画面に1280x720ピクセルがあり、現在の解像度も1280x720に設定されているとします。同じメディアの1080pバージョンと720pバージョンの違いは何ですか？エンドユーザー（ビデオ以外の専門家や愛好家）に目立っていますか？

明確化の編集：質問は、YouTubeビデオではなく.mkvファイルに関するものでした。

理論

ビデオの違いは、おそらく訓練されていない目では目立たないでしょう。とにかく1080pビデオはダウンスケールする必要があります。ただし、圧縮とスケーリングは異なる順序で適用されるため、まったく同じではありません。

元のビデオが1080pであったと仮定しましょう。この場合、720pビデオは最初にスケーリングされ、次に圧縮されました。一方、1080pクリップは最初にサーバー側で圧縮され、その後マシンでスケーリングされました。1080pファイルは明らかに大きくなります。（それ以外の場合は、より高い解像度を提供しますが、品質が低下すると、視覚的なエクスペリエンスが損なわれ、より高い解像度を使用するポイントが無効になります¹）

非可逆圧縮は、通常、ビデオが一時停止されたときに目立つエッジを持つ正方形のブロックとして表示される視覚的なアーティファクトを引き起こしますが、通常のフレームレートで再生すると表示されません。1080pファイルには、720pビデオよりも多くの正方形のブロック（圧縮が原因）が含まれますが、これらのブロックは両方のビデオでほぼ同じサイズになります。

単純な計算を行うと、1080pビデオにはそのようなブロックが2,25倍多く含まれるため、720pに縮小すると、これらのブロックは実際の720pビデオの2.25倍になります。これらのブロックが小さいほど、最終ビデオの品質が向上するため、1080pビデオは、720p画面であっても720pビデオよりも見た目が良くなります。サイズ変更された1080pビデオは、実際の720クリップよりもわずかに鮮明に表示されます。

ソース素材が1080pより大きい場合は、少し複雑になります。1080pクリップは、最初に1080pにスケーリングされてから圧縮されてから再生され、再生中にもう一度スケーリングされます。720pクリップは一度だけスケーリングされ、その後圧縮されます。1080pビデオの場合に存在する中間スケーリングステップは、品質をわずかに悪化させます²。ただし、圧縮すると720pがさらに悪化するため、1080pが勝ちます。

もう1つ：圧縮されているのはビデオだけでなく、オーディオでもあります。ビデオ圧縮に高いビットレート¹を使用することを決めた場合、多くの場合、オーディオに対して同じことを行います。同じビデオの1080pバージョンは、720pビデオよりも優れた音質を提供する場合があります。

¹：ビットレートは、圧縮されたビデオがファイルサイズを犠牲にしてどれだけ良いかを決定する要因です。ビデオが圧縮されるときに手動で指定されます。圧縮ビデオの各フレーム（または時間単位）に使用できるディスク容量を指定します。より高いビットレート=より良い品質とより大きなファイル。同じフレームレートで同じビットレートを使用すると、ビデオ解像度が何であっても（ほぼ）同じサイズのファイルが生成されますが、解像度が高いほど、単一のピクセルに費やすディスク容量が少なくなるため、出力解像度を上げることなく増やすことができますビットレートは、出力解像度が低い場合よりも圧縮ビデオの外観が悪くなる可能性があります。

²：自分で試してください：任意のエディターで写真を開き、少し小さいサイズに拡大縮小してから、何度も何度もPNGとして保存します。その後、元の写真をもう一度開き、1ステップで同じサイズに拡大縮小します。2回目の試行では、より良い結果が得られます。

テスト

@Raestlozは、コメントの中で比較のために実際の動画を求めました。比較するために同じビデオの1080pと720pバージョンを見つけることができなかったので、作成しました。

CC-BY 2.5で利用できる「Elephant's dream」映画（http://www.elephantsdream.org/）の非圧縮フレームを使用しました。フレーム1〜6000をダウンロードし、ffmpegと次のバッチファイルを使用してビデオに変換しました。

ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 500k -an -s 1280x720 -f mp4 _720p_500k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 700k -an -s 1280x720 -f mp4 _720p_700k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 1125k -an -s 1280x720 -f mp4 _720p_1125k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 4000k -an -s 1280x720 -f mp4 _720p_4000k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 500k -an -f mp4 _1080p_500k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 700k -an -f mp4 _1080p_700k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 1125k -an -f mp4 _1080p_1125k.mp4
ffmpeg -i %%05d.png -c:v libx264 -framerate 24 -b:v 4000k -an -f mp4 _1080p_4000k.mp4

