Kodeci: šta su oni u videu?

by kim Ažurirano: Juni 27, 2022

Kodeki su važan dio procesa video produkcije. Kodeci su skup algoritama na koje smo navikli komprimirati i dekompresirati video i audio datoteke. Kodek je ključan za smanjenje veličine datoteka, omogućavajući vam da ih brže prenosite i pohranjujete.

U ovom članku ćemo vam predstaviti šta su kodeci, kako rade, i njihove važnost u procesu video produkcije.

Definicija kodeka

Kodek je tehnologija koja kodira video, audio i tokove podataka u digitalnom obliku. Kodeci komprimiraju podatke tako da zauzimaju manje prostora u skladištu ili za prijenos, a također poboljšavaju kvalitet video ili audio toka poboljšavajući njegovu sliku ili zvuk.

Kodeci se intenzivno koriste u online distribuciji filmova, TV-a i muzike. Online streaming usluge kao što su Netflix, Amazon Prime Video i Spotify koriste kodeke za komprimiranje sadržaja bez ugrožavanja kvalitete. Kodiranje videozapisa s naprednim kodecima može ih učiniti manjim uz istovremeno očuvanje kvalitete originalnog izvornog materijala. Ovo omogućava servisima za striming da lako distribuiraju video zapise korisnicima bez nametanja velikih troškova propusnog opsega njihovim mrežama ili infrastrukturi.

Osim omogućavanja efikasnog skladištenja i prijenosa, kodeci mogu pružiti nekoliko drugih prednosti pružateljima online streaminga kao što su:

• Brže vrijeme učitavanja
• Poboljšana energetska efikasnost
• Bolja skalabilnost
• Povećana kompatibilnost uređaja

Kodeci se također mogu koristiti u sigurnosne svrhe šifriranje datoteka sadržaja tako da im mogu pristupiti samo ovlašteni korisnici.

Uloga kodeka u videu

Kodeki, skraćenica od “koder-dekoder”, su algoritmi odgovorni za kompresiju i dekompresiju video i audio datoteka. Koristeći specijalizovane tehnike kompresije, kodeci su u stanju da minimiziraju veličinu video i audio datoteka bez značajnog gubitka kvaliteta. Ovo omogućava veće brzine učitavanja i preuzimanja – bilo da strimujete film ili igrate igricu na mreži – kao i da zauzima mnogo manje prostora na vašem tvrdom disku.

Osim toga, kodeci se također koriste prilikom snimanja i naknadne obrade video podataka kako bi se kreirale slike najveće moguće rezolucije s različitim brzinama kadrova, brzinom prijenosa, dubinom boje itd. Kodeci određuju koja će se vrsta tehnologije snimanja koristiti – npr. 4K rezoluciju ili HD – kako biste optimizirali doživljaj gledanja. Ovisno o specifičnim zahtjevima za svaku aplikaciju, dostupno je nekoliko različitih tipova kodeka kao što su:

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

Kodek radi tako što komprimuje ulazni tok (tj. video ili audio) u manje veličine datoteka kojima se može efikasnije upravljati preko mreža ili pohranjivati ​​na lokalnim diskovima; ovo je poznato kao Kodiranje. Suprotno tome, prilikom reprodukcije (na primjer, prilikom streaminga video zapisa na mreži), komprimirani fajlovi moraju biti konvertirani nazad u njihov originalni format visokog kvaliteta koji se postiže dekodiranje kodirane informacije od ranije; ovaj proces je poznat kao dekodiranje. Uz pomoć odgovarajućeg hardvera (kao što su grafičke kartice itd.), hardverski potpomognuto kodiranje mogu značajno poboljšati brzinu kodiranja uz minimalan gubitak u kvaliteti – što ih čini pogodnim za aplikacije sa visokim frame rate zahtjevi kao što su usluge striminga u realnom vremenu ili igranje u oblaku.

Vrste kodeka

Kodeki su žila kucavica video sadržaja – oni određuju kako se video snimci komprimiraju, dekompresuju i prenose. Omogućuju nam da gledamo video zapise različitih veličina i rezolucija na gotovo svakom uređaju. Na raspolaganju je mnogo različitih tipova kodeka, od kojih svaki igra različitu ulogu u procesu gledanja video sadržaja.

