O Bitrate dos Vídeos

Ainda me lembro perfeitamente de que falar de vídeo "na internet" era algo sinónimo de pequenas janelas, pouco maiores (ou até mesmo menores) que a resolução dos icons que temos actualmente, com imagens altamente pixelizadas. Alturas em que coisas como o YouTube pareciam um sonho megalómano sem futuro, já que muitos diziam ser "impraticável" a distribuição de vídeo através da Internet, quanto mais de vídeos com qualidade decente ou em alta-definição.

Bem... todos sabemos o quanto essas previsões estavam erradas, mas hoje vamos abordar a questão dos bitrates dos vídeos - ou seja, o espaço que eles ocupam.



Já aqui falamos dos sistemas de compressão de imagens estáticas (e de quando usar JPEGs, PNGs, etc.), e no caso dos vídeos, a coisa funciona de forma idêntica: isto é... para facilitar a distribuição e transmissão de vídeo em formato digital, temos também que recorrer a sistemas de compressão que descartam partes da informação para reduzir o tamanho. Só que aqui, estamos perante sistemas ainda mais complexos, que para além de analisarem cada imagem por si só, também têm em consideração os frames anteriores e seguintes. Assim, no caso de um qualquer objecto que se esteja a mover na imagem, o sistema de compressão pode guardar a apenas a informação de que neste frame se pode desenhar o mesmo objecto do frame anterior, mas numa posição ligeiramente diferente.

Ora vamos a contas...

No caso de vídeo FullHD (1920x1080 pixeis, com 24 bits de cor) a 30 fps, cada frame - sem compressão - ocupará algo como:

• 1920 x 1080 x 24 bits = 49,766,400 bits = 6,220,800 bytes = 5.93 Megabytes (aproximadamente)

Claro que, como estamos a falar de vídeo, e sendo istoo espaço de apenas um frame, se falarmos de 1h de vídeo estaremos perante:

• 5.93 MB x 30 fps x 1h = 177.9 MB/s x 1h = 640,440 MB/h = 625 Gigabytes/hora!

Rapidamente se vê que até que as nossas ligações permitam receber quase 180MBytes/segundo... é melhor não pensarem sequer na ideia de receber vídeo FullHD não comprimido.

Mas então, qual o efeito que a compressão e os codecs têm nesta imensa quantidade de dados?


Espreitando os discos bluray, vemos que a maioria dos filmes em alta-definição conseguem ser esprimidos para tamanhos de 20-40GB (para filmes de cerca de 2h). Uma diferença substancial face aos 625GB/h que tinhamos calculado ali em cima. E, recorrendo à magia de uma compressão um pouco mais agressiva... não é incomum passarem-se esses valores para menos de metade, muitas vezes ainda sem grandes diferenças perceptíveis na qualidade de imagem.

Claro que se começarem a cortar demasiado no bitrate, começarão a notar efeitos da compressão:

No caso do bitrate inferior, o "pano de fundo" perde definição e começa a apresentar um aspecto pixelizado e aos blocos. (E isso é algo que facilmente se pode notar também nalguns canais de certos operadores, que na ânsia de pouparem largura de banda, aumentam a compressão ao ponto de afectar visivelmente a qualidade)

Mas, se para uso doméstico bitrates de filmes FullHD na ordem dos 1-2MB/s são suficientes (cerca de 7GB/hora), para uso profissional as coisas são um pouco mais exigentes:

Como se pode ver por esta tabela (agradeço ao Luis Paulo da Mog pela disponibilidade), no caso de vídeo Full HD em ambientes profissionais, estamos a falar de bitrates que andam entre os 50 e os 100GB/hora - cerca do dobro do que encontrarão num filme de formato bluray.


Uma coisa que me deixa bastante curioso - e que agora volta a ser assunto de conversa - é que agora que passamos ao vídeo digital, e não há a desculpa de se gastar "película", era mais que tempo de no cinema (e também na TV) se passar a usar um framerate mais elevado. A minha curiosidade tem a ver com o facto de, quando se passa a ter vídeo a 60, 100 ou até mesmo 120fps, o espaço que será ocupado não será directamente proporcional ao vídeo a 30fps - já que as diferenças entre cada frame serão também menores. (Levado ao exagero, se tivessem um filme a 10000 fps, as diferenças entre cada frame seriam tão diminutas, que praticamente poderiam ser reduzidas a zero!)

Um filme como o The Hobbit, que veio estrear os filmes a 48fps nas nossas salas de cinema, ocupa algo como 500GB (e neste caso estamos perante um filme em 3D, e a resolução que será no mínimo de 2K ou 4K). Vai ser interessante ver se teremos direito a uma versão bluray em 48fps, e comparar o seu bitrate com a versão normal - e talvez daqui para a frente se comece a aceitar o framerate como sendo tão variável como o bitrate - com filmes a serem filmados a 24, 48, 60, 100, ou 120fps - ou até com framerates que variam ao longo de um filme, em função das necessidades das cenas.