Merkjamál: Hvað eru þeir í myndbandi?

eftir kim Uppfært: Júní 27, 2022

Merkjamál eru mikilvægur hluti af myndbandsframleiðsluferlinu. Merkjamál eru sett af reikniritum sem eru vanir þjappa og þjappa mynd- og hljóðskrám. Merkjamál er mikilvægt til að minnka stærð skráanna, sem gerir þér kleift að flytja og geyma þær hraðar.

Í þessari grein munum við kynna hvað merkjamál eru, hvernig þeir virka, og þeirra mikilvægi í myndbandsframleiðsluferlinu.

Skilgreining á merkjamáli

Merkjamál er tækni sem umritar mynd-, hljóð- og gagnastrauma á stafrænu formi. Merkjamál þjappa gögnunum saman þannig að þau taka minna pláss í geymslu eða sendingu, og auka einnig gæði myndbands- eða hljóðstraums með því að bæta myndefni eða hljóð.

Merkjamál eru mikið notuð í netdreifingu kvikmynda, sjónvarps og tónlistar. Straumþjónustur á netinu eins og Netflix, Amazon Prime Video og Spotify nota merkjamál til að þjappa innihaldi þeirra án þess að skerða gæði. Kóðun myndskeiða með háþróaðri merkjamáli getur gert þau minni í stærð en samt varðveitt gæði upprunalega frumefnisins. Þetta gerir streymisþjónustum kleift að dreifa myndböndum á auðveldan hátt til viðskiptavina án þess að leggja mikinn bandbreiddarkostnað á net þeirra eða innviði.

Auk þess að gera skilvirka geymslu og sendingu kleift, geta merkjamál veitt ýmsa aðra kosti fyrir streymisveitur á netinu eins og:

• Hraðari hleðslutímar
• Bætt orkunýtni
• Betri sveigjanleika
• Aukinn samhæfni tækja

Merkjamál er einnig hægt að nota í öryggisskyni með því að dulkóða efnisskrár þannig að aðeins viðurkenndir notendur hafa aðgang að þeim.

Hlutverk merkjamál í myndbandi

Merkjamál, skammstöfun á „kóðara-afkóðari“, eru reiknirit sem bera ábyrgð á að þjappa og þjappa mynd- og hljóðskrám. Með því að nota sérhæfða þjöppunartækni geta merkjamál lágmarkað stærð myndbands- og hljóðskráa án þess að tapa gæðum verulega. Þetta gerir hraðari upphleðslu- og niðurhalshraða kleift – hvort sem þú ert að streyma kvikmynd eða spila leik á netinu – auk þess að taka upp miklu minna pláss á harða disknum þínum.

Að auki eru merkjamál einnig notaðir við upptöku og eftirvinnslu myndbandsgagna til að búa til myndir í hæstu upplausn sem mögulegar eru með mismunandi rammahraða, bitahraða, litadýpt osfrv. Merkjamál ákvarða hvaða tegund upptökutækni verður notuð – td. 4K upplausn eða HD - til að hámarka áhorfsupplifunina. Það fer eftir sérstökum kröfum fyrir hvert forrit, það eru nokkrar mismunandi gerðir af merkjamáli í boði eins og:

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

Merkjamál virkar með því að þjappa inntaksstraumi (þ.e. myndband eða hljóð) í smærri skráarstærðir sem hægt er að stjórna á skilvirkari hátt yfir netkerfi eða geyma á staðbundnum drifum; þetta er þekkt sem kóðun. Aftur á móti við spilun (td þegar vídeó er streymt á netinu) þarf að breyta þjöppuðu skránum aftur í upprunalegt hágæða snið sem fæst með því að umskráningu kóðuðu upplýsingarnar frá því áður; þetta ferli er þekkt sem umskráningu. Með hjálp viðeigandi vélbúnaðar (svo sem skjákort osfrv.), vélbúnaðaraðstoðuð kóðun geta bætt kóðun hraða gríðarlega með lágmarks tap á gæðum - sem gerir þá hentugur fyrir forrit með háum ndu kröfur eins og rauntíma streymisþjónustu eða skýjaspilun.

Tegundir merkjamál

Merkjamál eru lífæð myndbandaefnis – þau ákvarða hvernig myndbönd eru þjöppuð, afþjöppuð og send. Þeir gera okkur kleift að horfa á myndbönd af mismunandi stærðum og upplausnum á næstum hvaða tæki sem er. Það eru margar mismunandi gerðir af merkjamáli í boði, hver gegnir mismunandi hlutverki í því ferli að horfa á myndbandsefni.

