บิตเรต ความละเอียด และเฟรมเรต
ค่าไหนทำให้ไฟล์เล็กลงจริง ๆ แล้วค่าไหนที่แค่ทำให้ภาพดูแย่ลง
สมการเดียวอธิบายได้เกือบทั้งหมด
ขนาดไฟล์เท่ากับบิตเรตคูณความยาวคลิปโดยประมาณ บิตเรตคือจำนวนบิตต่อวินาทีที่ตัวเข้ารหัสได้รับอนุญาตให้ใช้ ส่วนความยาวคือจำนวนวินาทีที่มันได้ใช้ ทุกอย่างที่เหลือ ทั้งความละเอียด เฟรมเรต การเคลื่อนไหว และโคเดก เปลี่ยนแค่ว่าภาพจะดูดีแค่ไหนที่บิตเรตหนึ่ง ๆ ไม่ได้เปลี่ยนขนาดไฟล์
ตัวอย่างที่คำนวณให้ดูจะทำให้เห็นภาพชัด คลิปที่เข้ารหัสที่ 5 เมกะบิตต่อวินาทีเป็นเวลาหกสิบวินาทีบรรจุข้อมูลวิดีโอ 300 เมกะบิต ซึ่งเท่ากับ 37.5 เมกะไบต์ บวกกับแทร็กเสียงและส่วนเกินของคอนเทนเนอร์ นั่นเป็นเลขคณิต ไม่ใช่ผลวัด หกสิบวินาทีเท่ากันที่ 2 Mbit/s ได้ 15 MB ไม่ว่าในเฟรมจะมีอะไรก็ตาม
ความละเอียดและเฟรมเรตคือความต้องการ ไม่ใช่ขนาด
การเพิ่มความละเอียดหรือเฟรมเรตไม่ได้ทำให้ไฟล์ใหญ่ขึ้นโดยตรง มันเพิ่มจำนวนบิตที่ตัวเข้ารหัสต้องใช้เพื่อให้ภาพออกมาดูรับได้ คลิป 4K ที่ 2 Mbit/s มีขนาดเท่ากับคลิป 720p ที่ 2 Mbit/s เพียงแต่เวอร์ชัน 4K ดูแย่กว่ามาก เพราะงบก้อนเดียวกันถูกเกลี่ยไปบนพิกเซลที่มากกว่าถึงเก้าเท่า
นี่คือเหตุผลที่การลดความละเอียดเป็นวิธีย่อวิดีโอที่ได้ผลมาก คุณไม่ได้ทำให้ไฟล์เล็กลงด้วยการเปลี่ยนความละเอียด แต่คุณกำลังทำให้บิตเรตที่ต่ำกว่าดูรับได้ แล้วจึงเลือกใช้บิตเรตที่ต่ำกว่านั้น
| ความละเอียด | ที่ 30 fps | ที่ 60 fps |
|---|---|---|
| 3840 × 2160 | 249 ล้าน px/s | 498 ล้าน px/s |
| 1920 × 1080 | 62 ล้าน px/s | 124 ล้าน px/s |
| 1280 × 720 | 28 ล้าน px/s | 55 ล้าน px/s |
| 854 × 480 | 12 ล้าน px/s | 25 ล้าน px/s |
ตัวเลขเหล่านั้นคือปริมาณงานของตัวเข้ารหัส และมันแปรผันแบบตรงไปตรงมา ลดเฟรมเรตลงครึ่งหนึ่งก็ลดปริมาณงานลงครึ่งหนึ่ง ลดจาก 1080p เป็น 720p ก็เหลือราวหนึ่งในสาม แต่เฟรมเรตมีผลอีกอย่างหนึ่งด้วย คือมันเปลี่ยนความรู้สึกของการเคลื่อนไหว การลดเฟรมเรตลงครึ่งหนึ่งในภาพคนพูดที่แทบไม่ขยับนั้นแทบมองไม่เห็น แต่การลดครึ่งหนึ่งในภาพแพนกล้องเร็ว ๆ นั้นเห็นชัดมาก
