Часто задаваемые вопросы WebM-треда в /s/

Данный FAQ подразумевает, что читающий владеет навыками работы с FFmpeg хотя бы на уровне webm-thread wiki. Все нижеследующие ключи относятся к FFmpeg, если не обозначено иное.

Почему консоль

Преимущество FFmpeg состоит в том, что он предоставляет достаточно низкоуровневый доступ к процессу кодирования, обладая при этом огромной функциональностью. Дело не в том, что консольный интерфейс чем-то лучше, а в возможности управлять каждым параметров энкодера, добиваясь максимально качественного результата. GUI, как правило, данной способности лишены и сильно ограничивают гибкость настройки. Развёрнутый ответ.

Какую обёртку FFmpeg использовать

Хоть обёртки (т.е. программы, использующие внутри себя FFmpeg, но предоставляющие упрощённый интерфейс) и ограничивают гибкость, они вполне оправданы для типового энкода, если устраивают опции, которые они использует (во многих обёртках можно вводить и raw-опции FFmpeg, но ограничения так или иначе будут). Текущие популярные варианты:

• Windows: WebMConverter

• Linux: webm.py (CLI), WebMaster (CLI), QWinFF (GUI)

Полный список. Онлайн-конвертеры.

Рекомендуемый минимальный набор параметров

• VP9, умеренное качество, приемлемая скорость: ffmpeg -i in.mkv -c:v libvpx-vp9 -b:v ???k -threads 8 -frame-parallel 0 -pix_fmt +yuv420p -c:a libopus -b:a 64k -sn -pass ? -y out.webm

• VP9, лучшее качество, но медленно: ffmpeg -i in.mkv -c:v libvpx-vp9 -b:v ???k -tile-columns 0 -speed 0 -frame-parallel 0 -pix_fmt +yuv420p -c:a libopus -b:a 64k -sn -pass ? -y out.webm

• VP8: ffmpeg -i in.mkv -c:v libvpx -b:v ???k -threads 8 -speed 0 -g 9999 -auto-alt-ref 1 -c:a libopus -b:a 64k -sn -pass ? -y out.webm

Медленно кодируется VP9/используется только одно ядро

1. Убедиться, что присутствует ключ -threads 8 (или больше)

2. Убедиться, что используется версия libvpx >= 1.4.0

3. -tile-columns >= 3 для 8 тредов (6 по умолчанию)

Процессор всё ещё не полностью загружен при транскодинге в VP9

libvpx-vp9 использует tile-columns multithreading, поэтому число потоков энкодера зависит от разрешения видео. В общем случае число потоков считается как 2^floor(log2((w+63)/256)), где w — ширина итогового видео. Т.е.:

• Ширина <=448px = 1 тред

• Ширина >448px = 2 треда

• Ширина >960px = 4 треда

• Ширина >1984px = 8 тредов

• Ширина >4032px = 16 тредов

и т.д. При этом треды энкодера не обязательно будут загружать ядра на 100% в силу ограничений алгоритмов распараллеливания. Если процессор изрядно простаивает, имеет смысл кодировать видео по частам в отдельных процессах FFmpeg, используя опции -ss и -t и склеивая полученные файлы на уровне демуксера. Опция -tile-columns (6 по умолчанию) указывает на максимальное число рекурсивных делений видео на колонки (реальное значение считается как log2(threads)). Следует отметить, что -tile-columns > 0, ровно как и разделение видео на независимые части, приводит к некоторому ухудшению качества итогового видео.

VBR не попадает в лимит

Rate control в libvpx-vp9 ещё далёк от совершенства. Есть несколько способов уменьшить его огрехи:

• Для несложных исходников вроде анимации имеет смысл выставить -qmax в районе 30÷35, чтобы избежать undershoot (или использовать CRF, например: -b:v 0 -crf 25)

• Для сложных сцен из фильмов -qmin в районе 15÷20 поможет от overshoot

Так или иначе, полностью промахов мимо лимита не избежать. Если промах больше 500 килобайт, лучше перекодировать видео со слегка изменёнными -b:v/-qmin/-qmax. Иначе можно перекодировать только аудио и перемуксить со старым видео, выйдет гораздо быстрее по времени (см. скрипт). При совсем небольшом overshoot в районе десятков килобайт, перемуксить с помощью mkvmerge может быть достаточно (муксер mkvmerge чуть более эффективен, чем FFmpeg). Ещё один вариант — обрезать пару секунд с конца (-c copy -t ??), если исходный хронометраж не критичен.

