ทำไมวิดีโอของคุณถึงคุณภาพลดลงทุกครั้งที่ Export (และวิธีป้องกัน)

หลักการทำงานของการบีบอัดวิดีโอ (โดยสังเขป)

H.264 เป็นรูปแบบการบีบอัดข้อมูลแบบสูญเสียรายละเอียด (lossy codec) เพื่อให้ได้ไฟล์ที่มีขนาดเล็ก ระบบจะวิเคราะห์ภาพแต่ละเฟรมและตัดรายละเอียดที่ถือว่าสายตามนุษย์แทบมองไม่เห็นทิ้งไป เช่น พื้นผิวที่มีรายละเอียดสูงในส่วนเงา เม็ดเกรนละเอียดในบริเวณท้องฟ้า หรือการไล่ระดับสีที่ละเอียดอ่อน ข้อมูลที่ถูกตัดทิ้งไปเหล่านี้จะสูญหายไปอย่างถาวร

นี่คือข้อแลกเปลี่ยนที่ H.264 มอบให้ นั่นคือไฟล์ที่มีขนาดเล็กลงโดยยอมแลกกับคุณภาพที่ลดลงไปบ้าง ในการเข้ารหัสไฟล์เป็น H.264 ครั้งแรก ตัวเข้ารหัสจะพยายามอย่างเต็มที่ที่จะตัดทิ้งเฉพาะส่วนที่สายตาคนเราสังเกตไม่เห็นเท่านั้น ทำให้ไฟล์ที่ได้มีลักษณะใกล้เคียงกับต้นฉบับมาก จนบ่อยครั้งแทบแยกไม่ออกหากใช้บิตเรต (bitrate) ที่เหมาะสม

ปัญหาจะเกิดขึ้นเมื่อคุณถอดรหัสไฟล์ H.264 นั้น ซึ่งเป็นการกู้คืนข้อมูลพิกเซลที่ไม่สมบูรณ์ แล้วนำไปเข้ารหัสใหม่อีกครั้ง ตัวเข้ารหัสตัวที่สองจะตัดสินใจใหม่ว่าจะตัดข้อมูลส่วนใดทิ้ง โดยคราวนี้ต้องทำงานกับต้นฉบับที่คุณภาพลดลงไปแล้ว ส่งผลให้สิ่งแปลกปลอม (artifacts) ที่เกิดจากการเข้ารหัสครั้งแรกกลายเป็นส่วนหนึ่งของสัญญาณข้อมูลหลัก และการเข้ารหัสครั้งที่สองก็จะเพิ่มความผิดเพี้ยนในลักษณะเดียวกันซ้อนทับลงไปอีกชั้นหนึ่ง

การได้เห็นความเสื่อมโทรม

การสูญเสียคุณภาพจากการทำซ้ำหลายรุ่น (Generational loss) เป็นสิ่งที่สะสมและสังเกตเห็นได้ ให้ลองสังเกตสัญญาณเหล่านี้ในฟุตเทจที่ผ่านการส่งออก (export) มาหลายครั้ง:

• Blocking artefacts - แถบสีเดียวกันเป็นรูปสี่เหลี่ยมปรากฏขึ้นในบริเวณที่มีรายละเอียดสูงหรือมีการเคลื่อนไหว
• การเบลอจากการเคลื่อนที่ - วัตถุที่เคลื่อนที่เร็วจะทิ้งรอยเบลอเป็นทางยาว แทนที่จะมีขอบที่คมชัด
• Colour banding - การไล่ระดับสีที่ควรจะราบรื่น (เช่น ท้องฟ้า หรือพื้นหลัง) กลับกลายเป็นแถบสีที่มองเห็นได้ชัดเจน
• การสูญเสียรายละเอียดพื้นผิวที่ละเอียดอ่อน - พื้นผิวของหญ้า ผ้า และผิวหนังจะดูเรียบเนียนและมีลักษณะคล้ายพลาสติก

สิ่งแปลกปลอมเหล่านี้จะสะสมเพิ่มขึ้นแม้จะใช้การตั้งค่าการส่งออก (export) แบบ "คุณภาพสูง" ก็ตาม เพราะมันเป็นผลมาจากการเข้ารหัสซ้ำ (re-encoding) ไม่ใช่เรื่องของบิตเรต การเพิ่มบิตเรตในการเข้ารหัสครั้งถัดไปก็เป็นเพียงการเพิ่มข้อมูลเพื่ออธิบายพิกเซลที่เสียหายไปแล้วเท่านั้น

ทำไมการส่งออกไฟล์แบบไม่สูญเสียคุณภาพ (Lossless) ถึงช่วยแก้ปัญหานี้ได้

เมื่อ Lossless Video Cutter ส่งออกคลิปที่ตัดแต่งแล้ว โปรแกรมจะคัดลอกแพ็กเก็ตข้อมูลที่ถูกบีบอัดจากไฟล์ต้นฉบับไปยังไฟล์ผลลัพธ์โดยตรง โดยไม่มีขั้นตอนการถอดรหัส (decode) หรือการเข้ารหัส (encode) ใดๆ ทั้งสิ้น ตัวเข้ารหัสจะไม่ทำงาน และไม่มีการตัดสินใจใหม่เกี่ยวกับกระบวนการบีบอัดข้อมูล

โดยนิยามแล้ว ผลลัพธ์ที่ได้จะมีคุณภาพเท่ากับไฟล์ต้นฉบับ เพราะมันก็คือไฟล์ต้นฉบับนั่นเอง เพียงแต่ตัดเฟรมที่คุณไม่ต้องการออกไป คุณสามารถสั่ง Export ไฟล์ต้นฉบับเดิมซ้ำได้เป็นพันครั้ง และผลลัพธ์ในครั้งที่หนึ่งพันก็จะดูเหมือนกับครั้งแรกทุกประการ

ข้อยกเว้น: การเข้ารหัสครั้งแรก

การตัดต่อแบบไม่สูญเสียคุณภาพ (Lossless cutting) จะทำได้ก็ต่อเมื่อใช้ไฟล์ต้นฉบับที่ผ่านการเข้ารหัสมาแล้วเท่านั้น หากไฟล์ต้นฉบับของคุณเป็นแบบไม่บีบอัด (uncompressed), ProRes หรือรูปแบบไฟล์ระดับกลาง (intermediate format) คุณภาพสูงอื่นๆ การส่งออกไฟล์ (export) เป็น H.264 ในครั้งแรกจะยังคงต้องผ่านกระบวนการเข้ารหัสแบบสูญเสียคุณภาพ (lossy encode) ซึ่งเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

แต่หลังจากจุดนั้นเป็นต้นไป การตัดต่อไฟล์ H.264 ในขั้นตอนถัดๆ ไปทั้งหมดสามารถทำได้โดยไม่สูญเสียคุณภาพ (lossless) คุณจึงไม่จำเป็นต้องเข้ารหัสไฟล์ใหม่เพียงเพราะต้องการคลิปที่สั้นลง

ขั้นตอนการทำงานที่ใช้งานได้จริง

กฎนั้นง่ายมาก คืออย่าทำการเข้ารหัสใหม่ (re-encode) เพียงเพื่อตัดต่อวิดีโอ หากต้องการตัดวิดีโอ ให้ใช้เครื่องมือตัดต่อแบบไม่สูญเสียคุณภาพ (lossless cut) เสมอ และเก็บการเข้ารหัสใหม่ไว้ใช้เฉพาะเมื่อคุณจำเป็นต้องเปลี่ยนรูปแบบ ขนาด หรือตัวแปลงสัญญาณ (codec) จริงๆ เท่านั้น