U ovom članku ćemo detaljnije pogledati najčešći tipovi kodeka:

Lossy Codecs

Kodeci sa gubitkom su standardi kompresije koji smanjuju kvalitetu originalnog videa, žrtvujući kvalitet slike i podataka radi veličine datoteke. Cilj je napraviti video stream dovoljno mali kako bi se mogao brzo i efikasno pregledavati ili preuzimati. U poređenju sa kodecima bez gubitaka, kodeci sa gubitkom obično proizvode manje datoteke sa manje podataka, ali to dolazi na štetu oštrine i sveukupne vjernosti.

Dvije najčešće vrste kodeka s gubicima su unutar okvira or konstantan bitrate (CBR) i interframe or varijabilni bitrate (VBR). Kodiranje unutar okvira snima cijeli okvir sadržaja kao jednu jedinicu unutar svake komprimirane datoteke; ovo rezultira velikim datotekama, ali manje artefakata između svakog kadra i sveukupno kvalitetnijim slikama. Međuokvirno kodiranje dijeli okvire sadržaja na sekcije kako bi se omogućilo više komprimiranih dijelova bez primjetne promjene između okvira; Rezultirajuće datoteke obično imaju manje veličine nego unutar okvira, ali i više artefakata između okvira.

Popularni primjeri kodeka sa gubitkom uključuju MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 i H.265 / HEVC, Windows Media Video 9 (WMV9), RealVideo 9 (RV9), DivX, xvid i VP8/VP9. One su postale sve popularnije u aplikacijama za striming video zapisa kao što je YouTube zbog svoje sposobnosti da brzo kompresuju velike količine podataka bez značajnog žrtvovanja u kvalitetu slike – posjetitelji mogu gledati dugačke video zapise s relativno malom propusnošću veze, a da pritom zadrže razumnu vizualnu jasnoću.

Kodeci bez gubitaka

Video kodeci su vrsta kompjuterskog softvera koji se koristi za kompresiju ili kodiranje digitalnih video podataka. Ovaj proces je neophodan kada radite s velikim digitalnim datotekama kako bi se smanjila veličina datoteke i povećala brzina preuzimanja, prijenosa ili striminga datoteke. Kodeci su podijeljeni u dvije različite kategorije: gubitnički i bez gubitaka kodeci.

Kodeci bez gubitaka obezbeđuju tačnu digitalnu repliku datoteke nakon kodiranja obezbeđujući potpunu tačnost podataka, što omogućava precizno digitalno umnožavanje tokom dekompresije. Zauzima više prostora od kompresija sa gubicima ali takođe ne uključuje vlastitu distorziju, kao i lako dozvoljava uređivanje zvuka/slike bez ikakvog kompromisa u kvalitetu. Kodeci bez gubitaka uključuju algoritme kao što su:

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

Hardverski kodeci

Hardverski kodeci su kodeci koji koriste namjenske hardverske resurse za kodiranje i dekodiranje video signala. Neki relativno novi računarski sistemi, kao što su laptopi, uključuju hardverski baziran video koder koji se može koristiti za ubrzanje procesa kodiranja. Ove jedinice su vrlo efikasne i mogu pružiti značajne prednosti performansi u odnosu na softverske kodeke. Osim toga, postoje samostalni hardverski kodeci koji nude rezultate profesionalnog kvaliteta za aplikacije za emitiranje/striming.

Dvije glavne vrste hardverskih kodeka su Kompresija/kodiranje i Kodeci za dekodiranje:

• Kodeci kompresije/kodiranja: Ovi uređaji često dolaze sa sopstvenim softverom, iako mogu biti dostupne i druge opcije. Oni koriste specijalizirane komponente za izvođenje video kodiranja vrlo velikom brzinom bez trošenja puno energije ili CPU snaga u odnosu na softverske enkodere. Poput softverskih kodera, oni će obično proizvoditi različite izlazne formate kao što su H.264 ili MPEG-2/4 formati.
• Kodeci za dekodiranje: Poznati i kao kartice za dekodiranje ili akceleratori za dekodiranje, ovi uređaji sadrže moćne namjenske čipove dizajnirane posebno za dekodiranje komprimiranih video signala u realnom vremenu bez trošenja previše sistemskih resursa (CPU snaga). Namjenske kartice za dekodiranje uobičajene su u profesionalnim okruženjima gdje veliki broj video zapisa treba brzo da se dekomprimuje sa minimalnim uticajem na performanse i stabilnost sistema.

