小议“压制、观看、收藏之间的关系”增强版（附相关图档）

babykiss

　前段时间清硬盘，刻了几张DVD，期间发现了不少问题。简单收集了些资料，下面就整理下对“压制、观看、收藏”所得到的一些看法与建议。　　先来看些资料：
　　视野：观察者正视前方时，头和眼睛都保持不动，这样所察觉到的空间范围称为视野，分为单眼视野和双眼视野。单眼视野即单眼的综合视野在垂直方向约有130°，向上60°，向下70°，水平方向约有180°。双眼视野即双眼同时看到的范围要小一些，垂直方向与单眼相同，水平方向约有120°的范围。在视轴1°范围内具有最高的视觉敏锐度，能分辨最细小的细部，称“中心视野”。视轴周围6°-8°视觉清晰度良好，是能够清晰觉察整个物体的位置。视野中心往外30°范围，视觉清晰度较好，称“近背景视野”。这是观看物件总体时最有利的位置。人们通常习惯于站在离展品高度的2.0、1.5倍距离处观赏展品，就是为了使展品处于视觉清晰区域内。
　　视场：观察者头部不动但眼睛可以转动时，观察者所能视看到的空间范围称视场。视场也有单眼视场和双眼视场之分。
　　视敏角：当与人眼相隔一定距离的两个黑点靠近到一定程度时，人眼就分辨不出有两个黑点存在，而只感觉到是连在一起的一个点。这种现象表明人眼分辨景物细节的能力是有一定极限的。我们可以用视敏角来定义人眼的分辨力。视敏角即人眼对被观察物体刚能分辨出它上面最紧邻两黑点或两白点的视角。　　
　　关于视敏角详细说明及推证，请自行查看相关资料，这里仅使用其结论。
　　设L表示人眼与图象之间的距离，d表示能分辨的最紧邻两黑点之间的距离。q表示视敏角，若q以分为单位，则得到：q=3438(d/L)。从生理上讲，视敏角决定于视网膜相邻光敏细胞间的距离，锥状细胞直径d=5微米，眼睛焦距f＝17毫米，代入上边公式，所以普通人的日间视觉下的视敏角约为1′。视敏角为1′ 的力眼，其视力为1.0；2′ 的视力对应于0.5，这与医学上是相对应的。
　　开始正文：
　　一、关于观看。
　　⑴点距：
　　纯平显示器的点距一般取决于它的显像管，特丽珑管的点距是0.24毫米，钻石珑管的点距是0.25毫米，其他管一般是0.27毫米。液晶显示器的点距看屏幕才知道。比如19″宽屏液晶，其标准分辨率为1440*900，一般是0.285毫米的点距。
　　通常情况下，我们的眼睛与显示器间的距离低于2尺，更多人是1.5尺，这里我就以2尺（0.66米）计算。
　　1、以2尺（0.66米）计算：代入公式“q=3438d/L”，我们人眼能分辨的点距d=Lq/3438=0.000163米=0.163毫米。
　　人眼的分辨能力有上限，点距足够小（点距越小，画面越精细），大约是0.1毫米，人眼就是贴着看也看不到。超过人眼分辨无意义，也造成设备的昂贵。而这里，按说这个值小于显示器的点距，我们应该可以看到点距的瑕疵，但实际上我们看到的都不是单象素图形，因为过渡色象素的存在，基本上我们看不出点距的粗糙问题。
　　
　　上图在2尺内可看见锯齿，1米左右锯齿消失。后文数据表明此时眼睛所能分辨的点距是0.25毫米。而我的液晶显示器正好是0.283毫米的点距。
　　2、以2米计算：代入公式“d=Lq/3438”，我们人眼能分辨的点距d=Lq/3438=0.00058米=0.58毫米。
　　对于纯平而言，其点距并不对应于实际象素间距（钻石珑管的点距是0.25毫米，17″纯平显示器的对角线长度为17英寸=43厘米，通过勾股定理，可知宽度35厘米，并不是1024象素*0.25点距=25厘米）。17″纯平显示器在1024*768分辨率下的1象素间距是0.35毫米（35厘米/1024=0.35毫米）左右，2象素即为0.7毫米。也就是说我们把画面放大X=0.58/0.35=1.65倍时所产生的屏幕细节损失，17″纯平显示器（1024宽/720宽=1.42倍<1.65倍）在此距离上不可见。
　　对于液晶而言，点距跟实际象素间距是对应的。故此，以19″宽屏液晶而言（19″宽屏液晶标准分辨率1440*900象素，实际宽度1440象素*0.285点距=41厘米=0.41米），其0.285点距*2=0.57毫米<0.58毫米。故此，19″宽屏液晶在此距离上，放大两倍后锯齿损失正好不可见。
　　推论是，凡是点距小于0.29毫米的液晶，在此距离上通通可至少放大两倍。此时，能否看出细节损失，完全在于其画面尺寸的放大倍数上。下面算放大倍数。
　　例如24英寸宽屏液晶，它的标准分辨率为1920×1200，点距是0.270毫米。
　　0.58毫米分辨力/0.27点距=2.13倍
