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為什麼漸層色在影片壓縮時更容易出現畫質劣化？原理與解決方法

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    請以淺顯易懂的方式解釋給外行人為何在影片串流壓縮時，比起純色和銳利邊緣圖像，漸層色會更明顯的畫質降低

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    在影片串流壓縮過程中，漸層色比純色或銳利邊緣的圖像更容易出現畫質降低的現象，這主要與壓縮技術的運作原理和人眼對顏色的感知特性有關。以下以淺顯易懂的方式解釋原因：

    為什麼漸層色在影片串流壓縮時更容易出現畫質降低？

    壓縮技術的基本原理

    影片壓縮的核心目的是減少數據量，主要透過以下方式：

    1. 空間壓縮（幀內壓縮）：壓縮演算法會尋找圖像中重複或相似的區域，並以更少的數據表示。例如，純色區域可以用單一碼表示，而不需要逐像素儲存12。
    2. 時間壓縮（幀間壓縮）：分析相鄰影格的變化，只儲存差異部分，減少重複數據1。
    3. 色彩取樣與深度：壓縮時通常會犧牲部分色彩資訊（如4:2:0取樣），因為人眼對亮度的敏感度高於對色彩的敏感度34。

    漸層色的挑戰

    漸層色的圖像（如天空或陰影）在壓縮時特別容易出現畫質問題，原因如下：

    1. 顏色變化的平滑性：

      • 漸層色的顏色過渡非常細緻且連續，壓縮演算法難以有效地將這些細微變化壓縮成簡單的數據表示。
      • 壓縮後，這些平滑的過渡可能被簡化為不連續的色帶（稱為「色帶效應」或「banding」），導致畫面看起來不自然564。

    2. 色彩深度的限制：

      • 壓縮格式如JPEG或影片編碼器（如H.264）通常使用8-bit色彩深度，這意味著每個顏色通道只有256個階段。這對於漸層色來說不足以表現其細膩的過渡，進一步加劇了色帶效應47。

    3. 壓縮演算法的優化方向：

      • 壓縮演算法通常優先處理高對比或銳利邊緣的區域，因為這些區域對人眼更為顯著。而漸層色的低對比特性使其在壓縮過程中被視為次要，導致更多細節被犧牲68。

    純色與銳利邊緣的優勢

    相比之下：

    如何減少漸層色的壓縮失真？

    1. 提高色彩深度：使用10-bit或更高的色彩深度，可以提供更多顏色階段，減少色帶效應47。
    2. 增加位元率：提高壓縮時的位元率，讓更多數據用於保存漸層細節9。
    3. 加入雜訊：在後製中加入少量雜訊（如2-8%），可以打破色帶的明顯界限，使過渡看起來更自然104。
    4. 選擇適合的壓縮格式：如使用WebP或HEVC（H.265）等更先進的編碼格式，這些格式在壓縮漸層色時表現更佳1110。

    結論

    漸層色在壓縮時更容易出現畫質降低，主要是因為其顏色過渡的細膩性對壓縮演算法構成挑戰。透過提高色彩深度、位元率或選擇更先進的壓縮技術，可以有效減少這些問題，提升畫質表現。

    1. JPEG Degradation: What is it and how to prevent it ↩ ↩2 ↩3

    2. Eliminate compression artifacts on gradient background : r/AfterEffects ↩ ↩2

    3. 畫素不是高就好，品質也很重要。所以是要 4:2:2 還是要 10-bit ? - 杰客森林 ↩

    4. 色彩深度與色彩取樣 - 杰客森林 ↩ ↩2 ↩3 ↩4 ↩5

    5. 影片不壓縮失真：如何輕鬆避免影片壓縮失真 Wondershare Filmora ↩

    6. PNG? JPG? GIF? 都是圖檔卻有大不同! | by Ssu // 蘇 | SSUDIO | Medium ↩ ↩2 ↩3

    7. Re: My gradients are banding on press and yet the pdfs looks smooth. Help! ↩ ↩2

    8. Why are certain colors more prone to compression artifacts than others? - Graphic Design Stack Exchange ↩

    9. 影片壓縮位元率是什麼? 如何決定大或小? - 杰客森林 ↩

    10. 影片製作訣竅 | 提升可見度，6個技巧讓您影片上傳不失真！ ↩ ↩2

    11. Mastering Web Aesthetics: A Comprehensive Guide to Gradient Fades | Cloudinary ↩

    https://felo.ai/search/2UmhQB3kz92ULcSuK8mohJ?invite=dOLYGeJyZJqVX