Kodekek: Mik ezek a videóban?

írta kim Frissítve: Június 27, 2022

Codec-ek a videókészítési folyamat fontos részét képezik. A kodekek olyan algoritmusok halmaza, amelyekhez hozzászoktak video- és audiofájlok tömörítése és kibontása. A kodek kulcsfontosságú a fájlok méretének csökkentésében, lehetővé téve azok gyorsabb átvitelét és tárolását.

Ebben a cikkben bemutatjuk, mik azok a kodekek, hogyan működnek, és az övék fontossága a videókészítési folyamatban.

A kodek meghatározása

Egy kodek egy olyan technológia, amely videó-, hang- és adatfolyamokat kódol digitális formában. A kodekek tömörítik az adatokat, így azok kevesebb helyet foglalnak el a tárhelyen vagy az átvitel során, valamint javítják a videó- ​​vagy hangfolyam minőségét a vizuális vagy hangzás javításával.

A kodekeket széles körben használják filmek, tévéműsorok és zenék online terjesztésében. Online streaming szolgáltatások, mint pl Netflix, Amazon Prime Video és Spotify kodekeket használjon a tartalom tömörítésére anélkül, hogy a minőséget veszélyeztetné. A videók fejlett kodekekkel történő kódolása kisebb méreteket ölthet, miközben megőrzi az eredeti forrásanyag minőségét. Ez lehetővé teszi a streaming szolgáltatások számára, hogy könnyedén terjeszthessenek videókat az ügyfeleknek anélkül, hogy hatalmas sávszélességi költségeket rónának fel hálózataikra vagy infrastruktúrájukra.

A hatékony tárolás és átvitel lehetővé tétele mellett a kodekek számos egyéb előnnyel is járhatnak az online streaming szolgáltatók számára, például:

• Gyorsabb betöltési idő
• Javított energiahatékonyság
• Jobb skálázhatóság
• Megnövelt eszközkompatibilitás

A kodekeket biztonsági célokra is használhatja tartalomfájlok titkosítása így csak a jogosult felhasználók férhetnek hozzá.

A kodekek szerepe a videóban

Codec-ek, a „kódoló-dekódoló” rövidítése, a video- és audiofájlok tömörítéséért és kicsomagolásáért felelős algoritmusok. Speciális tömörítési technikák használatával a kodekek képesek minimalizálni a video- és hangfájlok méretét anélkül, hogy jelentősen romlana a minőség. Ez gyorsabb fel- és letöltési sebességet tesz lehetővé – akár filmet streamel, akár online játszik –, valamint sokkal kevesebb helyet foglal a merevlemezen.

Ezenkívül a kodekeket a videoadatok rögzítésekor és utófeldolgozása során is használják, hogy a lehető legnagyobb felbontású képeket készítsék változó képsebességgel, bitrátával, színmélységgel stb. A kodekek határozzák meg, hogy milyen típusú rögzítési technológiát használnak – pl. 4K felbontás vagy HD – a megtekintési élmény optimalizálása érdekében. Az egyes alkalmazások speciális követelményeitől függően számos különböző típusú kodek áll rendelkezésre, például:

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

A kodek úgy működik, hogy a bemeneti adatfolyamot (azaz videót vagy hangot) kisebb fájlméretekre tömöríti, amelyek hatékonyabban kezelhetők hálózaton keresztül vagy helyi meghajtókon tárolhatók; ez az úgynevezett kódolás. Ellenkezőleg, lejátszáskor (például videók online streamelésekor) a tömörített fájlokat vissza kell konvertálni az eredeti jó minőségű formátumba, amit dekódolás az előző kódolt információ; ez a folyamat az úgynevezett dekódolás. Megfelelő hardver (például grafikus kártya stb.) segítségével, hardveres kódolás Jelentősen javíthatják a kódolási sebességet minimális minőségromlás mellett – ami alkalmassá teszi őket a magas szintű alkalmazásokhoz filmkocka szám olyan követelményeknek, mint a valós idejű streaming szolgáltatások vagy a felhőalapú játékok.

A kodekek típusai

Codec-ek a videótartalom éltető elemei – ezek határozzák meg a videók tömörítését, kicsomagolását és továbbítását. Lehetővé teszik, hogy különböző méretű és felbontású videókat nézzünk szinte bármilyen eszközön. Számos különböző típusú kodek áll rendelkezésre, amelyek mindegyike más-más szerepet játszik a videotartalom nézésének folyamatában.

