Kodeci: što su oni u videu?

od kim Ažurirano: Lipnja 27, 2022

kodeci važan su dio procesa video produkcije. Kodeci su skup algoritama koji se koriste za komprimirati i dekomprimirati video i audio datoteke. Kodek je ključan za smanjenje veličine datoteka, što vam omogućuje brži prijenos i pohranu.

U ovom ćemo članku predstaviti što su kodeci, kako rade, i njihovi značaj u procesu video produkcije.

Definicija kodeka

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

Kodeci se intenzivno koriste u online distribuciji filma, TV-a i glazbe. Online streaming usluge kao što su Netflix, Amazon Prime Video i Spotify koristiti kodeke za komprimiranje sadržaja bez ugrožavanja kvalitete. Kodiranje videozapisa s naprednim kodecima može ih smanjiti, a pritom zadržati kvalitetu izvornog izvornog materijala. To omogućuje uslugama strujanja jednostavnu distribuciju videozapisa korisnicima bez nametanja velikih troškova propusnosti na njihovim mrežama ili infrastrukturi.

Osim omogućavanja učinkovite pohrane i prijenosa, kodeci mogu pružiti nekoliko drugih pogodnosti mrežnim pružateljima usluga strujanja kao što su:

• Brže vrijeme utovara
• Poboljšana energetska učinkovitost
• Bolja skalabilnost
• Povećana kompatibilnost uređaja

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

Uloga kodeka u videu

kodeci, skraćenica od "koder-dekoder", su algoritmi odgovorni za kompresiju i dekompresiju video i audio datoteka. Korištenjem specijaliziranih tehnika kompresije, kodeci mogu minimizirati veličinu video i audio datoteka bez značajnog gubitka kvalitete. To omogućuje veće brzine prijenosa i preuzimanja – bilo da strujite film ili igrate igricu na mreži – kao i zauzima puno manje prostora na vašem tvrdom disku.

Dodatno, kodeci se također koriste pri snimanju i naknadnoj obradi video podataka za stvaranje slika najveće moguće rezolucije s različitim brzinama kadrova, brzinama prijenosa, dubinom boja itd. Kodeci određuju koja će se vrsta tehnologije snimanja koristiti – npr. 4K razlučivost ili HD – kako bi se optimizirao doživljaj gledanja. Ovisno o posebnim zahtjevima za svaku aplikaciju, dostupno je nekoliko različitih vrsta kodeka kao što su:

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

Kodek radi sažimanjem ulaznog toka (tj. video ili audio) u datoteke manjih veličina kojima se može učinkovitije upravljati preko mreže ili pohraniti na lokalne diskove; ovo je poznato kao kodiranje. Nasuprot tome, prilikom reprodukcije (na primjer, kod strujanja videozapisa na mreži), komprimirane datoteke moraju se pretvoriti natrag u izvorni format visoke kvalitete što se postiže dešifriranje kodirane informacije od prije; ovaj proces je poznat kao dešifriranje. Uz pomoć odgovarajućeg hardvera (kao što su grafičke kartice itd.), hardverski potpomognuto kodiranje mogu znatno poboljšati brzinu kodiranja uz minimalan gubitak kvalitete – što ih čini prikladnima za aplikacije s visokim okvirna stopa zahtjevi kao što su usluge strujanja u stvarnom vremenu ili igre u oblaku.

Vrste kodeka

kodeci su krvotok videosadržaja – oni određuju kako se video sažimaju, dekomprimiraju i prenose. Omogućuju nam gledanje videozapisa različitih veličina i razlučivosti na gotovo svim uređajima. Dostupno je mnogo različitih vrsta kodeka, od kojih svaki igra različitu ulogu u procesu gledanja video sadržaja.

U ovom ćemo članku dublje pogledati najčešće vrste kodeka:

Kodeci s gubitkom

Kodeci s gubitkom su standardi kompresije koji smanjuju kvalitetu izvornog videa, žrtvujući kvalitetu slike i podataka radi veličine datoteke. Cilj je napraviti video stream dovoljno malim da se može pregledavati ili preuzimati brzo i učinkovito. U usporedbi s kodecima bez gubitaka, kodeci s gubicima obično proizvode manje datoteke s manje podataka, ali to dolazi nauštrb oštrine i ukupne vjernosti.

Dvije najčešće vrste kodeka s gubitkom su intraframe or konstantna brzina prijenosa (CBR) i interframe or promjenjiva brzina prijenosa (VBR). Kodiranje unutar okvira bilježi cijeli okvir sadržaja kao jednu jedinicu unutar svake komprimirane datoteke; to rezultira velikim datotekama, ali manje artefakata između svakog okvira i kvalitetnijim slikama u cjelini. Interframe kodiranje dijeli okvire sadržaja u odjeljke kako bi se omogućilo komprimiranije odjeljke bez primjetne promjene između okvira; Rezultirajuće datoteke obično imaju manje veličine od intraframeova, ali i više artefakata između okvira.

