Question Quelles sont les différences entre regarder une version 1080p et une version 720p du même média sur un écran 720p?


Disons que j'ai 1280x720 pixels sur mon écran et que la résolution actuelle est également réglée à 1280x720. Quelles sont les différences entre la version 1080p et la version 720p du même média? Est-ce perceptible pour un utilisateur final (un expert non vidéo ou un passionné)?

Clarification Modifier: La question portait sur le format de fichier .mkv plutôt que sur les vidéos YouTube.


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2017-10-01 20:56


origine




Réponses:


Théorie

Les différences de vidéo ne seront probablement pas perceptibles pour les yeux non formés. La vidéo 1080p devrait de toute façon être réduite. Ce ne sera pas exactement pareil, car la compression et la mise à l'échelle sont appliquées dans un ordre différent.

Supposons que la vidéo originale était 1080p. Dans ce cas, la vidéo 720p a d'abord été mise à l'échelle, puis compressée. D'autre part, le clip 1080p a d'abord été compressé côté serveur, puis mis à l'échelle sur votre machine. Le fichier 1080p sera évidemment plus gros. (sinon, il offrirait une résolution plus élevée, mais de moindre qualité, ruinant l'expérience visuelle et annulant le point d'utilisation d'une résolution plus élevée)1)

La compression avec perte entraîne généralement des artefacts visuels qui apparaissent sous forme de blocs carrés avec des bords visibles lorsque la vidéo est en pause, mais ne sont pas visibles lorsque vous jouez avec un framerate normal. Le fichier 1080p contiendra plus de blocs carrés (causés par la compression) que la vidéo 720p, mais ces blocs auront approximativement la même taille dans les deux vidéos.

En effectuant des calculs simples, nous pouvons calculer que la vidéo 1080p contiendra 2,25 fois plus de blocs de ce type. Ainsi, après la réduction à 720p, ces blocs seront 2,25 fois plus petits que dans la vidéo 720p. Plus ces blocs sont petits, meilleure est la qualité de la vidéo finale, donc la vidéo 1080p sera meilleure que la vidéo 720p, même sur un écran 720p. La vidéo 1080p redimensionnée apparaîtra légèrement plus nette que le clip 720 réel.

Les choses se compliquent un peu si le matériel source est plus gros que 1080p. Le clip 1080p est d'abord mis à l'échelle en 1080p et compressé avant d'être lu, puis redimensionné lors de la lecture. Le clip 720p est mis à l'échelle une seule fois puis compressé. L'étape intermédiaire de mise à l'échelle qui est présente dans le boîtier vidéo 1080p rendra sa qualité légèrement pire2. La compression rendra 720p encore pire, alors 1080p gagne quand même.

Encore une chose: ce n'est pas seulement la vidéo qui est compressée, mais aussi l'audio. Quand les gens décident d'utiliser un débit binaire plus élevé1 Pour la compression vidéo, ils font souvent la même chose avec l'audio. La version 1080p de la même vidéo peut offrir une meilleure qualité sonore que la vidéo 720p.


1: UNE débit binaire est le facteur qui détermine la qualité de la vidéo compressée au détriment de la taille du fichier. Il est spécifié manuellement lorsque la vidéo est compressée. Il spécifie combien d'espace disque peut être utilisé pour chaque image (ou unité de temps) de la vidéo compressée. Bitrate plus élevé = meilleure qualité et plus gros fichier. Utiliser le même débit avec le même nombre d'images produira des fichiers de taille (approximativement) identique, quelle que soit la résolution vidéo, mais plus la résolution sera élevée, moins d'espace disque sera utilisé, augmentant la résolution de sortie sans augmenter le débit binaire peut rendre la vidéo compressée pire qu’elle ne le ferait avec une résolution de sortie inférieure.

2: Essayez-le vous-même: ouvrez une photo dans n'importe quel éditeur et redimensionnez-la légèrement, puis sauvegardez-la au format PNG. Ensuite, ouvrez à nouveau la photo originale et redimensionnez-la à la même taille en une seule étape. La deuxième tentative donnera de meilleurs résultats.


