Teoria
As diferenças no vídeo provavelmente não serão visíveis para olhos não treinados. O vídeo em 1080p teria que ser diminuído de qualquer maneira. Porém, não será exatamente o mesmo, porque a compactação e a escala são aplicadas em ordem diferente.
Vamos supor que o vídeo original fosse 1080p. Nesse caso, o vídeo 720p foi escalado primeiro e depois compactado. Por outro lado, o clipe de 1080p foi compactado primeiro no lado do servidor e depois escalado na sua máquina. O arquivo 1080p obviamente será maior. (caso contrário, ofereceria uma resolução mais alta, mas com qualidade inferior, arruinando a experiência visual e invalidando o ponto de usar uma resolução mais alta 1 )
A compactação com perdas geralmente causa artefatos visuais que aparecem como blocos quadrados com bordas perceptíveis quando o vídeo é pausado, mas não são visíveis quando você o reproduz com taxa de quadros normal. O arquivo 1080p conterá mais blocos quadrados (causados pela compactação) que os vídeos 720p, mas esses blocos terão aproximadamente o mesmo tamanho nos dois vídeos.
Fazendo cálculos simples, podemos calcular que o vídeo 1080p conterá 2,25 vezes mais desses blocos, então, depois de escalá-lo para 720p, esses blocos serão 2,25 vezes menores do que no vídeo 720p real. Quanto menores forem os blocos, melhor será a qualidade do vídeo final; portanto, o vídeo em 1080p parecerá melhor que o vídeo em 720p, mesmo na tela de 720p. O vídeo 1080p redimensionado aparecerá um pouco mais nítido do que o clipe 720 real.
As coisas ficam um pouco mais complicadas se o material de origem for maior que 1080p. O clipe de 1080p é dimensionado primeiro para 1080p e compactado antes de você o reproduzir e depois redimensionado novamente durante a reprodução. O clipe de 720p é redimensionado apenas uma vez e depois compactado. A etapa de dimensionamento intermediário, presente no vídeo 1080p, tornará sua qualidade um pouco pior 2 . A compactação tornará ainda mais difícil o 720p, então o 1080p vence mesmo assim.
Mais uma coisa: não é apenas o vídeo compactado, mas também o áudio. Quando as pessoas decidem usar a taxa de bits 1 mais alta para compactação de vídeo, geralmente fazem o mesmo com o áudio. A versão 1080p do mesmo vídeo pode oferecer melhor qualidade de som que o vídeo 720p.
1 : Uma taxa de bits é o fator que decide o quão bom é o vídeo compactado ao custo do tamanho do arquivo. É especificado manualmente quando o vídeo é compactado. Ele especifica quanto espaço em disco pode ser usado para cada quadro (ou unidade de tempo) de vídeo compactado. Taxa de bits mais alta = melhor qualidade e arquivo maior. Usar a mesma taxa de bits com a mesma taxa de quadros produzirá arquivos (aproximadamente) do mesmo tamanho, independentemente da resolução do vídeo, mas quanto maior a resolução usada, menos espaço em disco pode ser gasto em um único pixel, aumentando a resolução da saída sem aumentar A taxa de bits pode fazer com que o vídeo compactado pareça pior do que com uma resolução de saída mais baixa.
2 : Tente você mesmo: abra uma foto em qualquer editor e redimensione-a para um tamanho um pouco menor e, em seguida, salve-a como PNG. Em seguida, abra a foto original novamente e redimensione-a para o mesmo tamanho em uma etapa. Segunda tentativa dará melhores resultados.
Teste
@Raestloz pediu vídeos reais para comparação em seu comentário. Não consegui encontrar versões 1080p e 720p do mesmo vídeo para comparação, então fiz um.
