Formaty plików wideo
Formaty plików wideo
DSI III
Porównanie
• Statyczny obraz dobrej jakości w formacie bmp ma
rozmiar 20 MB
• W typowym filmie wyświetla się ok. 25 klatek/s.
• Dla filmu trwającego 90 minut, czyli 90x60 = 5400
sekund, daje to 5400x25 = 135 000 klatek. Rozmiar
takiego nieskompresowanego filmu wyniósłby zatem
ponad 2,5 TB!
• Zastosowanie kompresji obrazu, np.: kompresji JPEG,
pozwoliłoby zmniejszyć rozmiar pliku wideo, jednak i
tak byłby on zbyt duży dla jakichkolwiek praktycznych
zastosowań.
• A należy jeszcze dodać ścieżkę dźwiękową, która jest
nieodłącznym elementem każdego współczesnego
filmu.
Kompresja
• Polega na zapamiętywaniu nie tyle kolejnych
klatek filmu, ile raczej różnic między nimi. W
większości filmów kolejne klatki zmieniają się
nieznacznie. W przypadku scen, w których
więcej się dzieje, różnice będą wyraźniejsze,
niemniej ponieważ rozpatrujemy różnice między
klatkami odległymi w czasie o 1/30 sekundy, to
metoda kompresji polegająca na opisywaniu
różnic zamiast całych klatek wciąż się sprawdzi.
Kompresja
• Klatka, która musi być opisana w całości, nazywa
się klatką kluczową (ang. key frame).
• Im więcej klatek kluczowych, tym mniejsze
możliwości kompresji wideo i tym większy plik
wynikowy .
• Im mniej klatek kluczowych, tzn. im bardziej
statyczny film, tym większe możliwości
kompresji i tym mniejszy plik wynikowy.
Ocena jakości kompresji wideo
• Mówimy, że algorytm kompresji wideo jest
wydajny wówczas, gdy plik wynikowy jest
dostatecznie mały.
• W praktyce narzucamy warunki dotyczące
wielkości pliku po kompresji, wykonujemy
kompresję i oceniamy wizualnie, czy jakość
wideo jest wystarczająco dobra.
• Aby kompresować film w celu umieszczenia go
na jednej płycie CD, zadamy na sztywno rozmiar
700 MB i ewentualnie wypróbujemy inne
algorytmy kompresji, jeżeli uzyskana jakość nie
jest odpowiednia.
Ścieżka dźwiękowa
• stanowi ważny element każdego filmu, zwykle
jednak dźwięk w filmie traktowany jest nieco
niezależnie.
• Do kompresji ścieżki dźwiękowej wykorzystuje
się metody znane z kompresji dźwięku
cyfrowego. Często stosowaną metodą jest
kompresja MP3
Kompresja wideo - podstawowe pojęcia
• Przepływność (ang. bitrate) -liczba danych na sekundę
pliku wideo. Jest to podstawowa wielkość opisująca
zarówno jakość wideo, jak i rozmiar pliku. Im wyższa
przepływność, tym lepsza jakość, ale i większy plik.
• Rozdzielczość - jest to liczba pikseli obrazu w poziomie
na liczbę pikseli obrazu w pionie, np.: 640x480 lub
800x600. Im większa rozdzielczość, tym lepsza jakość
obrazu, ale i większy plik.
• Media strumieniowe - technika transmisji
skompresowanego wideo w internecie. Istotą transmisji
strumieniowej jest przesyłanie dużych obiektów (filmów) w
porcjach, które są aktualnie potrzebne. Przykładowo: aby
zacząć wyświetlać film, wystarczy pobrać kilka, kilkanaście
pierwszych sekund. W trakcie odtwarzania pobierane są
kolejne fragmenty.
Kompresja wideo
Człowiek lepiej postrzega wideo nagrane
w mniejszej rozdzielczości, ale z wyższą
przepływnością niż odwrotnie. Dlatego lepiej
określić małą rozdzielczość wideo, ale wysoką
przepływność. Większość filmów wideo w
internecie ma niską rozdzielczość (na poziomie
320x240), ale stosunkowo wysoką
przepływność. Pozwala to zazwyczaj na
osiągnięcie najlepszych rezultatów.
