碰見這種問題一般你可以選擇將 H.265 的素材轉(zhuǎn)成 H.264 或者檢查自己的系統(tǒng)和剪輯軟件是不是最新的。

拍攝、剪輯、和導(dǎo)出上傳我自然是門外漢了（別的也是），推薦你們可以看看影視颶風(fēng)的這幾期視頻，講的很清楚。

完全解析：編碼與封裝高畫質(zhì)的背后——視頻的封裝與編碼422，420，10bit，8bit？這些究竟是什么視頻分發(fā)的編碼選擇

相同的電影劇集，影響最終看起來(lái)清晰不清晰的除了分辨率、碼率，視頻編碼也是非常重要的一部分，但這個(gè)因素常常被我們所忽視。

國(guó)際上比較主流的視頻網(wǎng)站都采用了多種視頻編碼來(lái)應(yīng)對(duì)不同平臺(tái)、不同內(nèi)容甚至不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的播放情況，下面是我個(gè)人總結(jié)的一些（可能會(huì)不完整）：

Edge Netflix 4k

Netflix 目前正在使用 4 種不同的編碼，分別是

H.264(AVC)：這是 Netflix 使用較多的一種編碼格式，在 Safari、iOS、電視客戶端等都在使用。H.265(HEVC)：Netflix 一般僅為 4K 的內(nèi)容提供 H.265 的編碼，并且一般只有在能看 4K 的客戶端上使用此編碼。我這里說(shuō)的是 4K 的內(nèi)容并不是你看 4K 的時(shí)候才會(huì)使用 H.265 編碼，舉個(gè)例子：你在 Fire TV 4K 或者 Windows Edge 瀏覽器上觀看 《愛爾蘭人》等有 4K 版本的內(nèi)容時(shí)，即使你觀看的分辨率是 480P 或者 720P，視頻都會(huì)以 H.265 編碼呈現(xiàn)。AV1：Netflix 在不久前宣布 Android 上正式開始使用這種編碼，在這之前一直使用的是 VP9，不過(guò) AV1 只有在使用流量并開啟「節(jié)省數(shù)據(jù)」開關(guān)的選項(xiàng)后才會(huì)啟用。VP9: Netflix 目前在 Android、Chrome 等 Google 系軟件和硬件上一直使用這種編碼。這里也很容易解釋為啥你在 iOS 下載相同的內(nèi)容和 Android 下載的體積不一樣（iOS 客戶端下載的普遍體積更小）。

YouTube 選擇AV1視頻編碼

YouTube 目前主要使用 VP9、H.264、以及 AV1 視頻編碼，不過(guò)值得注意的是 1080P 以上的內(nèi)容 YouTube 都不會(huì)使用 H.264 編碼，這也導(dǎo)致了 Apple 全系產(chǎn)品目前沒法觀看 YouTube 4K。好在 YouTube 已經(jīng)開始支持 AV1 編碼了（開啟頁(yè)面），而 AV1 也有 Apple 的一部分貢獻(xiàn)，所以上面這個(gè)問題在未來(lái)幾年內(nèi)應(yīng)該能解決。

至于 Apple TV+、Disney+ 也都在 4K 內(nèi)容上采用了 H.265 編碼，并且碼率還要比 Netflix 的 16Mbps 要高些許，相比國(guó)內(nèi)愛奇藝、bilibili 只使用 H.264 并且碼率也要低很多，「看上去」的差距自然就會(huì)十分明顯了。

總結(jié)下，大家經(jīng)常說(shuō)國(guó)外的流媒體比國(guó)內(nèi)的清晰、看起來(lái)更好主要有下面三個(gè)原因：

上 Netflix 1080p 《流浪地球》 下 愛奇藝 4k 《流浪地球》

左 Netflix 4k 右 愛奇藝 4k

編碼：國(guó)外的大部分流媒體的分發(fā)尤其是 4K 的內(nèi)容都采用了 H.265 編碼（Dolby Vision 主要也是 H.265 編碼），國(guó)內(nèi)的基本都還是 H.264。碼率：就像我們常用圖片的文件大小來(lái)判斷清晰不清晰一樣，一個(gè)視頻采用相同或者類似的編碼，碼率大小會(huì)直接影響清晰。Netflix 一般 16Mbps 左右，國(guó)內(nèi)的一般在 4、5Mbps 。如果算上編碼的差異這個(gè)差距還得乘以2。色彩文件（HDR）：國(guó)內(nèi)的像愛奇藝即使你觀看 HDR 的內(nèi)容實(shí)際播放的也是 BT709 8bit SDR 的內(nèi)容，并沒有好好利用到你電視更廣的色彩顯示和更亮更優(yōu)秀的屏幕，相比之下，Netflix 即使是非 HDR 內(nèi)容也是 10bit 的色彩深度。

firetv 開發(fā)者模式

另外，如果你也使用 Fire TV，想看詳細(xì)播放內(nèi)容詳細(xì)信息可以按照這個(gè)步驟開啟開發(fā)者模式：

遙控器：在方向盤上，按住「 中央」按鈕一秒鐘；然后（仍然按住居中），也按下「 向下」按鈕。按住兩個(gè)按鈕約34秒。然后釋放兩個(gè)按鈕，然后按遙控器的菜單按鈕。

（如果這不起作用，請(qǐng)嘗試同時(shí)按住「Center」和「 Down」，而不要交錯(cuò)放置。）

尾巴

膠片電影時(shí)我們的視頻是一秒 24 張照片的魔法，到電視我們的視頻是「不穩(wěn)定」的模擬電信號(hào)，再到如今借助網(wǎng)絡(luò)力量高速傳播的數(shù)字信號(hào)。視頻編碼看不見也摸不著，它的進(jìn)步卻讓我們的視頻變得越來(lái)越清晰、生動(dòng)，播放下載也更加便捷流暢。

文章寫的雜亂，很多說(shuō)的很糙很雜，如果有不對(duì)歡迎您指正。

拓展知識(shí)：