Codec: Apakah Itu Dalam Video?

oleh kim Dikemaskini: Jun 27, 2022

Codecs merupakan bahagian penting dalam proses penghasilan video. Codec ialah satu set algoritma yang digunakan untuk memampatkan dan menyahmampat fail video dan audio. Codec adalah penting untuk mengurangkan saiz fail, membolehkan anda memindahkan dan menyimpannya dengan lebih cepat.

Dalam artikel ini, kami akan memperkenalkan apa itu codec, bagaimana mereka berfungsi, dan mereka kepentingan dalam proses penghasilan video.

Definisi Codec

Codec ialah teknologi yang mengekod aliran video, audio dan data dalam bentuk digital. Codec memampatkan data supaya ia menggunakan lebih sedikit ruang dalam storan atau untuk penghantaran, dan juga meningkatkan kualiti strim video atau audio dengan menambah baik visual atau bunyinya.

Codec digunakan secara meluas dalam pengedaran dalam talian filem, TV dan muzik. Perkhidmatan penstriman dalam talian seperti Netflix, Amazon Prime Video dan Spotify gunakan codec untuk memampatkan kandungan mereka tanpa menjejaskan kualiti. Pengekodan video dengan codec lanjutan boleh menjadikannya lebih kecil dalam saiz sambil mengekalkan kualiti bahan sumber asal. Ini membolehkan perkhidmatan penstriman untuk mengedarkan video dengan mudah kepada pelanggan tanpa mengenakan kos lebar jalur yang besar pada rangkaian atau infrastruktur mereka.

Selain mendayakan storan dan penghantaran yang cekap, codec boleh memberikan beberapa faedah lain kepada penyedia penstriman dalam talian seperti:

• Masa pemuatan lebih cepat
• Kecekapan tenaga yang dipertingkatkan
• Skalabiliti yang lebih baik
• Peningkatan keserasian peranti

Codec juga boleh digunakan untuk tujuan keselamatan oleh menyulitkan fail kandungan supaya hanya pengguna yang diberi kuasa boleh mengaksesnya.

Peranan Codec dalam Video

Codecs, singkatan daripada "penyahkod pengekod", ialah algoritma yang bertanggungjawab untuk memampatkan dan menyahmampat fail video dan audio. Dengan menggunakan teknik pemampatan khusus, codec dapat meminimumkan saiz fail video dan audio tanpa kehilangan kualiti dengan ketara. Ini membolehkan kelajuan muat naik dan muat turun yang lebih pantas – sama ada anda menstrim filem atau bermain permainan dalam talian- serta menggunakan lebih sedikit ruang pada cakera keras anda.

Selain itu, codec juga digunakan semasa merakam dan memproses data video pasca untuk mencipta imej resolusi tertinggi yang mungkin dengan kadar bingkai yang berbeza-beza, kadar bit, kedalaman warna dll. Codec menentukan jenis teknologi rakaman yang akan digunakan – cth, 4K resolusi atau HD – untuk mengoptimumkan pengalaman tontonan. Bergantung pada keperluan khusus untuk setiap aplikasi, terdapat beberapa jenis codec yang tersedia seperti:

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

Codec berfungsi dengan memampatkan aliran input (iaitu, video atau audio) ke dalam saiz fail yang lebih kecil yang boleh diuruskan dengan lebih cekap melalui rangkaian atau disimpan pada pemacu setempat; ini dikenali sebagai pengekodan. Sebaliknya pada main balik (contohnya semasa menstrim video dalam talian), fail yang dimampatkan perlu ditukar kembali ke format asal berkualiti tinggi yang dicapai dengan penyahkodan maklumat yang dikodkan dari sebelumnya; proses ini dikenali sebagai penyahkodan. Dengan bantuan perkakasan yang sesuai (seperti kad grafik dll.), pengekodan dibantu perkakasan boleh meningkatkan kelajuan pengekodan secara besar-besaran pada kehilangan kualiti yang minimum – yang menjadikannya sesuai untuk aplikasi dengan tinggi kadar bingkai keperluan seperti perkhidmatan penstriman masa nyata atau permainan awan.

Jenis Codec

Codecs adalah nadi kepada kandungan video – ia menentukan cara video dimampatkan, dinyahmampat dan dihantar. Ia membolehkan kami menonton video dengan saiz dan resolusi yang berbeza pada hampir mana-mana peranti. Terdapat pelbagai jenis codec yang tersedia, masing-masing memainkan peranan yang berbeza dalam proses menonton kandungan video.

