понедельник, 9 сентября 2013 г.

Что такое форматы видеофайлов и почему я должен знать о них?

Вы скачали с торрента любимый фильм, но ваш медиаплеер на компьютере не воспроизводит его. В чём дело? Вы вставили флэшку с фильмом в ваш сетевой медиаплеер или связали его с компьютером по сети, но вы не только не можете посмотреть фильм на телевизоре, он даже не появился в списке воспроизведения. Почему? Более того у вас на компьютере два фильма с разрешением AVI и один фильм воспроизводится а другой нет. Как же так? 

Форматы видеофайлов это джунгли.


Формат файла это структура, в которой сохранена информация в компьютерном файле. Когда мы имеем дело с видео, то требуется огромное количество данных чтобы отобразить видеосигнал точно. Эти данные часто сжаты и записаны в файл контейнер. Ещё больше запутывает ситуацию, что существует много различных форматов для сохранения видео. Некоторые форматы являются оптимальными для видео захвата, другие для редактирования видео и третьи для передачи и распространения видео. 

Видеофайлы гораздо более сложны, чем все остальные файлы. Потому что в них сохранено очень много видов различной информации. Можно многое сказать о файле по его расширению, но только не в случае с видео. Тип файла, например MOV или AVI это только контейнер, и внутри может содержать как видео очень низкого качества, так и наоборот ультравысокого качества 3-D видео и пять каналов аудио театрального качества.

Например, фотограф может открыть почти любую фотографию в Фотошопе и работать с ней. Но мир цифрового видео зависит от сотен кодеков, которые создают видео и воспроизводят его. Поэтому медиаплеер может воспроизводить видео и не воспроизводить, в то время как файл имеет одно и то же расширение. Потому что даже если кодеки принадлежат к одной группе кодеков – такой как H 264 – это не означает, что они будут воспроизводить одни и те же файлы взаимозаменяемо. 

Поэтому давайте рассмотрим все вопросы подробно и разложим всё по полочкам.

Анатомия видеофайла


Несмотря на большое количество форматов видеофайлов, они имеют следующие общие характеристики.
  • Тип контейнера: MKV, OGM, AVI, DivX, WMV, MOV, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, DVD (VOB) и так далее.     
  • Кодек: Это программное обеспечение, которое используется для кодирования и декодирования видеосигнала. Видео приложение использует кодек, чтобы записывать файл и читать его. Кодек может быть встроен в программу, а может быть проинсталлирован отдельно. 
  • Видео и аудио данные: Это фактические видео и аудио данные, которые имеет характеристики, описанные в следующем разделе. 

Характеристики видеосигнала


Каждый видео файл имеет некоторые характеристики, которые описывают то, что составляет видеосигнал.

Эти характеристики включают: 
  • Размер кадра: Это - размер кадра в пикселях.
  • Соотношение сторон: Это соотношение ширины и высоты.
  • Частота кадров: Это скорость, с которой кадры должны воспроизводиться.
  • Битрейт: Битрейт или скорости передачи данных является объемом данных, используемых для описания порции аудио и видео сигнала при воспроизведении фильма. Битрейт, как правило, измеряется в единицах в секунду и может указываться в килобайтах, мегабайтах или гигабайтах в секунду. В общем случае, чем выше битрейт, тем лучше качество.
  • Частота дискретизации (выборки) аудио сигнала: Это то, как часто происходит выборка (дискретизация) аудио при конвертации из аналогового источника к цифровому файлу.

Что такое контейнер видеофайла?


Есть несколько типов контейнеров для видео, но все они имеют структуру, чтобы сохранять некоторые типы данных. Почти каждый компьютерный файл имеет больше чем один тип данных. Но видеофайл является особенно сложным внутри. Поэтому фильмы сохраняются в одном из базовых типов контейнеров. Расширение для файла контейнера могут быть следующие: MOV, AVI, FLV, MP4, MXF и другие.

Отметьте, что фильмы с одним и тем же расширением могут быть разного качества. По причинам озвученным выше.   

Кодеки


Внутри каждого файла контейнера находятся видео и аудио данные. Эти данные созданы частью программного обеспечения называемого кодеком. Кодек это сокращение от слов компрессор/декомпрессор. Вы можете думать о кодеке, как о небольшом приложении, которое программа или операционная система использует, чтобы воспроизвести фильм. Без соответствующего фильму кодека видео не может быть воспроизведено на компьютере. 

