Perchè ridimensionare da 4k a 1080p migliora la qualità del video

Perchè ridimensionare un video girato in ultra hd 4K (3840×2160) in FullHD a 1080p (1920×1080)?
Non sarebbe meglio registrare il video direttamente nel formato fullHD?

Quali sono le differenze tra un video nativo a 1080p ed uno ridimensionato partendo dal 4k?

Perche ridimensionare da 4k a 1080 migliora la qualità del video

Perche ridimensionare da 4k a 1080 migliora la qualità del video

 

La qualità di una immagine è data dai suoi valori di  LUMINANZA (Y’) e CROMINANZA (Cb e Cr)

Approfondimento su Wikipedia: Y’ è il componente di luminanza mentre Cb e Cr indicano i componenti di crominanza

Il valore Y di luminanza ci dice QUANTO LUMINOSO SIA UN PIXEL
il valore Cb e Cr ci dice CHE COLORE HA QUEL PIXEL

i valori di luminanza (Y),  rappresentano l’intensità di luce complessiva dell’immagine (cioè la somma dei tre colori primari),
i valori di differenza dal colore rosso (Cr),
i valori di differenza dal colore blu (Cb).
il segnale YCbCr a volte è detto impropriamente anche segnale YUV.

In questo modo un televisore in bianco e nero, pur ricevendo tutti e tre i segnali, utilizza solo il primo, quello di luminanza, ignorando gli altri due; al contrario, un televisore a colori utilizza i segnali del rosso e del blu trasmessi, e ne ricava il verde, sottraendo al segnale di luminanza le informazioni su rosso e blu.

In teoria ogni pixel deve avere un proprio valore Y’, Cb, Cr . nella proporzione 4: 4: 4. Tuttavia dal momento che abbiamo a che fare con 2 milioni di pixel (nel fullhd 1080p) la quantità di dati è elevatissima.

how to resize 4k to 1080p

how to resize 4k to 1080p

Nel mondo digitale per ovviare all’enorme mole di dati da elaborare (e quindi hardware costoso) si sono inventati alcuni trucchi, prendiamo ad es. il jpeg che riduce il numero di dati di una immagine in modo da ridurne il peso (quanto è importante consumare meno banda possibile in un mondo in rete!) è il nostro occhio poi che ricostruisce i dati mancanti e noi percepiamo l’immagine completa.
Stessa cosa capita nel video, in pratica tutti gli apparecchi digitali multimediali che registrano video utilizzano il luma subsampling 4:2:0.

Fintanto che manteniamo la luma = informazioni di luminosità di ogni pixel, siamo in grado di condividere i dati di colore  di un pixel tra 3 pixel vicini. Ciò significa che il 75% delle informazioni del colore viene scartato, ma il vantaggio è che abbiamo il 50% in meno dei dati.Lo scopo è ridurre la dimensione dei video senza perdita di qualità . Questo è noto come 4: 2: 0 sottocampionamento della crominanza = Luma subsampling.

 

Perchè ridimensionare da 4k a 1080 migliora la qualità del video:

 

differenza 1080 ridimensionato da 1080 nativo

differenza 1080 ridimensionato da 1080 nativo

 

In un singolo pixel di video a 1080p, ora ci sono 4 pixel in quella stessa posizione rispetto al 4K. E anche se il 4K stesso in fase di registrazione ha 4: 2: 0 di sottocampionamento della crominanza, quando estrapoliamo il video 1080p da esso, tutti i pixel nel video 1080p estrapolato hanno i singoli valori Y, Cb, e Cr. Così stiamo ricostruendo il rapporto 4: 4: 4 sul video a 1080p.

 

Quote l'occhio umano è più sensibile alla luminanza che alla crominanza

 

 

Perchè in un file ridimensionato a 1080p c’è meno noise (rumore digitale) rispetto a quello nativo?

In un file ridimensionato da 4k (3840×2160) al FULLHD (1920×1080) si avrà 1/4 del rumore digitale (noise) presente nell’originale.

 

 

perchè ridimensionare video 4k 1080p

perchè ridimensionare video 4k 1080p

 

CONCLUSIONI SUL PERCHE’ HA SENSO REGISTRARE IN 4K:

Ha senso registrare i video in 4k? SI, sempre, perchè si registrano molte più informazioni che elaborate nel modo corretto ci restituiscono video finali migliori.