Tester

@Raestloz a demandé des vidéos à comparer dans son commentaire. Je ne pouvais pas trouver les versions 1080p et 720p de la même vidéo à des fins de comparaison, alors j'en ai créé une.

j'ai utilisé cadres non compressés du film "Elephant's dream" (http://www.elephantsdream.org/) qui sont disponibles sous CC-BY 2.5. J'ai téléchargé les images 1-6000 et les ai converties en vidéos en utilisant ffmpeg et fichier batch suivant:

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 ips
  • 1080p et 720p
  • quatre débits binaires constants pour chaque résolution:
    • 500 kbps
    • 700 kbps
    • 1125 kbps
    • 4000 kbps

500 kbps est suffisamment faible pour que les artefacts de compression et les distorsions apparaissent sur la vidéo 720p. 1125 kbps est un débit binaire proportionnel par pixel pour 1080p (500 × 2,25 = 1125, où 2,25 = 1920 × 1080/1280 × 720). 700 kbit / s est le débit binaire intermédiaire à vérifier si l'utilisation du bitrate beaucoup plus faible que proportionnel pour 1080p est logique. 4000 kbps est suffisamment élevé pour créer principalement des vidéos sans perte dans les deux résolutions pour comparer le 1080p redimensionné au 720p réel.

Ensuite, j'ai divisé les vidéos en images uniques. Extraire toutes les images est lent et prend beaucoup de l'espace (histoire vraie), je recommande donc d'utiliser ffmpeg's -r commutateur extraire toutes les 8 images (c.-à-d. -r 3 pour vidéo 24 images / s)

Je ne peux pas fournir de liens de téléchargement pérennes pour les vidéos, mais ces étapes peuvent être facilement répliquées pour créer des clips tels que les miens. Pour mémoire, voici la taille des fichiers de sortie: (devrait être à peu près identique pour les deux résolutions, car le débit est constant par seconde)

  • 500 kbps: 13,6 Mo / 13,7 Mo
  • 700 kbps: 18,8 Mo / 19 Mo
  • 1125 kbps: 29,8 Mo / 30,2 Mo
  • 4000 kbps: 105 Mo / 105 Mo

Les téléchargements pour des exemples d'images extraites sont disponibles à la fin de cet article.

Augmentation du débit et de la résolution

Voici une comparaison de la même région recadrée à partir des deux images après la mise à l'échelle en 720p (image 2097). Regardez les doigts, les têtes et le matériel suspendu au plafond: même en passant de 500 à 700 kbps, la différence est notable. Notez que les deux images sont déjà mises à l'échelle en 720p.

Different pictures of frame 2097 side-by-side

Cadre 3705. Notez le bord du tapis et le câble:

Different pictures of frame 3705 side-by-side

Cadre 5697. Ceci est un exemple de cadre que ne pas compresse très bien. La vidéo 1080p 700 kbps est moins détaillée que le clip 720 500 kbps (bord de l'oreille). Les détails de la peau sont perdus sur toutes les images compressées.

Different pictures of frame 5697 side-by-side

GIF des trois images, avec un débit binaire croissant. (Malheureusement, j'ai dû utiliser le tramage car GIMP ne prend pas en charge plus de 255 couleurs dans GIF, donc certains pixels sont un peu décalés.)

Débit binaire constant, différentes résolutions

Inspiré par le commentaire de @ TimS., Voici la même région de l'image 2097 avec 720p et 1080p côte à côte.

Effect of resolution change without changing bitrate

Pour 500 kbps, 720p est un peu mieux que 1080p. 1080p apparaît plus net, mais ces détails ne sont pas réellement présents dans l'image non compressée (le pantalon du gars de gauche). Avec 700 kbps, je l'appelle un tirage au sort. Enfin, le 1080p gagne 1125 kbps: les deux images sont presque identiques, mais l'image à droite a des ombres plus prononcées (tuyaux sur le mur arrière et dans la partie inférieure droite).