　　1920/720=2.67倍
　　1920/864=2.22倍
　　可见在2米距离上，即便是我们目前最大的家用液晶显示器，864也接近无损尺寸了。
　　⑵最佳视角：
　　在不转动脑袋的时候，设眼睛的视场角度为A、距电脑的垂直距离为H、电脑的宽度为Y，那么，Y=2*tan(A/2)*H。A的最大值为固定值“120°”。
　　1、设离电脑距离为2尺（0.66米），tan(60°)≈1.732，则能完整看到的最大物体宽度Y=2.28米。
　　视轴周围6°-8°清晰良好时（tan(15°)≈0.268），这个Y值=0.35米。17″纯平显示器的实际显示宽度正好如此。看影片时，最佳清晰效果且要求姿势轻松的话，就是这个角度。看来17″的流行非常不偶然啊。^0^
　　视轴周围15°近背景视野时（tan(30°)≈0.577），这个Y值=0.76米。（两个17″纯平宽度相加了。压迫感极大，屏幕两边无法看清，需要左右转头，怕是没人能这样看。）
　　2、视角15°
　　19英寸宽屏液晶的点距是0.285毫米，总宽度1440*0.285=41厘米=0.41米，如果以视角15°计算，其观看距离是0.76米。此距离上，眼睛的分辨力是0.22毫米，小于其点距。故此，此距离上，显示器越大，画面损失越容易被察觉。如果放大两倍后看不出损失，那么，对于19英寸宽屏液晶，这个压制就算是达到了高标准。
　　24英寸宽屏液晶，它的标准分辨率为1920×1200，点距是0.270毫米，总宽度1920*0.270=52厘米=0.52米。如果以视角15°计算，其观看距离是0.97米。此距离上，眼睛的分辨力是0.25毫米。仍小于其点距。在此最佳观看距离上，尤其想获得临场感（20°以上）时，我们需要720的视频放大2.67-3倍后仍看不出细节损失。（而这时单靠增加容量，怕是不如压制时加大画面尺寸对画质的提升更来得有力。也就是说，此时才需要高分辨率，比如1024。）
　　（0.25毫米也表明了液晶显示器的极限在哪里。也就是说，当最佳观看距离时的分辨力=液晶显示器点距时，此时液晶显示器大概为26英寸。）
　　家庭影院的搭建就基于类似理论建立。当然，我的计算比较粗略。而且液晶显示器跟液晶电视的点距及屏幕优化是否也有区别，我暂未得知。
　　二、关于压制。
　　我的建议是：864*480就是极限了。更大的尺寸那是电影院（至少是真正的家庭影院）用的，普通家庭用有点儿浪费。
　　同时，对于家庭影院，我再啰嗦几句。
　　对于1080P等高清，其实它们的产生主要是为了满足临场感，而不仅仅是细节感（贴近看）^0^。因为不是最舒适的15°（20°～30°），距离相对近，细节自然顺便要稍微高点儿。
　　
　　研究表明，人在观看图象时会有这样的体会：当一副清楚的图象呈现在宽的视觉场里时，人眼将不能区分被显示的图象空间和观看者所处的空间，这将使观看者几乎忘记这是由显示产生的图象，而获得逼真的立体视觉，也就是产生临场感。因此，扩展屏幕是产生临场感极为有效的技术手段。（大家做第一排看电影就知道是什么感觉了）
　　实验表明，只有当视场角超过至少20°时，才能开始获得这种具有临场感表现的心理效果。不过，达到80°～120°时，就趋于饱和。换句话说，超过人眼极限了。没必要啦。目前的电视系统，位于最佳距离5H（H指视频高度。懒的计算推证了，根据视轴15°及其他相关公式，大概是5H吧）观看时，水平视角大约只有10°，HDTV水平视角有希望达到20°～30°。
　　——不过，在获得大临场感的时候，也将容易产生眩晕感（大家做第一排看电影就知道是什么感觉了），以致长时间观看后身体很疲累。也就是说，视觉爽了，眼睛未必爽——毕竟不是轻松的视场角。
　　三、压品比较。
　　两种瑕疵：
　　1、细节瑕疵。比如马赛克、彩虹、纹理模糊或丢失等等。
　　修正方法：利用“前期处理”+“足够的码率”即可搞定。
　　2、锯齿瑕疵。这里的锯齿特指图像画面放大后，颜色线条边缘所产生的锯齿。
　　修正方法：没有。
　　压制数据表：
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源文件：[HC][NHK.anikuri15][season3][Makoto.Shinkai.Comix.Wave.Films][新海诚][猫的聚会][1920x1080] [jp_chs_cht].mkv
AVS1：
LoadPlugin(“D:\Program Files\Pure Codec\AviSynth 2.5\plugins\DirectShowSource.dll”)