ดัชนีคุณภาพทำอะไรกันแน่
ตัวเข้ารหัสสมัยใหม่ส่วนใหญ่ชอบการตั้งเป้าหมายเป็นคุณภาพมากกว่าเป็นบิตเรต คุณให้ดัชนีคุณภาพไป ตัวเข้ารหัสจะใช้บิตเท่าที่คุณภาพนั้นต้องการในแต่ละเฟรม และบิตเรตที่ได้จะแปรไปตามเนื้อหา วิธีนี้มักเป็นการตั้งค่าที่ดีกว่า เพราะมันวางบิตไว้ตรงที่ภาพต้องการ แทนที่จะเปลืองบิตไปกับเฟรมนิ่ง ๆ แล้วปล่อยให้เฟรมที่เคลื่อนไหวเร็วอดอยาก
ผลที่ตามมาคือดัชนีคุณภาพไม่ได้บอกขนาดไฟล์ให้คุณรู้ล่วงหน้า คลิปสองคลิปที่เข้ารหัสด้วยดัชนีเดียวกันอาจต่างกันหลายเท่าตัว และไม่มีทางรู้ได้จนกว่าจะเข้ารหัสเสร็จ ถ้าคุณจำเป็นต้องให้ลงเพดานขนาดที่กำหนด ก็ต้องเข้ารหัสแล้วตรวจ หรือไม่ก็ตั้งเป้าหมายเป็นบิตเรตแล้วยอมรับว่าคุณภาพจะแปรผันแทน
การเคลื่อนไหวคือตัวแปรที่ซ่อนอยู่
โคเดกวิดีโอทำงานด้วยการอธิบายแต่ละเฟรมเป็นส่วนต่างจากเฟรมก่อนหน้า เมื่อมีอะไรเปลี่ยนน้อย เช่น กล้องล็อกนิ่ง สไลด์นำเสนอ หรือใบหน้าหน้าผนังเปล่า ส่วนต่างก็เล็กจิ๋วและตัวเข้ารหัสใช้บิตน้อยมาก แต่เมื่อทุกอย่างเปลี่ยน เช่น การแพนกล้องด้วยมือ กระดาษโปรย สายฝน ผิวน้ำ ใบไม้ไหวตามลม หรือการตัดฉากทุกวินาที แทบไม่มีอะไรทำนายได้เลยและบิตเรตก็พุ่งขึ้น
- เกรนและสัญญาณรบกวนจากเซนเซอร์ทำตัวเหมือนการเคลื่อนไหว มันเปลี่ยนทุกพิกเซลในทุกเฟรมและแพงต่อการเข้ารหัส
- คลิปที่ถือกล้องด้วยมือแล้วสั่นกินบิตมากกว่าการถ่ายวัตถุเดียวกันบนขาตั้งอย่างเทียบไม่ติด
- การบันทึกหน้าจอที่ส่วนใหญ่นิ่งนั้นถูกมาก จนกระทั่งมีอะไรเลื่อนขึ้น
- การเฟดและการจางซ้อนแพงกว่าการตัดฉากแบบทันที เพราะทุกพิกเซลเปลี่ยนไปเล็กน้อยตลอดหนึ่งวินาทีหรือนานกว่านั้น
เสียงนั้นเล็ก จนกระทั่งมันไม่เล็ก
สำหรับคลิปส่วนใหญ่ เสียงเป็นเพียงเศษปัดทิ้ง แทร็กสเตอริโอที่ 128 kbit/s เพิ่มขนาดราวหนึ่งเมกะไบต์ต่อหนึ่งนาที แต่ในคลิปสั้น ความละเอียดต่ำ ที่ถูกบีบอัดหนัก มันอาจกลายเป็นสัดส่วนที่เห็นได้ชัดของขนาดรวม ถ้าคุณกำลังดันชนเพดานขนาดอยู่ การลดบิตเรตเสียงลงหรือเปลี่ยนเป็นโมโนเป็นสิ่งที่ควรพิจารณาก่อนจะทำร้ายภาพให้หนักไปกว่านี้ และถ้าเสียงไม่สำคัญเลย การลบแทร็กออกทั้งหมดคือการรีมักซ์ซึ่งไม่เสียคุณภาพอะไรเลย