Eu usei quadros não compactados do filme "O sonho de elefante" ( http://www.elephantsdream.org/ ), que estão disponíveis no CC-BY 2.5. Fiz o download dos quadros 1 a 6000 e os converti em vídeos usando ffmpeg e o seguinte arquivo em lotes:
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 500k -an -s 1280x720 -f mp4 _720p_500k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 700k -an -s 1280x720 -f mp4 _720p_700k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 1125k -an -s 1280x720 -f mp4 _720p_1125k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 4000k -an -s 1280x720 -f mp4 _720p_4000k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 500k -an -f mp4 _1080p_500k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 700k -an -f mp4 _1080p_700k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 1125k -an -f mp4 _1080p_1125k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 4000k -an -f mp4 _1080p_4000k.mp4
- 24 fps
- 1080p e 720p
- quatro taxas de bits constantes para cada resolução:
- 500 kbps
- 700 kbps
- 1125 kbps
- 4000 kbps
500 kbps é baixo o suficiente para que artefatos e distorções de compactação apareçam no vídeo 720p. 1125 kbps é a taxa de bits proporcional por pixel para 1080p (500 × 2,25 = 1125, onde 2,25 = 1920 × 1080/1280 × 720). 700 kbps é a taxa de bits intermediária para verificar se o uso da taxa de bits muito inferior à proporcional para 1080p faz sentido. 4000 kbps é alto o suficiente para criar vídeo praticamente sem perdas em ambas as resoluções para comparação de 1080p redimensionado para 720p real.
Depois, divido os vídeos em quadros únicos. A extração de todos os quadros é lenta e ocupa muito espaço ( história verdadeira ), por isso recomendo o uso do -rswitch ffmpeg para extrair a cada 8 quadros (ou seja, -r 3para vídeo a 24 fps)
Não posso fornecer links de download à prova de futuro para vídeos, mas essas etapas podem ser facilmente replicadas para criar clipes como o meu. Para o registro, aqui estão os tamanhos dos arquivos de saída: (devem ser aproximadamente idênticos para as duas resoluções, porque a taxa de bits é constante por segundo)
- 500 kbps: 13.6 MB / 13.7 MB
- 700 kbps: 18,8 MB / 19 MB
- 1125 kbps: 29.8 MB / 30.2 MB
- 4000 kbps: 105 MB / 105 MB
Downloads para amostras de quadros extraídos estão disponíveis no final desta postagem.
Aumentar taxa de bits e resolução
Aqui está uma comparação da mesma região cortada de ambos os quadros depois de escalar para 720p (quadro 2097). Observe os dedos, a cabeça e o equipamento pendurado no teto: mesmo de 500 a 700 kbps faz uma diferença notável. Observe que as duas imagens já estão dimensionadas para 720p.
Quadro 3705. Observe a borda do tapete e o cabo:
Quadro 5697. Este é um exemplo de quadro que não é compactado muito bem. O vídeo 1080p a 700 kbps é menos detalhado que o clipe de 720 a 500 kbps (extremidade da orelha). Os detalhes da pele são perdidos em todos os quadros compactados.
GIFs dos três quadros, com taxa de bits crescente. (Infelizmente, eu tive que usar o pontilhamento porque o GIMP não suporta mais de 255 cores no GIF, portanto, alguns pixels estão um pouco fora.)
Taxa de bits constante, resoluções diferentes
Inspirada no comentário de @ TimS., Aqui está a mesma região do quadro 2097 com 720p e 1080p lado a lado.
Para 500 kbps, 720p é um pouco melhor que 1080p. 1080p parece mais nítido, mas esses detalhes não estão presentes na imagem descompactada (calças do cara esquerdo). Com 700 kbps, eu chamaria de empate. Finalmente, 1080p ganha para 1125 kbps: as duas fotos parecem quase idênticas, mas a imagem à direita tem sombras mais pronunciadas (tubos na parede traseira e na parte inferior direita).
Taxa de bits muito alta
@Noah fez uma boa pergunta nos comentários: as duas imagens serão idênticas com taxa de bits alta o suficiente? Aqui está 720p 4000 kbps x 1080p 4000 kbps x quadro não compactado 5697:
Agora isso é bastante subjetivo, mas aqui está o que posso ver:
- A borda esquerda da orelha é pixelizada em 720p, mas suave em 1080p, apesar da taxa de bits idêntica.
- 720p preserva os detalhes da pele das bochechas melhor que 1080p.
- O cabelo parece um pouco mais nítido em 1080p.
É a escala que começa a desempenhar um papel aqui. Alguém poderia responder intuitivamente que 1080p parecerá pior que 720p em uma tela 720p, porque o dimensionamento sempre afeta a qualidade. Não é exatamente verdade neste caso, porque o codec que usei (h.264, mas também outros codecs) tem algumas imperfeições: cria pequenas caixas que são visíveis em bordas contrastantes. Eles também aparecem no instantâneo de 1080p (consulte os links na parte inferior), mas o redimensionamento para 720p faz com que alguns detalhes sejam perdidos, em particular suaviza essas caixas e melhora a qualidade.