Popularni primjeri kodeka s 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 strujanje videa kao što je YouTube zbog svoje sposobnosti brzog sažimanja velikih količina podataka bez značajnog gubitka kvalitete slike – posjetitelji mogu gledati duge videozapise s relativno niskom propusnošću veze uz zadržavanje razumne vizualne jasnoće.

Kodeci bez gubitaka

Video kodeci su vrsta računalnog softvera koji se koristi za kompresiju ili kodiranje digitalnih video podataka. Ovaj je postupak neophodan pri radu s velikim digitalnim datotekama kako bi se smanjila veličina datoteke i povećala brzina preuzimanja, prijenosa ili strujanja datoteke. Kodeci su podijeljeni u dvije različite kategorije: gubljenje i bez gubitaka kodeci.

Kodeci bez gubitaka pružaju točnu digitalnu repliku datoteke nakon kodiranja pružajući potpunu točnost podataka, što omogućuje točno digitalno dupliciranje tijekom dekompresije. Zauzima više prostora od kompresija s gubitkom ali također ne uključuje vlastitu distorziju kao i lako dopušta uređivanje zvuka/slike bez kompromisa u kvaliteti. Kodeci bez gubitaka uključuju algoritme kao što su:

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

Hardverski kodeci

Hardverski kodeci su kodeci koji koriste namjenske hardverske resurse za kodiranje i dekodiranje video signala. Neki relativno novi računalni sustavi, poput prijenosnih računala, uključuju jedinicu video kodera temeljenu na hardveru koja se može koristiti za ubrzavanje procesa kodiranja. Ove jedinice su vrlo učinkovite i mogu pružiti značajne prednosti performansi u odnosu na softverske kodeke. Osim toga, postoje neki samostalni hardverski kodeci koji nude rezultate profesionalne kvalitete za aplikacije emitiranja/strujanja.

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

• Kodeci za kompresiju/kodiranje: Ovi uređaji često dolaze s vlastitim vlasničkim 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 kodere. Poput softverskih kodera, oni će obično proizvoditi različite izlazne formate kao što su H.264 ili MPEG-2/4 formata.
• Kodeci za dekodiranje: Poznati i kao kartice za dekodiranje ili akceleratori dekodiranja, ovi uređaji imaju moćne namjenske čipove dizajnirane posebno za dekodiranje komprimiranih video signala u stvarnom vremenu bez trošenja previše resursa sustava (CPU snaga). Namjenske kartice za dekodiranje uobičajene su u profesionalnim okruženjima gdje se velik broj video zapisa treba brzo dekomprimirati s minimalnim utjecajem na performanse i stabilnost sustava.

Popularni kodeci

kodeci neophodni su za svakoga tko radi s video medijima. Oni su sastojci vaše videodatoteke, sastojci koji videoplayeru omogućuju razlikovanje videa od audiozapisa i metode komprimiranja podataka kako bi se lakše pohranili i strujali. Dostupni su razni kodeci i potrebno je odabrati onaj pravi za vaš projekt.

U ovom odjeljku raspravljat ćemo o najpopularniji kodeci:

H.264

H.264 (Također poznat kao AVC MPEG-4) jedan je od najpopularnijih kodeka za kodiranje digitalnih videodatoteka za korištenje u raznim aplikacijama – od usluga strujanja preko Blu-ray playera do pametnih telefona. Njegova sposobnost sažimanja video zapisa visoke kvalitete u relativno male datoteke čini ga jednim od najčešće korištenih i najsvestranijih kodeka na današnjem tržištu.

H.264 funkcionira tako da rastavlja digitalne okvire u blokove 8×8 piksela i zatim ih sažima nizom različitih algoritama. Budući da je H.264 toliko učinkovit, može stvoriti vrlo kvalitetan digitalni video čak i pri vrlo niskim brzinama prijenosa, što ga čini idealnim za širok raspon aplikacija od HDTV emitiranja do potrošačkih medijskih playera i usluga strujanja za pametne telefone/tablete.

H.264 pruža podršku i za progresivno skeniranje (gdje svi redovi slike počinju skenirati sve odjednom) i isprepleteni skenirani video, iako većina modernih kodeka podržava samo progresivno skeniranje jer su učinkovitiji u pogledu veličine datoteke i iskorištenja propusnosti. H.264 također može rukovati rezolucijama do 4K (4096×2160 piksela), pazeći da ostane relevantan kako sve više kreatora sadržaja s vremenom prelazi na veće rezolucije.

