Codec: cosa sono nei video?

di Kim aggiornato: 27 Giugno 2022

codec sono una parte importante del processo di produzione video. I codec sono un insieme di algoritmi utilizzati per comprimere e decomprimere file video e audio. Un codec è fondamentale per ridurre le dimensioni dei file, consentendo di trasferirli e memorizzarli più rapidamente.

In questo articolo, introdurremo cosa sono i codec, come funzionano, e il loro importanza nel processo di produzione video.

Definizione di un codec

Un codec è una tecnologia che codifica flussi video, audio e dati in forma digitale. I codec comprimono i dati in modo che occupino meno spazio nell'archiviazione o per la trasmissione e migliorano anche la qualità di un flusso video o audio migliorandone le immagini o il suono.

I codec sono ampiamente utilizzati nella distribuzione online di film, TV e musica. Servizi di streaming online come Netflix, Amazon Prime Video e Spotify utilizzare i codec per comprimere il contenuto senza compromettere la qualità. La codifica di video con codec avanzati può ridurne le dimensioni pur preservando la qualità del materiale originale. Ciò consente ai servizi di streaming di distribuire facilmente video ai clienti senza imporre enormi costi di larghezza di banda sulle loro reti o infrastrutture.

Oltre a consentire un'archiviazione e una trasmissione efficienti, i codec possono fornire numerosi altri vantaggi ai fornitori di streaming online come:

• Tempi di caricamento più rapidi
• Migliore efficienza energetica
• Migliore scalabilità
• Maggiore compatibilità dei dispositivi

I codec possono essere utilizzati anche per motivi di sicurezza da crittografia dei file di contenuto in modo che solo gli utenti autorizzati possano accedervi.

Il ruolo dei codec nei video

codec, abbreviazione di "coder-decoder", sono algoritmi responsabili della compressione e decompressione di file video e audio. Utilizzando tecniche di compressione specializzate, i codec sono in grado di ridurre al minimo le dimensioni dei file video e audio senza perdere in modo significativo la qualità. Ciò consente velocità di caricamento e download più elevate, sia che tu stia riproducendo un film in streaming o giocando a un gioco online, oltre a occupare molto meno spazio sul tuo disco rigido.

Inoltre, i codec vengono utilizzati anche durante la registrazione e la post-elaborazione dei dati video per creare immagini con la massima risoluzione possibile con frame rate, bitrate, profondità di colore variabili, ecc. I codec determinano quale tipo di tecnologia di registrazione verrà utilizzata, ad es. 4K risoluzione o HD – al fine di ottimizzare l'esperienza visiva. A seconda dei requisiti specifici di ciascuna applicazione, sono disponibili diversi tipi di codec, ad esempio:

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

Un codec funziona comprimendo un flusso di input (ad es. video o audio) in file di dimensioni inferiori che possono essere gestiti in modo più efficiente sulle reti o archiviati su unità locali; questo è noto come codifica. Al contrario durante la riproduzione (ad esempio durante lo streaming di video online), i file compressi devono essere riconvertiti nel loro formato originale di alta qualità che si ottiene decodifica le informazioni codificate da prima; questo processo è noto come decodifica. Con l'aiuto di hardware appropriato (come schede grafiche ecc.), codifica assistita da hardware possono migliorare notevolmente la velocità di codifica con una minima perdita di qualità, il che li rende adatti per applicazioni con alto frame rate requisiti come i servizi di streaming in tempo reale o il cloud gaming.

Tipi di codec

codec sono la linfa vitale dei contenuti video: determinano il modo in cui i video vengono compressi, decompressi e trasmessi. Ci consentono di guardare video di diverse dimensioni e risoluzioni su quasi tutti i dispositivi. Sono disponibili molti tipi diversi di codec, ognuno dei quali svolge un ruolo diverso nel processo di visione dei contenuti video.

In questo articolo, daremo uno sguardo più approfondito al tipi più comuni di codec:

Codec in perdita

I codec con perdita sono standard di compressione che riducono la qualità del video originale, sacrificando la qualità dell'immagine e i dati a vantaggio delle dimensioni del file. L'obiettivo è rendere un flusso video abbastanza piccolo da poter essere visualizzato o scaricato in modo rapido ed efficiente. Rispetto ai codec senza perdita, i codec con perdita in genere producono file più piccoli con meno dati, ma ciò va a scapito dell'acutezza e della fedeltà complessiva.

I due tipi più comuni di codec con perdita sono intraframe or bitrate costante (CBR) ed interframe or bitrate variabile (VBR). La codifica intraframe registra un intero frame di contenuto come una singola unità all'interno di ogni file compresso; ciò si traduce in file di grandi dimensioni ma meno artefatti tra ogni fotogramma e immagini di qualità superiore in generale. La codifica interframe divide i frame di contenuto in sezioni per consentire sezioni più compresse senza cambiamenti evidenti tra i frame; i file risultanti tendono ad avere dimensioni inferiori rispetto agli intraframe ma anche più artefatti tra i frame.

