Кодэкі: якія яны ў відэа?

by kim абноўлена: Чэрвень 27, 2022

кодэкі з'яўляюцца важнай часткай працэсу вытворчасці відэа. Кодэкі - гэта набор алгарытмаў, якія выкарыстоўваюцца для сціскаць і распакоўваць відэа і аўдыё файлы. Кодэк мае вырашальнае значэнне для памяншэння памеру файлаў, што дазваляе перадаваць і захоўваць іх хутчэй.

У гэтым артыкуле мы раскажам, што такое кодэкі, як яны працуюцьІ іх значэнне ў працэсе вытворчасці відэа.

Вызначэнне кодэка

Кодэк гэта тэхналогія, якая кадуе патокі відэа, аўдыё і дадзеных у лічбавай форме. Кодэкі сціскаюць даныя, каб яны займалі менш месца ў сховішчы або для перадачы, а таксама паляпшаюць якасць відэа ці аўдыёпатоку, паляпшаючы іх візуальныя і гукавыя якасці.

Кодэкі шырока выкарыстоўваюцца ў онлайн-дыстрыбуцыі фільмаў, тэлепраграм і музыкі. Інтэрнэт-сэрвісы струменевай перадачы, такія як Netflix, Amazon Prime Video і Spotify выкарыстоўваць кодэкі для сціску змесціва без шкоды для якасці. Кадзіраванне відэа з дапамогай пашыраных кодэкаў можа паменшыць іх памер, захоўваючы пры гэтым якасць зыходнага матэрыялу. Гэта дазваляе сэрвісам струменевай перадачы лёгка распаўсюджваць відэа сярод кліентаў, не спаганяючы велізарных выдаткаў на прапускную здольнасць іх сетак або інфраструктуры.

У дадатак да забеспячэння эфектыўнага захоўвання і перадачы кодэкі могуць даць некалькі іншых пераваг пастаўшчыкам анлайн-трансляцыі, такіх як:

• Хутчэйшы час загрузкі
• Палепшаная энергаэфектыўнасць
• Лепшая маштабаванасць
• Палепшаная сумяшчальнасць прылад

Кодэкі таксама можна выкарыстоўваць у мэтах бяспекі шыфраванне файлаў кантэнту так што толькі аўтарызаваныя карыстальнікі могуць атрымаць да іх доступ.

Роля кодэкаў у відэа

кодэкі, абрэвіятура ад «кадэр-дэкодэр», - гэта алгарытмы, якія адказваюць за сцісканне і распакаванне відэа- і аўдыяфайлаў. Выкарыстоўваючы спецыяльныя метады сціску, кодэкі здольныя мінімізаваць памер відэа- і аўдыяфайлаў без значнай страты якасці. Гэта забяспечвае больш высокую хуткасць загрузкі і загрузкі - незалежна ад таго, трансліруеце вы фільм ці гуляеце ў анлайн-гульню, а таксама займае значна менш месца на вашым цвёрдым дыску.

Акрамя таго, кодэкі таксама выкарыстоўваюцца пры запісе і пост-апрацоўцы відэададзеных для стварэння відарысаў з найвышэйшым дазволам з рознай частатой кадраў, бітрэйтам, глыбінёй колеру і г. д. Кодэкі вызначаюць, які тып тэхналогіі запісу будзе выкарыстоўвацца, напрыклад, 4K дазвол або HD - для аптымізацыі ўражанняў ад прагляду. У залежнасці ад канкрэтных патрабаванняў для кожнага прыкладання, ёсць некалькі розных тыпаў кодэкаў, такіх як:

• H264/AVC
• .265/HEVC
• VC-1/WMV9
• MPEG4
• VP8/VP9

Кодэк працуе шляхам сціску ўваходнага патоку (напрыклад, відэа ці аўдыё) у файлы меншага памеру, якімі можна больш эфектыўна кіраваць па сетцы або захоўваць на лакальных дысках; гэта вядома як кадаваньне. Наадварот, пры прайграванні (напрыклад, пры трансляцыі відэа ў інтэрнэце), сціснутыя файлы павінны быць пераўтвораны ў зыходны фармат высокай якасці, што дасягаецца шляхам дэкадаванне закадзіраваная інфармацыя раней; гэты працэс вядомы як дэкадаванне. З дапамогай адпаведнага абсталявання (напрыклад, відэакарт і г.д.), апаратнае кадаванне можа значна палепшыць хуткасць кадавання пры мінімальнай страце якасці, што робіць іх прыдатнымі для прыкладанняў з высокай Частата кадраў такія патрабаванні, як струменевыя паслугі ў рэжыме рэальнага часу або хмарныя гульні.

