Faits :
A.
Par jugement du 25 novembre 2015, le Tribunal de police de l'arrondissement de l'Est vaudois a condamné X._ pour injure (<ref-law>) et opposition aux actes de l'autorité (<ref-law>) à 20 jours-amende sans sursis, le jour-amende étant fixé à 90 fr. et a mis les frais de la cause à la charge du condamné.
B.
Par jugement du 21 avril 2016, la Cour d'appel pénale du canton de Vaud a très partiellement admis l'appel interjeté par X._ contre le jugement du 25 novembre 2015 en assortissant du sursis pour une durée de 5 ans la peine pécuniaire de 20 jours-amende pour injure et opposition aux actes de l'autorité.
En substance, la cour cantonale a retenu les faits pertinents suivants.
Sur la commune de A._, sur la route cantonale en direction de B._, à environ 30 m avant le débouché du chemin C._, le 1er septembre 2012, alors qu'une colonne de véhicules se trouvait à l'arrêt et qu'un planton gérait la circulation en raison d'une manifestation, X._, au guidon de son cycle, a remonté la file par la gauche et dépassé le véhicule de tête. Les agents D._ et E._, arrêtés au stop au bas du chemin C._, ont voulu interpeller X._ au volant de leur véhicule. Ce dernier ne s'est toutefois pas arrêté, contournant la voiture de police par la gauche, en traitant les agents de « connards » et en crachant sur le capot de leur véhicule. Les policiers se sont alors lancés à la poursuite de X._ qui a poursuivi sa route. Il a encore refusé à trois reprises de s'arrêter, malgré les ordres des agents et les feux prioritaires enclenchés, contournant à chaque fois le véhicule des policiers par la gauche et en leur faisant à une occasion un doigt d'honneur. A la quatrième tentative, après avoir parcouru une distance de 1,6 km, les policiers sont parvenus à appréhender X._, lequel a persisté dans son attitude oppositionnelle et provocatrice, en refusant notamment de s'identifier sur place. Les deux agents ont déposé plainte le 2 septembre 2012.
C.
X._ forme un recours en matière pénale au Tribunal fédéral contre le jugement du 21 avril 2016. Il conclut, avec suite de frais et dépens, à sa libération des infractions d'injure et d'opposition aux actes de l'autorité.

Considérant en droit :
1.
Le recourant conteste l'établissement des faits et l'appréciation des preuves à laquelle s'est livrée l'autorité précédente. Il se plaint en outre, à cet égard, d'une violation du principe in dubio pro reo.
1.1. Le Tribunal fédéral est lié par les constatations de fait de la décision entreprise (<ref-law>), à moins que celles-ci n'aient été établies en violation du droit ou de manière manifestement inexacte au sens des art. 97 al. 1 et 105 al. 2 LTF, soit pour l'essentiel de façon arbitraire au sens de l'art. 9 Cst. La notion d'arbitraire a été rappelée récemment dans l'arrêt publié aux <ref-ruling>, auquel on peut se référer. En bref, une décision n'est pas arbitraire du seul fait qu'elle apparaît discutable ou même critiquable; il faut qu'elle soit manifestement insoutenable, et cela non seulement dans sa motivation, mais aussi dans son résultat (<ref-ruling> consid. 4.3 p. 380, 141 IV 305 consid. 1.2 p. 308 s.). En matière d'appréciation des preuves et d'établissement des faits, il n'y a arbitraire que lorsque l'autorité ne prend pas en compte, sans aucune raison sérieuse, un élément de preuve propre à modifier la décision, lorsqu'elle se trompe manifestement sur son sens et sa portée, ou encore lorsque, en se fondant sur les éléments recueillis, elle en tire des constatations insoutenables (<ref-ruling> consid. 2.3 p. 266 et les références citées). Le Tribunal fédéral n'entre en matière sur les moyens fondés sur la violation de droits fondamentaux, dont l'interdiction de l'arbitraire, que s'ils ont été invoqués et motivés de manière précise (<ref-law>; <ref-ruling> consid. 2.4 p. 368). Les critiques de nature appellatoire sont irrecevables (<ref-ruling> consid. 2.4 p. 368 et les références citées). Lorsque l'appréciation des preuves et la constatation des faits sont critiquées en référence à la présomption d'innocence (art. 6 par. 2 CEDH, 32 al. 1 Cst. et 10 CPP), le principe " in dubio pro reo " n'a pas de portée plus large que l'interdiction de l'arbitraire (<ref-ruling> consid. 7 p. 82).