Í þessari grein munum við skoða dýpra algengustu tegundir merkjamála:

Lossy merkjamál

Lossy merkjamál eru þjöppunarstaðlar sem draga úr gæðum upprunalega myndbandsins og fórna myndgæðum og gögnum vegna skráarstærðar. Markmiðið er að gera myndbandsstraum nægilega lítið svo hægt sé að skoða það eða hlaða því niður á fljótlegan og skilvirkan hátt. Þegar borið er saman við taplausa merkjamál, framleiða tapandi merkjamál venjulega smærri skrár með minni gögnum, en þetta kemur á kostnað skarpleika og almennrar tryggðar.

Tvær algengustu tegundir tapaðra merkjamála eru innanramma or stöðugur bitahraði (CBR) og milliramma or breytilegur bitahraði (VBR). Kóðun innan ramma skráir heilan innihaldsramma sem eina einingu innan hverrar þjappaðrar skráar; þetta leiðir til stórra skráa en færri gripa á milli hvers ramma og mynda í meiri gæðum í heildina. Kóðun milli ramma skiptir innihaldsrömmum í hluta til að gera kleift að þjappa köflum án merkjanlegra breytinga á milli ramma; skrár sem myndast hafa tilhneigingu til að hafa minni stærð en innanramma en einnig fleiri gripir á milli ramma.

Vinsæl dæmi um tapaða merkjamál eru ma MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 og H.265 / HEVC, Windows Media Video 9 (WMV9), RealVideo 9 (RV9), DivX, Xvid og VP8/VP9. Þetta hefur orðið sífellt vinsælli í straumspilunarforritum fyrir myndband eins og YouTube vegna getu þeirra til að þjappa miklu magni af gögnum hratt saman án verulegrar fórnar í myndgæðum - gestir geta horft á löng myndbönd með tiltölulega lítilli bandbreiddartengingu á meðan þeir halda hæfilegum sjónrænni skýrleika.

Taplaus merkjamál

Vídeómerkjamál eru tegund tölvuhugbúnaðar sem notaður er til að þjappa stafrænum myndbandsgögnum eða kóðun. Þetta ferli er nauðsynlegt þegar unnið er með stórar stafrænar skrár til að minnka stærð skrárinnar og auka hversu hratt skránni er hlaðið niður, flutt eða streymt. Merkjamál eru skipt í tvo aðskilda flokka: lossy og taplaust merkjamál.

Taplaus merkjamál veita nákvæma stafræna eftirlíkingu af skrá eftir kóðun með því að veita fullkomna gagnanákvæmni, sem gerir ráð fyrir nákvæmri stafrænni tvíverkun meðan á þjöppun stendur. Það tekur meira pláss en tapandi þjöppun en felur heldur ekki í sér eigin röskun auk þess sem auðvelt er að leyfa hljóð-/myndbreytingar án þess að skerða gæði. Taplaus merkjamál innihalda reiknirit eins og:

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

Vélbúnaður merkjamál

Vélbúnaður merkjamál eru merkjamál sem nota sérstakt vélbúnaðarúrræði til að umrita og afkóða myndbandsmerki. Sum tiltölulega ný tölvukerfi, eins og fartölvur, innihalda vélbúnaðarbyggða myndbandskóðaraeiningu sem hægt er að nota til að flýta fyrir kóðuninni. Þessar einingar eru mjög skilvirkar og geta veitt umtalsverðan ávinning af afköstum umfram hugbúnaðarbyggða merkjamál. Að auki eru til sumir sjálfstæðir vélbúnaðarmerkjamál sem bjóða upp á faglegar niðurstöður fyrir útvarps-/streymisforrit.

Tvær aðalgerðir vélbúnaðarmerkja eru Þjöppun/kóðun og Afkóðun merkjamál:

• Þjöppun/kóðun merkjamál: Þessi tæki koma oft með eigin sérhugbúnað, þó að aðrir valkostir gætu verið í boði líka. Þeir nota sérhæfða íhluti til að framkvæma myndbandskóðun á mjög miklum hraða án þess að neyta mikils orku eða CPU máttur miðað við hugbúnaðarkóðara. Eins og hugbúnaðarkóðarar munu þeir venjulega framleiða margs konar úttakssnið eins og H.264 eða MPEG-2/4 snið.
• Afkóðun merkjamál: Þessi tæki eru einnig þekkt sem afkóðunskort eða afkóðunhraðlar, þau eru með öflugum sérstökum flísum sem hannaðir eru sérstaklega til að umkóða þjappað myndmerki í rauntíma án þess að eyða of miklum kerfisauðlindum (CPU máttur). Sérstök umskráningarkort eru algeng í atvinnuumhverfi þar sem þarf að afþjappa mikinn fjölda myndbanda hratt með lágmarksáhrifum á afköst kerfisins og stöðugleika.

