doc/vui.txt

   1 Video Usability Information (VUI) Guide
   2 by Christian Heine ( sennindemokrit at gmx dot net )
   3
   4 1. Sample Aspect Ratio
   5 -----------------------
   6
   7 * What is it?
   8     The Sample Aspect Ratio (SAR) (sometimes called Pixel Aspect Ratio or just
   9     Pel Aspect Ratio) is defined as the ratio of the width of the sample to the
  10     height of the sample. While pixels on a computer monitor generally are
  11     "square" meaning that their SAR is 1:1, digitized video usually has rather
  12     odd SARs. Playback of material with a particular SAR on a system with
  13     a different SAR will result in a stretched/squashed image. A correction is
  14     necessary that relies on the knowledge of both SARs.
  15
  16 * How do I use it?
  17     You can derive the SAR of an image from the width, height and the
  18     display aspect ratio (DAR) of the image as follows:
  19
  20     SAR_x   DAR_x * height
  21     ----- = --------------
  22     SAR_y   DAR_y * width
  23
  24     for example:
  25     width x height = 704x576, DAR = 4:3 ==> SAR = 2304:2112 or 12:11
  26
  27     Please note that if your material is a digitized analog signal, you should
  28     not use this equation to calculate the SAR. Refer to the manual of your
  29     digitizing equipment or this link instead.
  30
  31     A Quick Guide to Digital Video Resolution and Aspect Ratio Conversions
  32     http://www.iki.fi/znark/video/conversion/
  33
  34 * Should I use this option?
  35     In one word: yes. Most decoders/ media players nowadays support automatic
  36     correction of aspect ratios, and there are just few exceptions. You should
  37     even use it, if the SAR of your material is 1:1, as the default of x264 is
  38     "SAR not defined".
  39
  40 2. Overscan
  41 ------------
  42
  43 * What is it?
  44     The term overscan generally refers to all regions of an image that do
  45     not contain information but are added to achieve a certain resolution or
  46     aspect ratio. A "letterboxed" image therefore has overscan at the top and
  47     the bottom. This is not the overscan this option refers to. Neither refers
  48     it to the overscan that is added as part of the process of digitizing an
  49     analog signal. Instead it refers to the "overscan" process on a display
  50     that shows only a part of the image. What that part is depends on the
  51     display.
  52
  53 * How do I use this option?
  54     As I'm not sure about what part of the image is shown when the display uses
  55     an overscan process, I can't provide you with rules or examples. The safe
  56     assumption would be "overscan=show" as this always shows the whole image.
  57     Use "overscan=crop" only if you are sure about the consequences. You may
  58     also use the default value ("undefined").
  59
  60 * Should I use this option?
  61     Only if you know exactly what you are doing. Don't use it on video streams
  62     that have general overscan. Instead try to to crop the borders before
  63     encoding and benefit from the higher bitrate/ image quality.
  64
  65     Furthermore the H264 specification says that the setting "overscan=show"
  66     must be respected, but "overscan=crop" may be ignored. In fact most
  67     playback equipment ignores this setting and shows the whole image.
  68
  69 3. Video Format
  70 ----------------
  71
  72 * What is it?
  73     A purely informative setting, that explains what the type of your analog
  74     video was, before you digitized it.
  75
  76 * How do I use this option?
  77     Just set it to the desired value. ( e.g. NTSC, PAL )
  78     If you transcode from MPEG2, you may find the value for this option in the
  79     m2v bitstream. (see ITU-T Rec. H262 / ISO/IEC 13818-2 for details)
  80
  81 * Should I use this option?
  82     That is entirely up to you. I have no idea how this information would ever
  83     be relevant. I consider it to be informative only.
  84
  85 4. Full Range
  86 --------------
  87
  88 * What is it?
  89     Another relic from digitizing analog video. When digitizing analog video
  90     the digital representation of the luma and chroma levels is limited to lie
  91     within 16..235 and 16..240 respectively. Playback equipment usually assumes
  92     all digitized samples to be within this range. However most DVDs use the
  93     full range of 0..255 for luma and chroma samples, possibly resulting in an
  94     oversaturation when played back on that equipment. To avoid this a range
  95     correction is needed.
