技术文章

帧率和刷新率有什么不同

了解帧频和刷新率–术语的起源,它们的不同之处以及如何为受众群体选择理想的帧频。

在Epiphan的支持部门中,我们经常与客户讨论帧频和刷新率之间的差异。 在讨论我们的产品与各种视频信号的兼容性时,通常会出现这种情况,但是不幸的是,如果术语使用不当或可互换使用,有时会引起客户和Epiphan支持人员的困惑。 今天,我想澄清一个谜,并解释这两个相似但截然不同的术语之间的区别。

帧率和刷新率有什么不同1.jpg

两者之间的混淆是每秒可理解的帧–刷新率和帧率均指每秒显示静止帧的次数。 例如,每秒60 Hz的信号和每秒60 fps的视频均由60张静止图像组成。

但是刷新率和帧率实际上并不是一回事! 刷新率适用于视频信号,例如HDMI,VGA,DVI等,而帧率适用于编码的视频记录,例如AVI文件或直播的视频。

刷新率:开始

要了解这两个术语之间的区别,我们首先需要查看“刷新率”,它是在阴极射线管(CRT)计算机监视器/电视机旁边产生的。 CRT监视器由玻璃显像管组成,该显像管的一侧是荧光屏,背面是电子枪。 CRT监视器的刷新电子枪向屏幕发射光束,并点亮荧光粉。该枪逐行在屏幕上移动/扫描,以创建一个完整的图像或一帧。每秒绘制此静止图像的次数称为刷新率,以赫兹(Hz)为单位。

帧率和刷新率有什么不同2.jpg

一旦电子枪击中底部,它就会关闭,一直回到左上角,然后再次启动。刷新之间的这种暂停称为“消隐间隔”。当您发现CRT显示器“闪烁”时,您实际上注意到的是刷新率明显较低,实际上如此之低,以至于您的眼睛现在可以注意到刷新之间的消隐间隔。至少80赫兹的刷新率通常会产生较少的闪烁。

液晶显示器(LCD)的工作原理与CRT显示器不同。每次刷新图像后,LCD不会空白,而是简单地重新配置其液体结构以显示每个连续的图像,无论输入信号的刷新率如何,LCD都会发出稳定的亮度。

刷新率对事件很重要,因为指定的刷新率会影响现代数字信号的编码过程。但在此之前,我首先要澄清编码信号的帧速率与原始信号的刷新速率之间的详细区别。

帧频:编码的优势

编码视频在本质上与原始视频信号完全不同,它无需考虑任何现实世界中的问题,例如电子枪。

考虑不使用压缩对信号进行编码。例如,原始1080p 60 fps信号最终将具有以下总比特率:

垂直分辨率×水平分辨率×每秒帧数×每像素位数

 = 1920×1080×60×24

=每秒2,985,984,000比特

…或大约每秒356 MB。

这样一来,总计就很快了,一分钟的未压缩视频将近21 GB!显然,这在任何时间段内都是不合理的,并且在将视频流传输到互联网上时肯定是不可行的!但是,通过使用编码和压缩,该视频将以每秒1.5兆字节(?12000 kbps)的速度保持出色的质量。

为了实现这种数据大小的减小,编码视频需要允许压缩和减小的色彩空间。 (使用编码硬件或软件来完成此任务,例如Epiphan的现场制作编码器Pearl2)。例如,将颜色空间从RGB24更改为YUV420会将每个像素的有效位从24修剪为12。

编码过程完成后,结果数据将减少硬盘驱动器上的录制大小以及流式传输时所需的带宽。

越多的帧并不总是更好!

在捕获和编码原始视频信号时,结果输出中的帧频不一定会与信号的初始刷新率匹配。 Epiphan的捕获(和流式传输/记录)产品(例如AV.io HD)几乎可以接收任何标准视频信号,但是由于USB 3.0输出电缆的带宽限制,所得的编码信号可能具有较低的帧频。例如,我们的捕获卡可以接收1080p 120hz HDMI信号,但是您可能无法从中捕获120帧,只可以接受60 fps速率。

每秒多少帧就足够了?较高的帧速率并不总是更好。仅仅因为您的信号以60hz的频率输入并不意味着您的录制或流媒体需要60 fps的信号-这取决于内容的性质。

电影是一个简单的例子。电影的典型帧速率仅为24 fps,大多数蓝光电影(家庭影院的最新标准)均以该帧速率显示。有趣的是,电影行业目前正在测试更高的帧速率。彼得·杰克逊(Peter Jackson)的《霍比特人:意外之旅》是第一部以48帧/秒的速度拍摄的电影,评论家和观众对此评论不一。

许多电影观众声称,从标准的24 fps跳到48 fps的提升,使镜头感觉过于逼真,从而破坏了人们难以置信的悬念。对于电影(因此也适用于以与电影中角色移动相同的速度发生的任何动作),这种较低的24 fps帧速率是更可取的,并且是我们每天在DVD上观看电影时看到的黄金标准和蓝光。

帧率和刷新率有什么不同3.jpg

在几乎没有运动的媒体(如演示中的幻灯片)的情况下,可以看到理想的低帧速率的另一个示例。如果幻灯片或图像是唯一显示的内容形式,则以30 fps和以10 fps的进行编码之间没有明显的区别,因为整个图像每隔几分钟或几秒钟仅更改一次,其余时间仅更改一次每帧与上一帧完全相同。如果不影响观看者的体验,则选择较低的帧速率可以帮助减少宝贵的带宽,文件大小存储和CPU使用率。

较高的帧速率(例如60 fps)最适合以高速度更改的视觉媒体,在这种情况下,您需要尽可能精确地查看每个细节。想想快节奏的运动,例如足球或动感十足的视频游戏,在这两种情况下,以更高的帧频进行编码可确保观看者永远不会错过片刻。

结论…

这样就可以了–帧频和刷新率;这两个术语均指每秒显示的静止图像数量,但从根本上说是彼此不同的。刷新率源自CRT监视器的出现,是指每秒来自原始视频信号的图像,而帧速率专门涉及编码的视频信号,可以根据捕获内容的性质将其设置为每秒不同的速率。


电话:010-82609286、87、88、89传真转888,技术咨询:010-82609289转827/833 邮箱:info.bj@exntech.com

Copyright 2018@宇诚互联(北京)科技有限公司.All rights reserved. 京ICP备18058907号

宇诚科技视频采集卡厂家为您提供最权威的VGA采集卡,DVI采集卡,HDMI采集卡,4K采集卡,高清采集卡,Pearl录播一体机,便携式录播,

屏幕采集卡,图像采集卡,视频编码器,视频转换器,osprey流媒体卡,外置USB采集盒采集卡系列最全设备,品牌代理进口品质有保证,是您购买首选。

视频采集卡,图像采集卡,屏幕采集卡,视频编码器,视频采集器,视频采集盒,直播编码器,视频转换器,视频压缩卡,网络直播,直播采集器,视频卡,采集卡,HDMI采集卡,流媒体采集,视频采集器,HDMI采集卡,采集卡驱动,视频卡驱动,视频采集软件,采集卡厂家,宇诚科技官网