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. Особенности размещения WebM в интернете относятся к Макабе (2ch.hk), 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 скорее всего будут). Текущие популярные варианты:

• Кроссплатформенные: boram

• Windows: WebM for Retards, XMedia Recode (nonfree)

• Linux: webm.py

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 -g 128 -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 -g 9999 -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 -lag-in-frames 25 -pix_fmt yuv420p -c:a libopus -b:a 64k -sn -pass ? -y out.webm

ffmpeg 3.3+/libvpx 1.6.2+ позволяют использовать опцию -row-mt для лучшего распараллеливания процесса транскодинга (доступна в boram). См. описание.

Медленно кодируется VP9/используется только одно ядро

1. Убедиться, что не выбран режим -quality best (good по умолчанию)

2. Убедиться, что используется версия libvpx >= 1.4.0

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

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

5. -row-mt 1 (опционально)

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. См. также опцию -row-mt.

VBR не попадает в лимит

Rate control в libvpx-vp9 ещё далёк от совершенства. 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). Так или иначе, полностью промахов мимо лимита не избежать. Если промах составляет несколько мегабайт, лучше перекодировать видео со слегка изменёнными -b:v/-qmin/-qmax. Можно перекодировать только аудио и перемуксить со старым видео, эта операция занимает совсем немного времени (см. скрипт, ещё один). 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 секунды или доли секунды с конца (-c copy -t ??), если исходный хронометраж не критичен.

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

См. также: сравнения Netflix компрессии различных режимов libvpx-vp9.

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).
  Внимание: многие конвертеры могут некорректно обрабатывать полученное видео. Например, отображать только единственный кадр второй дорожки. Поэтому используйте данный способ, если видео предназначено исключительно для двача.

• Способ с добавлением кадра превью в начало видео

Поддержка создания превью через GUI присутствует в wybm и boram.

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: -vf scale=960:960/dar

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)

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.

UPDATE: В libvpx 1.6.0 значение по умолчанию для kf_max_dist установлено в 128, см. [1], [2]

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, либо использовать сборку ffmpeg с включённой опцией DirectWrite для libass

• 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)

Настройки ресайза

Фильтр 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/

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 (все форматы; шаг перемотки (по умолчанию 5 секунд) можно изменить в настройках)

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

• ffprobe -v quiet -i in.webm -show_packets -select_streams 0:v:0 -of compact | grep flags=K (все форматы)

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

Или же можно использовать специализированный софт: wybm (webm), VidCutter (все форматы, нет подсветки ключевых кадров), LosslessCut (mp4/webm/ogg, нет подсветки ключевых кадров), avidemux (все форматы).

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 форматы: 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'

• То же самое, но только для файлов с расширениями mkv и webm: mkvmerge -o out.webm 1.webm + 2.mkv + 3.webm

• Если в файлах используются разные форматы, 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 использующие VBR в общем случаев склеивать без пережатия некорректно. Например, Firefox может отказаться проигрывать WebM-файл, полученный из двух других с аудиотреками в формате Opus.

Почему WebM for Retards …

• … кодирует короткое видео чуть ли не сутки: нужно убрать опцию -quality best из строки параметров

• … обрезает исходное видео по длине: нужно убрать опцию -fs ? из строки параметров

60fps

Искусственное повышение частоты кадров можно считать не более, чем модной игрушкой. 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:

• Фильтры framerate (blend), minterpolate (dup, blend, mci) для FFmpeg

• Длинный тред(ы) на ixbt

• Видеоурок по Hybrid (nonfree)

• Плагин MVTools для AviSynth, порт под VapourSynth

• Плагин SVPflow для AviSynth/VapourSynth (nonfree), гайд

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

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

• 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)

Как сделать прозрачное видео

Последние версии Firefox и Chrome поддерживают прозрачность в WebM, используйте формат yuva420p в FFmpeg для результирующего видео (выбирается по умолчанию для исходников с прозрачностью, например PNG картинок).

Чтобы добавить прозрачность в обычное видео, можно использовать маски, например: ffmpeg -i in.mkv -r ntsc-film -loop 1 -i mask.png -lavfi '[1:v]alphaextract[a];[0:v][a]alphamerge' out.webm
mask.png это картинка с тем же разрешением, что и исходное видео, закрашенная чёрным там, где прозрачности быть не должно, и прозрачная в остальных местах.

Как смотреть WebM в Edge

Следует использовать данный юзерскрипт.

Какой должна быть цветовая матрица

Предпочтительнее использовать BT.709 и соответстующим образом маркировать видео (опция -colorspace bt709). Подробности.

Как кодировать HDR

Примеры для наиболее распространённого bt2020nc/bt2020/smpte2084, с целью дальнейшего просмотра видео на BT.709 устройстве.

Вариант 1: метаданные

1. Опция -colorspace bt2020_ncl при кодировании (не обязательно, но раз предусмотрено поле на уровне VP9, то лучше так).

2. Прописать метаданные на уровне контейнера через mkvmerge --colour-transfer-characteristics 0:16 --colour-primaries 0:9 --max-luminance 0:1000 --min-luminance 0:0.001 in.webm -o out.webm (нужен свежий MKVToolNix).

Плюсы: не нужно преобразование цветовых пространств. Минусы: в браузерах будет отображено некорректно.

Вариант 2: конвертация

1. Опция -colorspace bt709 при кодировании (для лучшей совместимости с Firefox 52).

2. Фильтр -vf zscale=p=709:t=709:m=709:npl=600 (опцию npl можно подкрутить в зависимости от исходника).

Плюсы: результат должен выглядеть везде более-менее одинаково.

Сконвертировать множество видео за один раз

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

• Linux (Bash): for f in *.mp4; do ffmpeg -i "$f" "${f%.*}.webm"; done

• Linux (Zsh): for f in *.mp4; ffmpeg -i $f $f:r.webm 

• 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 -print0 | while read -d $'\0' f; do mkdir -p "out/${f%/*}" && ffmpeg -nostdin -i "$f" "out/${f%.*}.webm"; done

• Linux (Zsh): for f in in/**/*(.); mkdir -p out/$f:h && ffmpeg -i $f out/$f:r.webm

• 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)

• youtube-dlG (GUI)

• JDownloader (GUI)

• Complete YouTube Saver (Firefox addon)

• KeepVid (online)

• savefrom (online)

Бесплатные видеоредакторы

Простые редакторы (cut, crop):

• avidemux

• VirtualDub (Windows only)

Полнофункциональные:

• Shotcut (видеоуроки)

• Blender (видеоуроки)

• Kdenlive (Linux only)

• Cinelerra (Linux only)

Обзор редакторов.

Бесплатные аудиоредакторы

• Audacity

• Ardour

Прочие ссылки

• Вики для новичков по кодированию с помощью FFmpeg

• 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