Popular kodeci

Kodeki su neophodni za svakoga ko radi sa video medijima. Oni su sastojci vaše video datoteke, sastojci koji omogućavaju video plejeru da razlikuje video i audio, i metode kompresije podataka kako bi se lakše pohranili i strimovali. Dostupni su različiti kodeci, a potrebno je odabrati pravi za vaš projekat.

U ovom dijelu ćemo razgovarati o najpopularniji kodeci:

H.264

H.264 (Također poznat kao MPEG-4 AVC) je jedan od najpopularnijih kodeka za kodiranje digitalnih video datoteka za upotrebu u raznim aplikacijama – od streaming servisa preko Blu-ray playera do pametnih telefona. Njegova sposobnost kompresije video zapisa visokog kvaliteta u relativno male datoteke čini ga jednim od najčešće korištenih i najsvestranijih kodeka na današnjem tržištu.

H.264 radi tako što razbija digitalne okvire u blokove 8×8 piksela i zatim ih komprimuje nizom različitih algoritama. Budući da je H.264 tako efikasan, može kreirati digitalni video visokog kvaliteta čak i pri vrlo niskim brzinama prijenosa, što ga čini idealnim za širok spektar aplikacija od HDTV emitiranja do potrošačkih medijskih plejera i servisa za striming sa pametnog telefona/tableta.

H.264 pruža podršku za progresivno skeniranje (gdje svi redovi slike počinju skenirati odjednom) i video s isprepletenim skeniranjem, iako većina modernih kodeka podržava samo progresivno skeniranje jer su efikasniji u smislu veličine datoteke i korištenja propusnog opsega. H.264 je takođe sposoban da obrađuje rezolucije do 4K (4096×2160 piksela), osiguravajući da ostane relevantan jer se sve više kreatora sadržaja kreće prema većim rezolucijama tokom vremena.

Uz njegovu efikasnost, jedna od glavnih prednosti H.264 je činjenica da su ga već usvojili mnogi proizvođači uređaja što korisnicima olakšava slanje sadržaja između uređaja bez brige o problemima kompatibilnosti ili nekompatibilnim softverskim/hardverskim konfiguracijama. Iz tog razloga, H.264 i dalje ostaje važan kodek za širok spektar uređaja i aplikacija danas, uprkos novijim opcijama kao što su HEVC (Video kodiranje visoke efikasnosti).

H.265

H.265, takođe poznat kao Visoko efikasno video kodiranje (HEVC), je standard video kompresije koji pruža efikasnije kodiranje od svog prethodnika, H.264/MPEG-4 AVC (Napredno video kodiranje). Podržava 8K rezoluciju i može komprimirati video datoteke do duplo efikasnije kao prethodni standard – sa do 40 posto više zadržavanja kvaliteta od svog prethodnika.

H.265 je prirodni nasljednik H.264/MPEG-4 AVC, pružajući veće mogućnosti kompresije uz minimalne komplikacije i glatkiju reprodukciju na uređajima za reprodukciju kao što su televizori, pametni telefoni, laptopovi i tableti. To je format otvorenog koda pogodan za sve vrste sadržaja – od TV emisija do streaminga videa preko interneta i Blu-ray diskova – omogućavajući kreatorima sadržaja da isporuče maksimalan kvalitet videa uz minimiziranje troškova propusnog opsega.