Ebben a cikkben alaposabban megvizsgáljuk a a kodekek leggyakoribb típusai:

Veszteséges kodekek

A veszteséges kodekek olyan tömörítési szabványok, amelyek csökkentik az eredeti videó minőségét, feláldozva a képminőséget és az adatokat a fájlméret miatt. A cél az, hogy egy videofolyam elég kicsi legyen ahhoz, hogy gyorsan és hatékonyan megtekinthető vagy letölthető legyen. A veszteségmentes kodekekhez képest a veszteséges kodekek általában kisebb fájlokat állítanak elő kevesebb adattal, de ez az élesség és az általános hűség rovására megy.

A veszteséges kodekek két leggyakoribb típusa kereten belüli or állandó bitráta (CBR) és a interframe or változó bitráta (VBR). A kereten belüli kódolás a teljes tartalomkeretet egyetlen egységként rögzíti minden egyes tömörített fájlon belül; ez nagy fájlokat, de kevesebb műterméket eredményez az egyes képkockák között, és összességében jobb minőségű képeket eredményez. A keretek közötti kódolás szakaszokra osztja a tartalomkereteket, hogy több tömörítést tegyen lehetővé anélkül, hogy észrevehető változás lenne a keretek között; Az eredményül kapott fájlok általában kisebb méretűek, mint az intraframe-ek, de több a képkockák közötti műtermék is.

A veszteséges kodekek népszerű példái közé tartozik MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 és a H.265 / HEVC, Windows Media Video 9 (WMV9), RealVideo 9 (RV9), DivX, XviD és a VP8/VP9. Ezek egyre népszerűbbek a videostreaming alkalmazásokban, például a YouTube-on, mivel képesek nagy mennyiségű adatot gyorsan tömöríteni anélkül, hogy jelentős képminőséget áldoznának – a látogatók hosszú videókat nézhetnek viszonylag alacsony sávszélességű kapcsolattal, miközben megőrzik az ésszerű vizuális tisztaságot.

Veszteségmentes kodekek

A videokodekek olyan számítógépes szoftverek, amelyeket digitális videó adatok tömörítésére vagy kódolására használnak. Erre a folyamatra akkor van szükség, ha nagy digitális fájlokkal dolgozik, hogy csökkentse a fájl méretét, és növelje a fájl letöltési, átviteli vagy adatfolyam-továbbítási sebességét. A kodekek két külön kategóriába sorolhatók: veszteséges és a veszteségmentes kodekek.

A veszteségmentes kodekek a kódolás után a fájl pontos digitális másolatát biztosítják azáltal, hogy teljes adatpontosságot biztosítanak, ami lehetővé teszi a pontos digitális sokszorosítást a kicsomagolás során. Több helyet foglal, mint veszteséges tömörítés de nem jár saját torzítással, valamint könnyen lehetővé teszi a hang-/képszerkesztést minőségi kompromisszumok nélkül. A veszteségmentes kodekek olyan algoritmusokat tartalmaznak, mint például:

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

Hardveres kodekek

Hardveres kodekek olyan kodekek, amelyek dedikált hardver erőforrásokat használnak a videojelek kódolására és dekódolására. Egyes viszonylag új számítógépes rendszerek, például a laptopok, hardveralapú videókódoló egységet tartalmaznak, amely felgyorsíthatja a kódolási folyamatot. Ezek az egységek nagyon hatékonyak, és jelentős teljesítményelőnyöket biztosítanak a szoftveralapú kodekekkel szemben. Ezenkívül létezik néhány önálló hardveres kodek, amelyek professzionális minőségű eredményeket kínálnak a broadcast/streaming alkalmazásokhoz.

A hardveres kodekek két fő típusa Tömörítés/kódolás és a Kodekek dekódolása:

• Tömörítési/kódolási kodekek: Ezek az eszközök gyakran saját, szabadalmaztatott szoftverrel rendelkeznek, bár más lehetőségek is rendelkezésre állnak. Speciális komponenseket használnak a videokódolás nagyon nagy sebességű végrehajtásához anélkül, hogy sok energiát fogyasztana, ill CPU teljesítmény a szoftveres kódolókhoz képest. A szoftveres kódolókhoz hasonlóan általában különféle kimeneti formátumokat állítanak elő, mint pl H.264 vagy MPEG-2/4 formátumban.
• Kodekek dekódolása: Dekódoló kártyáknak vagy dekódolásgyorsítóknak is nevezik, ezek az eszközök erős dedikált chipekkel rendelkeznek, amelyeket kifejezetten a tömörített videojelek valós idejű dekódolására terveztek anélkül, hogy túl sok rendszererőforrást fogyasztanának (CPU teljesítmény). A dedikált dekódoló kártyák mindennaposak a professzionális környezetekben, ahol nagyszámú videót kell gyorsan kitömöríteni, ami minimális hatással van a rendszer teljesítményére és stabilitására.

