Codecs: Beth Ydyn nhw Mewn Fideo?

gan kim Diweddarwyd: Mehefin 27, 2022

Codecs yn rhan bwysig o'r broses cynhyrchu fideo. Mae codecau yn set o algorithmau sy'n cael eu defnyddio i cywasgu a datgywasgu ffeiliau fideo a sain. Mae codec yn hanfodol ar gyfer lleihau maint y ffeiliau, gan ganiatáu i chi eu trosglwyddo a'u storio'n gyflymach.

Yn yr erthygl hon, byddwn yn cyflwyno beth yw codecau, sut maen nhw'n gweithio, a'u rhai pwysigrwydd yn y broses cynhyrchu fideo.

Diffiniad o Codec

Mae codec yn dechnoleg sy'n amgodio ffrydiau fideo, sain a data ar ffurf ddigidol. Mae codecs yn cywasgu'r data fel ei fod yn cymryd llai o le i storio neu i'w drosglwyddo, a hefyd yn gwella ansawdd ffrwd fideo neu sain trwy wella ei ddelweddau neu sain.

Defnyddir codecs yn helaeth wrth ddosbarthu ffilm, teledu a cherddoriaeth ar-lein. Gwasanaethau ffrydio ar-lein fel Netflix, Amazon Prime Video a Spotify defnyddio codecs i gywasgu eu cynnwys heb gyfaddawdu ar ansawdd. Gall amgodio fideos gyda chodecs uwch eu gwneud yn llai o ran maint tra'n dal i gadw ansawdd y deunydd ffynhonnell gwreiddiol. Mae hyn yn caniatáu i wasanaethau ffrydio ddosbarthu fideos yn hawdd i gwsmeriaid heb orfodi costau lled band enfawr ar eu rhwydweithiau neu seilwaith.

Yn ogystal â galluogi storio a throsglwyddo effeithlon, gall codecau ddarparu nifer o fanteision eraill i ddarparwyr ffrydio ar-lein megis:

• Amserau llwytho cyflymach
• Gwell effeithlonrwydd ynni
• Gwell scalability
• Mwy o gydnawsedd dyfeisiau

Gellir defnyddio codecs hefyd at ddibenion diogelwch gan amgryptio ffeiliau cynnwys fel mai dim ond defnyddwyr awdurdodedig all gael mynediad atynt.

Rôl Codecs mewn Fideo

Codecs, talfyriad o “coder-decoder”, yn algorithmau sy'n gyfrifol am gywasgu a datgywasgu ffeiliau fideo a sain. Trwy ddefnyddio technegau cywasgu arbenigol, mae codecau yn gallu lleihau maint ffeiliau fideo a sain heb golli ansawdd yn sylweddol. Mae hyn yn galluogi llwytho i fyny a llwytho i lawr yn gyflymach - p'un a ydych chi'n ffrydio ffilm neu'n chwarae gêm ar-lein - yn ogystal â chymryd llawer llai o le ar eich gyriant caled.

Yn ogystal, defnyddir codecau hefyd wrth recordio ac ôl-brosesu data fideo i greu'r delweddau cydraniad uchaf posibl gyda chyfraddau ffrâm amrywiol, bitrates, dyfnder lliw ac ati. Mae codecau yn pennu pa fath o dechnoleg recordio a ddefnyddir - ee, 4K datrysiad neu HD – er mwyn gwneud y gorau o’r profiad gwylio. Yn dibynnu ar y gofynion penodol ar gyfer pob cais, mae sawl math gwahanol o godecs ar gael megis:

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

Mae codec yn gweithio trwy gywasgu llif mewnbwn (hy, fideo neu sain) i feintiau ffeiliau llai y gellir eu rheoli'n fwy effeithlon dros rwydweithiau neu eu storio ar yriannau lleol; gelwir hyn yn amgodio. I'r gwrthwyneb wrth chwarae (er enghraifft wrth ffrydio fideos ar-lein), mae'n rhaid trosi'r ffeiliau cywasgedig yn ôl i'w fformat ansawdd uchel gwreiddiol a gyflawnir gan dadgodio y wybodaeth amgodio o'r blaen; gelwir y broses hon yn dadgodio. Gyda chymorth caledwedd priodol (fel cardiau graffeg ac ati), amgodio â chymorth caledwedd yn gallu gwella cyflymder amgodio yn aruthrol gyda'r golled leiaf bosibl mewn ansawdd - sy'n eu gwneud yn addas ar gyfer cymwysiadau ag uchel cyfradd ffrâm gofynion fel gwasanaethau ffrydio amser real neu hapchwarae cwmwl.