Fleksibilnost H.265 omogućava da se koristi u širokom spektru aplikacija kao što su:

• Emitovanje televizije (uključujući 4K ili čak 8K)
• Streaming i komunikacijske usluge uključujući one za mobilne i satelitske uređaje
• Iskustva virtuelne stvarnosti
• Zdravstvene aplikacije
• Novi HEIF format slike – omogućava da se slike snimljene digitalnim fotoaparatima ili telefonima s kamerom komprimiraju dalje nego ikada prije bez gubitka detalja slike.

VP9

VP9 je otvoreni video kodek bez naknade koji je kreirao Google. Razvijen za korištenje u web aplikacijama, nudi vrhunsku tehnologiju s poboljšanom kompresijom za streaming i preuzimanje pri nižim brzinama prijenosa.

VP9 također ima različite funkcije koje su korisne za video aplikacije:

• visoki dinamički raspon i prostori boja,
• način kodiranja bez gubitaka,
• adaptivni streaming i skalabilnost kodera.

Podržava nekvadratne piksele, kvadrate koji se preklapaju različitih boja ili vrijednosti osvjetljenja, metode kodiranja s vremenskim predviđanjem (kao što je kompenzacija pokreta) kao i metode kodiranja unutar predviđanja (kao što su diskretne kosinusne transformacije). VP9 takođe ima mogućnost kodiranja slika sa do 8 bita dubine boje po pikselu. Format omogućava bolji kvalitet slike kroz vizuelne detalje kao što su smanjeni nivoi šuma i oštrije ivice u odnosu na druge prethodne kodeke.

Kada dekodira VP9 stream, korisnikov uređaj obavlja sav posao da ga dekodira nazad u jedan kadar video zapisa. To mu čini brzim pristupom i omogućava bržu reprodukciju nego kod nekih drugih kodeka niski zahtjevi za memorijom. Ovo se posebno odnosi kada korisnici na mreži pristupaju višestrukim streamovima odjednom iz više izvora; oni to mogu učiniti bez da svi njihovi računarski resursi budu vezani za dekodiranje svakog pojedinačno. Osim toga, isporuka korištenjem uobičajenog formata datoteke kao što je MP4 pomaže u omogućavanju kompatibilnosti između uređaja ili platformi koje inače ne bi mogle vidjeti sadržaj kodiran u drugim formatima kao što su WebM ili MKV.

Kodeci i kvaliteta videa

Kodeki su važan dio kodiranja i dekodiranja videa, koji može utjecati na kvalitetu videa. Kodeci se koriste za kompresiju i dekompresiju video datoteka, a tip kodeka koji odaberete može uticati na veličinu i kvalitet videa.

U ovom članku ćemo razgovarati o različitim vrstama kodeka i kako mogu uticati na kvalitet videa:

Bitrate

Bitrate je mjera koliko informacija treba kodeku da predstavi dati video. Mjereno u bitovima u sekundi, brzina prijenosa može utjecati na oba kvalitetu videa i kolika će biti njegova veličina datoteke.

Što je veći bitrate, to više detalja može biti uključeno u proces kodiranja (ili kompresije). a samim tim i bolji kvalitet slike koju ćete dobiti. Međutim, to također znači da će veće datoteke trebati pohraniti ili prenijeti. Ako šaljete svoj video putem bilo koje vrste digitalne mreže (kao što je internet), možda ćete otkriti da veće brzine prijenosa uzrokuju primjetno povećanje latencije ili vremena baferiranja.

Drugi faktor koji utječe na bitrate je rezolucija – kako se rezolucije povećavaju, povećava se i veličina datoteke – ali to ovisi o drugim karakteristikama kao što su korišteni kodeci, broj kadrova i veličine okvira. Općenito, niže brzine prijenosa imaju tendenciju da daju video zapise lošijeg kvaliteta čak i ako su drugi faktori poput rezolucije visoki.

Svi kodeci imaju svoj predloženi idealan raspon za najbolji kvalitet slike i najmanja potrošnja podataka pa svakako pogledajte svoje preferirane enkodere tokom procesa kompresije.

rezolucija

Rezolucija je mjera informacija o videu u vidu piksela i jedan je od primarnih faktora koji određuju kvalitet videa. Važno je to razumjeti veće rezolucije će uvijek proizvoditi video zapise boljeg izgleda jer jednostavno ima više piksela uguranih u svaki kadar. Najčešće rezolucije koje se koriste u online streamingu su 1920 × 1080 (Full HD) i 1280 × 720 (HD).