Vinsælir merkjamál

Merkjamál eru nauðsynleg fyrir alla sem vinna með myndmiðla. Þau eru innihaldsefni myndbandsskrárinnar, innihaldsefnin sem gera myndbandsspilaranum kleift að greina á milli myndbands og hljóðs og aðferðirnar við að þjappa gögnunum saman til að auðvelda geymslu og streymi. Það eru margs konar merkjamál í boði og það þarf að velja þann rétta fyrir verkefnið þitt.

Í þessum kafla munum við ræða vinsælustu merkjamálin:

H.264

H.264 (Einnig þekkt sem MPEG-4 AVC) er einn vinsælasti merkjamáli til að kóða stafrænar myndbandsskrár til notkunar í ýmsum forritum – allt frá streymisþjónustu til Blu-ray spilara til snjallsíma. Hæfni þess til að þjappa hágæða myndbandi í tiltölulega litlar skráarstærðir gerir það að einum mest notaða og fjölhæfasta merkjamálinu á markaðnum í dag.

H.264 virkar með því að brjóta niður stafræna ramma í 8×8 pixla blokkir og þjappa þeim síðan saman með ýmsum mismunandi reikniritum. Vegna þess að H.264 er svo skilvirkt getur það búið til mjög hágæða stafrænt myndband, jafnvel við mjög lágan bitahraða, sem gerir það tilvalið fyrir margs konar forrit, allt frá háskerpuútsendingum til neytendamiðlaspilara og streymisþjónustu fyrir snjallsíma/spjaldtölvur.

H.264 veitir stuðning fyrir bæði framsækna skönnun (þar sem allar línur myndar byrja að skanna allar í einu) og fléttað skanna myndband, þó að flestir nútíma merkjamál styðja aðeins framsækna skönnun vegna þess að þeir eru skilvirkari hvað varðar stærð skráar og bandbreiddarnýtingu. H.264 er einnig fær um að meðhöndla upplausnir allt að 4K (4096×2160 pixlar), tryggja að það sé áfram viðeigandi þar sem fleiri efnishöfundar fara í átt að stærri upplausnum með tímanum.

Samhliða skilvirkni þess er einn helsti kostur H.264 sú staðreynd að það hefur verið tekið upp af mörgum tækjaframleiðendum nú þegar sem auðveldar notendum að senda efni á milli tækja án þess að þurfa að hafa áhyggjur af samhæfnisvandamálum eða ósamrýmanlegum hugbúnaðar-/vélbúnaðarstillingum. Af þessum sökum heldur H.264 áfram að vera mikilvægur merkjamál fyrir margs konar tæki og forrit í dag, þrátt fyrir nýrri valkosti í boði eins og HEVC (myndvirk kóðun með mikilli virkni).

H.265

H.265, einnig þekkt sem Hávirkni myndbandskóðunar (HEVC), er myndbandsþjöppunarstaðall sem veitir skilvirkari kóðun en forveri hans, H.264/MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding). Það styður 8K upplausn og getur þjappað myndbandsskrám upp að tvöfalt hagkvæmari sem fyrri staðall – með allt að 40 prósent meira gæðahald en forveri hans.

H.265 er náttúrulegur arftaki H.264/MPEG-4 AVC, sem veitir meiri þjöppunargetu með lágmarks fylgikvillum og mýkri spilun á spilunartækjum eins og sjónvörpum, snjallsímum, fartölvum og spjaldtölvum. Það er opinn uppspretta snið sem hentar fyrir allar tegundir af efni - allt frá sjónvarpsútsendingum til straumspilunar á myndböndum yfir internetið og Blu-ray diska - sem gerir efnishöfundum kleift að skila hámarks myndgæði á sama tíma og bandbreiddarkostnaður er lágmarkaður.