La differenza maggiore si avrà quando invierò un video ridimensionato dal 4k a 1080p su youtube, si vedrà molto meglio perchè avrà valori YCbCr migliori.

Ma allora chi me lo fa fare inviare video in 4K su youtube? semplice… te lo fa fare IL BITRATE!

 

ECCO COME YOUTUBE DESTINA IL BITRATE DI UN VIDEO

 

WEBM VP9 CODEC

0- Youtube compresses to 4320p (8K) (7680×4320) with a bit rate  21.2 Mbps

1- Youtube compresses to 2160p (4K) (3840×2160) with a bit rate  17.3 Mbps

2- Youtube compresses to (2K) 1440p (2560×1440) with a bit rate  8.589 Mbps

3- Youtube compresses 1080p (1920×1080) with a bit rate  2.567 Mbps

4- Youtube compresses to 720p (1280×720) with a bit rate  1.468 Mbps

5- Youtube compresses to 480p (854×480) with a bit rate  0.727 Mbps

6- Youtube compresses to 360p  (640×360) with a bit rate  0.373 Mbps

7- Youtube compresses 240p (426×240) with a bit rate  0.157 Mbps

8- Youtube compresses to 144p (256×144) with a bit rate  0.085 Mbps

 

MP4 H264 CODEC

 

0- Youtube compresses to 4320p (8K) (7680×4320) with a bit rate  78.4 Mbps

1- Youtube compresses to 2160p (4K) (3840×2160) with a bit rate  23.1 Mbps

2- Youtube compresses to (2K) 1440p (2560×1440) with a bit rate  10.4 Mbps

3- Youtube compresses 1080p (1920×1080) with a bit rate  2.309 Mbps

4- Youtube compresses to 720p (1280×720) with a bit rate  1.378 Mbps

5- Youtube compresses to 480p (854×480) with a bit rate  1.155 Mbps

6- Youtube compresses to 360p  (640×360) with a bit rate  0.525 Mbps

7- Youtube compresses 240p (426×240) with a bit rate  0.242 Mbps

8- Youtube compresses to 144p (256×144) with a bit rate 0.109 Mbps

 

8K VP9 vs H264 bitrate comparison = 21.2Mbps VP9 vs 78.4 Mbps H264
4K VP9 vs H264 bitrate comparison = 17.3Mbps VP9 vs 23.1 Mbps H264
2K VP9 vs H264 bitrate comparison = 8.5 Mbps VP9 vs 10.4 Mbps H264
1080p VP9 vs H264 bitrate comparison = 2.5 Mbps VP9 vs 2.3 Mbps H264
720p VP9 vs H264 bitrate comparison = 1.4 Mbps VP9 vs 1.3 Mbps H264
Quanta banda consuma Youtube per lo  STREAMING dei video ? (ADSL units)
VP9 CODEC
ADSL connection bandwith for streaming 8K = 2,65 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 4K = 2,16 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 2K = 1,07 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 1080p = 0,320 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 720p = 0,182 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 480p = 0,090 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 360p = 0,046 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 240p = 0,019 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 144p = 0,010 MBs
H264 CODEC:
ADSL connection bandwith for streaming 8K = 9,8 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 4K = 2,88 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 2K = 1,3 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 1080p = 0,28 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 720p = 0,17 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 480p = 0,14 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 360p = 0,065 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 240p = 0,030 MBs
ADSL connection bandwith for streaming 144p = 0,013 MBs
 H264 CODEC

4K (23.1Mbps) = 169MB = 1 minute
846MB = 5 minutes
1690MB = 10 minutes

2K (10.4Mbps) = 76MB = 1 minute
380MB = 5 minutes
760MB = 10 minutes

1080p (2.3Mbps) = 17MB = 1 minute
85MB = 5 minutes
170MB = 10 minutes

 

CONCLUSIONE :

INVIATE I VOSTRI VIDEO ALMENO A 2K PER AVERE UN BITRATE DI 10MBPS MOLTO + ALTO DEL MISERO 2MBPS DEL 1080P

E’ meglio utilizzare la massima risoluzione possibile in fase di acquisizione, registrare un video in 4K è meglio quindi di registrarlo direttamente in fullhd 1080p.

 

VIDEO CHE SPIEGANO LA DIFFERENZA DI QUALITA’ TRA 4K E 1080P RESIZED