  96
  97 * How do I use this option?
  98     If your source material is a digitized analog video/TV broadcast it is
  99     quite possible that it is range limited. If you can make sure that it is
 100     range limited you can safely set full range to off. If you are not sure
 101     or want to make sure that your material is played back without
 102     oversaturation, set if to on. Please note that the default for this option
 103     in x264 is off, which is not a safe assumption.
 104
 105 * Should I use this option?
 106     Yes, but there are few decoders/ media players that distinguish
 107     between the two options.
 108
 109 5. Color Primaries, Transfer Characteristics, Matrix Coefficients
 110 -------------------------------------------------------------------
 111
 112 * What is it?
 113     A videophile setting. The average users won't ever need it.
 114     Not all monitor models show all colors the same way. When comparing the
 115     same image on two different monitor models you might find that one of them
 116     "looks more blue", while the other "looks more green". Bottom line is, each
 117     monitor model has a different color profile, which can be used to correct
 118     colors in a way, that images look almost the same on all monitors. The same
 119     goes for printers and film/ video digitizing equipment. If the color
 120     profile of the digitizing equipment is known, it is possible to correct the
 121     colors and gamma of the decoded h264 stream in a way that the video stream
 122     looks the same, regardless of the digitizing equipment used.
 123
 124 * How do I use these options?
 125     If you are able to find out which characteristics your digitizing equipment
 126     uses, (see the equipment documentation or make reference measurements)
 127     then find the most suitable characteristics in the list of available
 128     characteristics (see H264 Annex E) and pass it to x264. Otherwise leave it
 129     to the default (unspecified).
 130     If you transcode from MPEG2, you may find the values for these options in
 131     the m2v bitstream. (see ITU-T Rec. H262 / ISO/IEC 13818-2 for details)
 132
 133 * Should I use these options?
 134     Only if you know exactly what you are doing. The default setting is better
 135     than a wrong one. Use of this option is not a bad idea though.
 136     Unfortunately I don't know any decoder/ media player that ever even
 137     attempted color/gamma/color matrix correction.
 138
 139 6. Chroma Sample Location
 140 --------------------------
 141
 142 * What is it?
 143     A videophile setting. The average user won't ever notice a difference.
 144     Due to a weakness of the eye, it is often economic to reduce the number of
 145     chroma samples in a process called subsampling. In particular x264 uses
 146     only one chroma sample of each chroma channel every block of 2x2 luma
 147     samples. There are a number of possibilities on how this subsampling is
 148     done, each resulting in another relative location of the chroma sample
 149     towards the luma samples. The Chroma Sample Location matters when the
 150     subsampling process is reversed, e.g. the number of chroma samples is
 151     increased. This is most likely to happen at color space conversions. If it
 152     is not done correctly the chroma values may appear shifted compared to the
 153     luma samples by at most 1 pixel, or strangely blurred.
 154
 155 * How do I use this option?
 156     Because x264 does no subsampling, since it only accepts already subsampled
 157     input frames, you have to determine the method yourself.
 158
 159     If you transcode from MPEG1 with proper subsampled 4:2:0, and don't do any
 160     color space conversion, you should set this option to 1.
 161     If you transcode from MPEG2 with proper subsampled 4:2:0, and don't do any
 162     color space conversion, you should set this option to 0.
 163     If you transcode from MPEG4 with proper subsampled 4:2:0, and don't do any
 164     color space conversion, you should set this option to 0.
 165
 166     If you do the color space conversion yourself this isn't that easy. If the
 167     filter kernel of the subsampling is ( 0.5, 0.5 ) in one direction then the
 168     chroma sample location in that direction is between the two luma samples.
 169     If your filter kernel is ( 0.25, 0.5, 0.25 ) in one direction then the
 170     chroma sample location in that direction is equal to one of the luma
 171     samples. H264 Annex E contains images that tell you how to "transform" your
 172     Chroma Sample Location into a value of 0 to 5 that you can pass to x264.
 173
 174 * Should I use this option?
 175     Unless you are a perfectionist, don't bother. Media players ignore this
 176     setting, and favor their own (fixed) assumed Chroma Sample Location.
 177