Por que vídeos escuros ficam tão ruins?

Se você acompanha de perto vários youtubers, vai perceber que uma das principais dificuldades que eles enfrentam é a luz... ou melhor, a falta dela. Isso também se estende a filmes de animação e até a séries de TV: Há algo que não está nada certo com as cenas escuras. Blocos, faixas de cor, uma combinação dos dois… supostamente, na era de alta definição e streaming ultrarrápido, esses defeitos de reprodução não deveriam existir, mas vivem confortavelmente entre nós. Por quê? Tom Scott explica com todos os detalhes.

Digamos que você começa a assistir a um filme via streaming na sua TV de alta definição e, em uma cena particularmente escura, descobre umas faixas e blocos horríveis. As primeiras suspeitas apontam para uma redução inesperada na qualidade do streaming ou para um excesso de compressão no material original. Do ponto de vista técnico, são duas possibilidades válidas, mas trata-se de um efeito indesejado que requer uma análise mais profunda.

Assim chegamos ao canal de Tom Scott, que nos ensinou os problemas mais importantes na hora de desenvolver um aplicativo, e explorou o desafio de dirigir carros em terceira pessoa usando drones. Como youtuber com mais de dois milhões de inscritos, Tom conhece muito bem essas nefastas faixas, e a primeira razão por trás de sua existência é... que não há cores suficientes:

Profundidade de bits e bandeamento

Na maior parte do vídeo digital, o número de cores disponíveis chega a 16,7 milhões. Esse número está associado à forma como uma tela funciona. Ao reproduzir vídeo em um computador, uma TV ou um dispositivo móvel, o sinal digital é convertido em instruções para a tela, que modifica o brilho de milhões de luzes vermelhas, verdes e azuis, até 60 vezes por segundo.

Isso parece uma solução muito completa, e devemos reconhecer que ela nos serviu muito bem, mas carrega uma limitação: essas luzes vermelhas, verdes e azuis não podem ser ajustadas para qualquer brilho. Em teoria, o sinal mais básico trabalharia com um bit de profundidade, ou seja, 'ligado-1' ou 'desligado-0' para cada combinação de vermelho, verde e azul. 2 por 2 por 2... oito cores. Se passarmos para dois bits por cor, o novo limite é de 64 cores. Mas em uma tela moderna, precisamos de um total de oito bits por pixel, entregando assim os atuais 16.777.216 cores (256 x 256 x 256).

Embora existam aplicativos que possam aproveitar 10 ou até 12 bits por pixel, o limite de 16,7 milhões se apresenta como 'adequado'... até deixar de ser. Hoje é normal reproduzir vídeos do YouTube com 1.920 pixels de largura, mas se você decidir colocar um fundo verde e só tiver 256 tons disponíveis dessa cor, o bandeamento a cada sete ou oito pixels é inevitável, e se a cena ficar mais escura, o efeito é ainda pior. Não há tantas 'cores escuras' disponíveis.

Tom também explica por que o bandeamento é menos evidente em cenas brilhantes (continua lá, e a mudança absoluta de uma cor para outra permanece intacta, mas a diferença relativa é mínima), quais são os principais 'truques' para minimizar seu impacto (começando com o clássico 'dithering'), e, claro, os efeitos da compressão mencionada anteriormente. Um vídeo em alta definição 'puro' e sem processamento exige cerca de um gigabit por segundo de dados em streaming. E ficaria ótimo... mas é caro e pouco eficiente. Por isso, todos os serviços de vídeo usam compressão com perdas ou 'lossy', cedendo detalhes finos em favor de um tamanho menor e uma eficiência superior durante o streaming.

Agora, isso não deixa de ser um jogo de equilíbrio, e o algoritmo de compressão prioriza seus recursos de conservação de qualidade nas partes que são mais interessantes para quem assiste ao vídeo, mas se o que resta é muito escuro, o bandeamento e os blocos estarão lá.