Віды кодэкаў

кодэкі з'яўляюцца крыніцай жыцця відэакантэнту - яны вызначаюць, як відэа сціскаюцца, распакоўваюцца і перадаюцца. Яны дазваляюць нам глядзець відэа рознага памеру і раздзялення практычна на любой прыладзе. Даступна мноства розных тыпаў кодэкаў, кожны з якіх гуляе сваю ролю ў працэсе прагляду відэакантэнту.

У гэтым артыкуле мы больш глыбока разгледзім найбольш распаўсюджаныя тыпы кодэкаў:

Кодэкі з стратамі

Кодэкі з стратамі - гэта стандарты сціску, якія зніжаюць якасць арыгінальнага відэа, ахвяруючы якасцю выявы і даных дзеля памеру файла. Мэта складаецца ў тым, каб зрабіць відэаструмень дастаткова малым, каб яго можна было хутка і эфектыўна праглядаць або спампоўваць. У параўнанні з кодэкамі без страт, кодэкі са стратамі звычайна ствараюць меншыя файлы з меншай колькасцю даных, але гэта адбываецца за кошт вастрыні і агульнай дакладнасці.

Два найбольш распаўсюджаныя тыпы кодэкаў са стратамі унутрыкадравы or пастаянны бітрэйт (CBR) і межкадровый or зменны бітрэйт (VBR). Унутрыкадравае кадаванне запісвае ўвесь кадр змесціва як адно цэлае ў кожным сціснутым файле; гэта прыводзіць да вялікіх файлаў, але меншай колькасці артэфактаў паміж кожным кадрам і больш высокай якасці малюнкаў у цэлым. Міжкадравае кадаванне дзеліць кадры змесціва на секцыі, каб дазволіць больш сціснутыя секцыі без прыкметных змен паміж кадрамі; выніковыя файлы, як правіла, маюць меншы памер, чым унутрыкадравыя файлы, але таксама больш артэфактаў паміж кадрамі.

Папулярныя прыклады кодэкаў са стратамі ўключаюць MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 і H.265 / HEVC, Windows Media Video 9 (WMV9), RealVideo 9 (RV9), DivX, XviD і VP8/VP9. Яны становяцца ўсё больш папулярнымі ў праграмах струменевага відэа, такіх як YouTube, з-за іх здольнасці хутка сціскаць вялікія аб'ёмы даных без значнай шкоды для якасці выявы - наведвальнікі могуць глядзець доўгія відэа з адносна нізкай прапускной здольнасцю злучэння, захоўваючы разумную выразнасць.

Кодэкі без страт

Відэакодэкі - гэта тып камп'ютэрнага праграмнага забеспячэння, якое выкарыстоўваецца для сціску або кадавання лічбавых відэаданых. Гэты працэс неабходны пры працы з вялікімі лічбавымі файламі, каб паменшыць памер файла і павялічыць хуткасць загрузкі, перадачы або трансляцыі. Кодэкі дзеляцца на дзве розныя катэгорыі: стратны і без страт кодэкі.