При использовании ключа -ss энкодинг начинается не сразу/ключ -to работает некорректно

При использовании ключа -ss после -i, FFmpeg декодирует видео покадрово до указанного момента. Если опции -ss указана перед -i, будут использоваться ключевые кадры, что значительно ускорит процесс. Однако, ключ -to в таком случае начинает работать как -t. Подробнее. Оптимальное решение: использовать -ss перед -i, не использовать -to (см. также раздел про субтитры).

Почему миниатюра чёрная/как сделать превью

Макаба использует первый кадр видео для генерации миниатюры, который в большинстве фильмов и клипов чёрный. Есть несколько способов получить адекватное превью:

• В случае клипа часто достаточно убрать первые полсекунды (-ss 0.5)

• Можно воспользоваться хаком: кодировать кадр превью в виде второго видео-трека с большим разрешением; макаба использует его для миниатюры, браузеры же будут проигрывать только первый трек (скрипт, видеоурок)

• Устаревший способ с добавлением кадра в начало основного видео

Поддержка создания превью через GUI также есть в wybm.

Превью не отображается/таб крэшится/зелёная полоса по краям/странные цвета

Вероятнее всего была использована плохо поддерживаемая цветовая субдискретизация. Следует перекодировать видео с опцией -pix_fmt +yuv420p

Серый фон в нижней части видео/WebM не помещается в контейнер макабы/растянутое превью

Макаба не поддерживает анаморфные исходники и использует значения PixelWidth/PixelHeight, указанные в файле, тогда как для отображения используются значения DisplayWidth/DisplayHeight.

Пример: допустим, имеется видео со следующими метаданными: Stream #0:0: Video: vp9 (Profile 0), yuv420p(tv), 960x540, SAR 249:224 DAR 83:42, 23.98 fps, 23.98 tbr, 1k tbn, 1k tbc (default). Макаба поместит видео в контейнер размером 960x540, видео же будет отображено браузером в разрешении (960*249/224)x540 = 1067x540 и, как следствие, целиком в контейнер не впишется. Чтобы этого избежать, следует использовать SAR 1:1. // TODO: как именно?

Следует отметить, что миниатюра также будет иметь аспект PixelWidth:PixelHeight, поэтому при SAR не равному 1:1, либо при использовании разных аспектов для первого видео-трека и видео-трека превью, возможно искажение оригинальных пропорций последнего.

Нет миниатюр у WebM-файлов в проводнике

Необходимо установить одну из нижеследующих программ:

• Media Preview (Windows, nonfree)

• Icaros (Windows, nonfree)

• ffmpegthumbnailer (Linux)

Как вырезать участок видео без перекодирования

Любое видео должно начинаться с ключевого кадра, поэтому при обрезке фрагмента через -c copy, значение ключа -ss обязано указывать на ключевой кадр с точностью хотя бы до миллисекунды. Заканчиваться же видео может в произвольном месте (на произвольном кадре). Команда в общем случае выглядит так: ffmpeg -i in.webm -ss ??.??? -t ?? -c copy out.webm

Способы узнать метки времени ключевых кадров:

• В mpv открыть видео, нажать паузу и перемотать к нужному моменту с помощью стрелок; нажать на время в всплывающем меню OSC для отображения миллисекунд (поддерживает любые форматы, но шаг перемотки может быть слишком большим)

• mkvinfo -v in.webm | grep 'key, track number 1' (при условии, что видео идёт первым треком; поддерживает форматы Matroska, WebM)

• webm_info -i in.webm -all | grep key:1 (необходимо собрать из исходников; поддерживает формат WebM)

• ffprobe -v quiet -show_frames -select_streams v -of compact in.webm | grep key_frame=1 (поддерживает любые форматы, но медленно, т.к. декодирует все кадры в видео)

Или же можно использовать специализированную программу wybm.