Esempi popolari di codec con perdita includono MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 ed H.265 / HEVC, Windows MediaVideo 9 (WMV9), Real Video 9 (RV9), DivX, XviD ed VP8/VP9. Questi sono diventati sempre più popolari nelle applicazioni di streaming video come YouTube grazie alla loro capacità di comprimere rapidamente grandi quantità di dati senza sacrificare in modo significativo la qualità delle immagini: i visitatori possono guardare video lunghi con una connessione a larghezza di banda relativamente bassa pur mantenendo una ragionevole chiarezza visiva.

Codec senza perdita

I codec video sono un tipo di software per computer utilizzato per la compressione o codifica di dati video digitali. Questo processo è necessario quando si lavora con file digitali di grandi dimensioni per ridurre le dimensioni del file e aumentare la velocità con cui il file viene scaricato, trasferito o trasmesso in streaming. I codec si dividono in due categorie distinte: lossy ed lossless codec.

I codec senza perdita di dati forniscono un'esatta replica digitale di un file dopo la codifica fornendo una completa accuratezza dei dati, che consente l'esatta duplicazione digitale durante la decompressione. Occupa più spazio di compressione con perdita di dati ma inoltre non comporta la propria distorsione e consente facilmente modifiche audio/immagini senza alcun compromesso in termini di qualità. I codec senza perdita includono algoritmi come:

• LZWPiù
• JPEG LS
• FLAC
• ALAC
• SLA MPEG-4

Codec hardware

Codec hardware sono codec che utilizzano risorse hardware dedicate per codificare e decodificare i segnali video. Alcuni sistemi informatici relativamente nuovi, come i laptop, includono un'unità di codifica video basata su hardware che può essere utilizzata per accelerare il processo di codifica. Queste unità sono molto efficienti e possono fornire significativi vantaggi in termini di prestazioni rispetto ai codec basati su software. Inoltre, esistono alcuni codec hardware indipendenti che offrono risultati di qualità professionale per applicazioni broadcast/streaming.

I due tipi principali di codec hardware sono Compressione/codifica ed Decodifica dei codec:

• Codec di compressione/codifica: Questi dispositivi sono spesso dotati del proprio software proprietario, anche se potrebbero essere disponibili anche altre opzioni. Usano componenti specializzati per eseguire la codifica video ad altissima velocità senza consumare molta energia o Potenza della CPU relativo ai codificatori software. Come i codificatori software, di solito producono una varietà di formati di output come H.264 o MPEG-2/4 formati.
• Decodifica dei codec: Conosciuti anche come schede di decodifica o acceleratori di decodifica, questi dispositivi sono dotati di potenti chip dedicati progettati specificamente per decodificare i segnali video compressi in tempo reale senza consumare troppe risorse di sistema (Potenza della CPU). Le schede di decodifica dedicate sono comuni negli ambienti professionali in cui è necessario decomprimere rapidamente un gran numero di video con un impatto minimo sulle prestazioni e sulla stabilità del sistema.

Codec popolari

codec sono essenziali per chiunque lavori con i media video. Sono gli ingredienti del tuo file video, gli ingredienti che consentono al lettore video di distinguere tra video e audio e i metodi di compressione dei dati per facilitarne l'archiviazione e lo streaming. Ci sono una varietà di codec disponibili e deve essere scelto quello giusto per il tuo progetto.

In questa sezione, discuteremo di codec più diffusi:

H.264

H.264 (conosciuto anche come AVC MPEG-4) è uno dei codec più popolari per la codifica di file video digitali da utilizzare in una varietà di applicazioni, dai servizi di streaming ai lettori Blu-ray agli smartphone. La sua capacità di comprimere video di alta qualità in file di dimensioni relativamente ridotte lo rende uno dei codec più utilizzati e versatili oggi sul mercato.

H.264 funziona suddividendo i fotogrammi digitali in blocchi di 8×8 pixel e quindi comprimendoli con una gamma di algoritmi diversi. Poiché H.264 è così efficiente, può creare video digitali di altissima qualità anche a bitrate molto bassi, rendendolo ideale per un'ampia gamma di applicazioni, dalle trasmissioni HDTV ai lettori multimediali di consumo e ai servizi di streaming di smartphone/tablet.

H.264 fornisce supporto sia per la scansione progressiva (in cui tutte le linee di un'immagine iniziano a scansionare tutte in una volta) sia per il video a scansione interlacciata, sebbene la maggior parte dei codec moderni supporti solo la scansione progressiva perché sono più efficienti in termini di dimensioni del file e utilizzo della larghezza di banda. H.264 è anche in grado di gestire risoluzioni fino a 4K (4096×2160 pixel), assicurandoti che rimanga pertinente man mano che più creatori di contenuti si spostano verso risoluzioni maggiori nel tempo.