สูตรที่มักได้ผล
- ตัดสินใจว่าคลิปจะถูกดูบนจอที่ใหญ่ที่สุดขนาดไหน แล้วจำกัดความละเอียดไว้เท่านั้น
- คงเฟรมเรตของต้นฉบับไว้ เว้นแต่การเคลื่อนไหวจะนุ่มนวลมาก การลดลงครึ่งหนึ่งคือความเปลี่ยนแปลงที่มองเห็นได้ ไม่ใช่การประหยัดที่ได้มาฟรี
- เข้ารหัสด้วยดัชนีคุณภาพแทนบิตเรต แล้ววัดผลที่ได้
- ถ้าผลลัพธ์ใหญ่เกินไป ให้ลดความละเอียดก่อนที่จะลดคุณภาพลงอีก
- ตัดคลิปให้สั้นลง ความยาวคือตัวคูณโดยตรงในสมการทั้งหมด และสามสิบวินาทีที่ไม่จำเป็นแพงกว่าการตั้งค่าใด ๆ
ทำวิดีโอให้เล็กลงเพื่อส่งอีเมล
ข้อจำกัดของอีเมลใช้กับไฟล์แนบที่เสร็จแล้ว ความยาวคลิปจึงเป็นสิ่งแรกที่ต้องตรวจ ให้ตัดส่วนที่ไม่จำเป็นออก แล้วลดความละเอียดลงเป็น 720p หรือ 480p เมื่อคลิปจะถูกดูในข้อความมากกว่าบนจอใหญ่ ความต้องการพิกเซลที่ลดลงทำให้ตัวเข้ารหัสใช้บิตเรตที่ต่ำกว่ามากได้โดยไม่ทำลายรายละเอียด
ถ้าไฟล์แนบยังเกินขีดจำกัดของผู้ให้บริการ ให้ตัดให้สั้นลงหรือแชร์ผ่านบริการรับส่งไฟล์ที่ได้รับอนุมัติ การเข้ารหัสคลิปยาวเดิมซ้ำแล้วซ้ำเล่าที่คุณภาพต่ำลงเรื่อย ๆ สุดท้ายจะได้ไฟล์ที่ดูแย่ซึ่งก็ยังอาจใหญ่เกินไปอยู่ดี เพราะความยาวยังคงคูณกับบิตเรตอยู่ตลอด
สิ่งที่คู่มือนี้บอกคุณไม่ได้
ในคู่มือนี้ไม่มีตัวเลขบิตเรตเป้าหมาย และนั่นเป็นความตั้งใจ ตัวเลขที่แนะนำขึ้นอยู่กับโคเดก การนำตัวเข้ารหัสไปใช้งานจริง เนื้อหา และเงื่อนไขการรับชม ตัวเลขใดที่ยกมาโดยไม่มีสี่อย่างนี้เป็นแค่ของประดับ ให้เข้ารหัสตัวอย่างสามสิบวินาทีจากคลิปของคุณเองที่การตั้งค่าสองแบบแล้วดูทั้งคู่ การเปรียบเทียบนั้นมีค่ามากกว่าตารางใด ๆ ที่คนอื่นวัดมาจากฟุตเทจของคนอื่น
ยังมีข้อจำกัดอีกข้อที่เฉพาะกับการเข้ารหัสในเบราว์เซอร์ คืออุปกรณ์ของคุณเป็นผู้กำหนดจังหวะ การเข้ารหัสเป็นงานหนักจริง ๆ มือถือจะลดความเร็วลงเมื่อร้อนขึ้น และคลิปยาวที่ความละเอียดสูงอาจเกินกว่าที่อุปกรณ์หนึ่ง ๆ จะทำจนจบได้ นั่นคือขอบเขตของฮาร์ดแวร์ ไม่ใช่ค่าตั้งที่คุณปรับหลบได้