Не работает/тормозит перемотка

В libvpx-vp9 по умолчанию нет ограничений на частоту появления ключевых кадров (что экономит битрейт), поэтому в видео с редкими сменами сцен их может быть слишком мало, что делает перемотку неудобной (эффективная смена позиции в видео возможна только по границам ключевых кадров). Если быстрая перемотка важнее итогового размера, следуется использовать ключ -g. Например, при -g 120 и видео 24 fps, ключевые кадры будут появляеться не реже, чем каждые 5 секунд.

Как прикрепить субтитры

Браузеры не поддерживают встроенный софтсаб (только внешние сабы через тег <track>), поэтому единственный вариант, не требующий специальной поддержки со стороны сайта, — хардсаб.

• Базовый синтаксис: -vf "subtitles=sub.ass" (работает и с файлами типа mkv, mp4)

• Для хардсаба на Windows необходимо предварительно настроить Fontconfig

• Если в используемой команде FFmpeg ключ -ss стоит перед -i, требуется добавить фильтр setpts со сдвигом на то же число секунд: -vf "setpts=PTS+??/TB,subtitles=sub.ass,setpts=PTS-STARTPTS" (баг)

• Если в файле несколько треков с субтитрами, выбрать нужный можно с помощью опции si, например: -vf "subtitles=in.mkv:si=1" (выберет второй трек с субтитрами; индекс относительный и начинается с нуля)

• Правила экранирования специальных символов (проще переименовать файл)

• На Windows при указании полного пути до файла с субтитрами, следует использовать синтаксис: -vf "subtitles=C\\:/dir/sub.ass" (проще переместить в текущий каталог)

Рекомендуемые настройки ресайза

Mitchell-Netravali (-param0 1/3 -param1 1/3) обеспечивает минимальное количество артефактов ресемплинга, при этом облегчая энкодеру задачу — фильтры типа Lanczos сохраняют слишком много деталей, которые трудно сжимать. См. также:

• https://arhivach.org/thread/120883/#1496241

• http://avisynth.nl/index.php/Resize#LanczosResize

• http://www.imagemagick.org/Usage/filter/

• http://www.imagemagick.org/Usage/filter/nicolas/

Разрезать видео на части

mkvmerge --split ??m -o out.webm in.webm

Фрагменты могут иметь чуть больший итоговый размер в силу особенностей работы mkvmerge. Скрипт, который делит файл на части строго не больше указанного размера, доступен по ссылке.

Склеить видео из нескольких частей

• Если файлы имеют расширения vob, mpg, ts: ffmpeg -i "concat:1.vob|2.vob|3.vob" -c copy out.vob

• Если файлы имеют расширения mkv, webm, mp4, avi и одинаковые кодеки: ffmpeg -f concat -i list.txt -c copy out.webm, предварительно создав файл list.txt с содержимым:

file '/path/to/1.webm'
file '/path/to/2.webm'
file '/path/to/3.webm'

• Если в файлах используются разные кодеки, необходимо пережатие: ffmpeg -i 1.mp4 -i 2.mkv -lavfi "[0:v:0][0:a:0][1:v:0][1:a:0]concat=n=2:v=1:a=1[v][a]" -map "[v]" -map "[a]" out.webm

Подробнее. Внимание: звуковые дорожки, особенно VBR, не всегда допустимо склеивать без пережатия.

60fps

Искусственное повышение частоты кадров можно считать не более, чем модной игрушкой (простой аргумент: если это так легко, то почему релизеры медиапродукции этим не занимаются?). В большинстве случаев блендинг/интерполяция дают на выходе много артефактов, а полезность операции остаётся под вопросом. Тем не менее, ниже приведены ссылки на программы и документацию, посвящённые этому вопросу:

• Огромная тема на ixbt

• Фильтр для FFmpeg

• Интерполяция с помощью mpv, VapourSynth и MVTools

• Видеоурок по Hybrid (nonfree)

• Популярный плагин SVPflow, гайд (Windows only, nonfree)

Захват видео с экрана

• Захват видео/аудио с помощью FFmpeg

• Захват звука с ALSA с помощью FFmpeg (Linux only)

• Open Broadcaster Software (может захватывать контекст OpenGL/Direct3D)

Несколько советов:

• Если нужно получить видео в формате WebM, то лучше всего захватывать как H.264 lossless/WAV (см. ссылки выше), а затем пережимать в VP9/Opus двумя проходами

