Hvorfor snø, regn og konfetti ødelegger streaming av videokvalitet

Hvis du noen gang har sett en film på Netflix, YouTube, eller en annen streamingtjeneste, kan du merke at det er en regnfull scene, hver gang videokvaliteten kommer fra hverandre. Selv om du streamer over den beste internettforbindelsen, vil videoen se ut som crap. Dette skjer fordi alle videostrømmer er komprimert, og partikler som regn, snø og konfetti ødelegger komprimerte strømmer helt.

Hvor moderne video komprimeres for å passe bithastighetsbegrensninger

For å forstå hvorfor regn og andre partikler kan ødelegge en videokvalitet, må vi forstå hvordan bitrate fungerer. En videos bitrate er for å oversimplisere mengden data som en video kan passere gjennom, målt i biter per sekund. Du kan tenke på det som hvor stort et vannrør er. Jo mindre røret er, jo mindre vann kan du skyve gjennom om gangen. Jo bredere røret, jo mer vann kan du la gjennom. Videoer er like: Jo høyere bitrate, jo flere data en video kan vise per sekund, noe som betyr mer detalj og bedre bildeklarhet.

I verden av HD og nå 4K-tv, kan denne begrensningen bli et problem. Den fleste videoen du ser er komprimert på noen måte. Hvis du skulle se en helt ukomprimert HD-video, ville den ha en bitrate på 2,98 gigabit per sekund. 4K-video er enda verre, med en ukomprimert bithastighet på 1,67 terabyte per sekund. Ikke biter. Bytes. Det er flere data enn den raskeste internettforbindelsen i verden kan håndtere.

Heldigvis gjør moderne kompresjon en anstendig jobb med å bevare videokvalitet, i hvert fall til et punkt. En standard Blu-Ray-utgang på opptil 40 Mbps, og en 4K Blu-ray-utgang på opptil 108 Mbps. HDMI-kablene mellom Blu-Ray-spilleren og TV-en din kan sende opptil 18 GB, så det er mer enn nok plass til å håndtere alle dataene.

Forskjellen mellom ukomprimert videobitrate og bitrate på Blu-Ray-plater er stor, men du vil nok ikke kunne fortelle. Ukomprimert video inneholder tonnevis av detaljer som det menneskelige øyet vanligvis ikke vil legge merke til, så en god del av det kan kastes. I tillegg kan inter-frame-komprimering dramatisk redusere en filstørrelse ved å kaste ut data når deler av et bilde forblir det samme mellom rammer.

Dette bildet kan komprimeres mye siden det er svært liten bevegelse eller endring mellom hver ramme.

Ta klippet over Luke Cage fra Forsvarerne. I dette korte bildet glir Lukas hodet litt til høyre, og en politimann står opp på siden, men for det meste endres rammen ikke. Stengene i ryggen er nesten helt stille, og selv Luke kropp skifter ikke dramatisk. Inter-frame-komprimering kan fortelle en video for å bare trekke den samme bakgrunnen hver ramme, eller bare skifte noen av pikslene i forgrunnen rundt, istedenfor å omdanne hver eneste piksel fra grunnen tretti ganger i sekundet. Denne typen komprimering kan gjøre store kutt i en ellers enorm videofilstørrelse. Uten denne komprimeringen vil alt fra Internett-tilkoblingen til en grunnleggende HDMI-kabel ikke ha kapasitet til å overføre så mye data.

At inter-frame komprimeringen løper inn i et problem med ting som regn og konfetti, skjønt. I stedet for en for det meste statisk bakgrunn fyller regnfall hele rammen med små detaljer som må flyttes eller trekkes om hver ramme. Hvert regndråp tar opp verdifulle biter som kan brukes på et tegnes ansikt. Jo flere små detaljer det er å flytte rundt i en scene, jo færre biter er det å gå rundt for alt, og videokvaliteten faller.