1.2. La cour cantonale a fondé sa conviction sur les déclarations des deux agents de police qui ont procédé à l'interpellation du recourant en retenant qu'elles étaient cohérentes et constantes alors que le recourant avait tenu des propos pour le moins contradictoires et incohérents, notamment en affirmant d'une part qu'il avait eu très peur pour sa vie, qu'il avait craché sous le coup de l'émotion, alors qu'il avait également soutenu d'autre part qu'il avait été très calme au cours de l'intervention. En outre, rien ne permettait de retenir que l'intervention des agents n'était pas légitime et proportionnée et que le recourant aurait été victime d'un acharnement particulier de la part des agents. On ne pouvait considérer que les policiers avaient entravé la route du prévenu de façon inappropriée et inattendue, et encore moins que cela eût pu constituer une atteinte justifiant l'application de l'<ref-law>. Au vu du déroulement de l'interpellation qui s'était effectuée sur une distance de 1,6 km, le recourant ne pouvait ignorer les signes l'invitant à s'arrêter et à obtempérer à un simple contrôle routier.
1.3. Pour l'essentiel, le recourant reproche à la cour cantonale d'avoir privilégié la version des agents de police à la sienne. Ce faisant, il n'expose ni ne développe en quoi l'appréciation de l'autorité précédente quant à la crédibilité des déclarations des intimés serait arbitraire. Il ne discute pas davantage les motifs pour lesquels ses propres déclarations ont été jugées contradictoires et partant peu crédibles. Pour le reste, le recourant développe une argumentation purement appellatoire et, partant, irrecevable, dans laquelle il rediscute librement l'appréciation des preuves à laquelle s'est livrée la cour cantonale pour tenter la démonstration que les agents auraient agi de manière disproportionnée et non conforme aux prescriptions élémentaires de sécurité, comme lorsqu'il soutient que la version des faits qui ressort du rapport de police n'est absolument pas plausible sans développer en quoi et au vu de quels éléments le rapport de police serait incomplet ou faux. Le grief est rejeté dans la faible mesure de sa recevabilité.
1.4. Le recourant reproche à l'autorité précédente de ne pas avoir administré des preuves complémentaires, comme la production d'un bulletin météo, l'audition du planton ou une visite des lieux. Si l'autorité de recours peut d'office administrer certaines preuves complémentaires nécessaires au traitement du recours (<ref-law>), il n'y a néanmoins pas lieu, conformément à l'<ref-law>, d'administrer des preuves sur des faits non pertinents, notoires, connus de l'autorité ou déjà suffisamment prouvés. Le défaut d'instruction par l'autorité de recours ne viole le droit fédéral que si l'appréciation anticipée de la pertinence du moyen de preuve offert, à laquelle le juge a procédé, est entachée d'arbitraire (<ref-ruling> consid. 3.3 p. 64 et les réf. citées), ce qu'il incombe au recourant de démontrer conformément aux exigences accrues de motivation de l'<ref-law>. En l'espèce, le recourant ne dit mot sur la pertinence des moyens de preuves énoncés, étant rappelé que dûment assisté d'un avocat lors de la procédure cantonale, il n'a requis pour sa part, aucun moyen de preuve. Le grief est irrecevable.
1.5. Contrairement à ce que soutient le recourant, l'appréciation de l'autorité précédente ne consacre pas un renversement du fardeau de la preuve; en effet, elle ne repose pas sur l'absence de démonstration de son innocence par le recourant, mais sur l'appréciation des preuves disponibles.
1.6. C'est à tort enfin qu'il prétend que l'autorité précédente n'a pas pris en considération l'absence d'infraction à la LCR de sa part à l'origine de l'incident. La cour cantonale s'est prononcée sur ce point en relevant notamment que l'absence d'infraction, fût-elle établie, ce qu'il n'y avait pas lieu de trancher vu la prescription intervenue sur cette question, ne rendait pas sur le principe une intervention policière disproportionnée et ne justifiait en aucun cas de cracher sur un véhicule de police. Il était évident que les usagers de la route devaient obtempérer à toute injonction des agents sans qu'ils soient nécessaires qu'ils en comprennent auparavant les motifs. Le recourant ne discute pas plus avant cette motivation. Aussi, autant qu'il se plaint d'un défaut de motivation, le grief est infondé.
1.7. Pour le surplus, le recourant ne discute pas les conditions d'application des infractions d'injure et d'opposition aux actes de l'autorité ni la peine infligée (<ref-law>). La cause ne sera pas revue sous cet angle.
2.
Au vu de ce qui précède, le recours doit être rejeté dans la mesure où il est recevable. Les frais judiciaires doivent être mis à la charge du recourant, qui succombe (<ref-law>).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2.
Les frais judiciaires, arrêtés à 2'000 fr., sont mis à la charge du recourant.
3.
Le présent arrêt est communiqué aux parties et à la Cour d'appel pénale du Tribunal cantonal du canton de Vaud.
Lausanne, le 21 septembre 2017
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Président : Denys
La Greffière : Klinke