• 24 fps
• 1080pおよび720p
• 各解像度の4つの固定ビットレート：
  • 500 kbps
  • 700 kbps
  • 1125 kbps
  • 4000 kbps

500 kbpsは、圧縮アーティファクトと歪みが720pビデオに現れるのに十分な低さです。1125 kbpsは、1080pのピクセルあたりの比例ビットレートです（500×2.25 = 1125、2.25 = 1920×1080/1280×720）。700 kbpsは、1080pの比例よりもはるかに低いビットレートを使用するのが妥当かどうかをチェックするための中間ビットレートです。4000 kbpsは、リサイズされた1080pと実際の720pの比較のために両方の解像度でほとんどロスレスのビデオを作成するのに十分な高さです。

次に、ビデオを単一のフレームに分割し直しました。すべてのフレームの抽出は遅く、多くのスペースを必要とします（実話）。したがって、ffmpegの-rスイッチを使用して、8フレームごとに抽出することをお勧めします（つまり-r 3、24 fpsビデオの場合）

私は、将来のためにビデオのダウンロードリンクを提供することはできませんが、これらの手順を簡単に複製して、私のようなクリップを作成できます。レコードの場合、出力ファイルのサイズは次のとおりです（ビットレートは毎秒一定であるため、両方の解像度でほぼ同じである必要があります）

• 500 kbps：13.6 MB / 13.7 MB
• 700 kbps：18.8 MB / 19 MB
• 1125 kbps：29.8 MB / 30.2 MB
• 4000 kbps：105 MB / 105 MB

抽出されたフレームのサンプルのダウンロードは、この投稿の最後にあります。

ビットレートと解像度の増加

以下は、720p（フレーム2097）にスケーリングした後に両方のフレームから切り取られた同じ領域の比較です。指、頭、天井からぶら下がっている機器を見てください。500kbpsから700 kbpsに変更しても、顕著な違いが生じます。両方の画像がすでに720pにスケーリングされていることに注意してください。

フレーム3705。ラグの端とケーブルに注意してください。

フレーム5697。これは、あまりよく圧縮されないフレームの例です。1080p 700 kbpsビデオは、720 500 kbpsクリップ（耳の端）よりも詳細ではありません。スキンの詳細は、すべての圧縮フレームで失われます。

ビットレートが増加する3つのフレームすべてのGIF。（残念ながら、GIMPはGIFで255色以上をサポートしていないため、ディザリングを使用する必要がありました。そのため、一部のピクセルが少しずれています。）

• フレーム2097
• フレーム3705
• フレーム5697

一定のビットレート、異なる解像度

@TimS。のコメントに触発されて、これはフレーム2097からの同じ領域で、720pと1080pが並んでいます。

500 kbpsの場合、720pは1080pよりも少し優れています。1080pはシャープに見えますが、これらの詳細は実際には非圧縮画像には存在しません（左のズボン）。700 kbpsでは、これを引き分けと呼びます。最後に、1125 kbpsで1080pが勝ちます。両方の静止画はほとんど同じように見えますが、右側の画像にはより顕著な影があります（後壁と右下部分のパイプ）。

非常に高いビットレート

@Noahはコメントで良い質問をしました：両方の画像は十分に高いビットレートで同一に見えますか？以下は、720p 4000 kbps対1080p 4000 kbps対非圧縮フレーム5697です。

今、これはかなり主観的ですが、ここに私が見ることができるものがあります：

• 耳の左端は720pでピクセル化されますが、ビットレートが同じでも1080pでは滑らかです。
• 720pは、1080pよりも頬の肌の詳細を保持します。
• 1080pでは髪が少しシャープに見えます。

ここで役割を果たすのはスケーリングです。スケーリングは常に品質に影響するため、1080pは720p画面では720pよりも悪く見えると直感的に答えることができます。私が使用したコーデック（h.264だけでなく、他のコーデック）にはいくつかの欠点があるため、この場合は正確ではありません。コントラストの端に見える小さなボックスが作成されます。1080pスナップショットにも表示されます（下部のリンクを参照）が、720pにサイズ変更すると一部の詳細が失われ、特にこれらのボックスが滑らかになり、品質が向上します。