Très haut débit

@Noah a posé une bonne question dans les commentaires: les deux images seront-elles identiques avec un débit suffisamment élevé? Voici 720p 4000 kbps vs 1080p 4000 kbps vs frame non compressé 5697:

Comparison of high-bitrate 720p and 1080p stills to uncompressed frame

Maintenant, c'est assez subjectif, mais voici ce que je peux voir:

  • Le bord gauche de l'oreille est pixellisé en 720p, mais lisse en 1080p, malgré un débit binaire identique.
  • 720p préserve les détails de la peau des joues mieux que 1080p.
  • Les cheveux sont un peu plus nets en 1080p.

C'est la mise à l'échelle qui commence à jouer un rôle ici. On peut intuitivement répondre que 1080p sera pire que 720p sur un écran 720p, car la mise à l’échelle affecte toujours la qualité. Ce n'est pas tout à fait vrai dans ce cas, car le codec que j'ai utilisé (h.264, mais aussi d'autres codecs) présente des imperfections: il crée des petites boîtes visibles sur des bords contrastés. Ils apparaissent également sur le snapshot 1080p (voir les liens en bas), mais le redimensionnement en 720p entraîne la perte de certains détails, en particulier le lissage de ces cases et améliore qualité.

Ok, donc calculons la différence entre 720p (à gauche) et 1080p (à droite) par rapport à l'image d'origine et étirons le contrat, de sorte qu'il est clairement visible:

Stretched difference between compressed and original frames

Cette image nous donne une vision encore plus claire de ce qui se passe. Les pixels noirs sont parfaitement représentés dans les images compressées (et redimensionnées en 720p), les pixels colorés sont désactivés proportionnellement à l'intensité.

  • La joue est beaucoup plus proche de l'original sur la moitié de 720p, car la mise à l'échelle a lissé les détails de la peau sur la moitié droite.
  • Le bord de l'oreille n'est pas si proche des pixels non compressés, mais c'est mieux en 1080p. Encore une fois, les artefacts sont visibles sur la moitié de 720p - ils apparaîtront également sur les 1080p non redimensionnés, mais la mise à l'échelle les a lissés avec de très bons résultats.
  • Les cheveux semblent être meilleurs en 720p car ils sont fermés au noir, mais en réalité, ils ressemblent à du bruit aléatoire. Le 1080p, par contre, a ses distorsions alignées avec les bords des cheveux, ce qui accentue réellement la ligne des cheveux. C'est probablement la magie de la mise à l'échelle à nouveau: le "bruit" augmente lors de la mise à l'échelle, mais il commence également à avoir du sens.

Avertissement

Ce test est purement synthétique et ne prouve pas que la vidéo 1080p réelle est meilleure que 720p lorsqu'elle est lue sur un écran plus petit. Cependant, il montre une forte relation entre le débit vidéo et la qualité de la vidéo redimensionnée à la taille de l'écran. Nous pouvons supposer en toute sécurité que la vidéo 1080p aura un débit supérieur à 720p, elle offrira donc des images plus détaillées, améliorant la plupart du temps l'expérience des téléspectateurs. Ce n'est pas la résolution qui joue le rôle le plus important, mais le bitrate vidéo, qui est plus élevé dans les vidéos 1080p.

Utiliser un débit binaire extrêmement élevé pour la vidéo 720p ne le rendra pas meilleur que 1080p. La réduction d'échelle après compression peut être bénéfique pour 1080p, car elle façonnera le bruit de compression et atténuera les artefacts. L'augmentation du débit ne compense pas le manque de pixels supplémentaires avec lesquels travailler, car les codecs avec perte ne sont pas parfaits.

Dans de rares cas (scènes très détaillées), une résolution plus élevée et des vidéos à débit plus élevé peuvent en fait sembler plus mauvaises.

Quelle est la différence entre ce test artificiel et la vidéo réelle?

