分辨率、帧率、码率与色度采样
本教程共 32 篇 · 第 7 篇 · 更新于 2026-08-09 · 约 8 分钟阅读
本节目标：搞懂决定视频画质和文件体积的四个关键参数，以后看到 1080p60、4Mbps、4:2:0 不再犯晕。
上一章我们把「容器、编码、流」理顺了。这一章深入到流本身，看看里面有哪些参数会影响你看到的画面和文件大小。
分辨率
视频的每一帧本质是一张位图，分辨率就是这张图的宽和高，单位是像素。
常见分辨率：
| 名称 | 宽 × 高 | 俗称 |
|---|---|---|
| 360p | 640 × 360 | 流畅 |
| 480p | 854 × 480 | 标清 |
| 720p | 1280 × 720 | 高清 HD |
| 1080p | 1920 × 1080 | 全高清 FHD |
| 1440p | 2560 × 1440 | 2K QHD |
| 2160p | 3840 × 2160 | 4K UHD |
分辨率直接决定画面的细节上限。屏幕多大就配多大分辨率：手机看 720p 够了，电脑看 1080p，大电视才需要 4K。盲目追求 4K 只会让文件膨胀，手机上根本看不出区别。
宽高比（aspect ratio）是宽除以高，常见的有：
- 16:9：横屏视频的标准，1920×1080 就是。
- 9:16：竖屏短视频，1080×1920。
- 4:3：老电视、老录像带。
- 21:9：电影宽银幕。
Tip很多编码器要求宽高是偶数（H.264 通常要求 2 的倍数，4:2:0 下最好是 2 的倍数，某些格式还要求 16 的倍数）。用 scale 滤镜时用
-2代替-1可以让 FFmpeg 自动算成偶数：ffmpeg -i input.mp4 -vf scale=1280:-2 output.mp4
帧率（fps）
帧率是每秒播放多少张图片，单位是 fps（frames per second）。
- 24fps：电影标准，有「电影感」。
- 25/30fps：电视、网络视频最常见。
- 50/60fps：游戏、运动画面、高动态视频，动作更流畅。
- 120/240fps：慢动作素材，后期放慢仍然顺滑。
人眼对帧率的感知有阈值：低于 24fps 会感觉卡顿，30 到 60 之间是明显的流畅度提升，超过 60 以后提升就没那么明显了。
帧率越高，文件越大——但不是线性翻倍。因为编码器会利用帧间压缩，相邻帧很相似时只存差异。所以 60fps 的视频通常不会是 30fps 体积的两倍，而大约是 1.5 倍左右。
用 ffmpeg 改帧率：
ffmpeg -i input.mp4 -r 30 output.mp4-r 30 表示输出 30fps。但更推荐通过滤镜或编码参数处理，简单的 -r 在某些情况下会造成音画不同步，后面讲滤镜时会展开。
码率（bitrate）
码率是每秒视频数据占用的比特数，单位通常是 kbps（千比特每秒）或 Mbps（兆比特每秒）。它是影响体积和画质最直接的参数：
文件大小 ≈ 总码率 × 时长 ÷ 8比如一个 10 分钟、总码率 5 Mbps 的视频：
5 Mbps × 600 秒 ÷ 8 = 375 MB码率越高，编码器能保留的细节越多，画质越好，但文件越大。码率低到一定程度，画面会出现色块、模糊、拖影——这叫「码率不够用了」。
码率多少合适没有标准答案，取决于：
- 分辨率：1080p 当然比 720p 需要更高码率。
- 帧率：60fps 比 30fps 需要更多码率。
- 画面复杂度：体育比赛、游戏、雪花噪点需要高码率；谈话、PPT 录像低码率就够。
- 编码效率：HEVC 比 H.264 省一半码率，AV1 更省。
作为参考，这里是常见平台的建议值（H.264，SDR）：
| 分辨率 | 30fps 码率 | 60fps 码率 |
|---|---|---|
| 720p | 5 Mbps | 7.5 Mbps |
| 1080p | 8 Mbps | 12 Mbps |
| 1440p | 16 Mbps | 24 Mbps |
| 2160p | 35-45 Mbps | 53-68 Mbps |
音频的码率独立计算：AAC 立体声一般 128 kbps 就够，高质量用 192-256 kbps；MP3 常见 128-320 kbps。
三种码率控制方式
- CBR（Constant Bitrate）：恒定码率。每秒都给同样多的比特数，适合直播和流媒体，但浪费空间。