Кодэкі без страт забяспечваюць дакладную лічбавую копію файла пасля кадавання, забяспечваючы поўную дакладнасць даных, што дазваляе дакладнае лічбавае дубляванне падчас дэкампрэсіі. Ён займае больш месца, чым сціск з стратамі але таксама не прадугледжвае ўласных скажэнняў, а таксама дазваляе лёгка рэдагаваць аўдыя/малюнкі без якіх-небудзь кампрамісаў у якасці. Кодэкі без страт ўключаюць такія алгарытмы, як:

• LZW
• JPEG LS
• FLAC
• ALAC
• MPEG-4 ALS

Апаратныя кодэкі

Апаратныя кодэкі гэта кодэкі, якія выкарыстоўваюць спецыяльныя апаратныя рэсурсы для кадавання і дэкадавання відэасігналаў. Некаторыя адносна новыя камп'ютэрныя сістэмы, такія як ноўтбукі, уключаюць апаратны блок відэакадавальніка, які можна выкарыстоўваць для паскарэння працэсу кадавання. Гэтыя прылады вельмі эфектыўныя і могуць забяспечыць значныя перавагі ў прадукцыйнасці ў параўнанні з праграмнымі кодэкамі. Акрамя таго, існуюць некаторыя аўтаномныя апаратныя кодэкі, якія прапануюць вынікі прафесійнай якасці для праграм трансляцыі/струменевага перадачы.

Ёсць два асноўных тыпу апаратных кодэкаў Сцісканне/кадзіраванне і Кодэкі для расшыфроўкі:

• Кодэкі сціску/кадавання: Гэтыя прылады часта пастаўляюцца з уласным запатэнтаваным праграмным забеспячэннем, хоць могуць быць даступныя і іншыя варыянты. Яны выкарыстоўваюць спецыялізаваныя кампаненты для выканання кадавання відэа на вельмі высокай хуткасці, не спажываючы шмат энергіі або Магутнасць працэсара адносна праграмных кадавальнікаў. Як і праграмныя кадавальнікі, яны звычайна вырабляюць розныя фарматы вываду, такія як H.264 або MPEG-2/4 фарматах.
• Кодэкі для расшыфроўкі: Таксама вядомыя як карты дэкадавання або паскаральнікі дэкадавання, гэтыя прылады маюць магутныя спецыялізаваныя чыпы, распрацаваныя спецыяльна для дэкадавання сціснутых відэасігналаў у рэальным часе, не спажываючы занадта шмат сістэмных рэсурсаў (Магутнасць працэсара). Спецыяльныя карты дэкадавання з'яўляюцца звычайнай з'явай у прафесійным асяроддзі, дзе трэба хутка распакаваць вялікую колькасць відэа з мінімальным уплывам на прадукцыйнасць і стабільнасць сістэмы.

Папулярныя кодэкі

кодэкі важныя для тых, хто працуе з відэа носьбітамі. Гэта інгрэдыенты вашага відэафайла, інгрэдыенты, якія дазваляюць відэаплэеру адрозніваць відэа ад аўдыя, а таксама метады сціску даных для палягчэння захоўвання і трансляцыі. Даступна мноства кодэкаў, і трэба выбраць правільны для вашага праекта.

У гэтым раздзеле мы абмяркуем Самыя папулярныя кодэкі:

H.264

H.264 (Таксама вядомы як MPEG-AVC, 4) з'яўляецца адным з самых папулярных кодэкаў для кадавання лічбавых відэафайлаў для выкарыстання ў розных праграмах - ад струменевых сэрвісаў да прайгравальнікаў Blu-ray і да смартфонаў. Яго здольнасць сціскаць відэа высокай якасці ў файлы адносна невялікага памеру робіць яго адным з найбольш шырока выкарыстоўваных і універсальных кодэкаў на сучасным рынку.

H.264 працуе, разбіваючы лічбавыя кадры на блокі 8×8 пікселяў і затым сціскаючы іх з дапамогай шэрагу розных алгарытмаў. Паколькі H.264 настолькі эфектыўны, ён можа ствараць вельмі якаснае лічбавае відэа нават пры вельмі нізкім бітрэйце, што робіць яго ідэальным для шырокага спектру прымянення ад трансляцыі HDTV да спажывецкіх медыяплэераў і паслуг струменевай перадачы для смартфонаў/планшэтаў.