DirectShowSource(“Makoto.mkv”).LanczosResize(1440,800)
AVS2：
LoadPlugin(“D:\Program Files\Pure Codec\AviSynth 2.5\plugins\DirectShowSource.dll”)
DirectShowSource(“Makoto.mkv”).LanczosResize(864,480)
—————————
x264编码：
1、x264 –bitrate 400 –ref 3 –bframes 3 –b-pyramid –weightb –trellis 1 –partitions p8x8,b8x8,i4x4,i8x8 –8x8dct –vbv-maxrate 25000 –threads auto –thread-input –progress –no-psnr –no-ssim –output “a864_480.mp4″ “a864_480.avs” 编码均速：7.57fps
2、x264 –bitrate 660 –ref 3 –bframes 3 –b-pyramid –weightb –trellis 1 –partitions p8x8,b8x8,i4x4,i8x8 –8x8dct –vbv-maxrate 25000 –threads auto –thread-input –progress –no-psnr –no-ssim –output “a864_480_660K.mp4″ “a864_480.avs” 编码均速：6.89fps
3、x264 –bitrate 1100 –ref 3 –bframes 3 –b-pyramid –weightb –trellis 1 –partitions p8x8,b8x8,i4x4,i8x8 –8x8dct –vbv-maxrate 25000 –threads auto –thread-input –progress –no-psnr –no-ssim –output “a1440_800.mp4″ “a1440_800.avs” 编码均速：3.67fps
4、x264 –bitrate 2200 –ref 3 –bframes 3 –b-pyramid –weightb –trellis 1 –partitions p8x8,b8x8,i4x4,i8x8 –8x8dct –vbv-maxrate 25000 –threads auto –thread-input –progress –no-psnr –no-ssim –output “a1440_800_2200K.mp4″ “a1440_800.avs” 编码均速：2.99fps
—————————
相关比例值：
1440*800/864*480=2.778
1100/2.778=400K
800/480=1.667
1100/1.667=660K
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　　几张图（点这里打包下载）。
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mpc跳转帧：190, 29.970
864_480_400K.PNG
864_480_660K.png
864_480_400K_fw_1440_800.png 通过Fireworks直接放大
864_480_660K_fw_1440_800.png 通过Fireworks直接放大
1440_800_1100K.PNG
1440_800_2200K.png
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　　观看比较（使用软件 ACDSee 2.43 版，以下测试均在19宽屏液晶下）：
　　1、使用软件 ACDSee 同时打开“864_480_400K.PNG”和“864_480_660K.png”，用切换窗口的办法进行比较。距离2尺内。（这种小画面一般会被窗口播放，大家会离显示器最多 0.8 米距离内观看。）
　　
　　根据上图（其比列并非正比，而是双曲线），并比较两图（生理学视觉画质，即主观性视觉画质）。
　　直接给个直觉结论（懒得论证了，我也没兴趣和能力去研究编码算法）：对某一种具体的编码器而言，在某一画面尺寸下，容量跟画质（主观性视觉画质）有一个最佳比。当码率达到一定时，细节瑕疵对眼睛不可见。很显然400K超出了x264的能力，细节瑕疵较大，660K较合适。
