Тема2.2 Видеоформаты. Видеокодеки

1. Что такое формат видео?
Формат видеофайла – это структура, в которой видеозапись хранится на носителе: в памяти компьютера, на оптическом диске и т.п. Формат определяется двумя вещами: файлом-контейнером, в котором хранится запись, и кодеками, которые используются для обработки звука и изображения.
Кодек – это программа, которая сжимает при записи и распаковывает при воспроизведении мультимедийную информацию: аудио, видео, анимацию и др. Для каждого вида информации существуют собственные кодеки: за обработку звука отвечают одни, а вот над картинкой “колдуют” уже другие.

2. Чем различаются форматы?
• Содержанием файла-контейнера. В рассмотренном выше примере мы положили в контейнер по одной дорожке аудио и видео. Но возможности контейнеров на этом вовсе не ограничиваются! Например, в популярный контейнер AVI можно поместить несколько дорожек аудио и субтитров. А вот в контейнер MKV (Matroska) – можно упаковать все, что угодно: любое количество видео- и аудиодорожек, анимированные и тестовые субтитры, шрифты для них и многое другое.
• Используемыми кодеками. Несмотря на огромное разнообразие кодеков, каждый формат “дружит” только с определенными аудио- и видеокодеками. Например, контейнер MPEG позволяет размещать в себе только видео, сжатое кодеками MPEG-1 или MPEG-2. А вот его более молодой родственник – контейнер MP4 – менее разборчив в связях: здесь выбор кодеков будет шире.
Из двух этих базовых отличий вытекает множество других: размер файлов, разрешение видео, возможность проигрывания видео онлайн и прочее. Есть форматы, выдающие сверх четкую картинку и прекрасный звук, тогда как другие способны лишь на едва-едва приемлемое качество видео. Но при этом на вопрос: “Какой из форматов видео лучше?” – нельзя дать однозначный ответ. В зависимости от особенностей устройства, на котором будет просматриваться фильм или клип, лучшим может оказаться самый качественный, самый “легкий” или, например, самый распространенный формат.

3. Компрессоры и декомпрессоры
Кодек (CoDec) — это сокращение слов «компрессор и декомпрессор». По сути, кодек — это набор файлов, драйверов и библиотек, необходимых для упаковки видео или звукового файла в сжатый формат и воспроизведения сжатого файла.

4. Контейнеры:
AVI. Данный вид файлов наиболее распространен, однако, он имеет ряд ограничений. Например, в нем может содержаться только одна стерео дорожка звука, что делает его непригодным для хранения фильмов с объемным звуком или фильмов со звуковым сопровождением на нескольких языках. Тем не менее, данный контейнер по-прежнему остается самым распространенным.

OGG (OGM). Изначально контейнер разрабатывался для хранения звука, однако позже обнаружилось, что он может содержать видео и информацию о титрах. Контейнер, в основном, предназначался для потоковой передачи данных через Интернет, поэтому не очень хорошо подходит именно для хранения аудио и видео информации. В ряде случаев вы не сможете перемотать видео или звуковой трек на нужное место.

MKV. Данный контейнер, появившийся сравнительно недавно, значительно превышает по своим возможностям файлы формата AVI. Помимо видео и звуковой информации контейнер MKV может хранить в себе информацию о титрах, а также навигационные меню (подобные меню DVD дисков) и ссылки на разделы фильма. В контейнер MKV могут быть упакованы видео и аудио самых различных форматов, что, возможно, сделает данный вид контейнера распространенным. Однако в настоящее время воспроизведения файлов формата MKV поддерживает небольшое количество устройств, а для воспроизведения таких файлов на компьютере необходимо устанавливать специальные программные модули, способные разделить потоки информации различных типов.

MP4. Это контейнер разработан группой MPEG (Moving Picture Experts Group — группа экспертов по движущемуся изображению). Он предназначен для хранения видео, аудио информации, а также некоторых видов анимации. Контейнер поддерживает различные форматы звукового сжатия, в том числе и многоканальные. Зачастую контейнер MP4 используется в различных портативных устройствах.