Népszerű kodekek

Codec-ek nélkülözhetetlenek mindenki számára, aki videomédiával dolgozik. Ezek a videofájl összetevői, azok az összetevők, amelyek lehetővé teszik a videolejátszó számára, hogy különbséget tudjon tenni a videó és a hang között, valamint az adatok tömörítésének módszerei, amelyek megkönnyítik a tárolást és az adatfolyamot. Számos kodek áll rendelkezésre, és ki kell választani a megfelelőt a projekthez.

Ebben a részben arról fogunk beszélni legnépszerűbb kodekek:

H.264

H.264 (Más néven AVC MPEG-4) az egyik legnépszerűbb kodek a digitális videofájlok kódolására különféle alkalmazásokban – a streaming szolgáltatásoktól a Blu-ray lejátszókon át az okostelefonokig. A kiváló minőségű videó viszonylag kis méretű fájlba tömörítésére való képessége a mai piacon az egyik legszélesebb körben használt és legsokoldalúbb kodekké teszi.

A H.264 úgy működik, hogy a digitális képkockákat 8×8 pixeles blokkokra bontja, majd különféle algoritmusokkal tömöríti. Mivel a H.264 nagyon hatékony, nagyon jó minőségű digitális videót tud készíteni még nagyon alacsony bitsebességgel is, így ideális a HDTV adásoktól a fogyasztói médialejátszókig és okostelefonok/táblagépek streaming szolgáltatásokig.

A H.264 támogatja a progresszív letapogatást (ahol a kép minden sorát egyszerre kezdi el beolvasni) és a váltott soros letapogatást, bár a legtöbb modern kodek csak a progresszív letapogatást támogatja, mert a fájlméret és a sávszélesség kihasználása szempontjából hatékonyabbak. A H.264 is képes kezelni a felbontást legfeljebb 4K (4096 × 2160 pixel), ügyelve arra, hogy továbbra is releváns maradjon, mivel idővel egyre több tartalomkészítő tér át a nagyobb felbontások felé.

Hatékonysága mellett a H.264 egyik fő előnye az a tény, hogy már számos eszközgyártó átvette, ami megkönnyíti a felhasználók számára a tartalom küldését az eszközök között anélkül, hogy kompatibilitási problémákkal vagy nem kompatibilis szoftver-/hardverkonfigurációkkal kellene aggódniuk. Emiatt a H.264 továbbra is fontos kodek marad számos eszköz és alkalmazás számára, annak ellenére, hogy újabb lehetőségek állnak rendelkezésre, mint pl. HEVC (nagy hatékonyságú videokódolás).

H.265

H.265, más néven Nagy hatékonyságú videokódolás (HEVC), egy videotömörítési szabvány, amely hatékonyabb kódolást biztosít, mint elődje, H.264/MPEG-4 AVC (fejlett videokódolás). Támogatja a 8K felbontást és képes tömöríteni a videofájlokat akár kétszer olyan hatékonyan mint a korábbi szabvány – akár 40 százalékkal jobb minőségmegőrzés mint elődje.

A H.265 a H.264/MPEG-4 AVC természetes utódja, amely nagyobb tömörítési képességet biztosít minimális bonyodalmakkal és gördülékenyebb lejátszást lejátszó eszközökön, például televíziókon, okostelefonokon, laptopokon és táblagépeken. Ez egy nyílt forráskódú formátum, amely minden típusú tartalomhoz alkalmas – a TV-adásoktól az interneten keresztüli streaming videókig és a Blu-ray lemezekig –, amely lehetővé teszi a tartalomkészítők számára, hogy maximális videóminőséget biztosítsanak, miközben minimalizálják a sávszélesség költségeit.