  • J'ai supposé un débit binaire d'au moins 40% pour 1080p que pour 720p. En regardant les résultats, je deviner 20% suffiraient pour constater une amélioration de la qualité, mais je ne l'ai pas testée. L'augmentation proportionnelle du débit fournira de bien meilleurs résultats, même si une résolution inférieure correspond à ce que l'écran utilise, mais il est peu probable qu'il soit utilisé dans la vraie vie. (encore, c'est proportionnel, @JamesRyan)
  • Les vidéos réelles utilisent généralement un débit binaire variable (VBR). Je suis allé avec un débit binaire constant de 1 passage (CBR), en espérant que cela rendrait tous les effets secondaires de compression désagréables plus évidents.
  • Différents codecs peuvent réagir de différentes manières. Ce test a été réalisé en utilisant le codec h.264 populaire.

Encore une fois: Je ne dis pas que ce poste prouve rien. Mon test est basé sur une vidéo réalisée artificiellement. YMMV pour des exemples réalistes. Pourtant, la théorie est probablement vraie, rien ne suggère que cela puisse être faux. (sauf pour la mise à l'échelle, mais le test le traite)

En conclusion, dans la plupart des cas, la vidéo 1080p sera meilleure que la vidéo 720p, quelle que soit la résolution de l'écran.


Téléchargements:


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2017-10-01 21:34



@Raestloz Pour les codecs non compressés ou sans perte, c'est vrai, mais la compression avec perte crée les blocs carrés dont je parle, qui agissent comme de gros pixels. La mise à l'échelle de la vidéo 1080p jusqu'à 720p les rendra plus petites que dans la vidéo 720p réelle. (en supposant que le débit binaire par pixel est approximativement identique dans les deux fichiers) - gronostaj
@Raestloz J'ai ajouté des tests synthétiques avec mon interprétation des résultats. - gronostaj
Je me trompe quand il s'agit de répondre à des questions comme celle-ci, mais votre réponse est excellente. Il est intéressant de noter que la compression avec perte ne crée pas toujours des "blocs" - l'artefact exact dépend de nombreux facteurs, mais sur la base des connaissances présentées dans votre réponse, je pense que cela était une simplification intentionnelle pour plus de clarté. - Charles Burns
@zyboxenterprises Cela va sûrement être plus intensif, la question est de savoir quel processeur le traitera. Jouer seul la vidéo 1080p est déjà plus exigeant et la mise à l'échelle en 720p ajoute encore plus de temps de calcul. Je crois que cela est géré par le GPU, car le décodage vidéo est déchargé sur le GPU (sur Windows, cela se fait généralement avec DXVA, je pense). Je ne suis pas absolument sûr de cela, cependant. - gronostaj
Vos débits ne sont même pas proportionnels ni réalistes. Fondamentalement, vous avez fabriqué des preuves en ajoutant un plafond artificiel sur la qualité 720p pour soutenir votre fausse hypothèse originale. Par exemple. Les limites de bitrate de Youtube permettent 24% supplémentaires pour 1080p, pas plus du double! - JamesRyan


Cela dépend fortement des médias.

Par exemple, si vous avez un écran 720p et que vous jouez à un 1080p sur YouTube, je peux voir la différence lorsque les choses bougent. C'est juste un tout petit peu plus détaillé. Là encore, une personne avec des yeux moins formés ne verra probablement pas la différence.

En dehors de cela, 1080p nécessite plus de puissance d'affichage, et l'augmentation de la qualité, si elle existe, ne vaut tout simplement pas la peine. Ma recommandation serait d'aller pour 720p, peu importe quoi.