Mathau o Codecs

Codecs yw anadl einioes cynnwys fideo – nhw sy’n pennu sut mae fideos yn cael eu cywasgu, eu datgywasgu a’u trosglwyddo. Maent yn ein galluogi i wylio fideos o wahanol feintiau a phenderfyniadau ar bron unrhyw ddyfais. Mae yna lawer o wahanol fathau o godecs ar gael, pob un yn chwarae rhan wahanol yn y broses o wylio cynnwys fideo.

Yn yr erthygl hon, byddwn yn edrych yn ddyfnach ar y mathau mwyaf cyffredin o godecs:

Codecs Colledig

Mae codecau colledus yn safonau cywasgu sy'n lleihau ansawdd y fideo gwreiddiol, gan aberthu ansawdd delwedd a data er mwyn maint ffeil. Y nod yw gwneud llif fideo yn ddigon bach fel y gellir ei weld neu ei lawrlwytho'n gyflym ac yn effeithlon. O'u cymharu â chodecs di-golled, mae codecau colled fel arfer yn cynhyrchu ffeiliau llai gyda llai o ddata, ond daw hyn ar draul craffter a ffyddlondeb cyffredinol.

Y ddau fath mwyaf cyffredin o godecs colled yw mewnffram or cyfradd didau cyson (CBR) ac rhyng-ffram or cyfradd didau newidiol (VBR). Mae codio intraframe yn cofnodi ffrâm gynnwys gyfan fel uned sengl o fewn pob ffeil gywasgedig; mae hyn yn arwain at ffeiliau mawr ond llai o arteffactau rhwng pob ffrâm a delweddau o ansawdd uwch yn gyffredinol. Mae codio interframe yn rhannu fframiau cynnwys yn adrannau i ganiatáu ar gyfer adrannau mwy cywasgedig heb newid amlwg rhwng fframiau; mae ffeiliau canlyniadol yn tueddu i fod â meintiau llai nag o fewn fframiau ond hefyd mwy o arteffactau rhwng fframiau.

Mae enghreifftiau poblogaidd o godecs colledus yn cynnwys MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 ac H.265 / HEVC, Fideo Windows Media 9 (WMV9), Fideo Real 9 (RV9), Divx, Xvid ac VP8/VP9. Mae'r rhain wedi dod yn fwyfwy poblogaidd mewn cymwysiadau ffrydio fideo fel YouTube oherwydd eu gallu i gywasgu llawer iawn o ddata yn gyflym heb aberth sylweddol o ran ansawdd y llun - gall ymwelwyr wylio fideos hir gyda chysylltiad lled band cymharol isel tra'n cadw eglurder gweledol rhesymol.

Codecs di-golled

Mae codecau fideo yn fath o feddalwedd cyfrifiadurol a ddefnyddir ar gyfer cywasgu data fideo digidol, neu amgodio. Mae'r broses hon yn angenrheidiol wrth weithio gyda ffeiliau digidol mawr er mwyn lleihau maint y ffeil a chynyddu pa mor gyflym y caiff y ffeil ei lawrlwytho, ei throsglwyddo neu ei ffrydio. Rhennir codecau yn ddau gategori gwahanol: lossy ac lossless codecau.

Mae codecau di-golled yn darparu copi digidol union o ffeil ar ôl amgodio trwy ddarparu cywirdeb data cyflawn, sy'n caniatáu ar gyfer dyblygu digidol union yn ystod datgywasgiad. Mae'n cymryd mwy o le nag cywasgu colledus ond hefyd nid yw'n golygu ei ystumio ei hun yn ogystal â chaniatáu golygiadau sain/delwedd yn hawdd heb unrhyw gyfaddawd o ran ansawdd. Mae codecau di-golled yn cynnwys algorithmau fel:

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

Codecs Caledwedd

Codecs caledwedd yn godecs sy'n defnyddio adnoddau caledwedd pwrpasol i amgodio a dadgodio signalau fideo. Mae rhai systemau cyfrifiadurol cymharol newydd, megis gliniaduron, yn cynnwys uned amgodiwr fideo seiliedig ar galedwedd y gellir ei defnyddio i gyflymu'r broses amgodio. Mae'r unedau hyn yn effeithlon iawn a gallant ddarparu buddion perfformiad sylweddol dros godecs sy'n seiliedig ar feddalwedd. Yn ogystal, mae rhai codecau caledwedd annibynnol yn bodoli sy'n cynnig canlyniadau ansawdd proffesiynol ar gyfer rhaglenni darlledu / ffrydio.

Y ddau brif fath o godecs caledwedd yw Cywasgu/Amgodio ac Dadgodio Codecs:

• Cywasgu/Codecs Amgodio: Mae'r dyfeisiau hyn yn aml yn dod â'u meddalwedd perchnogol eu hunain, er y gallai opsiynau eraill fod ar gael hefyd. Maent yn defnyddio cydrannau arbenigol i berfformio amgodio fideo ar gyflymder uchel iawn heb ddefnyddio llawer o bŵer neu Pŵer CPU mewn perthynas ag amgodyddion meddalwedd. Fel amgodyddion meddalwedd, byddant fel arfer yn cynhyrchu amrywiaeth o fformatau allbwn megis H.264 neu MPEG-2/4 fformatau.
• Dadgodio Codecs: Fe'i gelwir hefyd yn gardiau dadgodio neu gyflymwyr dadgodio, mae'r dyfeisiau hyn yn cynnwys sglodion pwrpasol pwerus sydd wedi'u cynllunio'n benodol ar gyfer datgodio signalau fideo cywasgedig mewn amser real heb ddefnyddio gormod o adnoddau system (Pŵer CPU). Mae cardiau datgodio pwrpasol yn gyffredin mewn amgylcheddau proffesiynol lle mae angen datgywasgu nifer fawr o fideos yn gyflym heb fawr o effaith ar berfformiad a sefydlogrwydd y system.

Codecs Poblogaidd

Codecs yn hanfodol i unrhyw un sy'n gweithio gyda chyfryngau fideo. Dyma gynhwysion eich ffeil fideo, y cynhwysion sy'n gadael i'r chwaraewr fideo ganfod rhwng fideo a sain, a'r dulliau o gywasgu'r data i'w gwneud hi'n haws i'w storio a'i ffrydio. Mae amrywiaeth o godecs ar gael, ac mae angen dewis yr un iawn ar gyfer eich prosiect.

Yn yr adran hon, byddwn yn trafod y codecs mwyaf poblogaidd:

H.264

H.264 (A elwir hefyd yn AVC MPEG-4) yw un o'r codecau mwyaf poblogaidd ar gyfer amgodio ffeiliau fideo digidol i'w defnyddio mewn amrywiaeth o gymwysiadau - o wasanaethau ffrydio i chwaraewyr Blu-ray i ffonau smart. Mae ei allu i gywasgu fideo o ansawdd uchel i feintiau ffeiliau cymharol fach yn ei wneud yn un o'r codecau mwyaf amlbwrpas a ddefnyddir ar y farchnad heddiw.

Mae H.264 yn gweithio trwy dorri i lawr fframiau digidol yn flociau picsel 8×8 ac yna eu cywasgu gydag ystod o algorithmau gwahanol. Gan fod H.264 mor effeithlon, gall greu fideo digidol o ansawdd uchel iawn hyd yn oed ar gyfraddau didau isel iawn, sy'n ei wneud yn ddelfrydol ar gyfer ystod eang o gymwysiadau o ddarllediadau HDTV i chwaraewyr cyfryngau defnyddwyr a gwasanaethau ffrydio ffôn clyfar/llechen.

Mae H.264 yn darparu cefnogaeth ar gyfer sgan cynyddol (lle mae holl linellau delwedd yn dechrau sganio i gyd ar unwaith) a fideo sgan rhyng-fath, er bod y mwyafrif o godecsau modern yn cefnogi sgan cynyddol yn unig oherwydd eu bod yn fwy effeithlon o ran maint ffeil a defnydd lled band. Mae H.264 hefyd yn gallu ymdrin â datrysiadau hyd at 4K (4096 × 2160 picsel), gan sicrhau ei fod yn parhau i fod yn berthnasol wrth i fwy o grewyr cynnwys symud tuag at benderfyniadau mwy dros amser.