Dalam artikel ini, kita akan melihat lebih mendalam tentang jenis codec yang paling biasa:

Codec Lossy

Codec lossy ialah piawaian mampatan yang mengurangkan kualiti video asal, mengorbankan kualiti imej dan data demi saiz fail. Matlamatnya adalah untuk menjadikan strim video cukup kecil supaya ia boleh dilihat atau dimuat turun dengan cepat dan cekap. Jika dibandingkan dengan codec lossless, codec lossy lazimnya menghasilkan fail yang lebih kecil dengan kurang data, tetapi ini datang dengan mengorbankan ketajaman dan kesetiaan keseluruhan.

Dua jenis codec lossy yang paling biasa ialah intraframe or kadar bit malar (CBR) and antara bingkai or kadar bit berubah (VBR). Pengekodan Intraframe merekodkan keseluruhan bingkai kandungan sebagai satu unit dalam setiap fail yang dimampatkan; ini menghasilkan fail yang besar tetapi lebih sedikit artifak antara setiap bingkai dan imej berkualiti tinggi secara keseluruhan. Pengekodan antara bingkai membahagikan bingkai kandungan kepada bahagian untuk membolehkan bahagian yang lebih dimampatkan tanpa perubahan ketara antara bingkai; fail yang terhasil cenderung mempunyai saiz yang lebih kecil daripada intraframe tetapi juga lebih banyak artifak antara bingkai.

Contoh popular codec lossy termasuk MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 and H.265 / HEVC, Windows Media Video 9 (WMV9), RealVideo 9 (RV9), DivX, Xvid and VP8/VP9. Ini telah menjadi semakin popular dalam aplikasi penstriman video seperti YouTube kerana keupayaan mereka untuk memampatkan sejumlah besar data dengan cepat tanpa pengorbanan yang ketara dalam kualiti gambar - pelawat boleh menonton video panjang dengan sambungan lebar jalur yang agak rendah sambil mengekalkan kejelasan visual yang munasabah.

Codec Tanpa Kerugian

Codec video ialah sejenis perisian komputer yang digunakan untuk pemampatan data video digital atau pengekodan. Proses ini diperlukan apabila bekerja dengan fail digital yang besar untuk mengurangkan saiz fail dan meningkatkan kelajuan fail dimuat turun, dipindahkan atau distrim. Codec dibahagikan kepada dua kategori berbeza: lossy and Lossless codec.

Codec lossless menyediakan replika digital yang tepat bagi fail selepas pengekodan dengan menyediakan ketepatan data yang lengkap, yang membolehkan pendua digital tepat semasa penyahmampatan. Ia mengambil lebih banyak ruang daripada mampatan lossy tetapi juga tidak melibatkan herotannya sendiri serta membenarkan pengeditan audio/imej dengan mudah tanpa sebarang kompromi dalam kualiti. Codec lossless termasuk algoritma seperti:

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

Codec Perkakasan

Codec perkakasan ialah codec yang menggunakan sumber perkakasan khusus untuk mengekod dan menyahkod isyarat video. Beberapa sistem komputer yang agak baharu, seperti komputer riba, termasuk unit pengekod video berasaskan perkakasan yang boleh digunakan untuk mempercepatkan proses pengekodan. Unit ini sangat cekap dan boleh memberikan faedah prestasi yang ketara berbanding codec berasaskan perisian. Di samping itu, beberapa codec perkakasan kendiri wujud yang menawarkan hasil kualiti profesional untuk aplikasi siaran/strim.

Dua jenis codec perkakasan utama ialah Mampatan/Pengekodan and Menyahkod Codec:

• Mampatan/Pengekodan Codec: Peranti ini selalunya disertakan dengan perisian proprietari mereka sendiri, walaupun pilihan lain mungkin tersedia juga. Mereka menggunakan komponen khusus untuk melakukan pengekodan video pada kelajuan yang sangat tinggi tanpa menggunakan banyak kuasa atau kuasa CPU berbanding dengan pengekod perisian. Seperti pengekod perisian, mereka biasanya akan menghasilkan pelbagai format output seperti H.264 atau MPEG-2/4 format.
• Menyahkod Codec: Juga dikenali sebagai kad penyahkodan atau pemecut penyahkodan, peranti ini menampilkan cip khusus berkuasa yang direka khusus untuk menyahkod isyarat video mampat dalam masa nyata tanpa menggunakan terlalu banyak sumber sistem (kuasa CPU). Kad penyahkod khusus adalah perkara biasa dalam persekitaran profesional di mana sejumlah besar video perlu dinyahmampatkan dengan cepat dengan kesan minimum terhadap prestasi dan kestabilan sistem.

Codec Popular

Codecs adalah penting untuk sesiapa sahaja yang bekerja dengan media video. Ia adalah ramuan fail video anda, bahan yang membolehkan pemain video membezakan antara video dan audio, dan kaedah memampatkan data untuk memudahkan penyimpanan dan penstriman. Terdapat pelbagai codec yang tersedia, dan yang sesuai untuk projek anda perlu dipilih.