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2017-10-01 21:00



Montrer aux gens la même image et dire que l'un est techniquement meilleur, il y aura toujours des gens avec une «vue supérieure» qui prétendent voir l'amélioration. Ce sont les mêmes personnes qui peuvent entendre la «clarté» des câbles audio numériques plaqués or. Le fait est que la version réduite de 1080p sera en réalité légèrement inférieure à la version 720p native. - JamesRyan
@JamesRyan Il est beaucoup plus difficile de voir avec une image fixe qu'avec un cadre mobile. Remarquez comment j'ai dit: quand les choses bougent. - LPChip
@JamesRyan La perte de qualité de la mise à l'échelle est réduite par la perte de qualité de la compression. Une vidéo Youtube 1080p utilise un débit binaire nettement supérieur à celui d’une vidéo Youtube 720p, ce qui se traduit par une qualité vidéo supérieure, indépendamment de la mise à l’échelle. Idéalement, vous devriez utiliser une vidéo 720p avec un haut débit binaire pour les écrans 720p, mais Youtube ne fournit pas de telles vidéos, alors 1080p est le meilleur qui soit. Si vous voulez voir des artefacts, je vous recommande d'utiliser une vidéo Starling youtube.com/watch?v=M1Q-EbX6dso Il existe encore des artefacts visibles en 1080p, mais il est bien meilleur que 720p, même s’il est réduit à une fenêtre assez petite. - aaaaaaaaaaaa
@eBusiness Une vidéo 1080p a plus de pixels à encoder qu'un 720p, le débit de 1080p sur youtube est inférieur à 720p! Et puis vous jetez les informations supplémentaires loin. - JamesRyan
@JamesRyan Il n'y a pratiquement aucune information dans une vidéo Youtube 1080p qui a la précision de pixel en premier lieu, le canal de couleur est seulement la demi-résolution et le tout est fortement compressé avec perte, l'information perdue par la réduction est presque purement le bruit de compression. Un DVD de bonne qualité, par contre, a un faible nombre de pixels, mais une qualité par pixel très élevée, ce qui réduit considérablement la qualité. - aaaaaaaaaaaa


L'affichage d'une vidéo 1080p sur un écran 720p peut entraîner une distorsion de la qualité de la vidéo, alors qu'elle essaie de déterminer où couper les pixels. Les chances sont qu'il ne sera pas perceptible, mais il n'y a vraiment aucun avantage de 1080p vidéos sur 720p tout en utilisant un écran 720p.


1
2017-10-01 20:59



Je serais vraiment surpris si un joueur décent pouvait couper au lieu de mélanger les pixels. Et vous auriez besoin d'une source vidéo psychédélique pour remarquer les distorsions du mélange. - KillianDS


  1. La vidéo 1080p devrait être réduite pour s'adapter à la taille de l'écran 720p. La vidéo 720p n'aurait aucune mise à l'échelle appliquée.

  2. La meilleure version de la vidéo dépendra davantage des niveaux de compression de chaque vidéo. Une vidéo de 2 Go 720p serait moins compressée et moins encombrante qu'une vidéo de 2 Go 1080p, à condition que les mêmes paramètres vidéo soient utilisés avec le même codec vidéo. La vidéo 1080p a besoin de plus de mémoire pour chaque image de la vidéo, donc plus d'artefacts de compression seraient visibles.


1
2017-10-03 02:24





Dépend de votre matériel et de son évolution ou non. Théoriquement, les 1080 lignes compressées en un ensemble / moniteur ne pouvant lire que 720 lignes (ce que fait référence à 1080/720; le nombre de lignes de votre image) devrait améliorer l'image. Plus c'est mieux, non? Cependant, regardons un téléviseur de 40 "par exemple. 720 lignes sur un téléviseur de 40" revient à 18 lignes (ou pixels) par pouce. 1080 lignes sur un téléviseur de 40 "se monte à 27 lignes par pouce. Est-ce que votre œil peut faire la différence avec un objet aussi petit? Probablement pas. Aussi, vous devez prendre en compte le traitement du fichier vidéo (vous avez un format vidéo créé sur un ordinateur et qui dépend donc de la qualité de la carte vidéo) et si du matériel / logiciel de qualité supérieure a été utilisé ou non.

Donc, pour répondre à la question, la plupart des gens ne remarqueront pas beaucoup de différence entre les deux vidéos, voire pas du tout.