Insieme alla sua efficienza, uno dei principali vantaggi di H.264 è il fatto che è già stato adottato da molti produttori di dispositivi, il che rende più facile per gli utenti inviare contenuti tra dispositivi senza doversi preoccupare di problemi di compatibilità o configurazioni software/hardware incompatibili. Per questo motivo, H.264 continua a rimanere un codec importante per un'ampia varietà di dispositivi e applicazioni oggi, nonostante le nuove opzioni disponibili come HEVC (codifica video ad alta efficienza).

H.265

H.265, conosciuto anche come Codifica video ad alta efficienza (HEVC), è uno standard di compressione video che fornisce una codifica più efficiente rispetto al suo predecessore, H.264/MPEG-4 AVC (codifica video avanzata). Supporta la risoluzione 8K e può comprimere file video fino a due volte più efficiente come lo standard precedente – fino a 40 percento in più di conservazione della qualità rispetto al suo predecessore.

H.265 è il naturale successore di H.264/MPEG-4 AVC, fornendo maggiori capacità di compressione con complicazioni minime e una riproduzione più fluida su dispositivi di riproduzione come televisori, smartphone, laptop e tablet. È un formato open source adatto a tutti i tipi di contenuto, dalle trasmissioni TV ai video in streaming su Internet e ai dischi Blu-ray, che consente ai creatori di contenuti di offrire la massima qualità video riducendo al minimo i costi della larghezza di banda.

La flessibilità di H.265 ne consente l'utilizzo in un'ampia gamma di applicazioni quali:

• Trasmissione televisiva (incluso 4K o anche 8K)
• Servizi di streaming e comunicazione, inclusi quelli per dispositivi mobili e satellitari
• Esperienze di realtà virtuale
• Applicazioni sanitarie
• Il nuovo formato di immagine HEIF, che consente di comprimere ulteriormente le immagini acquisite da fotocamere digitali o cellulari con fotocamera senza perdita di dettagli dell'immagine.

VP9

VP9 è un codec video aperto e royalty-free creato da Google. Sviluppato per l'utilizzo nelle app Web, offre una tecnologia all'avanguardia con compressione migliorata per lo streaming e il download a bitrate inferiori.

VP9 dispone anche di varie funzionalità utili per le applicazioni video:

• alta gamma dinamica e spazi colore,
• modalità di codifica senza perdita,
• streaming adattivo e scalabilità del codificatore.

Supporta pixel non quadrati, quadrati sovrapposti di diversi colori o valori di luminanza, metodi di codifica della previsione temporale (come la compensazione del movimento) e metodi di codifica della previsione intra (come le trasformate coseno discrete). VP9 ha anche la capacità di codificare immagini fino a 8 bit di profondità di colore per pixel. Il formato consente una migliore qualità dell'immagine attraverso dettagli visivi come livelli di rumore ridotti e bordi più nitidi rispetto ad altri codec precedenti.

Durante la decodifica di un flusso VP9, ​​il dispositivo dell'utente fa tutto il lavoro per decodificarlo nuovamente in un singolo fotogramma di video. Ciò rende l'accesso rapido e consente una riproduzione più rapida rispetto ad altri codec grazie al suo bassi requisiti di memoria. Ciò vale in particolare quando gli utenti online accedono a più flussi contemporaneamente da più fonti; possono farlo senza che tutte le loro risorse informatiche siano impegnate nella decodifica di ciascuno separatamente. Inoltre, la consegna utilizzando un formato di file comune come MP4 aiuta a abilitare la compatibilità tra dispositivi o piattaforme che altrimenti potrebbero non essere in grado di visualizzare i contenuti codificati in altri formati come WebM o MKV.

Codec e qualità video

codec sono una parte importante della codifica e decodifica video, che possono influenzare il qualità del filmato. I codec vengono utilizzati per comprimere e decomprimere i file video e il tipo di codec scelto può influire sulle dimensioni e sulla qualità del video.

In questo articolo, discuteremo i diversi tipi di codec e come possono influenzare la qualità di un video:

Bitrate

Bitrate è una misura della quantità di informazioni necessarie a un codec per rappresentare un determinato video. Misurato in bit al secondo, il bitrate può influenzare sia il file qualità del filmato ed quanto sarà grande la sua dimensione del file.

Più alto è il bitrate, più maggiori dettagli possono essere inclusi nel processo di codifica (o compressione). e quindi la migliore qualità dell'immagine che otterrai. Tuttavia, significa anche che sarà necessario archiviare o trasmettere file più grandi. Se stai inviando il tuo video su qualsiasi tipo di rete digitale (come Internet), potresti scoprire che bitrate più elevati causano un notevole aumento della latenza o del tempo di buffering.

