欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  移动技术

这才是视频卡顿的真相!本文带你读懂视频编码

程序员文章站 2022-05-12 18:21:16
对于现在的年轻人来说,追剧、刷视频已经成为了主要的休闲方式。视频能以最直观的动态形式展现所要表达的内容,通过色彩和声音的渲染展现独特的艺术观感,从而让观众观看的过程中获得满足。不过在追剧的时候,大家一...

对于现在的年轻人来说,追剧、刷视频已经成为了主要的休闲方式。视频能以最直观的动态形式展现所要表达的内容,通过色彩和声音的渲染展现独特的艺术观感,从而让观众观看的过程中获得满足。

不过在追剧的时候,大家一定遇到过视频卡顿需要缓冲的情况,尤其在最精彩的时候出现这种情况,这种不爽的感觉不亚于突然插播广告。

遇到这种情况,大家一般都以为是网速的问题。其实这不是网速问题那么简单,更深层次的原因可能和视频编码有关。

想要流畅的收看视频,升级宽带并不是唯一的方式,升级一次网速就需要多消费一笔支出,问题也不见得会彻底得到解决。

各大视频平台为了让视频流畅的进行播放,会通过采用不同编码的方式,在维持画面质量的同时保持播放的流畅。目前视频网站主要以h.264、h.265和av1三种编码为主。所以如果能了解到视频平台采用的视频编码,并作出相应的调整,就可以大幅度保证视频观赏的流畅性。

接下来笔者将对以h.264、h.265以及av1这三种编码进行介绍。

h.264编码:目前运用最广泛的视频编码

h.264编码是目前主流的视频编码,目前主要的电子设备都会支持h.264编码,运用范围涵盖了流媒体、视频压制、影像录制、数字电视、安防监控、视频会议等应用场景。

也就是说我们在线追剧看的视频、下载的视频、购买的正版影碟多数都采用h.264的视频编码。

h.264受到重用的一个原因是有着不错的压缩率,在相同带宽条件上提供更优质的图像质量。

h.264是目前运用最为广泛的视频编码方式,目前支持的设备也最多。主流的电脑硬件、智能手机、高清机顶盒、游戏主机、在线视频网站均支持h.264的解码。

所有的设备都可以做到无负担的进行播放,所以目前情况来说h.264依然是运用在视频上的主流编码。

h.265:更小、更快、更清晰

虽然h.264编码目前依旧是主流,但是随着视频画质的提高,的问题逐渐显现,h.264对于高分辨率的视频无法很好的进行驾驭问题逐渐显现,尤其在压制4k超高清视频时候,h.264编码往往会形成超大容量的文件。

根据计算,一部4k的超高清电影使用h.264编码进行制作,其容量超过10gb,如此庞大的数据并不利于网络在线视频的传输,目前的民用带宽的速度,在播放的过程中还是会出现卡顿和缓冲的现象。

为了在有限的网络带宽下传输更高质量的视频,就需要压缩效率更高的编码。于是在2012年,国际电联公布了h.265编码。

这套编码在h.264的基础上进行技术改良,主要提高了压缩率、减少实时延时等特点。

这才是视频卡顿的真相!本文带你读懂视频编码

h.265编码最主要的升级是提高了视频编码的压缩效率,和h.264编码相比在仅需一半的容量就能压缩出相同画质的视频。

举个例子,一部1080p分辨率的电影,在h.264编码下生成视频容量为1gb,如果用h.265编码进行压缩,容量只需要500mb。更小的容量在网络上的传输自然更加方便。

并且h.265标准在制定的时候还加入了对4k甚至是8k超高清视频的支持。目前国外youtube这类视频网站播放4k视频的时候采用的则是h.265编码。


虎牙直播的视频信息中看到已经支持h.265编码

目前h.265编码获得多数视频网站的支持,优酷、土豆、b站等国内的主流视频网站均支持h.265视频的上传和播放。

由于能够减少延时的特点,在一些直播平台也广受欢迎,国内的虎牙、bilibili在直播推流均开始支持h.265编码。

不过硬件支持设备比h.264略少,2019年之前发售的部分智能手机、机顶盒、智能手机无法对h.265进行硬件解码。

不过近两年的发售的产品开始支持h.265的硬件解码,其中去年发售ps5已经支持对h.265编码的硬件解码。

av1:免费开源真的香 h.265倍感压力

虽然h.265编码在视频行业中逐渐普及,但是要使用h.265编码就每年必须支出一笔不菲的授权费用,这对于企业来说是一笔不小的负担。

在这样的背景下av1编码应运而生,该编码由google所主导,其特色的除了高昂的免版权费外,和h.265相比,在相同视频分辨率、帧率、比特率的情况下,整个视频容量还能压缩20%,这意味着av1编码能够进一步降低在线视频对带宽的需求。

根据streaming media east的测试报告,av1在和h.265、h.264以及vp9三种编码比较中,在相同画质下,码率是最低的。

降低码率有什么好处呢?在视频制作的流程中,拍摄高分辨素材再进行超采样能有效提升画面的清晰度,但在视频流分发的过程中,在设备分辨率不变的前提下,就需要提高码率来维持视频的质量,一旦降低码率画面就会变得模糊。

而av1编码的优势是在降低视频码率的情况下保持画面的清晰度,对于视频网站来说不用在纠结带宽和画质之间如何选择,可以为观众带来更高质量的视频服务。目前已经采用av1编码的爱奇艺就表示av1的编码速度提升了5倍。

虽然目前我们在线视频以1080p为主,但4k甚至是更高分辨率的8k上线普及时间问题,未来如果要流畅的收看这些视频内容,那么除了高带宽的网络外,高压缩率的编码减少视频数据量的核心优势就体现出来了。

另外在硬件支持方面,目前h.264和h.265处于领先地位,智能手机、电脑、游戏机均支持解码,而目前av1编码仅有intel tiger lake 11代酷睿中的iris xe核芯显卡、nvidia rtx 30系列和联发科天玑1000系列支持。

这才是视频卡顿的真相!本文带你读懂视频编码
谷歌在社交媒体宣布android tv会支持av1

不过av1开源免费的特点,受到不少企业的欢迎,目前google表示从今年3月31日开始旗下的android tv系列产品将开始支持av1编码,并适用于任何android 10和android 11的设备。

在电视机上索尼今年全新推出的bravia xr系列电视也会支持av1编码,相信未来会有越来越多的硬件开始支持。

目前国内外在线视频以1080p为主,未来随着4k超高清视频的普及压缩效率更高、传输压力更小的h.265和av1两款编码将逐渐受到青睐。以后的在线视频网站可能以这两大编码为主导。

- the end -

原文链接: 责任编辑:陈驰