それでは、720p（左）と1080p（右）の差を元のフレームと比較して計算し、コントラクトをストレッチして、はっきり見えるようにします。

この画像は、私たちに何が起こっているかについてのより明確なビジョンを提供します。黒いピクセルは圧縮された（そして720pにサイズ変更された）フレームで完全に表現され、色付きのピクセルは強度に比例してオフになります。

• 頬は、720pの半分で元の方法にかなり近づいています。これは、右半分の皮膚の詳細を滑らかにするためです。
• 耳の端は非圧縮ピクセルにそれほど近くはありませんが、1080pではより優れています。繰り返しますが、アーティファクトは720pの半分で表示されます-サイズ変更されていない1080pでも表示されますが、スケーリングにより滑らかになり、非常に良い結果が得られました。
• 髪は黒に近いため、720pではより良いように見えますが、実際にはランダムなノイズのように見えます。一方、1080pは、歪みが髪の端に並ぶため、実際に髪のラインを強調します。これはおそらく再びスケーリングの魔法です。スケーリング時に「ノイズ」が増加しますが、意味を持ち始めます。

免責事項

このテストは純粋に合成であり、実際の1080pビデオが小さい画面で再生されたときに720pよりも見栄えが良いことを証明しません。ただし、ビデオのビットレートと画面サイズにサイズ変更されたビデオの品質との間に強い関係があります。1080pビデオは720pよりも高いビットレートであると安全に想定できるため、より詳細なフレームが提供され、ほとんどの場合視聴者のエクスペリエンスが向上します。最も重要な役割を果たしているのは解像度ではなく、1080pビデオではより高いビデオビットレートです。

720pビデオに非常に高いビットレートを使用しても、1080pよりも見栄えがよくなりません。圧縮後のダウンスケーリングは、圧縮ノイズを成形し、アーティファクトを平滑化するため、1080pにとって有益です。損失の多いコーデックは完璧ではないため、ビットレートを上げても、動作する余分なピクセルの不足を補うことはできません。

まれに（非常に詳細なシーン）より高い解像度、より高いビットレートのビデオが実際に悪く見える場合があります。

この人工テストと実際のビデオの違いは何ですか？

• 1080pでは、720pよりも少なくとも40％高いビットレートを想定しています。結果を見ると、品質の向上に気付くには 20％で十分だと思いますが、テストしていません。ビットレートを比例的に増加させると、解像度が低くても画面が使用するものと一致しても、はるかに優れた結果が得られますが、実際に使用されることはほとんどありません。（まだ比例している、@ JamesRyan）
• 実際のビデオは通常、可変ビットレート（VBR）を使用します。不快な圧縮の副作用がすべて明らかになることを期待して、1パスの固定ビットレート（CBR）を使用しました。
• 異なるコーデックは異なる方法で反応する可能性があります。このテストは、一般的なh.264コーデックを使用して実施されました。

繰り返しますが、この投稿が何かを証明しているとは言いません。私のテストは人工的に作られたビデオに基づいています。現実的な例については、YMMV。それでも、理論はおそらく真実であり、間違っている可能性を示唆するものは何もありません。（スケーリングの事を除いて、テストはそれを扱います）

結論として、ほとんどの場合、1080pビデオは、画面の解像度に関係なく、720pビデオよりも良く見えます。

ダウンロード：

• フレーム2097：
  • 720p @ 500k 720p @ 700k 720p @ 1125k 720p @ 4000k
  • 1080p @ 500k 1080p @ 700k 1080p @ 1125k 1080p @ 4000k
  • 1080p非圧縮
• フレーム3705：
  • 720p @ 500k 720p @ 700k 720p @ 1125k 720p @ 4000k
  • 1080p @ 500k 1080p @ 700k 1080p @ 1125k 1080p @ 4000k
  • 1080p非圧縮
• フレーム5697：
  • 720p @ 500k 720p @ 700k 720p @ 1125k 720p @ 4000k
  • 1080p @ 500k 1080p @ 700k 1080p @ 1125k 1080p @ 4000k
  • 1080p非圧縮

メディアに大きく依存します。

たとえば、720pのディスプレイがあり、youtube 1080pを再生すると、物事が動いたときに違いがわかります。ほんの少しだけ詳細です。この場合も、目が訓練されていない人はおそらく違いを見ないでしょう。

そのほかに、1080pを表示するにはより多くのレンダリングパワーが必要であり、品質が向上しても、それだけの価値はありません。私が推奨するのは、何があろうとも720pで行くことです。