Videozapis veće rezolucije zahtijeva više procesorske snage, što može uzrokovati probleme s kompatibilnošću ako sistem korisnika nije ažuriran. Video zapisi veće rezolucije također znače veće datoteke za koje je potreban bolji kodek da bi se mogli pravilno reproducirati na svim uređajima. Uobičajeni kodeci u industriji koji se koriste za online streaming uključuju H.264 ili AVC, VP8, VP9 i HLS ili Apple HLS (HTTP prijenos uživo).

Ovisno o vašoj aplikaciji i vrsti uređaja na koji planirate isporučiti svoj sadržaj će odrediti koji je kodek najbolji za vas.

Konačno, ako imate odgovarajuću postavku kodiranja koja sadrži najbolji dostupni kodek onda ne bi trebalo da imate problema sa isporukom visokokvalitetni video zapisi u bilo kojoj rezoluciji koji neće patiti od baferovanja ili drugih problema sa reprodukcijom dok će i dalje zadržati dobar nivo vizuelne vernosti.

Frame Rate

Frame rate je ključni faktor kada je u pitanju kvalitet videa i kodeci. To je mjera koliko pojedinačnih kadrova bude snimljeno u jednoj sekundi, obično se mjeri u frejmova u sekundi (FPS). Što je veća brzina kadrova, to će snimci biti glatkiji. Niska brzina kadrova rezultira isprekidanim videom, dok su veće brzine kadrova efikasnije u pružanju fluidne slike.

Na primjer, kada snimate kamerom od 8 FPS u odnosu na kameru od 30 FPS, kamera od 8 FPS će proizvesti iseckanije snimke zbog manjeg broja kadrova u sekundi. S druge strane, kamera od 30 FPS proizvodi glatkije snimke sa više zamućenja u pokretu između njih nego kamera od 8 FPS jer bi bilo tri puta više snimljenih kadrova.

Povrh toga, različiti kodeci zahtijevaju različite minimalne ili maksimalne brzine kadrova za optimalne rezultate. Ako se koristi nepravilno ili bez poznavanja zahtjeva vašeg kodeka za kompatibilnost s brzinom kadrova, kvalitet vašeg videa može patiti. Najčešći standardni broj kadrova za najnovije video formate i iskustva gledanja su 24 fps (filmovi) i 30 fps (TV emisije). Međutim, neki kodeci mogu podržavati i više kodeke – kao npr 48 fps ili čak 60 fps – istovremeno pružaju superiorne vizuale i glatkoću u poređenju sa svojim nižim kolegama.

zaključak

Zaključno, razumijevanje kodeka je važan dio stvaranja i gledanja video zapisa na našim digitalnim uređajima. Poznavanje osnova audio i video kodeka, njihovih definicija i značajnih razlika između njih može nam pomoći da donesemo bolje informisanu odluku pri odabiru i gledanju digitalnih medija. Osim toga, imajući opći pregled najpopularniji video kodeci može nam također pružiti bolje razumijevanje o tome kako različiti kodeci mogu promijeniti izgled i zvuk videa.

Konačno, korisno je to imati na umu nisu svi video kodeci međusobno kompatibilni—što znači da se određeni videozapisi za koje je potreban jedan kodek možda neće pravilno reproducirati na drugom uređaju ako ne prepozna taj određeni tip. Srećom, sada imamo više opcija nego ikada kada je u pitanju gledanje našeg omiljenog digitalnog sadržaja—uključujući bolju kompatibilnost na više platformi. Stoga uzmite si vremena istražujući pravi format za vas i saznajte koji od njih najbolje odgovara vašim potrebama!

Zdravo, ja sam Kim, mama i zaljubljenik u stop-motion sa iskustvom u kreiranju medija i web razvoju. Imam ogromnu strast prema crtanju i animaciji, a sada zaranjam glavom u svijet stop-motiona. Sa svojim blogom, dijelim svoja saznanja sa vama.