H.264 забяспечвае падтрымку як прагрэсіўнай разгорткі (калі ўсе радкі выявы пачынаюць сканаваць адразу), так і відэа з празрадковай разгорткай, хаця большасць сучасных кодэкаў падтрымліваюць толькі прагрэсіўную разгортку, таму што яны больш эфектыўныя з пункту гледжання памеру файла і выкарыстання прапускной здольнасці. H.264 таксама здольны апрацоўваць дазволы да 4K (4096×2160 пікселяў), пераканаўшыся, што ён застаецца актуальным, паколькі з цягам часу ўсё больш стваральнікаў кантэнту пераходзяць да большых раздзяленняў.

Разам з яго эфектыўнасцю, адной з галоўных пераваг H.264 з'яўляецца той факт, што ён ужо быў прыняты многімі вытворцамі прылад, што палягчае карыстальнікам перадачу кантэнту паміж прыладамі, не турбуючыся аб праблемах сумяшчальнасці або несумяшчальных канфігурацыях праграмнага і апаратнага забеспячэння. Па гэтай прычыне, H.264 працягвае заставацца важным кодэкам для шырокага спектру прылад і прыкладанняў сёння, нягледзячы на ​​больш новыя варыянты, такія як HEVC (высокаэфектыўнае кадаванне відэа).

H.265

H.265, Таксама вядомы як Высокаэфектыўнае кадаванне відэа (HEVC), гэта стандарт сціску відэа, які забяспечвае больш эфектыўнае кадаванне, чым яго папярэднік, H.264/MPEG-4 AVC (пашыранае кадаванне відэа). Ён падтрымлівае дазвол 8K і можа сціскаць відэафайлы да удвая больш эфектыўна як папярэдні стандарт – з да На 40 працэнтаў больш захаваная якасць чым яго папярэднік.

H.265 з'яўляецца натуральным пераемнікам H.264/MPEG-4 AVC, забяспечваючы больш шырокія магчымасці сціску з мінімальнымі ўскладненнямі і больш плаўнае прайграванне на такіх прыладах прайгравання, як тэлевізары, смартфоны, ноўтбукі і планшэты. Гэта фармат з адкрытым зыходным кодам, які падыходзіць для ўсіх тыпаў кантэнту - ад тэлевізійных трансляцый да струменевага відэа праз Інтэрнэт і дыскаў Blu-ray - што дазваляе стваральнікам кантэнту забяспечваць максімальную якасць відэа пры мінімізацыі выдаткаў на прапускную здольнасць.

Гнуткасць H.265 дазваляе выкарыстоўваць яго ў шырокім дыяпазоне прыкладанняў, такіх як:

• Трансляцыя тэлебачання (уключаючы 4K або нават 8K)
• Струменевыя і камунікацыйныя паслугі, у тым ліку для мабільных і спадарожнікавых прылад
• Вопыт віртуальнай рэальнасці
• Прымяненне ў галіне аховы здароўя
• Новы фармат выявы HEIF, які дазваляе больш, чым калі-небудзь раней, сціскаць выявы, зробленыя з лічбавых фотакамер або тэлефонаў з камерай, без страты дэталяў выявы.

VP9

VP9 гэта адкрыты і бясплатны відэакодэк, створаны Google. Распрацаваны для выкарыстання ў вэб-праграмах, ён прапануе самыя сучасныя тэхналогіі з палепшаным сцісканнем для струменевай перадачы і спампоўкі з меншым бітрэйтам.

VP9 таксама мае розныя функцыі, карысныя для відэапраграм:

• шырокі дынамічны дыяпазон і каляровыя прасторы,
• рэжым кадавання без страт,
• адаптыўная трансляцыя і маштабаванасць кадавальніка.

Ён падтрымлівае неквадратныя пікселі, перакрываючыяся квадраты розных колераў або значэнняў яркасці, метады кадавання часовага прагназавання (напрыклад, кампенсацыя руху), а таксама метады кадавання ўнутранага прагназавання (напрыклад, дыскрэтнае косінуснае пераўтварэнне). VP9 таксама мае магчымасць кадзіраваць выявы з да 8 біт глыбіні колеру на піксель. Гэты фармат забяспечвае лепшую якасць выявы дзякуючы візуальным дэталям, такім як паніжаны ўзровень шуму і больш выразныя краю ў параўнанні з іншымі папярэднімі кодэкамі.