Ynghyd â'i effeithlonrwydd, un o brif fanteision H.264 yw'r ffaith ei fod eisoes wedi'i fabwysiadu gan lawer o weithgynhyrchwyr dyfeisiau sy'n ei gwneud hi'n haws i ddefnyddwyr anfon cynnwys rhwng dyfeisiau heb orfod poeni am faterion cydnawsedd na chyfluniadau meddalwedd/caledwedd anghydnaws. Am y rheswm hwn, mae H.264 yn parhau i fod yn godec pwysig ar gyfer amrywiaeth eang o ddyfeisiau a chymwysiadau heddiw, er gwaethaf opsiynau mwy newydd sydd ar gael megis HEVC (Codio Fideo Effeithlonrwydd Uchel).

H.265

H.265, a elwir hefyd Cod Fideo Effeithlonrwydd Uchel (HEVC), yn safon cywasgu fideo sy'n darparu codio mwy effeithlon na'i ragflaenydd, H.264/MPEG-4 AVC (Cod Fideo Uwch). Mae'n cefnogi datrysiad 8K a gall gywasgu ffeiliau fideo hyd at ddwywaith mor effeithlon fel y safon flaenorol – gyda hyd at 40 y cant yn fwy cadw ansawdd na'i ragflaenydd.

H.265 yw olynydd naturiol H.264/MPEG-4 AVC, gan ddarparu mwy o alluoedd cywasgu gyda chyn lleied â phosibl o gymhlethdodau a chwarae llyfnach ar ddyfeisiau chwarae megis setiau teledu, ffonau clyfar, gliniaduron a thabledi. Mae'n fformat ffynhonnell agored sy'n addas ar gyfer pob math o gynnwys - o ddarllediadau teledu i ffrydio fideos dros y rhyngrwyd a disgiau Blu-ray - gan ganiatáu i grewyr cynnwys ddarparu'r ansawdd fideo mwyaf posibl wrth leihau costau lled band.

Mae hyblygrwydd H.265 yn ei alluogi i gael ei ddefnyddio mewn ystod eang o gymwysiadau megis:

• Teledu darlledu (gan gynnwys 4K neu hyd yn oed 8K)
• Gwasanaethau ffrydio a chyfathrebu gan gynnwys y rheini ar gyfer dyfeisiau symudol a lloeren
• Profiadau rhith-realiti
• Cymwysiadau gofal iechyd
• Fformat delwedd newydd HEIF – sy’n ei gwneud hi’n bosibl i ddelweddau a ddaliwyd o gamerâu llonydd digidol neu ffonau camera gael eu cywasgu ymhellach nag erioed o’r blaen heb golli manylion delwedd.

VP9

VP9 yn godec fideo agored a di-freindal a grëwyd gan Google. Wedi'i ddatblygu i'w ddefnyddio mewn apiau gwe, mae'n cynnig y dechnoleg ddiweddaraf gyda chywasgu gwell ar gyfer ffrydio a lawrlwytho ar gyfraddau didau is.

Mae VP9 hefyd yn cynnwys nodweddion amrywiol sy'n ddefnyddiol ar gyfer cymwysiadau fideo:

• amrediad deinamig uchel a mannau lliw,
• modd amgodio di-golled,
• ffrydio addasol a scalability amgodiwr.

Mae'n cefnogi picsel nad yw'n sgwâr, sgwariau gorgyffwrdd o wahanol liwiau neu werthoedd goleuder, dulliau codio rhagfynegiad amser (fel iawndal mudiant) yn ogystal â dulliau codio rhagfynegiad mewnol (fel trawsnewidiadau cosin arwahanol). Mae gan VP9 hefyd y gallu i amgodio delweddau gyda hyd at 8 darn o ddyfnder lliw fesul picsel. Mae'r fformat yn galluogi gwell ansawdd llun trwy fanylion gweledol fel lefelau sŵn is ac ymylon mwy craff dros godecs blaenorol eraill.