1. 1080pのビデオは、720pの画面サイズに合わせて縮小する必要があります。720pビデオにはスケーリングは適用されません。

2. 見栄えの良いビデオのバージョンは、各ビデオの圧縮レベルにより大きく依存します。2GB 720pビデオは、同じビデオ設定が同じビデオコーデックで使用されている限り、2GB 1080pビデオよりも圧縮されず、ブロックも少なくなります。1080pビデオでは、ビデオの各フレームにより多くのメモリが必要なので、より多くの圧縮アーチファクトが表示されます。

1080pビデオを720p画面で表示すると、ピクセルをカットする場所を見つけようとするため、ビデオの品質が歪む可能性があります。目立たない可能性はありますが、720pスクリーンを使用している場合、720pを超える1080pビデオの利点は実際にはありません。

ハードウェアと、アップスケーリング/ダウンスケーリングを行うかどうかによって異なります。理論的には、1080行を720行しか読み取れないセット/モニターに圧縮すると（1080/720が参照するもの、画像の行数）、画像が改善されます。多くの方が良いでしょう？ただし、たとえば40インチのテレビを見てみましょう。40インチのテレビの720行は、1インチあたり18行（またはピクセル）になります。40インチTVの1080行は、1インチあたり27行になります。小さな物体との違いを見分けることができますか？おそらく違います。また、ビデオファイルの処理方法を考慮する必要があります（コンピュータで作成されたビデオ形式であり、したがってビデオカードの品質に依存します）および最高品質のハードウェア/ソフトウェアが使用されたかどうか。

したがって、質問に答えるために、ほとんどの人は、2つのビデオの違いに気付かないでしょう。

結果は、サイズ変更アルゴリズムに依存します。しかし、ほとんどの場合のデフォルトのアルゴリズムは、より鮮明な画像を生成します。そのため、720pが元のバージョンであり、1080pまたはそれ以上の解像度から縮小されていない場合、1080pビデオは720p画面でより良く見える場合があります。

縮小には、一部のアルゴリズムがサブピクセルレンダリングを使用して、有効解像度を少し上げるという別の利点があります

実際、スケールアップとスケールダウンは、アンチエイリアシングアルゴリズムの動作方法であり、iOSやmacOSのような多くのOSでの分数dpiスケーリングの動作方法でもあります。たとえば、150％dpiの画面では、インターフェイスは物理解像度の3倍でレンダリングされ、その後、拡大バージョンの半分に縮小され、3/2の拡大縮小率になります。

• 1920×1200の有効な解像度を得るには、macOSが画面を3840x2400でレンダリングし、画面の実際の解像度2880×1800に縮小します
• iPhone 6-8のプラスバージョンは300％dpiを使用するため、インターフェイスは1242×2208でレンダリングされ、その後1920×1080にダウンサンプリングされます

参考文献：

• オーバーサンプリング、または縮小
• iPhoneの解像度に関する究極のガイド
• Linux Xorgでの分数スケーリング
• iPhone 6+ 1080pディスプレイの好奇心Case盛なケース

個人的には、1080と720のことは複数の点でねじ込みだったと思います。まず、1920x1080は16：9のアスペクト比です。2048 * 1024にして、2：1の完璧なアスペクト比にし、コンピューターが2のべき乗を愛していることはよく知られているので、なぜですか。21インチなどの小さなテレビの場合、2048x1024信号のピクセルを1つおきに捨てることができるため、キッチンカウンターのような小さなテレビに十分な効果的な1024x512の解像度を実現できます。

また、動きの多いフレームはHDではないため非常にぼやける傾向があります。リアルHDには、モーションショットのフリーズフレームが非モーションフレームと同じくらいシャープになりますが、品質は似ていません。

しかし、元の質問に答えるには、多くの要因に依存します。静止画像を動画の基礎として使用する場合、競合する要素があります。高解像度から始めてサイズを変更すると、通常、ノイズ（青空など）がクリーンアップされるため、高品質の画像が生成されます。縮小された画像が各次元で正確に50％の解像度低下である場合、品質は特に良好です。たとえば、2048x1536の静止画像（3MP）を取得し、1024x768（3/4 MP）に縮小したとします。もう1つの競合する要因は、処理のより多くの段階（画像の保存領域を節約するための試み）であり、通常は画質が低下します。たとえば、元々2048x1536のカメラのJPGにはアーティファクトがあり、サイズを縮小して小さいJPGとして再保存すると、より多くのアーティファクトが導入されます。