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文章摘要

Netflix通过AV1编码技术实现了电影颗粒合成，提升了视觉体验。这一技术不仅还原了经典电影的真实感与怀旧氛围，还优化了流媒体传输效率，为全球数百万用户带来更高质量的观影体验。

文章总结

文章标题：AV1 @ Scale: Film Grain Synthesis, The Awakening - Netflix TechBlog

主要内容总结：

Netflix在其技术博客中详细介绍了AV1编码标准中的电影颗粒合成（Film Grain Synthesis, FGS）技术，并分享了该技术在全球范围内的应用及其对视频流媒体体验的提升。

背景与挑战：
- 电影颗粒是电影制作中的一种视觉效果，能够增强影片的真实感和艺术性。然而，由于其随机性，传统的压缩算法难以有效处理，往往需要在保留颗粒和减少文件大小之间做出妥协。
- 在数字时代，视频内容中的噪声（如相机传感器噪声或后期添加的颗粒）进一步增加了压缩的难度。
AV1电影颗粒合成技术：
- AV1标准中的FGS技术通过两个关键组件来模拟电影颗粒：颗粒模式和颗粒强度。
  - 颗粒模式：使用自回归（AR）模型来复制颗粒的随机模式，生成64x64的噪声模板，并在播放时通过随机提取32x32的补丁来重建颗粒。
  - 颗粒强度：通过分段线性函数控制颗粒在不同光照条件下的表现，确保颗粒强度与视频亮度和颜色相适应。
- 在编码过程中，视频首先被去噪，然后压缩，颗粒的模式和强度参数被估计并随压缩视频数据一起传输。在播放时，颗粒被重新合成并添加到视频中。
技术优势与成果：
- 视觉质量提升与比特率降低：FGS技术在保留电影颗粒艺术性的同时，显著降低了比特率。例如，在Netflix影片《They Cloned Tyrone》的示例中，FGS版本在保持颗粒完整性的同时，比特率降低了约66%。
- 压缩伪影掩盖：合成的颗粒有效掩盖了压缩伪影，提升了视觉体验。
- 数据优化：在1080p及以上分辨率的视频中，启用FGS后平均比特率降低了36%，而在低于1080p的分辨率中，比特率降低较小，仅为10%。
用户体验改善：
- A/B测试结果：启用FGS后，用户的流媒体体验得到了显著改善，包括更低的初始和平均比特率、减少的播放错误、更少的缓冲、更快的播放启动时间、更高的播放稳定性以及更多的4K分辨率流媒体时间。
未来展望：
- Netflix计划在未来的博客文章中分享更多关于视频编码管道的技术细节，并鼓励用户体验支持FGS的影片，如《The Hot Spot》、《Kung Fu Cult Master》等。
致谢：
- 文章最后对参与该项目的多个团队和个人表示了感谢，包括视频算法、媒体编码管道、基础设施规划等团队，以及设备认证和合作伙伴技术支持人员。

总结：Netflix通过大规模应用AV1电影颗粒合成技术，成功提升了视频流媒体的视觉质量，同时优化了数据使用效率，为用户带来了更流畅、更高质量的观看体验。

评论总结

评论主要围绕电影颗粒（film grain）的作用、技术实现及其在影视制作中的应用展开，观点多样且存在争议。以下是主要观点和论据的总结：

支持电影颗粒的观点：

艺术与真实感：
- 电影颗粒不仅是视觉效果，还能增强影片的深度和真实感。
  “This grain, formed from tiny particles during the film’s development, is more than just a visual effect. It plays a key role in storytelling by enhancing the film’s depth and contributing to its realism.”
- 颗粒能增加感知锐度，隐藏色彩带和压缩伪影。
  “It tends to increase perceived sharpness and hides flaws like color banding and compression artifacts.”
怀旧与美学：
- 颗粒为经典影片增添了怀旧感和真实性。
  “Picture this: you’re watching a classic film, and the subtle dance of film grain adds a layer of authenticity and nostalgia to every scene.”
- 颗粒是艺术工具，能为影片带来独特的视觉效果。
  “I do appreciate the role of grain as an artistic tool though, so this is still cool tech.”
技术优势：
- AV1的颗粒合成技术（FGS）通过去噪和重新引入颗粒，降低了比特率，同时保留了原始效果。
  “Denoising before compression and then reintroducing grain during playback is such a clever inversion of the usual 'preserve everything' strategy that often bloats bitrates.”

反对电影颗粒的观点：

真实性与干扰：
- 现实中没有颗粒，颗粒反而会降低真实感，并掩盖细节。
  “But there is no grain in reality, so it does the opposite.”
- 颗粒会干扰观看体验，尤其是高分辨率影片中。
  “When I watch an 80 GB 4K movie from Blu-ray, the last thing I want is film grain, which makes it look like a VHS recording from the 90s.”
技术缺陷：
- 合成颗粒缺乏原始颗粒的细节和信息，可能导致画面模糊。
  “Synthesized noise can lack the detail and information in the original noise.”
- 去噪和重新引入颗粒的过程可能过度模糊画面。
  “Their denoising process appears to excessively blur everything, so both it and the synthesized grain image look noticeably less sharp than the source.”
过时技术：
- 颗粒是过时技术的产物，现代影视制作应摒弃。
  “Film grain needs to die. Its time is past.”
- 颗粒与低帧率等技术一样，是劣质技术的表现。
  “Between 24fps and film grain people are way too attached to fundamentally inferior technology.”

其他观点：

技术创新的质疑：
- 颗粒合成技术是否必要，还是为了创新而创新？
  “Your scientists were so preoccupied with whether or not they could, they didn’t stop to think if they should.”
未来趋势：
- 年轻一代可能对颗粒无感，其怀旧效果将逐渐消失。
  “If kids grew up without seeing film grain, how would they feel about it?”
技术细节的探讨：
- 颗粒合成技术在大规模应用中的挑战和突破。
  “The 'at scale' part is the real story here. Film Grain Synthesis has been available in the usual AV1 encoders for a while, but required some amount of manual tweaking.”