Wrth ddadgodio ffrwd VP9, ​​mae dyfais y defnyddiwr yn gwneud yr holl waith i'w ddadgodio yn ôl i mewn i un ffrâm o fideo. Mae hyn yn ei gwneud yn gyflym i gael mynediad ac yn caniatáu ar gyfer chwarae yn gyflymach na gyda rhai codecau eraill oherwydd ei gofynion cof isel. Mae hyn yn arbennig o berthnasol pan fo defnyddwyr ar-lein yn cyrchu ffrydiau lluosog ar unwaith o ffynonellau lluosog; gallant wneud hynny heb gael eu holl adnoddau cyfrifiadurol ynghlwm wrth ddatgodio pob un ar wahân. Yn ogystal, mae cyflwyno gan ddefnyddio fformat ffeil cyffredin fel MP4 yn helpu i alluogi cydnawsedd rhwng dyfeisiau neu lwyfannau na fyddent fel arall yn gallu gweld cynnwys sydd wedi'i amgodio mewn fformatau eraill fel WebM neu MKV.

Codecs ac Ansawdd Fideo

Codecs yn rhan bwysig o amgodio a datgodio fideo, a all effeithio ar y ansawdd y fideo. Defnyddir codecs i gywasgu a datgywasgu ffeiliau fideo, a gall y math o godec a ddewiswch effeithio ar faint ac ansawdd y fideo.

Yn yr erthygl hon, byddwn yn trafod y gwahanol fathau o godecs a sut y gallant effeithio ar ansawdd fideo:

Did

Did yn fesur o faint o wybodaeth y mae codec ei angen i gynrychioli fideo penodol. Wedi'i fesur mewn darnau yr eiliad, gall y bitrate effeithio ar y ddau ansawdd y fideo ac pa mor fawr fydd maint ei ffeil.

Po uchaf y bitrate, y gellir cynnwys mwy o fanylion yn y broses amgodio (neu gywasgu). ac felly ansawdd y llun gwell a gewch. Fodd bynnag, mae hefyd yn golygu y bydd angen storio neu drosglwyddo ffeiliau mwy. Os ydych chi'n anfon eich fideo dros unrhyw fath o rwydwaith digidol (fel y rhyngrwyd), efallai y byddwch chi'n gweld bod cyfraddau didau uwch yn achosi cynnydd amlwg mewn hwyrni neu amser byffro.

Ffactor arall sy'n effeithio ar gyfradd didau yw cydraniad - wrth i benderfyniadau gynyddu, felly hefyd maint y ffeil - ond mae hyn yn dibynnu ar nodweddion eraill fel codecs a ddefnyddir, cyfradd ffrâm a meintiau ffrâm. Yn gyffredinol, mae cyfraddau didau is yn tueddu i roi fideos o ansawdd gwaeth hyd yn oed os yw ffactorau eraill fel datrysiad yn uchel.

Mae gan bob un o'r codecau eu dewis delfrydol eu hunain ar gyfer ansawdd llun gorau a'r defnydd lleiaf o ddata felly gwnewch yn siŵr eich bod yn edrych i mewn i'ch hoff amgodyddion yn ystod y broses gywasgu.

Datrys

Cydraniad yw mesur gwybodaeth fideo o ran picsel, ac mae'n un o'r prif ffactorau sy'n pennu ansawdd fideo. Mae’n bwysig deall hynny bydd cydraniad uwch bob amser yn cynhyrchu fideos sy'n edrych yn well oherwydd yn syml, mae mwy o bicseli wedi'u gwasgu i bob ffrâm. Y penderfyniadau mwyaf cyffredin a ddefnyddir mewn ffrydio ar-lein yw 1920 × 1080 (HD Llawn) ac 1280 × 720 (HD).

Mae angen mwy o bŵer prosesu ar y fideo cydraniad uwch, a all achosi problemau cydnawsedd os nad yw system y defnyddiwr yn gyfredol. Mae fideos cydraniad uwch hefyd yn golygu ffeiliau mwy sy'n gofyn am well codec i allu chwarae'n iawn ar bob dyfais. Mae codecau diwydiant cyffredin a ddefnyddir ar gyfer ffrydio ar-lein yn cynnwys H.264 neu AVC, VP8, VP9 a HLS neu Apple HLS (Ffrydio Byw HTTP).

