Waarom sneeuw, regen en confetti de streaming videokwaliteit vernietigen

Als je ooit een film hebt gezien op Netflix, YouTube of een andere streamingservice, zou je kunnen opmerken dat elke keer als er een regenachtige scène is, de videokwaliteit volledig uit elkaar valt. Zelfs als je streamt via de beste internetverbinding, ziet de video er als een rotzooi uit. Dit gebeurt omdat alle videostreams worden gecomprimeerd en deeltjes zoals regen, sneeuw en confetti volledig gecomprimeerde streams vernietigen.

Hoe moderne video wordt gecomprimeerd om te passen bij bitrate-beperkingen

Om te begrijpen waarom regen en andere deeltjes een videokwaliteit kunnen verpesten, moeten we begrijpen hoe bitrate werkt. De bitrate van een video is om de hoeveelheid gegevens die door een video kan worden overspannen te vereenvoudigen, gemeten in bits per seconde. Je kunt het zien als hoe breed een waterpijp is. Hoe kleiner de pijp, hoe minder water je per keer kunt doorprikken. Hoe breder de pijp, hoe meer water je doorlaat. Video's zijn vergelijkbaar: hoe hoger de bitrate, hoe meer gegevens een video per seconde kan weergeven, wat meer details en een betere beeldhelderheid betekent.

In de wereld van de ZvH en nu 4K-televisie kan die beperking een probleem worden. De meeste video's die je ziet, zijn op de een of andere manier gecomprimeerd. Als je een volledig ongecomprimeerde HD-video zou bekijken, zou het een bitrate van 2,98 hebben gigabits per seconde. 4K-video is nog erger, met een ongecomprimeerde bitsnelheid van 1,67 terabytes per seconde. Geen stukjes. Bytes. Dat is meer data dan de snelste internetverbinding ter wereld aankan.

Gelukkig heeft moderne compressie een behoorlijke taak om de videokwaliteit te behouden, ten minste tot op zekere hoogte. Standaard Blu-Ray-uitgangen met maximaal 40 Mbps en een 4K Blu-ray-uitvoer met een snelheid tot 108 Mbps. De HDMI-kabels tussen uw Blu-Ray-speler en uw tv kunnen tot 18 Gbps verzenden, dus er is meer dan genoeg ruimte om al die gegevens te verwerken.

Het verschil tussen de ongecomprimeerde videobitsnelheid en de bitrate op uw Blu-ray-schijven is enorm, maar u zult waarschijnlijk niet weten. Ongecomprimeerde video bevat een heleboel details die het menselijk oog meestal niet zal opvallen, dus een flink deel daarvan kan worden weggegooid. Bovendien kan comprimering tussen frames de bestandsgrootte drastisch verminderen door gegevens weg te gooien wanneer delen van een afbeelding tussen frames hetzelfde blijven.

Deze opname kan veel worden gecomprimeerd omdat er heel weinig beweging of verandering is tussen elk frame.

Neem de clip hierboven van Luke Cage van De verdedigers. In dit korte shot tilt Luke zijn hoofd een beetje naar rechts en staat er een agent aan de zijkant, maar het frame verandert grotendeels niet. De balken aan de achterkant zijn bijna perfect stil en zelfs het lichaam van Luke verschuift niet dramatisch. Interframe-compressie kan aan een video vertellen dat je eenvoudig elke achtergrond dezelfde achtergrond blijft tekenen, of dat je gewoon een deel van de pixels op de voorgrond verplaatst, in plaats van elke pixel dertig keer per seconde van scratch opnieuw uit te tekenen. Dit type compressie kan enorme besparingen opleveren in een anders gigantische videobestandsgrootte. Zonder deze compressie zou alles, van uw internetverbinding tot een eenvoudige HDMI-kabel, niet de capaciteit hebben om zoveel gegevens over te dragen.

Die interframe-compressie loopt echter een probleem met dingen als regen en confetti. In plaats van een overwegend statische achtergrond vult regenval het hele frame met kleine details die elk frame moet worden verplaatst of opnieuw getekend. Elke regendruppel neemt waardevolle stukjes in beslag die kunnen worden besteed aan het gezicht van een personage. Hoe meer kleine details er in een scène rondgaan, hoe minder bits er voor alles rondlopen en de videokwaliteit daalt.