Uz njegovu učinkovitost, jedna od glavnih prednosti H.264 je činjenica da su ga već prihvatili 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 raspon uređaja i aplikacija danas, unatoč novijim dostupnim opcijama kao što su HEVC (visokokvalitetno video kodiranje).

H.265

H.265, također poznat kao Video kodiranje visoke učinkovitosti (HEVC), standard je video kompresije koji pruža učinkovitije kodiranje od svog prethodnika, H.264/MPEG-4 AVC (napredno video kodiranje). Podržava 8K razlučivost i može komprimirati video datoteke do dvostruko učinkovitije kao prethodni standard – s do 40 posto bolje zadržavanje kvalitete nego njegov prethodnik.

H.265 je prirodni nasljednik H.264/MPEG-4 AVC, pružajući veće mogućnosti kompresije uz minimalne komplikacije i glađu reprodukciju na uređajima za reprodukciju kao što su televizori, pametni telefoni, prijenosna računala i tableti. To je format otvorenog koda prikladan za sve vrste sadržaja – od TV emitiranja do strujanja videa preko interneta i Blu-ray diskova – što omogućuje kreatorima sadržaja da isporuče maksimalnu kvalitetu videa uz smanjenje troškova propusnosti.

Fleksibilnost H.265 omogućuje njegovu upotrebu u širokom rasponu aplikacija kao što su:

• Emitiranje televizije (uključujući 4K ili čak 8K)
• Streaming i komunikacijske usluge uključujući one za mobilne i satelitske uređaje
• Iskustva virtualne stvarnosti
• Primjene u zdravstvu
• Novi HEIF format slike – omogućuje da slike snimljene digitalnim fotoaparatima ili telefonima s kamerama budu kompresirane više nego ikad prije bez gubitka detalja slike.

VP9

VP9 je otvoreni i besplatni video kodek koji je stvorio Google. Razvijen za korištenje u web aplikacijama, nudi najsuvremeniju tehnologiju s poboljšanom kompresijom za strujanje i preuzimanje pri nižim brzinama prijenosa.

VP9 također ima razne značajke koje su korisne za video aplikacije:

• veliki dinamički raspon i prostori boja,
• način kodiranja bez gubitaka,
• prilagodljivo strujanje i skalabilnost kodera.

Podržava nekvadratne piksele, preklapajuće kvadrate različitih boja ili vrijednosti svjetline, metode vremenskog predviđanja kodiranja (kao što je kompenzacija pokreta), kao i intra prediktivne metode kodiranja (kao što su diskretne kosinusne transformacije). VP9 također ima mogućnost kodiranja slika s do 8 bita dubine boje po pikselu. Format omogućuje bolju kvalitetu slike kroz vizualne detalje kao što su smanjene razine šuma i oštriji rubovi u odnosu na druge prethodne kodeke.

Prilikom dekodiranja VP9 streama, korisnički uređaj obavlja sav posao kako bi ga dekodirao natrag u jedan okvir videa. Zbog toga je brz za pristup i omogućuje bržu reprodukciju nego s nekim drugim kodecima zbog svoje niski zahtjevi za memorijom. Ovo se posebno odnosi kada korisnici na mreži pristupaju većem broju tokova odjednom iz više izvora; oni to mogu učiniti bez da su svi njihovi računalni resursi vezani za dekodiranje svakog zasebno. Dodatno, isporuka korištenjem uobičajenog formata datoteke kao što je MP4 pomaže omogućiti kompatibilnost 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

kodeci su važan dio kodiranja i dekodiranja videa, što može utjecati na kvaliteta videa. Kodeci se koriste za kompresiju i dekompresiju video datoteka, a vrsta kodeka koji odaberete može utjecati na veličinu i kvalitetu videa.

U ovom ćemo članku raspravljati o različitim vrstama kodeka i kako mogu utjecati na kvalitetu videa:

Bitrate

Bitrate je mjera koliko informacija treba kodeku da predstavi određeni video. Mjerena u bitovima po sekundi, brzina prijenosa može utjecati i na kvaliteta videa i kolika će biti veličina njegove datoteke.

Što je veća bitrate, to više detalja može biti uključeno u proces kodiranja (ili kompresije). a time i bolju kvalitetu slike koju ćete dobiti. Međutim, to također znači da će se veće datoteke morati pohraniti ili prenijeti. Ako svoj video šaljete putem bilo koje vrste digitalne mreže (kao što je internet), možda ćete otkriti da veće brzine prijenosa uzrokuju značajno povećanje latencije ili vremena spremanja u međuspremnik.

