未压缩数据率
把每一帧的像素数乘上每像素占的比特数,再乘帧率,就是未压缩的数据率:
数据率(bit/s) = 宽 × 高 × 帧率 × 每像素比特
每像素比特由位深和色度采样共同决定。位深是每个分量多少比特,色度采样决定色度分量相对亮度被保留多少:4:4:4 不抽样,所以三个分量都是全分辨率;4:2:2 的色度水平方向减半;4:2:0 的色度水平与垂直都减半,只剩四分之一。
4:4:4 → bpp = 位深 × 3 4:2:2 → bpp = 位深 × 2 4:2:0 → bpp = 位深 × 1.5
代一组数:1920 × 1080 × 24 × 20 = 995,328,000 bit/s,约 0.995 Gbit/s。同样设置换成 3840 × 2160,像素数是四倍,数据率约 3.98 Gbit/s;帧率再从 24 提到 60,又是 2.5 倍,约 9.95 Gbit/s。这就是上图四条的来处。
压缩比告诉你风险在哪
把未压缩数据率除以目标码率,得到压缩比。它本身不是质量指标,但它的量级能提示风险:
压缩比 = 未压缩数据率 ÷ 目标码率
例如 UHD 24p 10bit 4:2:2 未压缩约 3.98 Gbit/s,交付码率定在 100 Mbit/s,压缩比约 40 倍。同样码率给 1080p24 8bit 4:2:0(未压缩约 0.60 Gbit/s)只需约 6 倍。两者都叫 100 Mbit/s,承受的压缩强度差了近七倍,所以「码率多少才够」离开分辨率与帧率就没有意义。
体积与可录时长
体积(byte) = 码率(bit/s) × 时长(s) ÷ 8
按 100 Mbit/s 录 60 分钟:100,000,000 × 3600 ÷ 8 = 45,000,000,000 字节,也就是 45 GB(十进制)或约 41.9 GiB(二进制)。反过来,一块标称 500 GB 的卡按同样码率大约能录 11 小时——前提是这张卡的标称容量用十进制,而且不考虑文件系统开销与预留空间。
| 组合 | 每像素比特 | 未压缩数据率 | 一小时未压缩体积 |
|---|---|---|---|
| 1080p24 8bit 4:2:0 | 12 bpp | ≈ 0.60 Gbit/s | ≈ 269 GB |
| 1080p24 10bit 4:2:2 | 20 bpp | ≈ 1.00 Gbit/s | ≈ 448 GB |
| UHD 24p 10bit 4:2:2 | 20 bpp | ≈ 3.98 Gbit/s | ≈ 1792 GB |
| UHD 60p 10bit 4:2:2 | 20 bpp | ≈ 9.95 Gbit/s | ≈ 4479 GB |
这些是未压缩的量,实际记录格式都带压缩,所以不要拿它当采购依据;它的用处是看清倍数关系——换一档设置,存储与备份成本会按倍数变化,而不是按百分比。
定码率估算的误差在哪
- 变码率会偏离平均值:复杂段落用得多、简单段落用得少。按平均码率估总体积通常够准,按它估某一段的体积可能差很远。
- 编码效率差异大:同一个码率,不同编码器与不同设置下的画质可以明显不同。压缩比只提示风险量级,不能换算成画质。
- 容器开销未计入:音轨、字幕轨、时间码与容器自身的结构都占空间。估算时留出余量,不要把卡算到刚好。
用什么素材验证码率够不够
压缩优先丢人眼不易察觉的部分,所以用普通画面验证会得出过于乐观的结论。真正能暴露问题的是两类内容:大面积平滑渐变(天空、墙面、淡出黑场)会显出色带与块效应;快速运动与大量细碎纹理(雨、树叶、人群)会显出细节糊成一团。验证时应当挑这两类最糟的镜头,而不是挑好看的。