ProRes是苹果推出的一组有损视频编码格式，经常用作视频剪辑时候的中间编码。现在也有不少相机提供机内录制ProRes的选项。
ProRes优点有
- All-Intra/帧内编码（每一帧都是独立压缩）
- 编解码效率高（使用硬件加速的情况下）
- 全线支持10bit 422（也有444和4444的选项）
- 可变码率（”简单”的画面压缩比高）
当然一切都是有代价的，All-Intra就意味着在相同画质的情况下，码率会比LongGOP帧间编码（H.265 / HEVC)高不少。好在ProRes提供了一些预设来满足不同的画质/码率需求，码率从高到低分别是：
- HQ (High Qaulity) 高画质
- ST (Standard) 标准
- LT (Light) 轻量级
- Proxy 代理
接下来我们就来一起看下不同预设在不同场景下的表现。
测试环境和方法：由于ProRes是All-Intra的，所以拿照片和视频得到的结论是一样的，为了方便起见我就都用单张照片来进行测试。
照片是RAW转16bit TIFF，3840×2160，再用ffmpeg压缩成ProRes 30fps，编码器使用的是Mac上的硬件编码器prores_videotoolbox，默认参数。硬件编码器的画质肯定不如CPU编码，但速度要快上好几个数量级。
首先出场的是最难压缩的东西：噪声，来测试一下ProRes码率的上限和画质的下限。
| Profile | Bitrate (Mbps) | Compression Ratio | PSNR |
|---|---|---|---|
| HQ | 941.82 | 5.04 | 13.86 |
| ST | 647.12 | 7.33 | 13.07 |
| LT | 373.77 | 12.70 | 12.71 |
| PROXY | 143.35 | 33.11 | 12.69 |
首先我们看到的是PSNR惨不忍睹，就算HQ的码率高达942Mbps，信噪比也不到14，信噪比随着码率下降而下降，不过不到1dB。
接下来看一下风光照，一般光圈比较小，场景中有大量的纹理细节。
| Profile | Bitrate (Mbps) | Compression Ratio | PSNR |
|---|---|---|---|
| HQ | 872.01 | 5.44 | 41.67 |
| ST | 570.42 | 8.32 | 38.96 |
| LT | 394.29 | 12.04 | 36.36 |
| PROXY | 175.28 | 27.08 | 31.72 |
这个时候就很明显的看到各档拉出了明显的差距，信噪比从最高的HQ的近42dB，慢慢降低到Proxy的32dB。但就算全屏观看（不放大），Proxy的画质也相当能打了。30dB是”高画质”底线。
再看另一张，无论是码率还是信噪比都惊人的接近。
| Profile | Bitrate (Mbps) | Compression Ratio | PSNR |
|---|---|---|---|
| HQ | 882.20 | 5.38 | 41.47 |
| ST | 568.93 | 8.34 | 39.06 |
| LT | 398.37 | 11.91 | 36.25 |
| PROXY | 178.90 | 26.53 | 30.82 |
之前的强度太强了，我们来一个easy case。有大量平滑色块和很强的背景虚化的照片，这种就属于比较容易压缩的。
| Profile | Bitrate (Mbps) | Compression Ratio | PSNR |
|---|---|---|---|
| HQ | 749.11 | 6.34 | 48.48 |
| ST | 555.70 | 8.54 | 47.95 |
| LT | 386.50 | 12.28 | 47.27 |
| PROXY | 93.45 | 50.79 | 45.73 |
对于简单场景，连Proxy都拿到了近46dB的PSNR，拉不开差距，而且各档码率都下降了不少。
人像
接着我们来看几张人像，结果介于风光和简单场景之间。
| Profile | Bitrate (Mbps) | Compression Ratio | PSNR |
|---|---|---|---|
| HQ | 852.40 | 5.57 | 43.33 |
| ST | 568.61 | 8.35 | 42.58 |
| LT | 372.84 | 12.73 | 41.47 |
| PROXY | 157.54 | 30.13 | 39.78 |
| Profile | Bitrate (Mbps) | Compression Ratio | PSNR |
|---|---|---|---|
| HQ | 886.42 | 5.35 | 39.72 |
| ST | 553.79 | 8.57 | 39.55 |
| LT | 350.24 | 13.55 | 39.24 |
| PROXY | 188.87 | 25.13 | 38.58 |
| Profile | Bitrate (Mbps) | Compression Ratio | PSNR |
|---|---|---|---|
| HQ | 850.07 | 5.58 | 34.12 |
| ST | 537.04 | 8.84 | 34.06 |
| LT | 392.76 | 12.08 | 34.00 |
| PROXY | 160.87 | 29.50 | 33.77 |
不知道为什么对于一些人像照片来说，各个档位拉不开差距。还用什么HQ，直接Proxy得了。
总结
| Profile | 4K 30fps Bitrate (Mbps) |
4K 60fps Bitrate (Mbps) |
Compression Ratio | Avg PSNR |
|---|---|---|---|---|
| HQ | 880.00 | 1760.00 | 5.39 | 40.06 |
| ST | 570.00 | 1140.00 | 8.33 | 38.84 |
| LT | 400.00 | 800.00 | 11.87 | 37.46 |
| PROXY | 180.00 | 360.00 | 26.37 | 34.94 |
ProRes HQ/ST虽然画质不错，但仅有5-8的压缩比做为录制编码来说码率太高了，不太实用，要知道NRAW压缩比也在5左右。ProRes LT压缩比为12:1左右，4K30 “仅需” 400Mbps，在码率和画质上取得一个不错的平衡点。但4K 60码率就翻倍了达到800Mbps。这也算是All-intra的一个弊端了，码率和帧率成正比, 即便是ProRes LT 4K 120fps也要1600Mbps。Proxy可以提供30:1的压缩比，4K 60也就360Mbps，都和H.265差不多了，平均35的PSNR估计是要比H.265低一些， 不过对于一般的情况来说也够用了。希望相机厂商能提供更多的ProRes编码选项，其实也就是几组参数的事情。个人希望加一个Proxy的高码率版，压缩比20:1左右，4K 60 475Mbps左右，V60的SD就行了，那就非常Nice了。
想当年，JPEG以8:1~12:1的压缩比傲视群雄，我的第一台单反D90就能拍摄720p的MJPEG，同样也是All-Intra，720p超过25Mbps的码率（压缩比13.5:1) 在当时来说高的吓人。但仅从画质上来讲，ProRes系列并没有比（目前最好的）MJPEG好多少。毕竟帧内压缩是有极限的，个人感觉40:1 – 50:1估计到头了。AI超分+帧生成或许是以后的发展方向，码率降到1/16不是梦。