Пры дэкадаванні патоку VP9 прылада карыстальніка робіць усю працу, каб дэкадаваць яго назад у адзін кадр відэа. Гэта робіць яго хуткім доступам і забяспечвае больш хуткае прайграванне, чым з некаторымі іншымі кодэкамі дзякуючы яго нізкія патрабаванні да памяці. Асабліва гэта тычыцца выпадкаў, калі інтэрнэт-карыстальнікі атрымліваюць доступ да некалькіх патокаў адначасова з некалькіх крыніц; яны могуць зрабіць гэта без выкарыстання ўсіх сваіх вылічальных рэсурсаў для дэкадавання кожнага з іх паасобку. Акрамя таго, дастаўка з выкарыстаннем агульнага фармату файла, напрыклад MP4 дапамагае забяспечыць сумяшчальнасць паміж прыладамі або платформамі, якія ў іншым выпадку не змогуць праглядаць кантэнт, закадзіраваны ў іншых фарматах, такіх як WebM або MKV.

Кодэкі і якасць відэа

кодэкі з'яўляюцца важнай часткай кадавання і дэкадавання відэа, што можа паўплываць на якасць відэа. Кодэкі выкарыстоўваюцца для сціску і распакавання відэафайлаў, і тып абранага кодэка можа паўплываць на памер і якасць відэа.

У гэтым артыкуле мы абмяркуем розныя тыпы кодэкаў і як яны могуць паўплываць на якасць відэа:

хуткасць перадачы

хуткасць перадачы гэта мера таго, колькі інфармацыі патрабуецца кодэку для прадстаўлення дадзенага відэа. Бітрэйт, які вымяраецца ў бітах у секунду, можа ўплываць як на якасць відэа і наколькі вялікім будзе яго памер файла.

Чым вышэй бітрэйт, тым у працэс кадавання (ці сціску) можна ўключыць больш дэталяў і, такім чынам, лепшая якасць выявы, якую вы атрымаеце. Аднак гэта таксама азначае, што большыя файлы трэба будзе захоўваць або перадаваць. Калі вы адпраўляеце сваё відэа праз любую лічбавую сетку (напрыклад, Інтэрнэт), вы можаце выявіць, што больш высокія бітрэйты выклікаюць прыкметнае павелічэнне затрымкі або часу буферызацыі.

Іншым фактарам, які ўплывае на бітрэйт, з'яўляецца разрозненне - па меры павелічэння раздзялення павялічваецца і памер файла - але гэта залежыць ад іншых характарыстык, напрыклад выкарыстоўваныя кодэкі, частата кадраў і памеры кадраў. Увогуле, больш нізкія бітрэйты, як правіла, даюць горшую якасць відэа, нават калі іншыя фактары, такія як раздзяленне, высокія.

Усе кодэкі маюць уласны прапанаваны ідэальны дыяпазон для лепшая якасць выявы і найменшае выкарыстанне дадзеных так што не забудзьцеся паглядзець на вашыя пераважныя кадавальнікі падчас працэсу сціску.

дазвол

Дазвол - гэта мера інфармацыі відэа ў пікселях, і гэта адзін з асноўных фактараў, якія вызначаюць якасць відэа. Важна гэта разумець больш высокія дазволы заўсёды будуць ствараць лепшыя відэа таму што ў кожным кадры проста больш пікселяў. Самыя распаўсюджаныя дазволы, якія выкарыстоўваюцца ў анлайн-трансляцыі: 1920 × 1080 (Full HD) і 1280 × 720 (HD).

Відэа з больш высокай раздзяляльнасцю патрабуе большай вылічальнай магутнасці, што можа выклікаць праблемы з сумяшчальнасцю, калі сістэма карыстальніка не абноўлена. Відэа з больш высокай раздзяляльнасцю таксама азначаюць вялікія файлы, якія патрабуюць лепшага кодэка для належнага прайгравання на ўсіх прыладах. Агульныя галіновыя кодэкі, якія выкарыстоўваюцца для струменевай перадачы ў Інтэрнэце, ўключаюць H.264 або AVC, VP8, VP9 і HLS або Apple HLS (HTTP Live Streaming).