Quick Time. Данный контейнер, в первую очередь предназначен для использования на компьютерных платформах Apple. Файлы с расширением MOV содержат сжатое видео и звук, при этом качество и разрешение видео может быть очень высоким. Контейнеры Quick Time, конечно, можно использовать на компьютерных платформах PC, для этого нужно установить соответствующее программное обеспечение. Однако многие программы не поддерживают работу с файлами данного формата или некорректно с ним работают.
5. Компрессия:

· AVI (Audio Video Interlive)

· AVI-файлы — особый случай файлов RIFF. (сокращенно от Resource Interchange File Format). Этот формат, изначально предназначавшийся для обмена мультимедийными данными, был Microsoft совместно с IBM. Данный формат является наиболее распространенной формой представления видео на персональных компьютерах. В зависимости от формы представления видеоданных файлы AVI бывают различных стандартов.

· Стандарты AVI-файлов
Видеоданные в AVI могут быть сформированы и сжаты различными способами. Например, Video for Windows
1.1поставляется со стандартным набором компрессоров. А именно: Intel Indeo (version 3.2); Microsoft Video 1; Microsoft RLE (Run Length Encoding); Cinepak;

· Полные кадры (несжатые)

· Можно держать AVI-файлы в форме несжатых кадров. Для этого не нужно никаких компрессоров.

4-символьный код этого стандарта — ‘DIB’, (Microsoft Device Independent Bitmap).

· Тем не менее существует по крайней мере еще три FOURCC для несжатых AVI-файлов:

· 'RGB '; 'RAW '; 0x00000000 (FOURCC, чье шестнадцатеричное значение равно 0)

· Motion JPEG или M-JPEG (MJPG)
Большинство настольных систем видеозаписи (video capture) и видеоредактирования (video editing) используют именно этот метод при записи видео в AVI-файлы. В Motion JPEG каждый видеокадр изображения сжимается отдельно с использованием стандарта JPEG. Никаких других дополнительных алгоритмов при этом не используется. Безусловным достоинством этого метода является возможность редактирования видео без потерь качества, так как кадры являются независимыми. Этим, по сути дела, и определяется использование данного метода именно как механизма хранения видео, служащего для его редактирования, а не для распространения. Motion JPEG использует алгоритм блокового ДКП (Block Discrete Cosine Transform (DCT)) для сжатия изображений.
32-битный кодек Motion JPEG для Windows NT и Windows 95 на сайте http://www.morgan-multimedia.com

· Editable MPEG (XMPG. MPGI)
Editable MPEG, так же как и M-JPEG, используется для редактирования цифрового видео представляет собой AVI-файл, состоящий только из кадров MPEG типа i. Однако все другие механизмы сжатия MPEG тут задействованы. Входит в стандартную поставку Microsoft Video for Windows 1.1. и используется такой настольной системой редактирования цифрового видео, как, например, Adobe Premiere.
Хотя вышеперечисленные компрессоры достаточно популярны, тем не менее это далеко не все стандарты сжатия AVI-файлов. Характеризуя эту группу компрессоров, можно отметить, что они проектировались и создавались в первую очередь как средства сжатия видео- и аудиоданных, хранящихся на жестких дисках и компакт-дисках, а это, в свою очередь, свидетельствует об их небольших возможностях при сжатии и относительно высоком качестве при воспроизведении.
С приходом Интернета все большую популярность получают методы и средства сжатия видео- и аудиоданных, позволяющих, применяя передовые технологии (sophisticated motion estimation and compensation, wavelets, fractals и другие), достичь наименьших соотношений «килобит/секунда», позволивших проводить, например, сеансы видеоконференций средствами Интернета. Ясно, что такие методы сжатия обеспечивают существенно большую степень сжатия, при относительно низком качестве.

Формируемые знания: Общее понятие видео форматов, для чего они служат.

Формируемые умения: Создания файла проекта. Импорт материала для различных целей.

Раздел3 "Основы видеомонтажа"