Yn dibynnu ar eich cais a'r math o ddyfais rydych chi'n bwriadu cyflwyno'ch cynnwys i benderfynu pa godec sydd orau i chi.

Yn y pen draw, os oes gennych setup amgodio priodol sy'n cynnwys y codec gorau sydd ar gael yna ni ddylai fod gennych unrhyw broblem danfon fideos o ansawdd uchel ar unrhyw benderfyniad ni fydd hynny'n dioddef o glustogi neu faterion chwarae eraill tra'n dal i gadw lefel dda o ffyddlondeb gweledol.

Cyfradd Ffrâm

Cyfradd Ffrâm yn ffactor allweddol o ran ansawdd fideo a codecau. Mae'n mesur faint o fframiau unigol sy'n cael eu dal mewn un eiliad, fel arfer yn cael eu mesur i mewn fframiau yr eiliad (FPS). Po uchaf yw'r gyfradd ffrâm, y llyfnaf y bydd y ffilm yn ymddangos. Mae cyfraddau ffrâm isel yn arwain at fideo mân, tra bod cyfraddau ffrâm uwch yn fwy effeithiol wrth ddarparu delwedd hylif.

Er enghraifft, wrth recordio gyda chamera 8 FPS o'i gymharu â chamera 30 FPS, bydd camera 8 FPS yn cynhyrchu lluniau mwy o faint oherwydd ei nifer is o fframiau yr eiliad. Ar y llaw arall, mae camera 30 FPS yn cynhyrchu lluniau llyfnach gyda mwy o aneglurder symudiad rhyngddynt nag y mae camera 8 FPS yn ei wneud gan y byddai tair gwaith cymaint o fframiau wedi'u dal.

Ar ben hynny, mae gwahanol godecs yn gofyn am gyfraddau ffrâm isaf neu uchaf gwahanol ar gyfer y canlyniadau gorau posibl. Os caiff ei ddefnyddio'n amhriodol neu heb wybod beth yw gofynion eich codec ar gyfer cydnawsedd cyfradd ffrâm, gall ansawdd eich fideo ddioddef. Y cyfraddau fframiau safonol mwyaf cyffredin ar gyfer y rhan fwyaf o fformatau fideo cyfredol a phrofiadau gwylio yw 24 fps (ffilmiau) a 30 fps (sioeau teledu). Fodd bynnag, gall rhai codecau gefnogi rhai uwch hefyd - megis 48 fps neu hyd yn oed 60 fps - tra'n darparu delweddau a llyfnder gwell o'u cymharu â'u cymheiriaid is.

Casgliad

I gloi, mae deall codecs yn rhan bwysig o greu a gwylio fideos ar ein dyfeisiau digidol. Gall gwybod hanfodion codecau sain a fideo, eu diffiniadau, a'r gwahaniaethau sylweddol rhyngddynt ein helpu i wneud penderfyniad mwy gwybodus wrth ddewis a gwylio cyfryngau digidol. Yn ogystal, mae cael trosolwg cyffredinol o'r codecau fideo a ddefnyddir fwyaf poblogaidd Gall hefyd roi mwy o ddealltwriaeth i ni o sut y gall gwahanol godecs newid edrychiad a sain fideo.

Yn olaf, mae'n ddefnyddiol cadw hynny mewn cof nid yw pob codec fideo yn draws-gydnaws—sy'n golygu efallai na fydd rhai fideos sydd angen un codec yn chwarae'n iawn ar ddyfais arall os nad yw'n cydnabod y math penodol hwnnw. Yn ffodus, mae gennym bellach fwy o opsiynau nag erioed o ran gwylio ein hoff gynnwys digidol - gan gynnwys gwell cydnawsedd ar draws sawl platfform. Felly cymerwch eich amser yn ymchwilio i'r fformat cywir i chi a darganfyddwch pa un sy'n gweithio orau ar gyfer eich anghenion!

Helo, Kim ydw i, mam sy'n frwd dros stop-symud gyda chefndir mewn creu cyfryngau a datblygu gwe. Mae gen i angerdd mawr dros arlunio ac animeiddio, a nawr rydw i'n plymio benben i'r byd stop-symud. Gyda fy mlog, rwy'n rhannu fy nysgu gyda chi bois.