Format AVI
• Format AVI (ang. Audio Video Interleave) to jeden
z najbardziej powszechnych formatów plików wideo.
Został on zdefiniowany przez firmę Microsoft w 1992
roku i stale cieszy się popularnością.
• Dane video mogą być skompresowane lub nie. Jeżeli
są poddawane kompresji, to wykorzystuje się inne
formaty, takie jak na przykład DivX, MPEG-4 i inne.
Plik w formacie AVI zawiera wtedy wewnątrz inny
format do zapisu danych wideo. Dlatego też AVI
nazywany jest formatem kontenerowym lub po
prostu kontenerem wideo.
• Formatem kontenerowym nazywamy format
multimedialny, który do zapisu danych (niektórych
lub wszystkich) używa innego formatu (kodeka).
Kodeki wideo
• Gdy próbujemy odtworzyć plik wideo często
otrzymujemy komunikat o błędzie "Brak kodeka” wraz z
nazwą wymaganego kodeka. Stosowanych kodeków jest
dużo. Różne formaty plików wideo mogą korzystać z tych
samych kodeków.
• Kodek to po prostu program do kodowania lub
dekodowania danych. Określa on sposób zapisania
informacji o wideo na komputerze. Program, który
wykonuje czynności dzielenia danych wideo w ustalony,
specyficzny sposób, to właśnie kodek. Przekształcanie
filmu do takiej specjalnej postaci to kodowanie, a
odczytywanie tej postaci do ruchomych obrazów, na
przykład wyświetlanych na ekranie komputera, to
dekodowanie. Kodek wykonuje oba zadania.
Kodeki wideo
• Kodekiem nazywamy sposób zapisu i odczytu
danych (wideo, audio lub innych).
• Pliki zawierające dane wideo często są kontenerami,
które do zapisu wideo używają kodeków. Możliwe
jest, że plik AVI zawiera wideo zapisane za pomocą
kodeka MPEG-4, a plik MPG zawiera wideo zapisane
za pomocą kodeka XviD.
• Kontener wideo to coś w rodzaju opakowania
zawierającego w środku dane wideo zapisane przy
użyciu różnych kodeków, czyli sposobów zapisu.
Format MPEG
• Format MPEG to grupa formatów zatwierdzonych przez
organizację MPEG :. Moving Picture Experts Group).
Największą popularnością cieszą się obecnie formaty
kompresji stratnej MPEG-2 i MPEG-4.
• MPEG-2 wykorzystywany jest do kodowania filmów na
płytach DVD i telewizji wysokiej rozdzielczości. Standard
MPEG-2 został zdefiniowany w 1994 roku. Minimalne
wartości przepływności dla osiągnięcia jakości tzw.
standardowej telewizji (rozdzielczość 720x576 w systemie
PAL) to 4 - 5 Mb/s. W konsekwencji rozmiar 120minutowego filmu wynosi w tym standardzie około 4 GB.
Jest to podyktowane pojemnością jednowarstwowych płyt
DVD. MPEG-2 umożliwia stosowanie różnych kodeków i
zmiennej przepływności (VBR).
Format MPEG
• Kompresja MPEG opiera się przede wszystkim na
odrzucaniu mniej istotnych danych o kolorach oraz
szczegółów. Dlatego filmy w formacie MPEG o
wysokim stopniu kompresji będą blade. Wyraźnie
będą też widoczne kwadratowe piksele obrazu.
• MPEG-4 to format przeznaczony do dużych
plików wideo. Został wprowadzony w 1998 r jako
następca MPEG-2 (format MPEG-3 był nieudany i
szybko zaprzestano go rozwijać). MPEG-4 miał ponadto
wspierać media strumieniowe oraz zabezpieczenia
przed kopiowaniem, nazywane DRM (ang. Digital
Rights Management).
Format MPEG
• Format MPEG-4 jest w zasadzie bardzo szerokim zbiorem
możliwych funkcjonalności, a każda konkretna
implementacja zawiera tylko wybrane z nich. Format
MPEG-4 można porównać do zestawu wielu narzędzi
budowla­nych. W każdej konkretnej inwestycji używana jest
jedynie pewna część z nich
• Format MPEG-4 jest powszechnym standardem wideo
zarówno w internecie, jak i na płytach CD, DVD.