Dalam bahagian ini, kita akan membincangkan codec paling popular:

H.264

H.264 (juga dikenali sebagai AVC MPEG-4) ialah salah satu codec paling popular untuk pengekodan fail video digital untuk digunakan dalam pelbagai aplikasi – daripada perkhidmatan penstriman kepada pemain Blu-ray kepada telefon pintar. Keupayaannya untuk memampatkan video berkualiti tinggi ke dalam saiz fail yang agak kecil menjadikannya salah satu codec yang paling banyak digunakan dan serba boleh di pasaran hari ini.

H.264 berfungsi dengan memecahkan bingkai digital kepada blok 8×8 piksel dan kemudian memampatkannya dengan pelbagai algoritma yang berbeza. Oleh kerana H.264 sangat cekap, ia boleh mencipta video digital berkualiti tinggi walaupun pada kadar bit yang sangat rendah, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi daripada siaran HDTV kepada pemain media pengguna dan perkhidmatan penstriman telefon pintar/tablet.

H.264 menyediakan sokongan untuk kedua-dua imbasan progresif (di mana semua baris imej mula mengimbas sekaligus) dan video imbasan berjalin, walaupun kebanyakan codec moden hanya menyokong imbasan progresif kerana ia lebih cekap dari segi saiz saiz fail dan penggunaan lebar jalur. H.264 juga mampu mengendalikan resolusi sehingga 4K (4096×2160 piksel), memastikan ia kekal relevan apabila lebih ramai pencipta kandungan bergerak ke arah resolusi yang lebih besar dari semasa ke semasa.

Seiring dengan kecekapannya, salah satu kelebihan utama H.264 ialah hakikat bahawa ia telah diterima pakai oleh banyak pengeluar peranti yang memudahkan pengguna menghantar kandungan antara peranti tanpa perlu risau tentang isu keserasian atau konfigurasi perisian/perkakasan yang tidak serasi. Atas sebab ini, H.264 terus kekal sebagai codec penting untuk pelbagai jenis peranti dan aplikasi hari ini, walaupun terdapat pilihan yang lebih baharu seperti HEVC (Pengekodan Video Berkecekapan Tinggi).

H.265

H.265, juga dikenali sebagai Pengekodan Video Kecekapan Tinggi (HEVC), ialah standard pemampatan video yang menyediakan pengekodan yang lebih cekap daripada pendahulunya, H.264/MPEG-4 AVC (Pengekodan Video Lanjutan). Ia menyokong resolusi 8K dan boleh memampatkan fail video sehingga dua kali lebih cekap sebagai standard sebelumnya – dengan sehingga 40 peratus lebih pengekalan kualiti daripada pendahulunya.

H.265 ialah pengganti semula jadi kepada H.264/MPEG-4 AVC, memberikan keupayaan mampatan yang lebih besar dengan komplikasi minimum dan main balik yang lebih lancar pada peranti main balik seperti televisyen, telefon pintar, komputer riba dan tablet. Ia ialah format sumber terbuka yang sesuai untuk semua jenis kandungan – daripada siaran TV kepada penstriman video melalui internet dan cakera Blu-ray – membolehkan pencipta kandungan menyampaikan kualiti video maksimum sambil meminimumkan kos lebar jalur.

Fleksibiliti H.265 membolehkan ia digunakan dalam pelbagai aplikasi seperti:

• Siarkan televisyen (termasuk 4K atau 8K)
• Perkhidmatan penstriman dan komunikasi termasuk untuk peranti mudah alih dan satelit
• Pengalaman realiti maya
• Aplikasi kesihatan
• Format imej HEIF baharu – membolehkan imej yang ditangkap daripada kamera pegun digital atau telefon kamera dimampatkan lebih jauh berbanding sebelum ini tanpa kehilangan butiran imej.

VP9

VP9 ialah codec video terbuka dan bebas royalti yang dibuat oleh Google. Dibangunkan untuk digunakan dalam apl web, ia menawarkan teknologi terkini dengan pemampatan yang lebih baik untuk penstriman dan muat turun pada kadar bit yang lebih rendah.

VP9 juga menampilkan pelbagai ciri yang berguna untuk aplikasi video:

• julat dinamik yang tinggi dan ruang warna,
• mod pengekodan tanpa kerugian,
• penstriman adaptif dan skalabiliti pengekod.