Sveigjanleiki H.265 gerir það kleift að nota það í fjölmörgum forritum eins og:

• Útvarpssjónvarp (þar á meðal 4K eða jafnvel 8K)
• Straum- og fjarskiptaþjónusta, þar með talið þjónusta fyrir farsíma og gervihnattatæki
• Sýndarveruleikaupplifun
• Umsóknir um heilbrigðisþjónustu
• Nýja HEIF myndsniðið – sem gerir kleift að þjappa myndum sem teknar eru úr stafrænum kyrrmyndavélum eða myndavélasímum meira en nokkru sinni fyrr án þess að tapa á smáatriðum myndarinnar.

VP9

VP9 er opinn og höfundarréttarfrjáls myndkóði búinn til af Google. Hannað til notkunar í vefforritum og býður upp á nýjustu tækni með bættri þjöppun fyrir streymi og niðurhal á lægri bitahraða.

VP9 býður einnig upp á ýmsa eiginleika sem eru gagnlegir fyrir myndbandsforrit:

• mikið kraftsvið og litarými,
• taplaus kóðunarhamur,
• aðlögunarhæfni streymis og sveigjanleika kóðara.

Það styður pixla sem ekki eru fermetrar, ferninga sem skarast af mismunandi litum eða birtugildum, tímaspákóðunaraðferðir (eins og hreyfijöfnun) sem og innanspákóðunaraðferðir (eins og stakar kósínusumbreytingar). VP9 hefur einnig getu til að umrita myndir með allt að 8 bita af litadýpt á pixla. Snið gerir betri myndgæði kleift með sjónrænum smáatriðum eins og minni hávaða og skarpari brúnum yfir öðrum fyrri merkjamáli.

Þegar afkóðun er VP9 straum, gerir tæki notandans alla vinnu við að afkóða það aftur í einn ramma af myndbandi. Þetta gerir það fljótt aðgengilegt og gerir kleift að spila hraðar en með sumum öðrum merkjamálum vegna þess litlar kröfur um minni. Þetta á sérstaklega við þegar netnotendur eru að fá aðgang að mörgum straumum í einu frá mörgum aðilum; þeir geta gert það án þess að hafa allar tölvuauðlindir bundnar við afkóðun hvers og eins fyrir sig. Að auki, afhending með algengu skráarsniði eins og MP4 hjálpar til við að virkja eindrægni milli tækja eða kerfa sem annars gætu ekki séð efni sem er umritað á öðrum sniðum eins og WebM eða MKV.

Merkjamál og myndgæði

Merkjamál eru mikilvægur hluti af kóðun og umskráningu myndbanda, sem getur haft áhrif á gæði myndbandsins. Merkjamál eru notuð til að þjappa og þjappa myndbandsskrám saman og tegund merkjamáls sem þú velur getur haft áhrif á stærð og gæði myndbandsins.

Í þessari grein munum við ræða mismunandi gerðir merkjamála og hvernig þau geta haft áhrif á gæði myndbands:

Bitahraði

Bitahraði er mælikvarði á hversu miklar upplýsingar merkjamál þarf til að tákna tiltekið myndband. Mælt í bitum á sekúndu getur bitahraði haft áhrif á bæði gæði myndbandsins og hversu stór skráarstærð hennar verður.

Því hærra sem bitahraði, því hærra nánari upplýsingar geta verið innifalin í kóðun (eða samþjöppun) ferli og þar með betri myndgæðin sem þú færð. Hins vegar þýðir það líka að stærri skrár þarf að geyma eða senda. Ef þú ert að senda myndbandið þitt yfir hvers kyns stafrænt net (eins og internetið), gætirðu fundið að hærri bitahraði veldur áberandi aukningu á leynd eða biðminni.

Annar þáttur sem hefur áhrif á bitahraða er upplausn - eftir því sem upplausnin eykst, eykst skráarstærðin - en þetta fer eftir öðrum eiginleikum eins og merkjamál notaðir, rammatíðni og rammastærðir. Almennt séð hafa lægri bitahraði tilhneigingu til að gefa myndbönd í lakari gæðum, jafnvel þótt aðrir þættir eins og upplausn séu háir.

Merkjamál hafa allir sitt eigið leiðbeinandi kjörsvið fyrir bestu myndgæði og minnst gagnanotkun svo vertu viss um að skoða valinn kóðara þína meðan á þjöppunarferlinu stendur.

Upplausn

Upplausn er mælikvarði á upplýsingar myndbands með tilliti til pixla og það er einn af aðalþáttunum sem ákvarða gæði myndbandsins. Það er mikilvægt að skilja það hærri upplausn mun alltaf framleiða fallegri myndbönd vegna þess að það eru einfaldlega fleiri pixlar troðið inn í hvern ramma. Algengustu upplausnirnar sem notaðar eru í streymi á netinu eru 1920 × 1080 (Full HD) og 1280 × 720 (HD).

