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在當今的數字時(shí)代，視頻已成為我們生活中不可或缺的一部分。從短視頻平臺到高清電影，視頻質(zhì)量的高低直接影響著(zhù)我們的觀(guān)看體驗。然而，對于非專(zhuān)業(yè)人士來(lái)說(shuō)，視頻參數如分辨率、高清、超清、2K、4K、8K、標清、碼率、幀率等概念可能略顯復雜。本文將深入淺出地介紹這些基本概念，并通過(guò)實(shí)例計算視頻大小和清晰度，幫助讀者更好地理解和應用這些知識。

一、分辨率：像素的集合

分辨率是指視頻畫(huà)面在一定區域內包含的像素點(diǎn)的數量。像素是構成圖像的最小單位，每個(gè)像素都有特定的顏色和亮度。分辨率通常以“寬×高”的形式表示，如1920×1080，這代表視頻的水平方向有1920個(gè)像素，垂直方向有1080個(gè)像素。

圖1 分辨率示意圖

美國電影電視工程師協(xié)會(huì )（?SMPTE）?制定了一系列的高清數字電視格式標準，其中包含了常用的分辨率標準：

720P:??其有效顯示格式為1280×720，?采用逐行掃描（?Progressive scanning）?方式。

1080P：?其有效顯示格式為1920×1080，?也是采用逐行掃描方式。

1080i:?與1080p相對，?1080i采用隔行掃描（?Interlace scanning）?，?也是1920×1080的分辨率。?這種格式在傳輸過(guò)程中可能提供更高的幀率，?但圖像質(zhì)量相對于1080p可能會(huì )有所降低。

2K：水平分辨率達到約2000像素，最標準的2K分辨率為2048×1024,常見(jiàn)的2K分辨率為2560×1440（16:9）。（UHDTV1）4K：UHDTV1由SMPTE ST 2036-1標準定義的VHD超高清系統，其分辨率為3840×2160（16:9）。（UHDTV2）

8K：UHDTV2同樣由SMPTE ST 2036-1標準定義的VHD超高清系統，分辨率達到7680×4320。

盡管UHDTV標準沒(méi)有為其定義的格式定義任何官方名稱(chēng)，但國際電聯(lián)通常在公共公告和新聞稿中使用術(shù)語(yǔ)“4K”、“4K UHD”或“4K UHDTV”來(lái)指代 3840 × 2160 系統，“8K”用來(lái)指代 7680 × 4320 系統。

二、高清、超清、2K、4K、8K的區別

這些術(shù)語(yǔ)主要描述了視頻的分辨率水平，從低到高依次為標清、高清、2K、4K和8K。隨著(zhù)分辨率的提升，視頻的細節更加豐富，畫(huà)面更加細膩。

標清（?Standard Definition，?簡(jiǎn)稱(chēng)SD）：是指物理分辨率在1280P*720P以下的一種視頻格式，?具體來(lái)說(shuō)，?是指分辨率在400線(xiàn)左右的VCD、?DVD、?電視節目等，?即標準清晰度的視頻格式。?

高清（HD）：視頻垂直分辨率不低于720p或1080i，相較于標清，高清視頻提供了更高的清晰度和更廣的色域，適合大屏幕電視和網(wǎng)絡(luò )流媒體播放。

超清（Ultra HD或4K）：超清視頻的分辨率是高清的四倍，能夠呈現更多的細節和色彩層次，是目前高端電視和電影的標準。

2K：雖然不如4K普及，但2K分辨率在特定領(lǐng)域如游戲和專(zhuān)業(yè)顯示中仍有應用，其清晰度介于高清和超清之間。

8K：8K視頻提供了極致的畫(huà)面細膩度和沉浸感，是未來(lái)視頻技術(shù)的重要發(fā)展方向。

圖2 各分辨率示意圖

三、幀率：動(dòng)態(tài)畫(huà)面的流暢度

幀率（FPS, Frames Per Second）是指每秒顯示的畫(huà)面幀數。幀率越高，畫(huà)面越流暢，動(dòng)態(tài)效果越好。常見(jiàn)的幀率有24fps、30fps、60fps等。

24fps：電影行業(yè)的標準幀率，足以捕捉并展現大部分動(dòng)態(tài)場(chǎng)景。

30fps：網(wǎng)絡(luò )視頻和電視節目的常見(jiàn)幀率，提供更為流暢的觀(guān)看體驗。

60fps及以上：高幀率視頻在快速移動(dòng)的場(chǎng)景中表現出色，但并非所有設備都支持高幀率播放。

四、碼率：數據傳輸的速率

碼率（Bitrate）是指單位時(shí)間內（通常是1秒）傳輸的數據量，單位是bps（比特每秒）或kbps（千比特每秒）。碼率越大，單位時(shí)間內傳輸的數據量就越多，視頻質(zhì)量也越高，但文件體積也會(huì )相應增大。

視頻碼率與清晰度、流暢度密切相關(guān)。在相同分辨率下，碼率越高，視頻畫(huà)面的細節保留越多，畫(huà)質(zhì)越清晰。然而，過(guò)高的碼率會(huì )導致文件體積過(guò)大，不利于存儲和傳輸。

計算公式：碼率（Mbps）= 分辨率（像素）× 幀率（fps）× 色彩深度（位）/ 編碼效率（bps/像素），在實(shí)際運用中，我們可以使用碼率（bps）=文件大小(kb)*8/時(shí)長(cháng)(秒)來(lái)進(jìn)行計算，例如一個(gè)大小為44.4M時(shí)長(cháng)為5分鐘的mp4視頻，其碼率為44.4*1024*8/(5*60)=1212bps。在windows中可以通過(guò)查看視頻文件的屬性，在詳細信息中看到視頻相關(guān)參數，如下圖所示，可以看到和我們測算的碼率相差不大。

圖3 視頻文件屬性查看

五、視頻大小的計算

一個(gè)完整的視頻文件通常包含音頻和視頻，在計算視頻文件大小的時(shí)候通常要將二者的體積相加，其公式為：視頻大小=（音頻碼率+視頻碼率）*時(shí)長(cháng)(秒)/8，以圖3為例，其文件大小為（1238+125）*300/8≈49.9M，與系統統計出來(lái)的相差不大。

六、清晰度與觀(guān)看體驗

視頻的清晰度不僅取決于分辨率，還受到碼率和幀率的影響。高分辨率（如4K、8K）提供了更多的像素點(diǎn)，使得畫(huà)面更加細膩；高碼率則保留了更多的細節和色彩信息，減少了壓縮帶來(lái)的失真；高幀率則使得動(dòng)態(tài)場(chǎng)景更加流暢自然。

然而，要獲得最佳的觀(guān)看體驗，還需要考慮播放設備和網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。高分辨率和高碼率的視頻文件較大，需要更快的網(wǎng)絡(luò )速度和更大的存儲空間。同時(shí)，不是所有設備都支持高分辨率和高幀率的播放，因此在制作和分發(fā)視頻時(shí)需要考慮目標受眾的設備和網(wǎng)絡(luò )條件。

七、總結

本文介紹了視頻參數中的分辨率、高清、超清、2K、4K、8K、標清、碼率和幀率等基本概念，并通過(guò)實(shí)例計算了視頻文件的大小。這些參數共同決定了視頻的清晰度和觀(guān)看體驗。在實(shí)際應用中，我們需要根據具體需求選擇合適的參數組合，以平衡視頻質(zhì)量、文件大小和播放流暢性之間的關(guān)系。希望本文能幫助讀者更好地理解和應用這些知識。

作者：孫正林

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