29Jul

Por que a neve, a chuva e o confete destroem a qualidade do vídeo em fluxo contínuo

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Se você já assistiu um filme em Netflix, YouTube ou algum outro serviço de transmissão, você pode notar que, a qualquer momento, há uma cena chuvosa, a qualidade do vídeo se desmorona completamente. Mesmo que você esteja transmitindo a melhor conexão com a internet, o vídeo será como uma merda. Isso acontece porque todos os fluxos de vídeo são compactados, e partículas como chuva, neve e confetes destroem completamente os fluxos comprimidos.

Como o vídeo moderno é comprimido para ajustar limitações de bitrate

Para entender por que chuva e outras partículas podem desperdiçar uma qualidade de vídeo, precisamos entender como a bitrate funciona. A bitrate de um vídeo é, para simplificar demais, a quantidade de dados que um vídeo pode passar, medido em bits por segundo. Você pode pensar nisso como quão grande é o tubo de água. Quanto menor o tubo, menos água você pode pressionar de cada vez. Quanto maior o tubo, mais água você pode passar. Os vídeos são semelhantes: quanto maior a taxa de bits, mais dados um vídeo pode exibir por segundo, o que significa mais detalhes e melhor clareza de imagem.

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No mundo da HD e agora da televisão 4K, essa limitação pode se tornar um problema. A maioria dos vídeos que você vê está comprimido de alguma forma. Se você visse um vídeo HD completamente descompactado, teria uma bitrate de 2.98 gigabits por segundo. O vídeo 4K é ainda pior, com uma taxa de bits descompactada de 1,67 terabytes por segundo. Não bits. Bytes. Isso é mais dados do que a conexão de internet mais rápida que o mundo pode lidar.

Felizmente, a compressão moderna faz um trabalho digno de preservar a qualidade do vídeo, pelo menos até certo ponto. Uma saída Blu-Ray padrão em até 40Mbps e um Blu-ray 4K com até 108Mbps. Os cabos HDMI entre o seu leitor de Blu-Ray e o seu televisor podem transmitir até 18Gbps, então há espaço suficiente para lidar com todos esses dados.

A diferença entre a taxa de bits de vídeo descompactada e a taxa de bits em seus discos Blu-Ray é enorme, mas você provavelmente não será capaz de contar. O vídeo não comprimido contém uma tonelada de detalhes que o olho humano geralmente não notará, então um bom pedaço disso pode ser jogado. Além disso, a compressão entre quadros pode reduzir drasticamente o tamanho de um arquivo, jogando dados quando partes de uma imagem permanecem iguais entre os quadros.

Este tiro pode ser comprimido muito, pois há muito pouco movimento ou mudança entre cada quadro.

Pegue o clipe acima de Luke Cage de The Defenders .Neste breve tiro, Luke inclina a cabeça ligeiramente para a direita, e uma policial ergue-se do lado, mas a maior parte do quadro não muda. As barras nas costas estão quase perfeitamente imóveis, e mesmo o corpo de Luke não muda dramaticamente. A compressão entre moldura pode dizer a um vídeo simplesmente continuar desenhando o mesmo fundo em cada quadro ou simplesmente mudar alguns dos pixels no primeiro plano ao redor, ao invés de redesenhar cada pixel do raio trinta vezes por segundo. Esse tipo de compressão pode fazer cortes enormes em um tamanho de arquivo de vídeo de outra forma enorme. Sem essa compressão, tudo da sua conexão com a Internet a um cabo HDMI básico não teria a capacidade de transferir esses dados.

Essa compressão entre moldura coincide com um problema com coisas como chuva e confetes. Em vez de um fundo principalmente estático, a queda da chuva enche todo o quadro com pequenos detalhes que precisam ser movidos ou redesenhados em cada quadro. Cada gota de chuva ocupa valiosos pedaços que podem ser gastos no rosto de um personagem. Os detalhes mais pequenos que estão se movendo em uma cena, os poucos bits que há para dar uma volta para tudo, e a qualidade do vídeo cai.