A H.265 rugalmassága lehetővé teszi, hogy az alkalmazások széles körében használható, mint például:

• TV sugárzás (beleértve a 4K-t vagy akár a 8K-t is)
• Streaming és kommunikációs szolgáltatások, beleértve a mobil és műholdas eszközökhöz nyújtottakat
• Virtuális valóság élményei
• Egészségügyi alkalmazások
• Az új HEIF képformátum – lehetővé teszi, hogy a digitális fényképezőgépekkel vagy kamerás telefonokkal készített képeket minden eddiginél jobban tömörítsék a kép részleteinek elvesztése nélkül.

VP9

VP9 a Google által létrehozott nyílt és jogdíjmentes videokodek. A webalkalmazásokban való használatra kifejlesztett csúcstechnológiát kínál, továbbfejlesztett tömörítéssel a streaminghez és a letöltéshez alacsonyabb bitsebességgel.

A VP9 számos olyan funkciót is tartalmaz, amelyek hasznosak a videó alkalmazásokhoz:

• nagy dinamikatartomány és színterek,
• veszteségmentes kódolási mód,
• adaptív adatfolyam és kódoló méretezhetőség.

Támogatja a nem négyzet alakú képpontokat, a különböző színű vagy fénysűrűségértékek átfedő négyzeteit, az időbeli predikciós kódolási módszereket (például a mozgáskompenzációt), valamint az intrapredikciós kódolási módszereket (például a diszkrét koszinusz transzformációkat). A VP9 képes arra is, hogy képeket kódoljon akár 8 bit színmélység pixelenként. A formátum jobb képminőséget tesz lehetővé olyan vizuális részletek révén, mint a csökkentett zajszint és a többi korábbi kodekhez képest élesebb élek.

A VP9 adatfolyam dekódolásakor a felhasználó eszköze mindent megtesz annak érdekében, hogy visszakódolja azt egyetlen videókockába. Ez gyors hozzáférést biztosít, és gyorsabb lejátszást tesz lehetővé, mint néhány más kodek esetében alacsony memóriaigény. Ez különösen akkor érvényes, ha az online felhasználók több adatfolyamhoz férnek hozzá egyszerre több forrásból; ezt megtehetik anélkül, hogy minden számítási erőforrásukat le kellene kötniük mindegyikük dekódolására. Ezenkívül a kézbesítés általános fájlformátum használatával, mint pl MP4 lehetővé teszi a kompatibilitást olyan eszközök vagy platformok között, amelyek egyébként nem tudnák más formátumban, például WebM vagy MKV formátumban kódolt tartalmat megtekinteni.

Kodekek és videó minőség

Codec-ek fontos részét képezik a videó kódolásának és dekódolásának, ami befolyásolhatja a a videó minősége. A kodekek a videofájlok tömörítésére és kibontására szolgálnak, és a választott kodek típusa befolyásolhatja a videó méretét és minőségét.

Ebben a cikkben megvitatjuk a kodekek különböző típusait és hogyan befolyásolhatják a videó minőségét:

bitráta

bitráta azt méri, hogy egy kodeknek mennyi információra van szüksége egy adott videó megjelenítéséhez. Bit per másodpercben mérve a bitsebesség befolyásolhatja mind a a videó minősége és a mekkora lesz a fájl mérete.

Minél nagyobb a bitráta, annál a kódolási (vagy tömörítési) folyamatba további részletek is belefoglalhatók és így jobb képminőséget kap. Ez azonban azt is jelenti, hogy nagyobb fájlokat kell tárolni vagy továbbítani. Ha a videót bármilyen digitális hálózaton (például az interneten) keresztül küldi, előfordulhat, hogy a magasabb bitsebesség észrevehetően megnöveli a várakozási időt vagy a pufferelési időt.

A bitrátát befolyásoló másik tényező a felbontás – a felbontás növekedésével a fájlméret is növekszik –, de ez más jellemzőktől is függ, mint pl. használt kodekek, képkocka sebesség és képkockaméret. Általában az alacsonyabb bitráta általában gyengébb minőségű videókat eredményez, még akkor is, ha más tényezők, például a felbontás magas.

Mindegyik kodeknek megvan a maga javasolt ideális tartománya a legjobb képminőség és a legkevesebb adathasználat ezért a tömörítési folyamat során feltétlenül nézze meg a preferált kódolókat.