- VBR（Variable Bitrate）：可变码率。复杂画面给多、简单画面给少，体积更小，画质更好。
- CRF（Constant Rate Factor）：恒定质量。由你指定一个质量等级，码率自动浮动，是离线转码最推荐的模式。
CRF 的具体取值和编码器调优会在编码篇（§19）详细讲，现在知道有这么回事就行。
色深（bit depth）
色深指每个颜色通道用多少位来表示。最常见的是 8 bit，即每个通道 256 级（2⁸=256），三通道组合约 1677 万色。
近几年 10 bit 逐渐普及（每个通道 1024 级），HDR 视频基本都用 10 bit。10 bit 的好处：
- 渐变画面（天空、阴影）不容易出现「色带」。
- 后期调色空间更大。
- 同样码率下，10 bit 编码器效率反而更高（因为减少了条带噪声）。
用 ffmpeg 指定像素格式可以控制色深：
ffmpeg -i input.mp4 -pix_fmt yuv420p output.mp4 # 8 bit 4:2:0
ffmpeg -i input.mp4 -pix_fmt yuv420p10le output.mp4 # 10 bit 4:2:0查看支持的像素格式：
ffmpeg -pix_fmts色度采样（chroma subsampling）
这是新手最容易被名字唬住的概念，其实原理很简单。
人眼对**亮度（luma）的变化很敏感，对颜色（chroma）**的变化相对迟钝。于是视频编码就利用这一点：亮度每个像素都记，颜色则几个像素共享一份。这就是色度采样。
YUV 色彩空间
视频里一般不用 RGB，而用 YUV：
- Y：亮度（黑白图像）。
- U（Cb）：蓝色差。
- V（Cr）：红色差。
把 Y、U、V 分开，就可以对亮度全采样、对色度降采样。
4:4:4、4:2:2、4:2:0 怎么读
记法是 J:a:b，表示在一个 4 像素宽、2 像素高的区域内：
- 第一个数
J：每行亮度采样数，通常是 4。 - 第二个数
a：第一行色度采样数。 - 第三个数
b：第二行色度采样数（0 表示和第一行共用，不单独采）。
直观理解：
| 格式 | 色度采样比例 | 色度信息丢失 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| 4:4:4 | 100% | 无 | 专业制作、绿幕、图形界面 |
| 4:2:2 | 50% | 一半色度 | 专业摄像、广播电视 |
| 4:2:0 | 25% | 四分之三色度 | 消费级视频、网络传播、蓝光 |
我们日常看的视频几乎都是 4:2:0。它丢掉了 75% 的色度信息，但因为人眼不敏感，几乎看不出来，却能省掉大量体积。
ffprobe 输出里的 yuv420p 表示「YUV 色彩空间、4:2:0 色度采样、planar 平面存储」。这里的 p 是 planar（平面），意思是 Y、U、V 三个分量分开存放；与之相对的是 packed（打包）格式，各分量交错存在一起。注意它和「逐行/隔行扫描」不是一回事——后者是场编码方式，在编码器层面设置，不在像素格式名里。
Note色度采样和色深是两回事：4:2:0 是色度「分辨率」降了，10 bit 是亮度和色度各自的「精度」高了。两者可以组合，比如
yuv420p10le就是 4:2:0 + 10 bit。
串起来看
一个 1080p 30fps 的 H.264 视频，yuv420p、8 bit、8 Mbps，这些参数合在一起才描述清楚它的画质。改任何一个都会影响最终效果：
- 把分辨率砍到 720p，文件小了但细节没了。
- 把帧率降到 24fps，运动没那么顺滑。
- 把码率压到 2 Mbps，画面开始糊。
- 换成 HEVC 编码，同画质体积能小一半。
没有「最好」的参数，只有「最合适」的取舍。后续章节我们会用 ffmpeg 实际调整这些参数。
小结
- 分辨率决定画面尺寸，常见 1080p、4K；宽高尽量保持偶数。
- 帧率决定流畅度，24/30/60fps 最常见。
- 码率决定每秒数据量，直接影响体积和画质；CRF 是最推荐的控制方式。
- 色深是颜色精度，8 bit 通用，10 bit 适合 HDR。
- 色度采样在 YUV 下省体积，4:2:0 最普遍，几乎看不出损失。
下一章讲三种最基础的处理方式：转码、转封装和流复制。