Un altro fattore che influisce sul bitrate è la risoluzione: con l'aumentare della risoluzione, aumentano anche le dimensioni del file, ma questo dipende da altre caratteristiche come codec utilizzati, frame rate e dimensioni dei frame. In generale, bitrate inferiori tendono a fornire video di qualità inferiore anche se altri fattori come la risoluzione sono elevati.

Tutti i codec hanno la propria gamma ideale suggerita per migliore qualità dell'immagine e minimo utilizzo dei dati quindi assicurati di esaminare i tuoi codificatori preferiti durante il processo di compressione.

Risoluzione

La risoluzione è la misura delle informazioni di un video in termini di pixel ed è uno dei fattori principali che determinano la qualità del video. È importante capirlo risoluzioni più elevate produrranno sempre video dall'aspetto migliore perché ci sono semplicemente più pixel stipati in ogni fotogramma. Le risoluzioni più comuni utilizzate nello streaming online sono 1920 × 1080 (Full HD) ed 1280 × 720 (HD).

Il video a risoluzione più alta richiede più potenza di elaborazione, il che può causare problemi di compatibilità se il sistema dell'utente non è aggiornato. I video a risoluzione più alta significano anche file più grandi che richiedono un codec migliore per poter essere riprodotti correttamente su tutti i dispositivi. I codec di settore comuni utilizzati per lo streaming online includono H.264 o AVC, VP8, VP9 e HLS o Apple HLS (HTTP Live Streaming).

A seconda della tua applicazione e del tipo di dispositivo su cui intendi distribuire i tuoi contenuti, determinerai quale codec è il migliore per te.

In definitiva, se disponi di un'impostazione di codifica appropriata che includa l'estensione miglior codec disponibile allora non dovresti avere problemi a consegnare video di alta qualità a qualsiasi risoluzione che non soffrirà di buffering o altri problemi di riproduzione pur conservando un buon livello di fedeltà visiva.

Frequenza dei fotogrammi

Frequenza dei fotogrammi è un fattore chiave quando si tratta di qualità video e codec. È la misura di quanti singoli fotogrammi vengono catturati in un secondo, solitamente misurato in fotogrammi al secondo (FPS). Maggiore è la frequenza dei fotogrammi, più fluido risulterà il filmato. Frame rate bassi producono video discontinui, mentre frame rate più elevati sono più efficaci nel fornire un'immagine fluida.

Ad esempio, quando si registra con una videocamera da 8 FPS rispetto a una da 30 FPS, una videocamera da 8 FPS produrrà filmati più mossi a causa del minor numero di fotogrammi al secondo. D'altra parte, una fotocamera da 30 FPS produce filmati più fluidi con più sfocatura di movimento tra di loro rispetto a una fotocamera da 8 FPS poiché ci sarebbero tre volte più fotogrammi catturati.

Inoltre, codec diversi richiedono frame rate minimi o massimi diversi per ottenere risultati ottimali. Se utilizzato in modo improprio o senza conoscere i requisiti del codec per la compatibilità del frame rate, la qualità video potrebbe risentirne. I frame rate standard più comuni per la maggior parte dei formati video e delle esperienze di visualizzazione attuali sono 24 fps (film) e 30 fps (programmi TV). Tuttavia, alcuni codec possono supportare anche quelli più alti, come ad esempio 48 fps o anche 60 fps – fornendo allo stesso tempo immagini e fluidità superiori rispetto alle loro controparti inferiori.

Conclusione

In conclusione, la comprensione dei codec è una parte importante della creazione e della visualizzazione di video sui nostri dispositivi digitali. Conoscere le basi dei codec audio e video, le loro definizioni e le differenze significative tra loro può aiutarci a prendere una decisione più informata nella scelta e nella visualizzazione dei media digitali. Inoltre, avendo una panoramica generale del codec video più usati può anche fornirci una maggiore comprensione di come diversi codec possono cambiare l'aspetto e il suono del video.

Infine, è utile tenerlo presente non tutti i codec video sono cross-compatibili— ciò significa che alcuni video che richiedono un codec potrebbero non essere riprodotti correttamente su un altro dispositivo se non riconosce quel particolare tipo. Fortunatamente, ora abbiamo più opzioni che mai quando si tratta di visualizzare i nostri contenuti digitali preferiti, inclusa una migliore compatibilità su più piattaforme. Quindi prenditi il ​​tuo tempo per cercare il formato giusto per te e scopri quale funziona meglio per le tue esigenze!

Ciao, sono Kim, una mamma e un'appassionata di stop-motion con un background nella creazione di media e nello sviluppo web. Ho una grande passione per il disegno e l'animazione, e ora mi sto tuffando a capofitto nel mondo dello stop-motion. Con il mio blog, sto condividendo le mie conoscenze con voi ragazzi.