Операционная система так же как  программы для редактирования и воспроизведения видео уже идут с некоторым набором кодеков. 

Чем кодек отличается от контейнера?


Файловый формат контейнера, например, MOV или AVI это способ чтобы упаковать данные и сохранить их. Кодек, например, H.264 это метод чтобы кодировать и раскодировать видео и аудио сигнал внутри контейнера. 

Кодек H.264


Один из наиболее распространённых кодеков сегодня это H.264. Другие названия кодека H.264 это MPEG-4 Часть 10 и AVC. Этот кодек обладает прекрасным соотношением уровня сжатия и качеством воспроизведения. В том случае, когда кодек H.264 используется с высоким битрейтом вы видите фильм отличного качества. Достаточно сказать, что кодек H.264 используется также в формате Blu-ray.

В дополнение к хорошему качеству/уровню сжатия, кодек H.264 поддерживает огромное количество характеристик видео и аудио сигнала, в том числе даже 3-D видео.

Битрейт (Bit rate)


Битрейт это скорость прохождения данных во время воспроизведения видео. Битрейт измеряется в килобитах или мегабитах. Битрейт это критическая характеристика  файла, потому что определяет минимальную способность жёсткого диска и подключения к интернету передавать данные для воспроизведения видео без задержек. 

Битрейт описывает, как много данных содержится в видеосигнале, и это имеет огромное воздействие на качество фильма. Когда кодек воспроизводит фильм с высоким битрейтом, он может отобразить больший размер кадра, более высокую частоту кадров, меньшее сжатие на кадр, больше аудио данных, или некоторую комбинацию этих характеристик. Если вы понизите битрейт, то одна или несколько этих характеристик ухудшаться. 

Качество фильма зависит не только от битрейта, но также от множества характеристик описанных выше. Однако в общем случае можно сказать, что чем выше битрейт тем выше качество фильма.

Список ниже даёт некоторое общее представление об уровнях битрейта и качестве видео.

  • Интернет видео 640 x 480 - 700 килобит
  • Интернет видео 1920 x 1080 - 5 мегабит
  • Blu-ray диск - 40 мегабит

2 комментария:

  1. "Что такое форматы видеофайлов и почему я должен знать о них?" "В чем дело?" "Как же так?"
    Я так и не понял - ПОЧЕМУ я ДОЛЖЕН знать информацию ни о чем, и не получил ответа - как посмотреть все же фильм. Повторю - общие слова ни о чем. В авишке может быть разное качество... Да, и что? Любой юзер при скачке может увидеть все эти данные - размер кадра, битрейт, прочее. И выбирает ему важное, кому-то размер-вес, кому-то качество. Простому юзеру-зрителю совершенно неинтересно знать, что там внутри, неонка или звуковая дорожка, ему интересно кино посмотреть. Продвинутый знает по теме раз так в сто поболее данной статьи. Каковая - просто выжимки из вики. Словарик. Что такое кодек H.264? Не знаю, но зато он хорошо сжимает, да. Как узнать, что я могу смотреть, а что нет на плеере? Не знаю, читай мануал, а вот качество в ави - разное!

    ОтветитьУдалить
  2. Уважаемый Drakonoid, во-первых спасибо за комментарий.

    Что хотелось бы сказать в ответ на ваш комментарий. Я более 10 лет работаю в компьютерной индустрии и знаю, что часто пользователей ставят в тупик и более простые вопросы, чем форматы видеофайлов. Надеюсь, что после прочтения этой статьи пользователь будет понимать, что в случае если фильм не воспроизводиться, то причина в отсутствии кодека. И если речь идёт о компьютере то надо скачать кодек или медиаплеер содержащий кодек, а если речь идёт о медиаплеере, как об устройстве, то надо обратиться в техподдержку производителя устройства. Даже если после прочтения статьи пользователь сам не сможет решить проблему, то он, по крайней мере, будет понимать, чем вызвана проблема. Вместо того чтобы находится в ступоре, а это уже хорошо. Впрочем, на будущее я постараюсь давать пользователям более конкретные рекомендации. И последнее что хотелось бы сказать, при подготовке этой статьи я ни разу не заглянул в Википедию. Хотя не скрою, пользовался некоторыми авторитетными в этой области онлайн источниками.

    ОтветитьУдалить