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【閒聊】影像補幀技術概論

樓主 疾風 ts00937488
GP97 BP-
其實對於這個話題已經有點膩了

但看到這幾天電蝦板的一些討論,還是忍不住出來說兩句

因為 PTT 帳號太久沒登錄被封的關係,乾脆打在這裡當作科普文



Q:螢幕更新率和影片幀率同步就不會有 judder?所以24Hz螢幕才是最佳解?

A:先從基本概念開始講

一般的電視或電腦螢幕,輸出更新率為每秒60張畫面(Hz)

DVD/BD 標準格式則是每秒24或30張畫面(FPS)

若影片為24P,螢幕更新率為影片幀數的非整數倍

在非整數倍的情況下,例如在60hz的螢幕播放24P的影片,
幀的呈現會變成 A A A B B C C C D D E E E F F,以3:2的比例在一秒內呈現了60個影像

公式 (24 / 2) * 2 + (24 / 2) * 3 = 60


整數倍的情況下,例如在60hz的螢幕播放30P的影片,
幀的呈現會變成 A A B B C C D D E E F F,以2:2的比例在一秒內呈現了60個影像

公式 (30 / 2) * 2 + (30 / 2) * 2 = 60


這會產生幾個問題:

1.由於播放時幀數無法等比例匹配,產生的跳格以及重複畫格(judder)
2.幀數過少,在 LCD 螢幕產生的動態模糊現象(殘影)
3.幀數過少,即使畫面完全同步,依然有 judder

現實生活中,人眼感知到的影像趨近於線性,
如果幀率的變換過慢,例如由300FPS變為30FPS,就會發現物體的移動"一卡一卡"

http://www.testufo.com/#test=framerates&count=4&background=none&pps=960


幀數越高,人眼的感知越線性

至於該位網兄提到的這段


本人的影視設備已經在板上 Po 過了,小屋也有放上照片,投影機和電視兩者皆有

相信用電視當電腦螢幕的不止我一個人,原生24P的效果有心試一下便知

原生24一樣會有  judder,只是變成規律性的小跳動,在平移場面很容易發覺



Q:補幀畫面是加料的!假的!有 Artifact 又破壞導演原意。趴趴

A:只要是經過壓縮的影片中間幀都是演算出來的,沒有什麼加料不加料

有學過 MPEG 理論課程的應該知道,常見的 H264、HEVC 實際上都是採用了
motion interpolation(也就是補幀)去儲存中間的影格資訊,原始的 i 幀只佔很小一部份

不同的是影像壓縮是將母檔(可能60FPS甚至是120FPS 拍攝)壓縮成24P
24張畫面又有九成都是用相關係數去算出來的,不是真正的原始幀

補幀只是在播放過成中逆向還原回去罷了

而在壓縮過程中又有其他變因

例如將影像分量,DCT 除去多餘的高頻信號以及各種 post processing

所以任何經過壓縮的影片(包含 BD、DVD)多少都有加料,照某些人的定義來說龍係gay啦!

另外補幀不會破壞導演原意,除非該導演刻意全片都用低幀數拍攝,但這種例子很少

上面說了現實生活中人眼感知趨近無限,真人電影用高幀數呈現才符合實際情況

由於 FM 幀數的轉換是等比例提升,對於慢速鏡頭也可以很好的保留下來

並不會有快速的運動場景和幀數少的場景都一樣快的情況

這也是有些人抱怨 FM 對偷格的影片效果不佳的原因,但這樣反而避免了肥皂劇的情況



Q:補幀除了消除 Judder 也可以解決 Motion blur?

A:是這樣沒錯,不過 DmitriRender 由於作者"刻意為之"所以還是有 Motion blur

我大概也知道原因就是了,這邊先掠過不談



Q:MadVR 的 SuperRes 跟 A 卡的銳化不是同一個東西,A 卡銳化不如 MadVR

Q:演算法當然不同,本質上都是對線條銳化

這個東西我以前就測過了,SuperRes 產生的雜訊比 AMD 還要明顯

所以我自己是 AMD 銳化+denoise 以1:3的比例去開,沒用 SuperRes

MadVR 現在又加了不少新的銳化算法,後續我就沒測了

其實 MadVR 的銳化和升頻演算法也都是抓 doom9 其他網兄寫的東西集成在裡面

依據你的需求提供不同的選擇,沒有哪種比較好

個人認為 MadVR 最大的價值還是在色管的部分,其他功能就不是很必需的東西



Q:電視的補幀優於 AFM?

A:電視補幀的好處是不受限於顯卡效能,對任何規格影片(25FPS、10BIT)都有效

但依我上次在 DR 那串放的腳踏車測試片段,FM 在畫面瑕疵的抑制上比較優秀



Q:Intel 內顯可以透過 BlueskyFRC 使用 FM?

A:FM 是 AMD 獨家的功能

BFRC 只是調用兩家驅動內的 API 而已,Intel 有自己的幀率轉換技術(主要用於 QSV 上)

專利在這邊
https://www.google.com/patents/CN102055947A?cl=en




還有幾個月前我說過要寫一篇防毒的文章,放心沒有棄坑

因為實在太忙了,加上每款防毒都去找官方白皮書來看,比起功能我更注重原理的解說

現在剩賣咖啡和 WD,再容我拖稿一陣子

恩.....有想到什麼後續再補充
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