视频或视频流和帧的关系？怎么理解？

前言：

理解视频和帧之间的关系是掌握多媒体处理的基础。理解清楚视频与视频帧的关系，有助于研究视频相关的算法，如：识别视频是否都是静止的画面，视频中是否出现过人或汽车等。

一、帧和帧率

1、什么是帧？

• 帧（Frame）是构成视频的基本单位，可以把它想象成动画书中的每一页。每一帧实际上是一张静态图像。
• 当这些静态图像以足够快的速度连续播放时，由于人眼的视觉暂留效应，我们就会感觉到它们在动，从而形成所谓的视频。

2、帧率（Frame Rate）

• 帧率是指每秒钟显示的帧数，通常用FPS（Frames Per Second）表示。
• 帧率决定了视频的流畅度。更高的帧率意味着更平滑的动作过渡，但也需要更多的存储空间和处理能力。

如：使用ffmpeg查看视频流信息，如下为25帧。

这意味着该视频流每秒钟包含25个单独的图像帧。换句话说：

• 在一秒钟的时间内，视频会显示25张不同的图片。
• 这些图片快速地依次呈现给观看者，使得画面看起来是连续移动的。

3、帧率与分辨率不是一回事

• 帧率（FPS）：每秒播放多少张图片，影响流畅度
• 分辨率：每张图片的像素大小（如 1920x1080），影响清晰度

4、简单理解

假设你有一个长度为4秒、帧率为25 FPS的视频片段，那么这段视频总共包含(4 * 25 = 100) 张图片（或帧）。如果这是一段描述一个人走路的视频，那么在这100帧中，你会看到这个人从一个位置走到另一个位置的不同瞬间。

即：

1帧 = 1张图片  
25帧/秒（FPS） = 每秒钟播放25张图片

视觉暂留原理：

• 人眼对光刺激的反应不会立刻消失，图像在视网膜上会保留约0.1~0.4秒；
• 所以当图片切换速度足够快（比如每秒超过20张），大脑就会把它们“脑补”成连续动作。

二、常见的帧率标准

不同应用场景下，常见的帧率标准有所不同。

1、帧率常用标准

• 电影：传统上使用24FPS，这是因为在早期胶片电影时代，这是最经济有效的帧率，同时也能提供足够的流畅感。
• 电视：PAL制式（主要在欧洲等地使用）通常采用25FPS；NTSC制式（主要用于北美等地）则采用约30FPS（准确地说是29.97FPS）。
• 高清内容：现代高清电视节目和电影可能会采用更高的帧率如50FPS或60FPS，以提供更加流畅的画面。
• 游戏和运动捕捉：为了捕捉快速动作而不产生模糊或跳跃感，这类应用可能需要更高的帧率，如120FPS甚至更高。

2、不同帧率的实际效果

三、帧率对视频质量的影响

• 流畅性：较高的帧率可以使快速移动的对象显得更加平滑自然，减少抖动现象。
• 文件大小：帧率越高，相同时间内包含的帧数越多，因此生成的视频文件也会更大。
• 兼容性：某些设备或软件可能不支持非常高的帧率，选择适当的帧率对于确保跨平台兼容性很重要。

四、总结

• 帧是构成视频的基本单位，相当于一张静态图片。
• 帧率表示每秒显示的帧数，它影响着视频的流畅性和所需的资源。
• 分辨率标识每一帧（即每张图片）的清晰度，越大越清晰。