Streaming Online coloca um arrasto massivo em seu bitrate

Se a chuva é um problema, por que você não percebe isso quando está assistindo um disco Blu-Ray? A resposta está na taxa de bits disponível. Enquanto os discos Blu-Ray podem sofrer uma enorme quantidade de compressão, eles ainda possuem uma taxa de bits suficiente para renderizar todas aquelas gotas de chuva e pedaços de confetes. De fato, se uma cena fosse particularmente ocupada ou caótica o suficiente, você pode notar alguma degradação na qualidade da imagem, mas você terá que discutir com ela.

Streaming pela internet, por outro lado, simplesmente não pode continuar. A velocidade média da internet nos Estados Unidos é de cerca de 18Mbps, o que é menos da metade da largura de banda necessária para um disco Blu-Ray-plus que a largura de banda deve ser compartilhada por todos os dispositivos da sua rede. Pior ainda, uma empresa como a Netflix só pode servir tantos dados ao mesmo tempo, mesmo se você tiver uma conexão de internet suficientemente rápida para lidar com isso. A Netflix já representa um grande número de tráfego na Internet. O fluxo contínuo de transmissões Blu-Ray HD de alta qualidade com a mesma qualidade de imagem de um disco seria inviável.

De acordo com o site de ajuda da Netflix, a empresa recomenda pelo menos 5Mbps para vídeo HD e 25Mbps para transmissão em 4K.Isso é muito obviamente um bitrate muito mais baixo do que o jogador Blu-Ray em sua vida pode lidar. E lembre-se, que o vídeo Blu-Ray já está bastante comprimido. Então, quando a Netflix decide limitar a bitrate de um fluxo ainda mais, você vai começar a perder qualidade de imagem.

Para cenas básicas e conversacionais, isso não é tão grande, a menos que você seja o tipo de pessoa que fica realmente obcecada com a qualidade da imagem. No entanto, as cenas chuvosas colocam mais demanda em uma taxa de bits já esticada.É como tentar ligar uma mangueira de jardim até uma boca de incêndio. A capacidade não está lá.

Dê uma olhada nesta cena dos Deuses americanos. Eu transmitei esse show por uma conexão da Google Fiber, conectada diretamente na minha área de trabalho. Apesar de ter muita largura de banda entre mim e Starz, você pode ver que a cena chuvosa é tão pixelada como um jogo de vídeo de 8 bits. Na verdade, o problema piora quando ele corta o close-up de Shadow no início do clipe para o tiro largo no final, porque há mais chuva, o que significa mais detalhes, o que significa menos largura de banda para qualquer outra coisa.

Agora, aqui está a mesma cena. No entanto, desta vez criamos um GIF a partir de uma cópia local deste episódio, em vez de transmiti-lo. Claro, o que você está visualizando é um GIF de 650 pixels de largura de um vídeo de 4K, então você não poderá ver o efeito completo, mas mesmo aqui você pode ver mais detalhes. Uma vez que o vídeo local não precisa ser comprimido tanto quanto seria se fosse transmitido on-line, há uma taxa de bits muito maior para trabalhar.

Nesta segunda versão, você pode ver mais gotas de chuva, você pode ver as pessoas com mais clareza e as cores são ainda mais vívidas com um melhor contraste. Quanto maior o bitrate de um vídeo, menos problema é quando começa a chover ou quando alguém joga confetes. Em nível técnico, chuva e confetes sempre causam um problema de compressão, mas você não perceberá quase tanto se você estiver jogando a partir de um disco ou um arquivo em seu computador, em vez de transmiti-lo online.

Claro, a compensação pode valer a pena para você.Sites como Netflix, HBO e Starz têm uma enorme biblioteca de conteúdo HD e 4K que pode ser caro para chegar em outro lugar( assumindo que você pode mesmo).Além disso, a maioria das cenas não estão na chuva de qualquer maneira. Enquanto um filme nunca parecerá tão bom com o Netflix quanto no Blu-Ray, pode parecer bom suficiente .Se você é um observador de vídeos bonitos, você provavelmente quer ficar com mídia física ou seu próprio servidor de mídia doméstico.