关于VR视频清晰度：为什么没有正常视频/直播那么清晰？

分类： 全景教程 标签： VR视频 VR直播 394 2021-11-25 分享： 

同样8K，为什么VR视频没有正常视频那么清晰？为什么我的全景视频没有别人的清晰？还没有人家4K的视频清晰？VR直播/视频要保证清晰度需要注意哪些细节？

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同样8K，为什么VR视频没有正常视频那么清晰？

当各项参数相同时，VR视频和正常视频的清晰度却大相径庭，Why？原因在于VR视频在播放的时候要进行投影变换。通常采用的是墨卡托投影(正轴等角圆柱投影) ，这种投影方式由荷兰地图学家墨卡托在1569年拟定。最早应用于地图绘制领域。基本原理是，假设地球被围在一中空的圆柱里，其基准纬线与圆柱相切（赤道）接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，这就是一幅选定基准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图了。现在印制的平面世界地图就是这种墨卡托投影。

墨卡托投影的特点是水平方向上不会产生面积形变，但垂直方向上由赤道到两极则形变越来越大。举个例子，在地图上非洲和格陵兰岛差不多大小，但实际上非洲有3020万平方公里，而格陵兰岛仅有217万平方公里，二者相差13倍。

同样，基于墨卡托投影变化的全景视频在顶部和底部也存在拉伸问题。如图：

当然这并不是全景视频清晰度变差的主要原因。相对视野面积才是关键。普通视频你在显示器窗口上能看到画面的所有信息，这时的视野面积就是视频面积。而全景视频你在显示器窗口上仅能看水平方向约120°的视野，视野面积仅为视频面积的1/8。这就是为什么全景视频的清晰度会变差。因为你是在拿整体比局部。

为什么同样是8K，我的全景视频没有别人的清晰？

全景视频可以分为采集、传输、观看三个阶段，每个阶段都存在造成清晰度下降的可能，在采集端主要的影响因素是全景相机。镜头和CMOS或是内部的编解码、存储等都会影响原始视频的清晰度。而在传输阶段，则受限于带宽和编解码条件。观看终端则考验设备的编解码能力和显示性能。

镜头类型：由于球面像差的存在，非球面镜头的边缘画质要好于球面镜头。

对焦准确度：全景相机选用的是定焦镜头，在出厂前要逐一调教。调焦不准就会造成成像发虚，此外镜头长时间工作也会导致热虚焦。所以你可能有这样的经历，同一台相机拍的片子，有的清晰，有的不够清晰，就是此类原因了，泰科易是如何解决这个问题的呢，他们研发了一种新型结构专利，用其保证高温状态下的对焦准确性。

镜片材质：镜片材质不同，那么色散性能也就不同，因为波长随折射率而变化，除了性能的差别，氧化、形变、温度也都是影响成像清晰度的因素。

塞尔的偏差：一般来说，镜头有五种基本偏差：球差、彗差、像差、场差和失真。

传感器尺寸：CMOS图像传感器的尺寸越大，则成像系统的尺寸越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。成像清晰度也就越好。

分辨率：分辨率是指CMOS图像传感器对景物中明暗细节的分辨能力，通常来讲，分辨率越大，图像的清晰度也就越高。

有效像素：有效像素的数量直接决定了CMOS图像传感器的分辨能力。同样是1200万像素的CMOS，但CMOS利用率不同，有效像素也就不同。

动态范围：动态范围由CMOS图像传感器的信号处理能力和噪声决定，反映了CMOS图像传感器的工作范围，高动态范围能够捕获更多的暗部细节与高光细节，而细节是清晰度最重要的参数。

编码格式：编码实际上就是视频压缩，目前视频流传输中最为重要的编解码标准有国际电联的H.264，运动静止图像专家组的M-JPEG和国际标准化组织运动图像专家组的MPEG系列标准，此外在互联网上被广泛应用的还有Real-Networks的RealVideo、微软公司的WMV以及Apple公司的 QuickTime等。不同的编码格式拥有不同的压缩效率与压缩效果。H.265和H.264相比，同样清晰度能够节省一半的带宽。

码率：码率是影响清晰度最直接的因素，码率越高越清晰、码率越低马赛克效果越强，当然它们不是绝对的线性关系。

码率类型：固定码率是指比特率固定,优点是压缩快，兼容性好。但是当画面变化较快（如移动拍摄时）会出现明显的画质下降。而动态码率则能根据画面的细节复杂程度自动调整码率。通常直播选择固定码率、视频后期输出选择动态码率。