　　2、把“1440_800_1100K.PNG”和“864_480_660K_fw_1440_800.png”放到单独的一个文件夹内，使用 ACDSee 的“幻灯片播放”进行对比。距离两米。（全屏观看我向来会距离2米以上）
　　个人观感：
　　在2米距离上，“864_480_400K_fw_1440_800.png”对比“1440_800_1100K.PNG”的话隐约可看到“864_480_400K_fw_1440_800.png”有些毛糙。也就是说400K的码率稍嫌不足，细节瑕疵已不可忽视。
　　3、把“1440_800_1100K.PNG”和“864_480_660K_fw_1440_800_1100K.png”放到单独的一个文件夹内，使用 ACDSee 的“幻灯片播放”进行对比。距离两米。（全屏观看我向来会距离2米以上）
　　“864_480_660K_fw_1440_800.png”对比“1440_800.PNG”则细节无法分辨。些微察觉到亮度的变化——即“864_480_660K_fw_1440_800.png”的色调整体会发白些。原因是放大的过程中，色彩的浓度会被稀释，造成整体色调偏淡。值得注意的是：这个亮度变化是因为有参考才被察觉到。也就是说，如果没有比较，这个变化可忽略。
　　结论：结合编码速度的比较，由此试验可推证得——花费了两倍多的时间，获得的画质效果在两米距离上等同。
　　完整结论：对一个具体的分辨率，给定一个足够的码率，那么细节瑕疵对眼睛不可见。放大后，与大分辨率的画面比较，仅仅是锯齿和色彩锐度的问题。而达到一定距离后，则锯齿对眼睛无效（色彩锐度变化亦可忽略）。另外，为了更加完美，在此距离上，我们可继续调整显示器来修正色彩锐度。比如三星943NW具有“MagicColor”（魔彩）技术等等。
　　四、关于收藏。
　　视频部分：
　　有了以上的数据，那么看看“[FW][Midori_no_Hibi][美鸟日记][DVDRIP][AVC_AAC][01].mkv ”的一些信息：
　　画面：640*480
　　时长：24分钟
　　帧率：24
　　大小：117M
　　它的质量我个人认为是“细节足够”，如大家也认可，那么150M对于目前24分钟一集的动画就是很合衬、甚至稍有点儿浪费容量的设置了。
　　而目前的动画，大多数都结束于26集以内。26*150=3900M=3.9G，刚好放入1张D5。多余的400M可以放音乐、图片、相关漫画等资料。（说起漫画了，也同样有个扫描分辨率。对屏幕而言，在WINDOWS下，72dpi足够了。）
　　音频部分：
　　先说个事实：拥有顶级音响设备的人寥寥无几。能够配得起顶级音响设备的耳朵也屈指可数。买得起顶级音响设备的更通常很阔佬、很挑剔，他们不需要压品（其实“Rip”译为“日品”也很对味有趣呢。^0^）的。
　　盲目收藏者有以下种种表现：
　　比如ape、flac、320k的mp3、ac3之争等等，他们认为flac就是比mp3好，“码率大”就是好。全然不顾他那个不到200块钱的2.1小音箱（甚至千元以下的5.1音箱）能否表现出196K和320K之间的差异，更全然不管自己的耳朵能否听出196K和320K之间的差异。
　　还曾有人以音箱能完美放出齿音（即演唱者的呼吸声等），自己耳朵能清晰听出齿音而沾沾自喜，却根本不明白自己是在听音乐，还是在听齿音。
　　更专业的音响技术还在于空间。你觉得你那光秃四壁的也就十几平米小屋子能完美回放顶级音响吗？
　　故此，对于“[FW][Midori_no_Hibi][美鸟日记][DVDRIP][AVC_AAC][01].mkv”16MB不到的AAC音质我已很满足了。
　　五、结贴之语。
　　5年前即2004年左右，刻盘是以CD为主，当时DVDrip刚流行。那时的主流显示器是17寸纯平。
　　进入2008年，是17纯平过渡到19宽屏液晶的时间。而刻盘也早是D5普及时代，此时BDrip流行。
　　更为有趣的事实是：在这五年内，所有的好片基本上都经历了VCD到DVD的洗版。而经典影视更是经历了DVD到BD的洗版。
　　那么下一周期是什么显示器？5年后会各个经典影视会如何洗版？我不知道。
　　我所知道的是，换了19宽屏的我在未来3年内不会再换新。因此，向来躺到床上看、离显示器2米远、显示器点距为0.283微米、显示器分辨率1440*900的我绝对不会收大于540P的片子——实在找不到合适的，我自己压小，没时间弄的就让它躺硬盘里——当我离显示器只有1.5尺不到时，通常我不会开全屏视频，因为视压太大，眼珠子太累。