• По умолчанию видео будет иметь цветовую субдискретизацию 4:4:4, которая плохо поддерживается браузерами; следует использовать опцию -pix_fmt +yuv420p

• При использовании цветовой модели YCbCr (основная для большинства форматов), полученное видео будет иметь цветовую матрицу BT.601 (дефолтная для FFmpeg), поэтому результирующую WebM лучше соответствующим образом промаркировать (-colorspace bt470bg)

• При захвате звука с ALSA на входе желательно указывать параметры -rtbufsize 1M -thread_queue_size 64, иначе возможны переполнения буфера и разрывы аудиодорожки

Какие цветовые матрицы использовать

По состоянию на январь 2016, Firefox до сих пор использует только цветовую матрицу BT.601 при преобразовании YCbCr в RGB. Поэтому для одинакового и корректного отображения цветов во всех видах проигрывателей требуется конвертировать исходное видео в BT.601 (фильтр colormatrix) и ставить соответствующий тег (опция -colorspace bt470bg; нужна только для VP9, т.к. VP8 по спецификации может содержать только BT.601). Большая часть современных рипов фильмов и аниме имеет цветовую матрицу BT.709 и фильтр должен иметь следующий вид: -vf colormatrix=bt709:bt601. Старые видео в SD-разрешении обычно имеют матрицу BT.601, поэтому преобразование не требуется, но тег всегда желателен. У некоторых видео может быть уже проставлен тег цветовой матрицы (можно проверить с помощью ffmpeg -i in.mkv), в таком случае он имеет приоритет перед вышеприведённой эвристикой по разрешению. Также следует иметь ввиду, что FFmpeg по умолчанию использует матрицу BT.601 при конвертировании между цветовыми моделями RGB и YCbCr (например, если на входе была PNG-картинка, а на выходе WebM).

В ближайшем будущем (2016-2017) ожидается переход на цветовую матрицу и пространство BT.2020 в релизах медиапродукции, что добавит изрядное количество проблем, т.к. нет простого способа преобразовать BT.2020 в BT.709/601.

Сконвертировать множество видео за один раз

Задача: сконвертировать все mp4 файлы из текущего каталога в формат WebM.

• Linux (Bash): ls *.mp4 | while read f; do ffmpeg -i "$f" "${f%.*}.webm"; done

• Windows (PowerShell): ls *.mp4 | % { ffmpeg -i $_.name "$($_.basename).webm" } 

Задача: сконвертировать все файлы из каталога in в каталог out в формат WebM, сохраняя структуру.

• Linux (Bash): find in -type f | while read f; do mkdir -p "out/${f%/*}" && ffmpeg -i "$f" "out/${f%.*}.webm"; done

• Windows (PowerShell): ls in -rec | ? { !$_.psiscontainer } | % { $d=rvpa -rel $_.directoryname; mkdir -f "out\$d"; ffmpeg -i $_.fullname "out\$d\$($_.basename).webm" } 

Удалить метаданные

ffmpeg -i in.webm -c copy -map_metadata -1 out.webm

Скачать с YouTube/прочего стриминг-сайта

• youtube-dl (CLI)

• Livestreamer (CLI)

• wybm (GUI)

• 4K Video Downloader (GUI)

• Complete YouTube Saver (Firefox addon)

• KeepVid (online)

• savefrom (online)

Бесплатные видеоредакторы

Простые редакторы (cut, crop):

• avidemux

• VirtualDub (Windows only)

Полнофункциональные:

• Blender (видеоуроки)

• Shotcut

• Kdenlive (Linux only)

• Cinelerra (Linux only)

Бесплатные аудиоредакторы

• Audacity

• Ardour

VBR vs. CRF

В некоторых случаях 2pass CRF выдаёт чуть лучшее качество, чем 2pass VBR, при том же размере файла. Поэтому на низких битрейтах может иметь смысл подогнать значение ключа -crf под требуемый размер файла. Например: -b:v 0 -crf 50

Прочие ссылки

• Вики на английском по чуть более продвинутым вопросам

• Кодирование GIF

• Сохранение качества видео на низких битрейтах

• Оптимальные параметры кодирования статичной картинки

• О состоянии дел с WebM в браузерах

• Мифы об энкодинге/декодинге на GPU