Wykorzystują go także kamery cyfrowe i telefony
komórkowe do rejestracji wideo.
• Pliki w formacie MPEG mają rozszerzenie MPG, MPEG lub
MP4. Odtwarza je większość współczesnych odtwarzaczy
wideo, na przykład Windows Media Player, Quick­Time,
ALLPlayer.
Formaty VCD, SVCD i DVD-Video
Na bazie formatów MPEG-2 i MPEG-4 powstały
specjalne formaty do wykorzystania w
sprzętowych odtwarzaczach wideo, na przykład w
odtwarzaczach DVD. Formaty te zawierają
informacje potrzebne do uruchomienia filmu w
odtwarzaczu sprzętowym i do sterowania
odtwarzaniem. Przykładowo płyty DVD z filmami
zawierają najczęściej tzw. menu dyskowe, które
umożliwia ustawienie języka, napisów, a także
rozpoczęcie odtwarzania od jednego z
predefiniowanych punktów, czyli wybór sceny.
Formaty VCD, SVCD i DVD-Video
• Format VCD (ang. Video Compact Disc) to
poprzednik formatu DVD-Video. Wprowadzony
w roku 1994 przez firmy Sony i Philips.
Umożliwia on umieszczenie 120-minutowego
filmu na jednej lub dwóch płytach CD. Do zapisu
wideo wykorzystuje kodek MPEG-1, archaiczny
poprzednik kodeka MPEG-2. To właśnie ten
kodek odpowiada za ograniczenia formatu VCD rozdzielczość 352x288, przepływność 1150
kb/s. W efekcie jakość filmu na VCD jest
porównywalna do jakości filmu nagranego na
analogowej kasecie VHS.
Formaty VCD, SVCD i DVD-Video
• Standard SVCD (ang. Super Video Compact
Disc). Jest to lepsza wersja formatu VCD,
wykorzystująca kodek MPEG-2. Zapewnia pod
wieloma względami jakość porównywalną z
DVD-Video, lecz w mniejszej rozdzielczości.
Podstawowe parametry formatu SVCD to
rozdzielczość 480x576 i przepływność 2520
kb/s. Zaletą formatu SVCD jest możliwość
odtwarzania filmów w tym formacie na
większości współczesnych sprzętowych
odtwarzaczy DVD.
Formaty VCD, SVCD i DVD-Video
Standard DVD-Video - bardzo dobrą jakość obrazu i
dźwięku uzyskano dzięki większej pojemności płyt DVD iż
CD (ok. 4,7 GB wobec 700 MB). Format wideo to MPEG-2
w rozdzielczości najczęściej 720x576, a dźwięk może być
zapisywany w systemie Dolby Digital. Dodatkowo standard
DVD-Video określa szczegóły elementów sterujących:
menu dyskowe, napisy, wybór scen i inne. Płyty DVD są
obecnie standardem stosowanym m.in. w wypożyczalniach
filmów, powoli jednak wypiera go standard Blu-ray,
oferujący znacznie wyższe rozdzielczości i w efekcie
umożliwiający oglądanie filmów w jakości HD (ang. High
Definition). Przyjmuje się, że rozdzielczość wysoka, czyli
tzw. full HD, to 1920x1080.
Format (kodek) DivX
Format DivX - pod koniec lat 90. ubiegłego wieku
olbrzymią popularność zdobyła metoda kompresji
stratnej wideo, pozwalająca zapisać 90-minutowy film
na jednej płycie CD, przy czym jakość oglądanego wideo
nie była wyraźnie gorsza od jakości filmów zapisanych w
formacie DVD-Video. Algorytm kompresji jest bardzo
wydajny, co więcej - jest zgodny ze standardem MPEG4, można więc stosować go w formatach kontenerowych
takich jak AVI czy MPG Wszystkie te cechy sprawiły, że
format DivX stał się nieformalnym standardem
wymiany filmów, przyczyniając się w ten sposób także
do rozwoju piractwa w sieciach P2P (ang. Peer- ToPeer).