Još jedan čimbenik koji utječe na bitrate je razlučivost - kako se razlučivost povećava, tako raste i veličina datoteke - ali to ovisi o drugim karakteristikama kao što su korišteni kodeci, broj sličica u sekundi i veličine okvira. Općenito, niže brzine prijenosa obično daju videozapise lošije kvalitete čak i ako su drugi čimbenici, poput razlučivosti, visoki.

Svi kodeci imaju vlastiti preporučeni idealni raspon za najbolja kvaliteta slike i najmanja potrošnja podataka stoga svakako provjerite svoje preferirane kodere tijekom procesa kompresije.

Rezolucija

Razlučivost je mjera informacija o videozapisu u smislu piksela i jedan je od primarnih čimbenika koji određuju kvalitetu videozapisa. Važno je to razumjeti veće razlučivosti uvijek će proizvesti bolje izgledajuće videozapise jer je jednostavno više piksela nagurano u svaki kadar. Najčešće rezolucije koje se koriste u online strujanju su 1920 × 1080 (Full HD) i 1280 × 720 (HD).

Video više rezolucije zahtijeva veću snagu obrade, što može uzrokovati probleme s kompatibilnošću ako sustav korisnika nije ažuran. Videozapisi veće razlučivosti također znače veće datoteke koje zahtijevaju bolji kodek za ispravnu reprodukciju na svim uređajima. Uobičajeni industrijski kodeci koji se koriste za online streaming uključuju H.264 ili AVC, VP8, VP9 i HLS ili Apple HLS (HTTP Live Streaming).

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

U konačnici, ako imate odgovarajuću postavku kodiranja koja sadrži najbolji dostupni kodek onda ne biste trebali imati problema s isporukom video zapise visoke kvalitete u bilo kojoj razlučivosti koji neće patiti od pohranjivanja u međuspremnik ili drugih problema s reprodukcijom, a istovremeno će zadržati dobru razinu vizualne vjernosti.

Frame Rate

Okvir stopa je ključni čimbenik kada se radi o kvaliteti videa i kodecima. To je mjera koliko je pojedinačnih okvira snimljeno u jednoj sekundi, obično se mjeri u slika u sekundi (FPS). Što je veći broj sličica u sekundi, to će snimka izgledati glatkije. Nizak broj sličica u sekundi rezultira isprekidanim videozapisom, dok je veći broj sličica u sekundi učinkovitiji u pružanju fluidne slike.

Na primjer, kada snimate kamerom od 8 FPS u odnosu na kameru od 30 FPS, kamera od 8 FPS proizvest će isjeckanije snimke zbog manjeg broja sličica u sekundi. S druge strane, kamera od 30 FPS proizvodi glatkije snimke s više zamućenja pri 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 neispravno ili bez poznavanja zahtjeva vašeg kodeka za kompatibilnost s brojem sličica u sekundi, kvaliteta vašeg videa može biti lošija. Najčešće standardne brzine kadrova za većinu trenutačnih video formata i doživljaja gledanja su 24 fps (filmovi) i 30 fps (TV emisije). Međutim, neki kodeci mogu podržati i više kodeke – kao što je 48 fps ili čak 60 fps – istovremeno pružajući vrhunske vizualne prikaze i glatkoću u usporedbi s nižim verzijama.

Zaključak

Zaključno, razumijevanje kodeka važan je dio stvaranja i gledanja videozapisa na našim digitalnim uređajima. Poznavanje osnova audio i video kodeka, njihovih definicija i značajnih razlika među njima može nam pomoći u donošenju bolje informirane odluke pri odabiru i gledanju digitalnih medija. Osim toga, imajući opći pregled nad najpopularnijih video kodeka također nam može pružiti bolje razumijevanje kako različiti kodeci mogu promijeniti izgled i zvuk videa.

Konačno, korisno je imati na umu da nisu svi video kodeci međusobno kompatibilni—što znači da se određeni videozapisi koji zahtijevaju jedan kodek možda neće ispravno reproducirati na drugom uređaju ako ne prepozna tu određenu vrstu. Srećom, sada imamo više opcija nego ikada kada je u pitanju gledanje našeg omiljenog digitalnog sadržaja—uključujući bolju kompatibilnost na više platformi. Stoga odvojite vrijeme za istraživanje pravog formata za vas i saznajte koji najbolje odgovara vašim potrebama!

Bok, ja sam Kim, mama sam i zaljubljenica u stop-motion s iskustvom u stvaranju medija i web razvoju. Imam ogromnu strast prema crtanju i animaciji, a sada naglavačke ronim u stop-motion svijet. Sa svojim blogom dijelim svoja saznanja s vama.