1 前言
现在B站视频的画质越来越差，如何尽可能保证视频清晰、流畅成为了UP主必须研究的问题。本文通过对直播录播视频的研究，定量地研究了不同压缩方式、编码参数等对生成的B站视频的影响，希望能给各位UP主，尤其是直播录播组提供相应的解决方案。
2 省流结论
叔叔坏事做尽！本地再清晰的视频传到B站，不开大会员看普通1080P的视频都是糊的，开了大会员看1080P60帧效果才开始变好。最好的解决方案是伪4K，也就是把原来1080P的视频导出为4K分辨率，传到B站后把4K视频当做1080P播放，基本上画质能做到完全还原。
码率方面，导出视频时保证分辨率4K的情况下码率尽量开高，30M-50M，甚至100M都行，这样的话视频传到B站能让画质尽量不变差。对于一些需要上传大量视频的录播组，有能力的尽量还是传伪4K，哪怕是码率不变大效果也会变好很多。
3 详细实验
测试视频简介：本次实验所用素材来自 @三明治3Mz 2024年01月08日15时18分的直播，长度为30分钟，视频内容可以参考网页链接 。视频的基本参数如下：h264 (High), yuv420p(tv, bt709, progressive), 1920x1080 [SAR 1:1 DAR 16:9], 20480 kb/s, 120 fps, 120 tbr, 1k tbn，实际测试其码率约为19691kbps。
测试环境：Intel Core I7-8700，16G内存，NVIDIA RTX2070，Windows 11，ffmpeg 5.1。FFmpeg参数：ffmpeg -y -hwaccel cuda -fflags +discardcorrupt -i input.mp4 -c:v h264_nvenc <可变编码器参数> -profile:v high -rc:v vbr -c:a aac -b:a 320K -s 2880x1620 output.mp4。特别注意，本次实验将视频重缩放到了2880x1620，用于在B站上传伪4K。
根据可变编码器参数的取值，实验分为10组，包括5组使用平均码率模式编码的视频，分别为10M，15M，20M，25M，30M（使用参数-b:v 10M的方式指定码率，记为bv10，其他码率类似）；5组使用恒定质量编码的视频，分别为19,23,27,31,35（使用参数-cq 19的方式指定质量，记为cq19，其他类似）。
评估指标：本实验使用三种评估指标：PSNR（峰值信噪比，一般认为高于40dB说明与原视频几乎无差距，30-40dB表示图像质量好，20-30dB说明图像质量差，20dB以下说明极差）、SSIM（结构相似度，范围0-1）和VMAF（Netflix提出的用于评价视频质量的指标，百分制，一般认为95分以上效果较好）。
4 实验数据
实验结果视频和对比请参考网页链接 ，本文主要研究定量实验结果，表格可以点击放大观看。
本地编码方面，只要码率不太低，PSNR基本上是比较高的，VMAF也都是99分以上，一般情况下没必要用恒定质量编码。另外，由于设置的编码器参数比较简单，基本上编码速度都在1.2-1.5倍速之间（特别注意这里是120帧的视频，编码速度只有60帧视频的一半左右）。
但是上传到B站之后，不同画质之间的区别就很大了。如果不开通大会员（播放普通1080P），无论本地使用何种编码方式，哪怕是直接传录播原视频，码率都在2600kbps左右，视频的PSNR都基本上在20多一点，VMAF都在60多分。说明普通1080P情况下，画质的区别实际上是不大的，或者说都是很糊的。
如果开通大会员，那么1080P60帧视频可以分配到5200kbps左右码率。但是使用较低码率做第一次压制（10M，15M这种低于原视频码率的数值），然后到B站经过二压之后画质损耗还是很明显的（VMAF只有90不到）。这里有个很奇怪的情况是，1080P60帧的原视频画质指标很低，猜想是存在部分帧完全相同被ffmpeg跳过计算导致的，具体的画质可以参考视频。
最好的办法是使用伪4K，这里将视频重缩放为2880x1620，恰好满足B站4K分辨率的最低要求。可以看到，只要本地一次压缩的视频码率够高，B站4K视频基本上都能分到17000kbps的码率，也就能最大程度的保留原视频的画质，VMAF、SSIM的指标基本上能和本地播放一个效果。更重要的是B站的4K支持120fps的高帧率视频，这是直接上传1080P视频达不到的高度。
5 备注
本文的实验视频和账号播放量都比较低，B站只会将视频二压为H264格式，如果播放量较高的话B站会视情况再次三压为AV1或者H265格式，码率和画质会更低，这里不考虑这种情况。
关于伪4K分辨率的问题，B站认为短边像素大于1600都按照4K视频来分配码率。但是实践操作中缩放为标准4K（3840x2160）还是缩放为符合B站要求的最低标准4K（2880x1620），这里没有继续深入做研究。个人认为缩放到2880x1620比较好，能让单位像素分到更多的码率。如果使用剪映等软件无法导出特定分辨率视频的话，只要保证码率够，直接生成4K视频问题也不大。