Felbontás

A felbontás a videó információinak pixelekben kifejezett mértéke, és ez az egyik elsődleges tényező, amely meghatározza a videó minőségét. Ezt fontos megérteni a nagyobb felbontás mindig jobb megjelenésű videókat eredményez mert egyszerűen több képpont van minden képkockában összezsúfolva. Az online streamingben leggyakrabban használt felbontások a következők 1920 × 1080 (Full HD) és a 1280 × 720 (HD).

A nagyobb felbontású videó nagyobb feldolgozási teljesítményt igényel, ami kompatibilitási problémákat okozhat, ha a felhasználó rendszere nem naprakész. A nagyobb felbontású videók nagyobb fájlokat is jelentenek, amelyeknek jobb kodekre van szükségük ahhoz, hogy minden eszközön megfelelően lehessen játszani. Az online streaminghez használt általános iparági kodekek közé tartozik H.264 vagy AVC, VP8, VP9 és HLS vagy Apple HLS (HTTP Live Streaming).

Az alkalmazástól és az eszköz típusától függően, amelyre a tartalmat továbbítani kívánja, meghatározza, hogy melyik kodek a legmegfelelőbb az Ön számára.

Végső soron, ha rendelkezik megfelelő kódolási beállítással, amely tartalmazza a elérhető legjobb kodek akkor nem lehet gond a kézbesítéssel kiváló minőségű videók bármilyen felbontásban amelyek nem szenvednek puffereléstől vagy más lejátszási problémáktól, miközben megőrzik a vizuális hűség megfelelő szintjét.

Filmkocka Szám

Képfrissítés kulcsfontosságú tényező a videominőség és a kodekek tekintetében. Ez annak mértéke, hogy hány egyedi képkockát rögzítenek egy másodperc alatt, általában mértékegységben képkocka másodpercenként (FPS). Minél nagyobb a képkockasebesség, annál simábban jelennek meg a felvételek. Az alacsony képkockasebesség szaggatott videót eredményez, míg a nagyobb képkockasebesség hatékonyabban biztosít gördülékeny képet.

Például, ha 8 FPS-es kamerával készít felvételt a 30 FPS-es kamerával szemben, a 8 FPS-es kamera szaggatottabb felvételt készít a másodpercenkénti alacsonyabb képkockaszám miatt. Másrészt a 30 FPS-es kamera egyenletesebb felvételeket készít, több elmosódást a kettő között, mint egy 8 FPS-es kamera, mivel háromszor annyi képkockát készítene.

Ráadásul a különböző kodekek eltérő minimális vagy maximális képkockasebességet igényelnek az optimális eredmény érdekében. Ha nem megfelelően használja, vagy ha nem ismeri a kodek képkockasebesség-kompatibilitási követelményeit, a videó minősége romolhat. A legtöbb jelenlegi videóformátumhoz és megtekintési élményhez a leggyakoribb szabványos képkockasebesség a következő 24 fps (filmek) és 30 fps (TV-műsorok). Egyes kodekek azonban támogathatják a magasabb rendűeket is – mint pl 48 fps vagy akár 60 fps – miközben kiváló látványt és simaságot biztosít alacsonyabb társaikhoz képest.

Következtetés

Összefoglalva, a kodekek megértése fontos része a videók létrehozásának és megtekintésének digitális eszközeinken. Az audio- és videokodekek alapjainak, definícióiknak, valamint a köztük lévő jelentős különbségeknek ismerete segíthet megalapozottabb döntést hozni a digitális média kiválasztása és megtekintése során. Ezenkívül általános áttekintést kapva a legnépszerűbb videó kodekek azt is jobban megérthetjük, hogyan változtathatják meg a különböző kodekek a videó megjelenését és hangját.

Végül hasznos ezt szem előtt tartani nem minden videokodek keresztkompatibilis– ami azt jelenti, hogy bizonyos videók, amelyekhez egy kodek szükséges, előfordulhat, hogy nem játszanak le megfelelően egy másik eszközön, ha az nem ismeri fel az adott típust. Szerencsére most minden eddiginél több lehetőségünk van kedvenc digitális tartalmaink megtekintésére – ideértve a több platform közötti jobb kompatibilitást is. Szánjon rá időt a megfelelő formátum felkutatására, és derítse ki, melyik felel meg a legjobban az Ön igényeinek!

Szia, Kim vagyok, anya és a stop-motion rajongó, médiakészítő és webfejlesztési múlttal. Óriási szenvedélyem van a rajzolás és az animáció iránt, és most fejjel merülök a stop-motion világába. A blogommal megosztom veletek a tanulságaimat.