Streaming Online Setter Massive Dra på Bitrate

Hvis regn er et slikt problem, hvorfor merker du ikke dette når du ser på en Blu-Ray-plate? Svaret ligger i tilgjengelig bithastighet. Mens Blu-Ray-plater kan gjennomgå en massiv kompresjon, har de fortsatt en høy nok bitrate for å gjengi alle de regndråper og stykker konfetti. Faktisk, hvis en scene var spesielt opptatt eller kaotisk nok, kan det hende du oppdager noe nedbryting i bildekvalitet, men du må skje for det.

Streaming over internett, derimot, kan bare ikke holde tritt. Den gjennomsnittlige internetthastigheten i USA er rundt 18 Mbps, noe som er mindre enn halvparten av båndbredden som kreves for en Blu-Ray-plate pluss at båndbredden må deles av alle enhetene på nettverket ditt. Verre ennå, et selskap som Netflix kan bare betjene så mye data samtidig, selv om du har en rask nok tilkobling for å håndtere det. Netflix står allerede for en stor del av internettrafikken på internett. Streaming full Blu-Ray kvalitet HD-strømmer med samme bildekvalitet på en plate ville være unfeasible.

Ifølge Netflixs hjelpeside anbefaler selskapet minst 5 Mbps for HD-video og 25 Mbps for 4K-streaming. Dette er helt klart en langt lavere bithastighet enn Blu-Ray-spilleren i ditt liv kan håndtere. Og husk at Blu-Ray-videoen allerede er ganske komprimert. Så, når Netflix bestemmer seg for å begrense bithastighetens bitrate enda mer, skal du begynne å miste bildekvalitet.

For grunnleggende, conversational scener er dette ikke så stort av en avtale med mindre du er den typen person som blir veldig besatt av bildekvalitet. Imidlertid stiller regntunge scener mer etterspørsel etter en allerede anstrengt bitrate. Det er som å prøve å hekte en hageslange opp til en brannhane. Kapasiteten er bare ikke der.

Ta en titt på denne scenen fra amerikanske gud. Jeg streamet dette showet over en Google Fiber-tilkobling, koblet direkte til skrivebordet mitt. Til tross for å ha rikelig med båndbredde mellom meg og Starz, kan du se at den regntunge scenen er like pixelert som et 8-bits videospill. Faktisk blir problemet verre når det skjærer seg fra Shadow nærmer seg i begynnelsen av klippet til det brede bildet på slutten, fordi det er mer regn, noe som betyr mer detalj, noe som betyr mindre båndbredde for noe annet.

Nå er det samme scene. Men denne gangen opprettet vi en GIF fra en lokal kopi av denne episoden, i stedet for å streame den. Selvfølgelig, det du ser er en 650 pixel bred GIF med en 4K video, slik at du ikke kan se full effekt, men selv her kan du se mer detaljert. Siden den lokale videoen ikke må komprimeres så mye som det ville hvis den var streaming online, er det en mye høyere bitrate å jobbe med.

I denne andre versjonen kan du se flere regndråper, du kan se folket tydeligere, og fargene er enda mer levende med bedre kontrast. Jo høyere bitrate en video har, jo mindre av et problem er det når det begynner å regne eller når noen kaster konfetti. På teknisk nivå vil regn og konfetti alltid forårsake kompresjonsproblemer, men du vil ikke merke det nesten like mye hvis du spiller den fra en plate eller en fil på datamaskinen, i stedet for å streame den på nettet.

Selvfølgelig kan avviket være verdt det for deg. Nettsteder som Netflix, HBO og Starz har et stort bibliotek med HD og 4K innhold som kan være dyrt å komme seg et annet sted (forutsatt at du selv kan). I tillegg, mest scener er ikke i regnet uansett. Mens en film aldri ser like bra ut fra Netflix som det vil på Blu-Ray, kan det se bra ut nok. Hvis du er en klistremerke for flotte videoer, vil du sannsynligvis holde fast med fysiske medier eller din egen hjemme medieserver.