Proč sníh a konfety zhoršují kvalitu videaTom Scott

Všimli jste si, že video s padajícím sněhem nebo s konfetami může vypadat hrozně? Jakmile kolem začnou poletovat věci, kvalita videa začne upadat. Můžete to vidět v tomto klipu z X Faktoru, kde bylo do vzduchu vypuštěno 200 kg konfet. Pokud rozumíte mezisnímkové kompresi, můžete přejít k jinému videu. S ostatními si promluvím o bitratu. Samozřejmě nejsem v Norsku, pokud vám to nebylo hned jasné. Mohl jsme někde najít skutečný sníh nebo pořídit spoustu konfet, ale takto to mohu otestovat za pečlivě kontrolovaných podmínek a navíc to pak nemusím uklízet.

Abych to shrnul do jedné věty: "Existuje jen konečné množství jedniček a nul, které mohou projít." V době analogové televize bylo video nekomprimované. Kamera načetla signál, ten byl přenesen vzduchem a televize ho zase složila. Ano, rozlišení nebylo vysoké, ale každý detail, který kamera zachytila, se objevil na obrazovce.

Pokud máte jen pár kanálů, které se přenáší vzduchem, tak je to bez problému. Avšak tohle je nehospodárné. Důvodem, proč může mít digitální televize tolik kanálů a proč internetová videa vůbec fungují, je komprese. Pokud se pokusíte přenést každý pixel HD videa v perfektní kvalitě, musíte odeslat asi 1 gigabit dat za sekundu. Tato hodnota je podobná součtu 100 běžných domácích připojení v USA nebo 50 běžných připojení v Jižní Korei.

Pokud chcete, aby YouTube fungoval, musíte ta data, ten bitrate, trochu osekat. Prvním krokem je naprosto běžná komprese obrazu. Každá fotka na internetu je zkomprimovaná. Například se odstraní malé detaily, kterých by si oko stejně nevšimlo. Teda až do doby, než vytvoříte 20 kopii toho obrázku a pokaždé to někam nahrajete. Můžete vzít každý snímek videa a ten zkomprimovat. Druhým krokem je mezisnímková komprese. Pokud se scéna moc nemění, proč přenášet celé snímky, když můžete přenášet pouze změny.

Pokud mluvím za jednobarevným pozadím proč s každým snímek opět odesílat data toho pozadí? Prostě řekněte přehrávači, ať zopakuje to, co tam bylo. Když se trochu pohnu, stačí říct přehrávači, aby ten blok pixelů posunul doprava. A možná trochu upravit barvy. Takhle změníte video s potřebou gigabitů za sekundu na něco, co nahrajete do telefonu. Matematika.

Spousta výpočtů. Myslím, že lepší bude to předvést. Omezím bitrate tohoto videa. Snížím počet jedniček a nul za sekundu. Ano, YouTube si s tím po nahrání ještě pohraje, ale nedokáže nějak zázračně navrátit ztracené detaily. I kdybyste to sledovali v nejlepší možné kvalitě, bude to osekaná verze. Tohle je 200 kilobitů za sekundu. Po drátě přijde 200 tisíc jedniček a nul za sekundu.

S moderním kódováním to nevypadá tak špatně. Přijdete o jemné detaily tváře, vlasů nebo pohybů rukou, Ale celkem jasně vidíte, co se ve videu děje. Ale teď přidejme sníh. Najednou tyto bity neurčují pouze obraz mého těla. Nyní také přenášejí pohyb věcí, které poletují kolem. Je to chaotické, mění to směr, je to složité. Nyní ani nefunguje instrukce: "Přesuň tyto pixely sem."

Teď přidejme barevné konfety. Teď se to začne rozpadat. Hýbe se tu víc věcí. Víc konfet. Těchto 200 kilobitů toho musí pokrýt mnohem víc. Ještě víc konfet. Nesejde na tom, jak se kódování snaží optimalizovat obličej a barvu kůže, není pro to dostatek bitů. Víc konfet, víc sněhu.

I když teď navýším bitrate na nejvyšší možnou hodnotu, pořád to nebude vypadat dobře. Nevím, proč křičím, zvuk větru přidám později. Ale tohle není o konfetách. Je to o pohybu. Když to všechno zmrazíme a uděláme z toho pozadí... Během pár vteřin se kvalita videa vrátí do normálu. Proto se obraz začne zhoršovat, když váš tým vyhraje a vypustí se konfety.

Video už doslova není tím, čím bývalo. Překlad: Mithril www.videacesky.cz