Hærri upplausn myndbands krefst meiri vinnsluorku, sem getur valdið samhæfnisvandamálum ef kerfi notandans er ekki uppfært. Myndbönd með hærri upplausn þýða einnig stærri skrár sem þurfa betri merkjamál til að geta spilað almennilega á öllum tækjum. Algengar merkjamál iðnaðarins sem notaðir eru fyrir streymi á netinu eru ma H.264 eða AVC, VP8, VP9 og HLS eða Apple HLS (HTTP Live Streaming).

Það fer eftir forritinu þínu og tegund tækisins sem þú ætlar að afhenda efnið þitt til að ákvarða hvaða merkjamál hentar þér best.

Að lokum, ef þú ert með viðeigandi kóðunaruppsetningu sem inniheldur besta merkjamál sem völ er á þá ættirðu ekki að eiga í neinum vandræðum með að skila hágæða myndbönd í hvaða upplausn sem er sem mun ekki þjást af biðminni eða öðrum spilunarvandamálum en halda samt góðri sjónrænni tryggð.

Frame Rate

Frame hlutfall er lykilatriði þegar kemur að myndgæði og merkjamáli. Það er mælikvarði á hversu margir einstakir rammar eru teknir á einni sekúndu, venjulega mælt í rammar á sekúndu (FPS). Því hærra sem rammatíðni er, því sléttari mun myndefnið birtast. Lágur rammatíðni veldur hakkandi myndbandi, á meðan hærri rammatíðni er skilvirkari til að veita fljótandi mynd.

Til dæmis, þegar tekið er upp með 8 FPS myndavél á móti 30 FPS myndavél, mun 8 FPS myndavél framleiða hakkara myndefni vegna lægri fjölda ramma á sekúndu. Á hinn bóginn framleiðir 30 FPS myndavél sléttari myndefni með meiri hreyfiþoku á milli þeirra en 8 FPS myndavél gerir þar sem það yrðu þrisvar sinnum fleiri teknir rammar.

Ofan á það, mismunandi merkjamál krefjast mismunandi lágmarks eða hámarks rammahraða til að ná sem bestum árangri. Ef það er notað á rangan hátt eða án þess að þekkja kröfur merkjamálsins um samhæfni rammahraða, gætu myndgæði þín orðið fyrir skaða. Algengustu staðlaða rammatíðnin fyrir flest núverandi myndbandssnið og áhorfsupplifun eru 24 fps (kvikmyndir) og 30 fps (sjónvarpsþættir). Hins vegar geta sumir merkjamál líka stutt hærri - eins og 48 fps eða jafnvel 60 fps - á sama tíma og það veitir yfirburða myndefni og sléttleika miðað við lægri hliðstæða þeirra.

Niðurstaða

Að lokum, skilningur á merkjamáli er mikilvægur hluti af því að búa til og skoða myndbönd á stafrænu tækjunum okkar. Að þekkja grunnatriði hljóð- og myndmerkja, skilgreiningar þeirra og verulegur munur á þeim getur hjálpað okkur að taka upplýsta ákvörðun þegar við veljum og skoðum stafræna miðla. Að auki að hafa almenna yfirsýn yfir vinsælustu myndbandsmerkjamálin getur einnig veitt okkur meiri skilning á því hvernig mismunandi merkjamál geta breytt útliti og hljóði myndbanda.

Að lokum er gott að hafa það í huga ekki allir vídeó merkjamál eru kross-samhæfðir— sem þýðir að tiltekin myndbönd sem þurfa einn merkjamál gætu ekki spilað rétt á öðru tæki ef það þekkir ekki þessa tilteknu tegund. Sem betur fer höfum við nú fleiri valkosti en nokkru sinni fyrr þegar kemur að því að skoða uppáhalds stafræna efnið okkar - þar á meðal betri samhæfni á mörgum kerfum. Svo gefðu þér tíma til að rannsaka rétta sniðið fyrir þig og komdu að því hver hentar best fyrir þarfir þínar!

Hæ, ég er Kim, mamma og áhugamaður um stop-motion með bakgrunn í fjölmiðlasköpun og vefþróun. Ég hef mikla ástríðu fyrir teikningu og hreyfimyndum og núna er ég að kafa á hausinn inn í stop-motion heiminn. Með blogginu mínu er ég að deila lærdómi mínum með ykkur.