Bitrate 완전 정복 — 같은 해상도인데 왜 화질이 다른가

Bitrate = 초당 할당된 데이터 예산

1500 kbps = 초당 1,500,000 bits = 약 183 KB/초

같은 720×1280 영상이라도:
  500 kbps  → 예산 부족 → 디테일 포기 → 뭉개짐 (JPEG 품질 20)
  1500 kbps → 적정 예산 → 디테일 유지 → 선명함 (JPEG 품질 80)
  5000 kbps → 예산 과다 → 더 좋아지지 않음 → 용량만 증가

                    Resolution (해상도)
                         /\
                        /  \
                       /    \
                      /  화질  \
                     /________\
              FPS              Bitrate
           (프레임 수)          (데이터 예산)

필요 bitrate ≈ 해상도(픽셀 수) × FPS × 압축 효율 계수

720×1280 @ 15fps → 기본 bitrate 필요량
720×1280 @ 30fps → 약 1.5~2배 bitrate 필요
                    (프레임이 2배 → 데이터도 더 필요)

[호스트 디바이스]
    │
    │ ① setVideoEncoderConfiguration
    │    width: 720, height: 1280, fps: 30, bitrate: 1710
    │
    ▼
[Agora SD-RTN 네트워크]
    │
    │ ② 네트워크 적응 (Adaptive Bitrate)
    │    대역폭 부족 시 SDK가 자동으로 해상도/bitrate 낮춤
    │    설정이 720p여도 실제 송출은 360p일 수 있음
    │
    ▼
[Cloud Recording 서버]
    │
    │ ③ 스트림 수신
    │    videoStreamType: 0 (고화질) / 1 (저화질)
    │    channelType 불일치 시 수신 품질 저하 가능
    │
    │ ④ Mix 모드: 디코딩 → 캔버스 합성 → 재인코딩
    │    transcodingConfig의 width/height/fps/bitrate 적용
    │    재인코딩 과정에서 필연적 품질 손실 발생
    │
    ▼
[S3 저장소]
    녹화 파일 (M3U8 + TS)

호스트 SDK:  720×1280, 30fps, 1710 kbps
녹화 설정:   720×1280, 15fps, 1130 kbps
체감 화질:   360~480p 수준

ffprobe -v error -select_streams v:0 \
  -show_entries stream=width,height,avg_frame_rate,bit_rate \
  -of default=noprint_wrappers=1 recording.m3u8

# 결과:
width=720
height=1280
avg_frame_rate=15/1
bit_rate=N/A

일반 MP4:
┌─────────────────────────────────────┐
│  moov atom에 전체 bitrate 메타데이터   │  ← ffprobe가 읽음
│  mdat (실제 데이터)                   │
└─────────────────────────────────────┘
→ bit_rate: 1130000  ✅

HLS (M3U8 + TS):
┌──────────┐
│ .m3u8    │  ← 텍스트 파일. 재생 순서만 있음. bitrate 정보 없음
└──────────┘
     ↓ 참조
┌──────┐ ┌──────┐ ┌──────┐
│ .ts  │ │ .ts  │ │ .ts  │  ← 각각 독립 파일. 전체 bitrate를 알려면
└──────┘ └──────┘ └──────┘     모든 세그먼트를 다 다운받아 계산해야 함
→ bit_rate: N/A  (ffprobe는 그렇게까지 안 함)

# 개별 TS 세그먼트의 bitrate 확인
ffprobe -v error -show_format \
  -of default=noprint_wrappers=1 segment_001.ts \
  | grep bit_rate

# 또는 전체 TS를 MP4로 변환 후 확인
ffmpeg -i recording.m3u8 -c copy output.mp4
ffprobe -v error -show_format output.mp4 | grep bit_rate

원인 1: Bitrate 부족 (1710 → 1130, -34%)
  ├─ 재인코딩 시 압축을 더 세게 함
  ├─ 디테일 손실, 블록 아티팩트
  └─ JPEG 품질 80 → 50으로 재저장하는 것과 동일

원인 2: FPS 절반 (30 → 15)
  ├─ 초당 프레임 15장 버림
  ├─ 움직임 많은 장면에서 모션 블러
  └─ 정지 화면은 차이 적음, 동작 장면에서 체감 큼

원인 3: 재인코딩 Generation Loss
  ├─ 디코딩 → 캔버스 합성 → 재인코딩
  ├─ 이 과정 자체가 품질 손실
  └─ Individual 모드(-c copy)와 달리 Mix는 필연적

시간 →  ████████████████████████████████
bitrate: 1500  1500  1500  1500  1500  1500
         정적   정적   동적   동적   정적   정적
         장면   장면   장면   장면   장면   장면

문제: 정적 장면에서 낭비, 동적 장면에서 부족

시간 →  ██░░██████████████░░░░██░░░░░░
bitrate: 800   800  2200  2500  1800  600
         정적   정적   동적   동적   정적   정적
         장면   장면   장면   장면   장면   장면

장점: 움직임 많으면 bitrate↑, 정적이면 bitrate↓
     → 같은 평균 bitrate로 더 높은 화질

호스트 송출: 1710 kbps ──────┐
                              ▼
Cloud Recording 수신: 1710 kbps (원본 그대로)
                              │
                              ▼ 재인코딩
transcodingConfig bitrate: 2500 kbps (설정)
                              │
                              ▼
실제 인코딩 결과: ~1600-1800 kbps

원본(1710)보다 나아지지 않음.
인코더가 "더 쓸 데이터가 없다"고 판단.

ffprobe -v error -select_streams v:0 \
  -show_entries stream=width,height,avg_frame_rate \
  -of default=noprint_wrappers=1 recording.m3u8

앱의 채널 모드:
  Communication → channelType: 0
  Live Broadcasting → channelType: 1

녹화 설정과 반드시 일치시킬 것.
생략하면 기본값 0 (Communication).

호스트 FPS와 녹화 FPS가 다르면:
  호스트 30fps → 녹화 15fps = 프레임 절반 버림 → 체감 화질↓

권장: 호스트 FPS와 동일하게 설정

녹화 bitrate ≥ 호스트 bitrate (재인코딩 손실 보상)

호스트 1710 kbps → 녹화 최소 1800 kbps
호스트 1710 kbps → 녹화 1130 kbps ❌ (-34%, 뭉개짐 확정)

호스트 송출:     720×1280 (세로)
녹화 캔버스:     720×1280 (세로)  ✅ 일치

호스트 송출:     1280×720 (가로)
녹화 캔버스:     720×1280 (세로)  ❌ 불일치
→ Best Fit이 가로 영상을 세로 캔버스에 축소 피팅
→ 유효 해상도 720×405 (≈ 480p)