Ok, então vamos calcular a diferença entre 720p (esquerda) e 1080p (direita) versus o quadro original e esticar o contrato, para que fique claramente visível:
Essa imagem nos dá uma visão ainda mais clara do que está acontecendo. Os pixels pretos são representados perfeitamente em quadros compactados (e redimensionados para 720p); os pixels coloridos são desativados proporcionalmente à intensidade.
- A bochecha está bem mais próxima do original na metade de 720p, porque a escala suavizou os detalhes da pele na metade direita.
- A borda da orelha não é tão próxima dos pixels não compactados, mas é melhor em 1080p. Novamente, os artefatos são visíveis na metade de 720p - eles também apareceriam em 1080p não redimensionado, mas a escala os suavizou com bons resultados.
- O cabelo parece ser melhor em 720p porque está fechado para o preto, mas, na realidade, parece um ruído aleatório. 1080p, por outro lado, tem suas distorções alinhadas com as bordas dos cabelos, de modo que realmente enfatiza as linhas de cabelo. Provavelmente é a mágica de redimensionar novamente: o "ruído" aumenta quando redimensiona, mas também começa a fazer sentido.
aviso Legal
Este teste é puramente sintético e não prova que o vídeo 1080p da vida real tenha uma aparência melhor que 720p quando reproduzido em tela menor. No entanto, mostra uma forte relação entre a taxa de bits do vídeo e a qualidade do vídeo redimensionado para o tamanho da tela. Podemos assumir com segurança que o vídeo 1080p terá uma taxa de bits mais alta que 720p, por isso oferecerá quadros mais detalhados, melhorando, na maioria das vezes, a experiência do espectador. Não é a resolução que desempenha o papel mais importante, mas a taxa de bits do vídeo, que é maior nos vídeos em 1080p.
Usar taxa de bits incrivelmente alta para vídeo em 720p não parecerá melhor que 1080p. O downscaling pós-compactação pode ser benéfico para 1080p, pois moldará o ruído de compactação e suavizará os artefatos. Aumentar a taxa de bits não compensa a falta de pixels extras para trabalhar, porque codecs com perdas não são perfeitos.
Em casos raros (cenas muito detalhadas) de resolução mais alta, vídeos com taxa de bits mais alta podem realmente parecer piores.
Qual é a diferença entre este teste artificial e o vídeo da vida real?
- Eu assumi uma taxa de bits pelo menos 40% maior para 1080p do que para 720p. Olhando para os resultados, acho que 20% seriam suficientes para perceber a melhoria da qualidade, mas ainda não a testei. O aumento proporcional na taxa de bits fornecerá resultados muito melhores, mesmo se a resolução mais baixa corresponder ao que a tela usa, mas é improvável que seja usada na vida real. (ainda assim, é proporcional, @JamesRyan)
- Os vídeos da vida real geralmente usam taxa de bits variável (VBR). Fui com a taxa de bits constante de 1 passagem (CBR), esperando que isso tornasse todos os efeitos colaterais desagradáveis da compressão mais óbvios.
- Codecs diferentes podem reagir de maneiras diferentes. Este teste foi realizado usando o popular codec h.264.
Mais uma vez: não digo que este post prove alguma coisa. Meu teste é baseado em vídeos feitos artificialmente. YMMV para exemplos realistas. Ainda assim, a teoria provavelmente é verdadeira, não há nada que sugira que ela possa estar errada. (exceto para a escala, mas o teste lida com isso)
Concluindo, na maioria dos casos, o vídeo 1080p será melhor que o vídeo 720p, independentemente da resolução da tela .
Transferências:
- Quadro 2097:
- Quadro 3705:
- Quadro 5697:
Depende muito da mídia.
Por exemplo, se você tem uma tela de 720p e reproduz um 1080p de youtube, posso ver a diferença quando as coisas se movem. É apenas um pouquinho mais detalhado. Por outro lado, alguém com olhos menos treinados provavelmente não verá diferença.
Além disso, 1080p requer mais poder de renderização para exibir, e o aumento da qualidade, se houver, simplesmente não vale a pena. Minha recomendação seria ir para 720p, não importa o quê.
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O vídeo 1080p teria que ser reduzido para se ajustar ao tamanho da tela de 720p. O vídeo 720p não teria escala aplicada.