0
2017-10-02 18:18



En fait, un écran 16: 9 avec une diagonale de 40 "aura environ 34,9" x 19,6 ", donc 1080 serait d'environ 56 ppi et 720 d'environ 37 ppi. - e100


Personnellement, je pense que les choses en 1080 et en 720 étaient une manœuvre de plusieurs manières. Premièrement, 1920x1080 est un format 16: 9. Pourquoi ne pas le rendre 2048 * 1024 donc c'est un rapport d'aspect 2: 1 parfait et parce qu'il est bien connu que les ordinateurs aiment les puissances de 2? Pour les petits téléviseurs tels que 21 "ou plus petits, ils pourraient simplement jeter tous les autres pixels dans le signal 2048x1024, produisant ainsi une résolution efficace de 1024x512, ce qui est suffisant pour un petit téléviseur comme sur un comptoir de cuisine.

Je déteste aussi que les cadres avec beaucoup de mouvement ont tendance à être très flous car ce n'est pas la HD. Real HD aurait gel des images de mouvements aussi nettes que les images non animées, mais elles ne sont même pas de qualité proche.

Mais pour répondre à votre question initiale, cela dépend de nombreux facteurs. En utilisant des images fixes comme base pour les images en mouvement, il y a des facteurs concurrents: commencer avec une résolution plus élevée puis redimensionner vers le bas donne généralement une image de meilleure qualité lorsque le bruit (comme dans un ciel bleu) est nettoyé. La qualité est particulièrement bonne si l'image réduite est une perte de résolution exacte de 50% dans chaque dimension. Donc, par exemple, si nous prenons une image fixe 2048x1536 (3MP) et la réduisons à 1024x768 (3/4 MP). L'autre facteur en concurrence est le nombre d'étapes de traitement (pour tenter de gagner de la place sur l'image), généralement la qualité de l'image est mauvaise. Par exemple, un JPG à l'origine en 2048x1536 dans une caméra aura des artefacts, puis une fois redimensionné et réenregistré en JPG plus petit, d'autres artefacts seront introduits.


-10
2017-10-01 23:39



Les ordinateurs ne bénéficieraient d'aucun rapport d'aspect 2: 1. La productivité et le confort des utilisateurs pourraient être affectés, car avec un écran aussi large, vous devrez soit vous asseoir si près que vous tournez votre tête tout le temps, soit que l'écran couvre une très petite partie de votre vision verticale. La suppression de chaque seconde ligne de pixels est possible avec n'importe quelle résolution et cette astuce a été utilisée pendant des années dans les téléviseurs analogiques pour simuler des résolutions plus élevées que celles réellement transmises, c'est ce qu'on appelle l'entrelacement. - gronostaj
Vidéo a Pour être flou parce que les yeux de l'homme fonctionnent, ils voient le flou de mouvement. C'est pourquoi vous n'avez besoin que de 25 images par seconde pour que la vidéo enregistrée soit fluide, mais les jeux sur ordinateur sont instables en dessous de 40 images par seconde: les ordinateurs ne génèrent pas de flou de mouvement, mais des images fixes parfaitement nettes. - gronostaj
2048x1024 a quatre fois plus de pixels que 1024x512; vous ne pouvez pas simplement "jeter tous les autres pixels" pour aller de l'un à l'autre. - Air
16: 9 est en carrés, David. 16: 9 traduit grossièrement à 4: 3 (racine carrée de 16 / racine carrée de 9) puisque les pixels sont carrés. 16: 8 n'a aucun sens. S'il vous plaît RTFM avant de répondre à une question comme celle-ci. - Johnny Bones
@JohnnyBones Vous avez tort, où avez-vous trouvé ça? 16: 9 est d'environ 1,78 pixels horizontaux pour chaque vertical alors que 4: 3 est à peu près 1,34. Ils ne sont pas du tout similaires. Regardez l'image suivante g-images.amazon.com/images/G/01/askville/ Lisez aussi ceci en.wikipedia.org/wiki/Aspect_ratio_%28image%29 - 2013Asker