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C9d9f7ff45dd638a6a22a8c4fe6a67c9 在使用瀏覽器觀看如YouTube等影片時,流暢度除了會受網路傳輸速度影響之外,其實裝置本身的畫面更新頻率也會有所影響,為了要強化Chrome瀏覽 器的多媒體播放體驗,Google著手進行研究與改進,讓Chrome能夠更聰明地支援各種更新頻率不同的影片,來讓影片播放更加流暢。

精準的更新頻率是流暢關鍵

Google旗下的YouTube團隊表示,其實人眼是能注意到HD或是高更新頻率的影片是否流暢,所以影片播放時流暢與否也是品質的一環。有鑑於此,團隊便著手推行奶油計劃(Project Butter),致力讓Chrome瀏覽器搭配YouTube影片串流服務能夠更加流暢。

所謂的更新頻率(Frame Rate、Frame Per Second)指的是每秒顯示多少張畫面,如果更新頻率是30幀的話,代表著每秒顯示30幀畫面,每幀畫面與畫面間的時間差即為1/30秒,如果更新頻率比人眼視覺暫留的時間更快的話,我們就會覺得影片是連續的動態畫面。

但是我們的腦部運作時也會「自動」補足畫面與畫面間的空檔時間,稱為動態內插(Motion Interpolation)。對於1部更新頻率是30幀的影片而言,如果畫面不是很精準地在每1/30秒送出的話,人腦的動態內插機制就會讓人覺得影片播放不流暢、卡卡的,所以如何精準地在正確的時間播放每一幀畫面,將會對流暢度有關鍵影響。

▲以電影膠捲為例,每秒會記錄24幀畫面,所以在播放影片時,每秒也會播出24張畫面,讓人眼在視覺暫留的錯覺下認為那是連續動態畫面。(圖片來源:維基百科,本圖採用創用CC姓名標示-相同方式分享,作者為Cburnett)

Chrome 44大幅改善流暢度

YouTube上影片常見的更新頻率有24、25、29.97、30、48、50、59.94、60幀等格式,而顯示設備更新頻率則大至分為歐規的50幀與美規的60幀,兩者不一定能吻合。

在最好的情況下,當然就是影片與顯示設備的更新頻率相同或互為整數倍,例如兩者皆為60幀,或是影片30幀、顯示設備60幀(顯示設備重覆播放每幀畫格2次),但不在這種情況下時,YouTube團隊表示他們需要找出更新頻率組合的最佳化模式。

YouTube團隊使用Elgato HD60 HDMI擷取盒搭配特殊影片進行測試,並用百分比來表示與最佳情況相比的影片流暢度分數,分數越高代表播放的畫格能與對應時間對齊,但是他們發現在使用Chrome 43搭配60幀顯示設備,播放30幀影片時,分數只有68.49%。在進一步研究問題後,團隊發現肇因為瀏覽器時序部分的問題,進而導致畫格播放的間隔不穩定。

在Chrome的視窗合成器(Compositor,負責繪製畫格)與媒體管線(Media Pipeline,負責產生畫格資訊)的合作間有2大問題,分別為視窗合成器不知道畫格何時需要被顯示在螢幕上,而媒體管線也不知道視窗合成器是否已經準備好繪製下一個畫格,這2大問題將造成影片畫格、產生畫格、顯示畫格之間的不同步,也就會進一步影響影片流暢度。

因此在Chrome 44中,Google改寫了兩者合作的溝通方式,並且最佳化更新頻率的配對方式,讓Chrome 44能夠明顯改善影片播放的流暢度,其測試分數也大幅提升至99.33%,讓影片播放滑順地跟奶油一樣。

▲圖中Y軸為影片與顯示設備更新頻率之倍數,X軸為畫格流水編號,在60幀顯示設備以播放30幀影片的情況下,無論X軸走到哪裡,Y軸都應該維持在2,但在Chrome 43測試中分數僅為68.49%。(圖片來源:YouTube Blog,下同)

▲為了挖掘並改善這個問題,Google透過許多工具來協助工作。

▲在改善之後的Chrome 44測試結果中,分數大幅提升至99.33%,有助於讓影片播放更加流暢。

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