Streaming online zet een enorme rem op je bitrate

Als regen zo'n probleem is, waarom merk je dit dan niet als je een Blu-Ray-schijf bekijkt? Het antwoord ligt in de beschikbare bitrate. Hoewel Blu-ray-schijven een enorme hoeveelheid compressie kunnen ondergaan, hebben ze nog steeds een voldoende hoge bitsnelheid om al die regendruppels en confetti-stukken weer te geven. Als een scène bijvoorbeeld bijzonder druk of chaotisch genoeg was, zou je enige verslechtering van de beeldkwaliteit kunnen waarnemen, maar je zult er wel naar moeten kijken.

Streaming via internet kan gewoon niet bijbenen. De gemiddelde internetsnelheid in de Verenigde Staten ligt rond de 18 Mbps, wat minder is dan de helft van de bandbreedte die nodig is voor een Blu-Ray-schijf, plus dat die bandbreedte door alle apparaten in uw netwerk moet worden gedeeld. Erger nog, een bedrijf als Netflix kan slechts zoveel gegevens tegelijk verwerken, zelfs als je een internetverbinding hebt die snel genoeg is om het te verwerken. Netflix is ​​al verantwoordelijk voor een groot deel van het internetverkeer op internet. Het streamen van volledige hd-kwaliteit HD-streams met dezelfde beeldkwaliteit als een schijf zou niet haalbaar zijn.

Volgens de helpsite van Netflix raadt het bedrijf ten minste 5 Mbps aan voor HD-video en 25 Mbps voor 4K-streaming. Dit is overduidelijk een veel lagere bitrate dan de Blu-Ray-speler in je leven aankan. En vergeet niet dat Blu-Ray video al behoorlijk gecomprimeerd is. Dus, als Netflix besluit de bitrate van een stream nog meer te beperken, begin je de beeldkwaliteit te verliezen.

Voor eenvoudige, gemoedelijke scènes is dit niet zo'n probleem, tenzij je het soort persoon bent dat echt geobsedeerd raakt door de beeldkwaliteit. Regenachtige scènes stellen echter meer vraag naar een reeds gespannen bitrate. Het is alsof je een tuinslang probeert op te hijsen tot een brandkraan. De capaciteit is er gewoon niet.

Bekijk deze scène van Amerikaanse goden. Ik heb deze show gestreamd via een Google Fiber-verbinding, rechtstreeks aangesloten op mijn bureaublad. Ondanks dat je veel bandbreedte hebt tussen mij en Starz, kun je zien dat de regenachtige scène net zo korrelig is als een 8-bits videogame. Het probleem wordt zelfs groter wanneer het vanaf het einde van de close-up van de schaduw in het begin van de clip snijdt tot aan het einde van de clip, omdat er meer regen is, wat meer details betekent, wat betekent dat er minder bandbreedte is voor iets anders.

Nu, hier is dezelfde scène. Deze keer hebben we echter een GIF gemaakt van een lokale kopie van deze aflevering in plaats van deze te streamen. Natuurlijk kijk je naar een 650 pixel brede GIF van een 4K-video, dus je zult niet het volledige effect kunnen zien, maar zelfs hier kun je meer details zien. Aangezien de lokale video niet zo veel hoeft te worden gecomprimeerd als wanneer deze online zou worden gestreamd, is er een veel hogere bitsnelheid om mee te werken.

In deze tweede versie ziet u meer regendruppels, kunt u de mensen duidelijker zien en worden de kleuren nog levendiger met een beter contrast. Hoe hoger de bitrate van een video, hoe minder een probleem het is wanneer het begint te regenen of wanneer iemand confetti gooit. Op technisch niveau veroorzaken regen en confetti altijd een compressieprobleem, maar je merkt het niet zo vaak als je het vanaf een schijf of bestand op je computer afspeelt, in plaats van het online te streamen.

Natuurlijk is de afweging de moeite waard voor u. Sites zoals Netflix, HBO en Starz hebben een enorme bibliotheek met HD- en 4K-content die duur kan zijn om ergens anders naartoe te gaan (ervan uitgaande dat dit zelfs kan). behalve, meest scènes zitten sowieso niet in de regen. Hoewel een film er nooit zo goed uit zal zien als Netflix op Blu-Ray, kan deze er goed uitzien genoeg. Als je echter een goed voorbeeld bent van goed uitziende video's, wil je waarschijnlijk vasthouden aan fysieke media of je eigen thuismediaserver.