Führt das Erhöhen der Framerate bei unveränderter Bitrate zu Qualitätsverlusten?

Wenn das Ergebnis der Erhöhung der Bildrate darin besteht, dass mehr Pixel pro Sekunde angezeigt werden, dann ja, bedeutet die Beibehaltung der Bitrate mit ziemlicher Sicherheit einen Verlust an Gesamtqualität. Nicht alle derartigen Verluste sind zu beanstanden oder sogar notwendigerweise bemerkbar. Wenn die Bitrate beispielsweise 30 Mb/s beträgt und Sie sie auf 15 Mb/s reduzieren, würden dies wahrscheinlich nicht viele Leute bemerken.

Dies ist eine komplizierte Frage, auf die es keine genaue Antwort gibt. Im Allgemeinen ja, die Qualität wird wahrscheinlich niedriger sein, aber die höhere Bildrate ist zunächst einmal eine höhere "Qualität".

Bei Video müssen Sie bedenken, dass zeitliche Informationen Teil der Qualität sind. Wenn Sie die Framerate verdoppeln, sinkt die Qualität jedes einzelnen Frames, aber Sie werden doppelt so viele von ihnen sehen, und die Auswirkungen von Dingen wie Rauschen können sich auf die Frames verteilen.

Darüber hinaus funktioniert die moderne Komprimierung, indem sie einen Frame mit benachbarten Frames vergleicht. Wenn Sie die Framerate erhöhen, wird die Menge der Änderungen zwischen Frames reduziert, sodass die Datenmenge, die zum Speichern der Änderung benötigt wird, ebenfalls reduziert wird, da sich zwischen Frames weniger ändert.

Rein theoretisch ist die Menge an Informationen, die uns im Laufe der Zeit vor Augen geführt wird, in Bezug auf die Qualität am wichtigsten. Daher ist es theoretisch sogar möglich, eine Version eines Videos mit höherer Bildrate zu erstellen, die gleichzeitig eine höhere Gesamtqualität aufweist bitrate als Version mit niedrigerer Bildrate.

Bei einem hypothetisch perfekten Kodierungs- und Komprimierungssystem bestimmt die Rate sinnvoller Informationen, die unseren hypothetisch perfekten Augen pro Sekunde präsentiert werden, die Qualität. Das Problem ist, dass solche Hypothesen nicht existieren. Unsere Augen sind in Bezug auf die Informationen, auf die sie im Laufe der Zeit achten, unvorhersehbar verlustbehaftet, sodass in einigen Fällen eine höhere Bildrate eine größere Qualitätssteigerung bietet als in anderen. Auch die Komprimierung und Codierung ist nicht perfekt, sodass einige Arten von Inhalten mehr Aufwand zum Codieren und Komprimieren mit mehr Overhead erfordern und andere mehr Rauschen erzeugen, das am besten durch höhere Bildraten ausgeglichen wird, während andere möglicherweise niedrigere Bildraten erfordern aber höhere Details pro Frame.

Praktisch überwindet der Overhead für das Speichern von Teilen des Frames, die sich nicht leicht komprimieren lassen, im Allgemeinen die Vorteile der erhöhten Framerate, was zu einem Qualitätsverlust führt, wenn die Framerate verdoppelt wird, ohne die Bitrate zu erhöhen, aber es ist nicht annähernd so wichtig ein Qualitätsverlust, wie Sie ihn bekommen würden, wenn Sie die Bitrate halbieren würden.

Darüber hinaus ist der Qualitätsverlust der komprimierten Version gegenüber dem Original für die höhere Bildrate viel höher, selbst wenn die relative Qualität zwischen den Versionen mit niedrigerer und höherer Bildrate viel näher beieinander liegt (da das Video mit niedrigerer Bildrate von Anfang an eine viel geringere Qualität hatte mit).

Sie müssen die Bitrate nur ausreichend erhöhen, um den Overhead auszugleichen, der durch Ineffizienzen bei der Codierung und Komprimierung der zusätzlichen Frame-Daten verloren geht. Wie ProfessorSparkles betonte, ist eine zusätzliche Bitrate von etwa 1/3 wahrscheinlich ein guter Ausgangspunkt, um herauszufinden, was Sie benötigen, um die subjektive Qualität aufrechtzuerhalten, aber sie wird je nach Videoinhalt, den Sie codieren, und den Codecs und Datenraten stark variieren benutzt.