幀率與碼率的概念
讀者經常會聽到“刷新的幀率是多少”或“碼率比較高所以要求網速要比較好”等表達。
本文介紹音視頻的幀率與碼率的概念。
小程之前還介紹了音視頻的其它概念，讀者可以關註“廣州小程”微信公眾號，並在“音視頻->基礎概念與流程”菜單項中查閱相關的文章。
（1）幀率
幀率，表示的是頻率，也就是在一段時間，操作的頻度。
幀率的具體含義，需要分兩個場景來介紹，一個是采集時的場景，另一個是顯示時的場景。
（a）采集時
對於自然界的聲音或圖像來說，要轉換成為計算機裏面的物件，采集是必須的。
對於圖像的采集，一般以攝像頭或屏幕作為輸入，按一定的規則拍攝圖片或截取圖片（小程之前介紹過錄制視頻，讀者可以參考這篇文章）。
這個獲取圖片的規則中，有一項指標，可以稱為“取圖速度”。明顯，取圖越快，就越能把變化的細節捕捉到，但圖片的總數量也越多，如果這些圖片存放在磁盤或在網絡上傳輸，那存儲空間與占用的帶寬就是要考慮的因素，而這個跟“取圖速度”有關。
“取圖速度”，一般用單位時間（比如一秒鐘）內取幾張圖來界定，也就是一秒鐘有多少幀，單位為fps，比如“我的這個電影是25fps”，就是1秒內我取了25張圖。
小程之前介紹“從視頻中提取圖片”時，傳給ffmepg的參數-r，就是一秒鐘拿幾張圖，也是“取圖速度”的概念，但這個是從已有視頻中提取，而不是從攝像頭或屏幕提取。
（b）顯示時
采集到圖片，經過編碼壓縮、存儲或傳輸、解碼，最終被展示出來。
展示圖片時，也有一些展示的規則，這些規則中有一項指標，可以稱為“畫圖速度”。
“畫圖速度”，就是一秒畫出幾張圖，單位同樣為fps。
同樣，在源圖片連續的情況下，如果畫得越快，理論就越平滑。但是，畫得越快，就越費勁，甚至根本就沒有能力畫得那麽快。
到底“畫圖速度”要多快，要看你的目的與實際能力。一般理想的效果是，既讓圖片展示得平滑，又讓顯示組件不太忙。
小白：那麽，多少fps，才算是平滑？
小程：得看內容變化的情況，如果不經常運動的，那15fps都可能夠用了；如果運動劇烈的，那就要畫得更快一些，比如30fps、60fps或更高。當然，前提是，采集到的是平滑的。
畫得太慢或畫得太快，會導致什麽問題？這個跟代碼邏輯有關。一般來說，對於視頻，有聲音跟圖像，那就要考慮聲畫同步的問題，其中一個實現邏輯，可以用聲音為主，圖像落後於聲音的pts就渲染圖片，否則就等待，如果按這樣的邏輯，那麽，畫得太慢就會出現圖像跟不上聲音的問題，畫得太快則問題不大（只是多一些判斷的執行）。如果是其它處理邏輯，則要具體問題具體分析。
總的來說，采集時的“取圖速度”以及顯示時的“畫圖速度”，就叫幀率。
一般來說，如果說一個視頻的幀率，那指得是采集時的幀率。
小白：我可以這一秒15fps，一下秒就變成30fps嗎？
小程：這個叫動態幀率（vfr），不在這裏展開了。
接下來，小程演示一下如何改變視頻的幀率。
這裏用FFmpeg來改變視頻的幀率。對於FFmpg的安裝與使用，讀者可以參考小程之前介紹的文章。
幀率更改前，是這樣的：
使用ffmepg命令來修改幀率，更改為1fps（類似於采集，1秒鐘拿一張圖）：
ffmpeg -i moments.mp4 -y -r 1 moments_1fps.mp4
幀率更改後，是這樣的：
然後，這兩個不同的采集幀率（左邊1fps，右邊25fps），對應的視頻的效果是這樣的：
（2）碼率
碼率也叫比特率，是在編碼壓縮時使用的概念。音視頻數據，最終用二制數（bit）來表示，1秒鐘的數據量，就是碼率。單位為bps，或者kbps，比如“我用128kbps來編碼mp3文件”。
1秒鐘的比特量越多，能表達的細節就越多（比如聲音的高頻段信息等），占用的磁盤空間越大，如果傳輸則占用的帶寬也越大。
這裏演示一下，用ffmepg命令來更改碼率。
碼率更改前，是這樣的：
用ffmpeg命令修改碼率：
ffmpeg -i moments.mp4 -y -b:v 50K -b:a 0K moments_50k_br.mp4
碼率更改後，是這樣的：
兩個不同碼率（左50kbps，右388kbps），對應視頻的播放效果是這樣的：
可以看到，左邊的非常模糊，甚至出現了馬賽克，因為碼率太小，壓縮得太嚴重了。
最後，說一下文件大小與碼率的關系。
文件大小 = 碼率 * 時長。這個適用於固定碼率的情況，碼率為總的碼率（音頻+視頻+其它）。一般可以根據這個公式，推算出音視頻的時長。
同樣，可以用ffmpeg命令來修改文件大小（從頭截取一段）：
ffmpeg -i moments.mp4 -y -fs 100K moments_fs_100k.mp4
總結一下，本文介紹了幀率與碼率的概念。幀率，一般反映了采集時采集的速度；碼率，是編碼時的概念，反映了單位時間內用多少bit去描述音頻或視頻數據。
幀率與碼率的概念