分辨率：通常来说，分辨率越高，全景视频的清晰度也就越高。当然也有特例，我们后面说。

编解码次数：从图像采集到最终观看，经历的编码次数越大，画质的损失也就越大。泰科易全景相机采用的是机内拼接技术，全程仅需一次编码。

YUV格式：YUV，是一种颜色编码方法。常使用在各个影像处理元件中。主要的抽样（subsample）格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和YCbCr 4:4:4。YUV的表示法称为A:B:C表示法：4:4:4表示完全取样。4:2:2表示2:1的水平取样，垂直完全采样。4:2:0表示2:1的水平取样，垂直2：1采样。4:1:1表示4:1的水平取样，垂直完全采样。一般10bit视频要选用4:2:2以上。

上行带宽和下行带宽：对终端设备来说，自己的下行带宽和服务器的上行带宽是影响画面清晰度的两个关隘，假设服务器上行带宽是10M，下行带宽是1000M，那么终端设备能获取到的最快速度就是10M/s，假设个人PC的上行带宽是1000M，下行带宽是5M，那么理论能达到的最大速率就是5M/s。

硬解码和软解码：硬件解码就是通过硬件进行视频的解码工作，其中硬件解码是由GPU来进行的，软件解码则是通过软件本身占用的CPU进行解码，软解码的画质要好于硬解码。

屏幕动态范围：如果你的显示屏幕不支持HDR ，那么啥都不用说了。

屏幕分辨率：在2K屏幕上看4K电影，那当然只能得到2K的显示效果。

色域：目前常见的屏幕色域标准有三种，分别是sRGB、NTSC、Adobe RGB。sRGB色域是微软和HP在1996年共同开发的色彩空间，也是目前的微软旗下的Windows系统和众多原生软件默认支持的色彩空间。NTSC色域是NTSC电视标准下的色彩空间。Adobe RGB是Adobe在1998年推出的色彩空间。sRGB≈ 72% NTSC，Adobe RGB≈95% NTSC，在购买电脑时你可能已经了解过45% NTSC和72% NTSC的区别。是的，在同一种色彩空间里，色域百分比越高，所能显示的色彩范围就越广。

亮度和对比度：亮度越高对比度的调整空间越大，对比度的提升能够给人视频变得更清晰了的感觉。 

像素密度：表示的是每英寸所拥有的像素数量。因此PPI数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。当然，显示的密度越高，画面也就更细腻，清晰度也就更高。

为什么我的8K，还没有人家4K的视频清晰？

如果你的8K视频没有别人4K视频清晰，那么最大的可能就是码率过低。事实上，视频的清晰度主要是由码率决定的，分辨率所能决定的是清晰度的上限，和修真小说里的设定一样，分辨率是灵根资质，码率是修为，而清晰度就是实力。所以一个筑基期的天灵根弟子是打不过杂灵根元婴期长老的，但天灵根能修炼到大乘期，杂灵根可能终身止步元婴期了。

举一个更易懂的例子，分辨率就好比是一个杯子，他有大有小。码率就是倒进杯子里的水，而清晰度就是你能喝到多少水。如果两个一样大小的杯子（分辨率相同），倒进去的水越多，你能喝到的水也就越多（码率越高、清晰度越好）但是当杯子倒满水时，无论你再倒多少水，你能喝到的也只有一杯（码率不是越高越好，存在极值）。如果两个杯子的大小不同（分辨率不一样），但每个杯子倒入的水量相同（码率一样），那么你能喝到的水呢也是相同的（清晰度一样）。

VR直播/视频要保证清晰度需要注意哪些细节

首先是全景相机的选择，因为原始素材的好坏直接影响最终清晰度效果。我们可以按照上文介绍的影响清晰度因素来货比三家。比如镜头类型、传感器尺寸、CMOS利用率等。当然你也可以选择直接看样片或者项目案例。泰科易是专业级全景相机的标杆品牌，大家可以以它的样片为例和其他家进行对比，在官网咨询销售顾问可以很轻松的拿到样片甚至原片素材。

在后期拼接、调色、添加字幕等环节我们尽量减少编码次数，这样能够防止对画质造成损失。比如拼接后我们可以输出帧序列或者mov等格式。只有最终成片的前一阶段我们才选择MP4格式。适当的调色，增加对比度和画面锐化也能从视觉上营造更清晰的效果。

VR直播的话，我们需要考虑带宽，在条件允许的情况下选择最大码率。至于观看终端，尽量选择一块好显示器。

——作者：TECHE全景相机

1092天前发布 3