Qual versão do vídeo que ficaria melhor realmente depende mais dos níveis de compactação de cada vídeo. Um vídeo de 2 GB a 720p seria menos compactado e menos bloqueado do que um vídeo de 2 GB a 1080p, desde que as mesmas configurações de vídeo sejam usadas com o mesmo codec de vídeo. O vídeo 1080p precisa de mais memória para cada quadro no vídeo, para que mais artefatos de compactação sejam visíveis.
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A exibição de vídeo 1080p em uma tela 720p pode causar distorção na qualidade do vídeo, enquanto ele tenta descobrir onde cortar pixels. As chances são de que isso não será perceptível, mas realmente não há benefício de vídeos em 1080p acima de 720p ao usar uma tela de 720p.
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Depende do seu hardware e faz ou não upscaling / downscaling. Teoricamente, 1080 linhas compactadas em um aparelho / monitor que só pode ler 720 linhas (é a que 1080/720 se refere; o número de linhas na sua imagem) deve melhorar a imagem. Mais é melhor, certo? No entanto, vejamos uma TV de 40 ", por exemplo. 720 linhas em uma TV de 40" chegam a 18 linhas (ou pixels) por polegada. 1080 linhas em uma TV de 40 "chegam a 27 linhas por polegada. Seu olho pode dizer a diferença com um objeto tão pequeno? Provavelmente não. Além disso, você deve levar em consideração como o arquivo de vídeo foi processado (você mencionou MKV, que é um formato de vídeo criado em um computador e, portanto, depende da qualidade da placa de vídeo) e se o hardware / software de alta qualidade foi ou não usado.
Portanto, para responder à pergunta, a maioria das pessoas não notará muita diferença entre os dois vídeos, se houver.
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O resultado depende do algoritmo de redimensionamento. Mas o algoritmo padrão na maioria das situações produzirá uma imagem mais nítida. Portanto, um vídeo 1080p pode parecer melhor em uma tela 720p, desde que o 720p seja a versão original e não tenha sido reduzido em 1080p ou em uma resolução mais alta
A redução tem outra vantagem de que alguns algoritmos podem usar a renderização de subpixel, o que aumenta um pouco a resolução efetiva
De fato, escalar para cima e para baixo é como os algoritmos de suavização de borda funcionam e também como a escala fracionária de dpi funciona em muitos sistemas operacionais, como iOS ou macOS. Por exemplo, em uma tela a 150% ppp, a interface será renderizada em três vezes a resolução física e, em seguida, será reduzida para metade da versão ampliada, resultando em uma taxa de escala de 3/2
Leitura adicional:
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Pessoalmente, acho que essa coisa de 1080 e 720 foi uma bagunça de várias maneiras. Primeiro, 1920x1080 é uma proporção de 16: 9. Por que não torná-lo 2048 * 1024 para que seja uma proporção perfeita de 2: 1 e porque é sabido que os computadores adoram potências de 2? Para TVs menores, como 21 "ou até menores, elas podem jogar fora todos os outros pixels no sinal 2048x1024, criando assim uma resolução 1024x512 eficaz, suficiente para uma TV pequena, como em um balcão de cozinha.
Eu também odeio que os quadros com muito movimento tendem a ficar muito embaçados, já que isso não é HD. O HD real congelaria os quadros de cenas em movimento tão nítidos quanto os quadros que não são em movimento, mas eles nem sequer têm qualidade próxima.
Mas, para responder à sua pergunta original, isso depende de muitos fatores. Usando imagens fixas como base para imagens em movimento, existem fatores concorrentes: começar com uma resolução mais alta e depois redimensionar normalmente produz uma imagem de melhor qualidade, pois o ruído (como em um céu azul) é limpo. A qualidade é especialmente boa se a imagem reduzida for uma queda exata de 50% na resolução em cada dimensão. Por exemplo, se capturássemos uma imagem estática de 2048x1536 (3MP) e a reduzíssemos para 1024x768 (3/4 MP). O outro fator competitivo é o maior número de estágios do processamento (na tentativa de economizar espaço de armazenamento da imagem), geralmente pior é a qualidade da imagem. Por exemplo, um JPG originalmente em 2048x1536 em uma câmera terá artefatos e, quando redimensionado e salvo novamente como um JPG menor, mais artefatos serão introduzidos.
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