Format (kodek) DivX
• Ponieważ DivX jest produktem komercyjnym,
kilka lat temu powstała darmowa alternatywa o
nazwie XviD. Jest to kodek stratny, zgodny ze
standardem MPEG-4 i mający podobne
własności kompresji. Ma jedną wielką zaletę jest całkowicie darmowy i udostępniany na
zasadach licencji publicznej GNU (ang. GNU
Generał Public License).
Inne formaty video
• Format MOV (QuickTime) stworzony przez firmę Apple
i początkowo był popularny przede wszystkim na
komputerach Apple działających w SO Mac OS. Z czasem
zdobył jednak szerokie uznanie i spotykany jest coraz częściej
także na platformie Windows. Za upowszechnienie formatu
MOV w dużej mierze odpowiada internet.
• MOV to format kontenerowy - plik może zawierać wiele
ścieżek audio, wideo i napisów. Plik w formacie MOV nie
musi zawierać danych, wystarczy, że ma referencję, czyli
odniesienie lub wskazanie do innego pliku. Oznacza to, że
dane wideo mogą znajdować się w innym pliku, co pozwala
na skonstruowanie elastycznej struktury, która znakomicie
nadaje się do potrzeb edytowania filmów. Pliki w formacie
MOV często służą do wymiany wideo między użytkownikami.
Inne formaty video
• Format FLV (ang. Flash Video) to kontenerowy format
wideo stworzony przez firmę Adobe. Format ten jest
szczególnie popularny w internecie. To właśnie ten format
wykorzystują serwisy takie jak YouTube, Google Video czy
Wrzuta. Zaletą formatu jest jego integracja z projektami
Flash - wideo w formacie Flash (czyli Flash Video - FLV)
może być łatwo umieszczane w plikach SWE
• Do odtwarzania wideo w formacie Flash można użyć
ogólnie dostępnego odtwarzacza firmy Adobe lub wtyczki
do przeglądarki internetowej. Pewnym ograniczeniem w
rozwoju i wykorzystaniu formatu jest fakt, że chociaż sam
format jest otwarty, to już używane kodeki są
opatentowane i ściśle chronione przez firmę Adobe.
Dobór optymalnego formatu
Wszystko zależy od potrzeb i przeznaczenia
konkretnego pliku wideo.
• Czy plik ma być udostępniony w sieci?
• Czy konieczna jest transmisja strumieniowa?
• Czy będzie oglądany w stosunkowo niewielkim
okienku na stronie internetowej, czy może raczej
na dużym ekranie telewizora plazmowego?
• Czy film zawiera dużo sekwencji ruchu, czy raczej
sceny w większości statyczne?
• Czy plik wideo będzie później poddawany
obróbce, czy raczej film ma być przygotowany
ostatecznie i zarchiwizowany?
Dobór optymalnego formatu
• Jeżeli przygotowywany plik ma być umieszczony
na stronie internetowej, to zapewne najlepszym
wyborem będzie format z rodziny MPEG.
Jak wiemy, format MPEG-4 wspiera dane
strumieniowe, dlatego też może być najlepszym
wyborem w tym wypadku.
• Inne rozwiązanie to format DivX lub QuickTime,
trzeba jednak pamiętać, że nie na każdym
komputerze mogą być zainstalowane
odpowiednie kodeki lub wtyczki odtwarzacza.
Dobór optymalnego formatu
• A jakiego wyboru należy dokonać w wypadku
przygotowania ostatecznej wersji filmu z wakacji
lub wesela? Najodpowiedniejszym wyborem jest
wówczas format DVD­Video. Film taki będzie
cechował się bardzo dobrą jakością i będzie
można odtworzyć go bez konieczności
uruchamiania komputera.
• Alternatywnie można posłużyć się formatem DivX
lub Xvid, który pozwoli przy nieznacznej stracie
jakości zmieścić film na jednej płycie CD
KONIEC
Was this manual useful for you? yes no
Thank you for your participation!

* Your assessment is very important for improving the work of artificial intelligence, which forms the content of this project

Related manuals

Download PDF

advertising