У залежнасці ад вашай праграмы і тыпу прылады, на якую вы плануеце дастаўляць свой кантэнт, будзе вызначацца, які кодэк лепш за ўсё падыходзіць для вас.

У рэшце рэшт, калі ў вас ёсць адпаведная ўстаноўка кадавання, якая паказвае лепшы даступны кодэк тады ў вас не павінна ўзнікнуць праблем з дастаўкай відэа высокай якасці ў любым дазволе які не будзе пакутаваць ад буферызацыі або іншых праблем з прайграваннем, захоўваючы пры гэтым добры ўзровень візуальнай дакладнасці.

частата кадраў

Частата кадраў з'яўляецца ключавым фактарам, калі справа даходзіць да якасці відэа і кодэкаў. Гэта мера таго, колькі асобных кадраў здымаецца за адну секунду, звычайна вымяраецца ў кадраў у секунду (FPS). Чым вышэй частата кадраў, тым плыўней будуць выглядаць кадры. Нізкая частата кадраў прыводзіць да перарывістага відэа, у той час як больш высокая частата кадраў больш эфектыўна забяспечвае плаўную выяву.

Напрыклад, пры запісе з дапамогай камеры 8 кадраў у секунду супраць камеры 30 кадраў у секунду, камера 8 кадраў у секунду будзе ствараць больш рэзкія кадры з-за меншай колькасці кадраў у секунду. З іншага боку, камера з частатой 30 кадраў у секунду стварае больш плыўныя кадры з большай размытасцю паміж імі, чым камера з частатой 8 кадраў у секунду, паколькі зробленых кадраў будзе ў тры разы больш.

Акрамя таго, для дасягнення аптымальных вынікаў розныя кодэкі патрабуюць рознай мінімальнай і максімальнай частаты кадраў. Пры няправільным выкарыстанні або без ведання патрабаванняў вашага кодэка да сумяшчальнасці частаты кадраў якасць вашага відэа можа пагоршыцца. Найбольш распаўсюджаныя стандартныя частаты кадраў для большасці сучасных фарматаў відэа і ўражанні ад прагляду 24 кадры ў секунду (фільмы) і 30 кадраў у секунду (тэлешоу). Аднак некаторыя кодэкі могуць падтрымліваць і больш высокія кодэкі, напрыклад 48 кадраў у секунду ці нават 60 кадраў у секунду – пры гэтым забяспечваючы выдатныя візуальныя эфекты і плыўнасць у параўнанні з меншымі аналагамі.

заключэнне

У заключэнне, разуменне кодэкаў з'яўляецца важнай часткай стварэння і прагляду відэа на нашых лічбавых прыладах. Веданне асноў аўдыя- і відэакодэкаў, іх азначэнняў і значных адрозненняў паміж імі можа дапамагчы нам прыняць больш абгрунтаванае рашэнне пры выбары і праглядзе лічбавых носьбітаў. Акрамя таго, маючы агульны агляд найбольш папулярныя відэа кодэкі можа таксама даць нам лепшае разуменне таго, як розныя кодэкі могуць змяняць выгляд і гук відэа.

Нарэшце, гэта карысна мець на ўвазе не ўсе відэа кодэкі крос-сумяшчальныя— гэта азначае, што пэўныя відэа, якія патрабуюць аднаго кодэка, могуць не прайгравацца належным чынам на іншай прыладзе, калі яна не распазнае гэты канкрэтны тып. На шчасце, цяпер у нас больш магчымасцей, чым калі-небудзь, калі справа даходзіць да прагляду нашага любімага лічбавага кантэнту, уключаючы лепшую сумяшчальнасць на розных платформах. Так што не спяшайцеся даследаваць правільны фармат для вас і высветліць, які з іх лепш за ўсё адпавядае вашым патрэбам!

Прывітанне, я Кім, мама і энтузіяст стоп-моушн з досведам стварэння медыя і вэб-распрацоўкі. У мяне вялікая страсць да малявання і анімацыі, і цяпер я з галавой апускаюся ў свет стоп-кадра. У сваім блогу я дзялюся з вамі сваімі набыткамі.