Ia menyokong piksel bukan persegi, segi empat sama bertindih warna atau nilai kecerahan yang berbeza, kaedah pengekodan ramalan temporal (seperti pampasan gerakan) serta kaedah pengekodan ramalan intra (seperti transformasi kosinus diskret). VP9 juga mempunyai keupayaan untuk mengekod imej dengan sehingga 8 bit kedalaman warna setiap piksel. Format ini membolehkan kualiti gambar yang lebih baik melalui butiran visual seperti tahap hingar yang berkurangan dan tepi yang lebih tajam berbanding codec terdahulu yang lain.

Apabila menyahkod strim VP9, ​​peranti pengguna melakukan semua kerja untuk menyahkodnya semula ke dalam satu bingkai video. Ini menjadikannya pantas untuk mengakses dan membolehkan main balik yang lebih pantas berbanding dengan beberapa codec lain disebabkan olehnya keperluan memori yang rendah. Ini terpakai terutamanya apabila pengguna dalam talian mengakses berbilang aliran sekali gus daripada berbilang sumber; mereka boleh berbuat demikian tanpa mempunyai semua sumber pengkomputeran mereka terikat dalam penyahkodan setiap satu secara berasingan. Selain itu, penghantaran menggunakan format fail biasa seperti MP4 membantu membolehkan keserasian antara peranti atau platform yang mungkin tidak dapat melihat kandungan yang dikodkan dalam format lain seperti WebM atau MKV.

Codec dan Kualiti Video

Codecs adalah bahagian penting dalam pengekodan dan penyahkodan video, yang boleh menjejaskan kualiti video. Codec digunakan untuk memampatkan dan menyahmampat fail video, dan jenis codec yang anda pilih boleh menjejaskan saiz dan kualiti video.

Dalam artikel ini, kita akan membincangkan pelbagai jenis codec dan bagaimana ia boleh menjejaskan kualiti video:

Kadar Bit

Kadar Bit ialah ukuran berapa banyak maklumat yang diperlukan oleh codec untuk mewakili video tertentu. Diukur dalam bit sesaat, kadar bit boleh menjejaskan kedua-dua kualiti video and berapa besar saiz failnya.

Semakin tinggi kadar bit, semakin tinggi lebih terperinci boleh disertakan dalam proses pengekodan (atau pemampatan). dan dengan itu kualiti gambar yang lebih baik yang anda akan dapat. Walau bagaimanapun, ini juga bermakna bahawa fail yang lebih besar perlu disimpan atau dihantar. Jika anda menghantar video anda melalui sebarang jenis rangkaian digital (seperti internet), anda mungkin mendapati bahawa kadar bit yang lebih tinggi menyebabkan peningkatan ketara dalam kependaman atau masa penimbalan.

Faktor lain yang mempengaruhi kadar bit ialah resolusi - apabila resolusi meningkat, begitu juga saiz fail - tetapi ini bergantung pada ciri lain seperti codec yang digunakan, kadar bingkai dan saiz bingkai. Secara umum, kadar bit yang lebih rendah cenderung untuk memberikan kualiti video yang lebih rendah walaupun faktor lain seperti peleraian adalah tinggi.

Codec semuanya mempunyai julat ideal yang dicadangkan mereka sendiri untuk kualiti gambar terbaik dan penggunaan data paling sedikit jadi pastikan anda melihat pengekod pilihan anda semasa proses pemampatan.

Resolusi

Resolusi ialah ukuran maklumat video dari segi piksel, dan ia merupakan salah satu faktor utama yang menentukan kualiti video. Adalah penting untuk memahaminya peleraian yang lebih tinggi akan sentiasa menghasilkan video yang kelihatan lebih baik kerana terdapat lebih banyak piksel bersesak dalam setiap bingkai. Resolusi yang paling biasa digunakan dalam penstriman dalam talian ialah 1920 × 1080 (HD Penuh) and 1280 × 720 (HD).

Video dengan resolusi yang lebih tinggi memerlukan lebih banyak kuasa pemprosesan, yang boleh menyebabkan isu keserasian jika sistem pengguna tidak dikemas kini. Video dengan resolusi lebih tinggi juga bermakna fail yang lebih besar yang memerlukan codec yang lebih baik untuk dapat dimainkan dengan betul pada semua peranti. Codec industri yang biasa digunakan untuk penstriman dalam talian termasuk H.264 atau AVC, VP8, VP9 dan HLS atau Apple HLS (Strim Langsung HTTP).

Bergantung pada aplikasi anda dan jenis peranti yang anda rancang untuk menghantar kandungan anda akan menentukan codec yang terbaik untuk anda.

Akhirnya, jika anda mempunyai persediaan pengekodan yang sesuai yang menampilkan ciri codec terbaik tersedia maka anda sepatutnya tiada masalah untuk menghantar video berkualiti tinggi pada sebarang resolusi yang tidak akan mengalami masalah penimbalan atau main balik lain sambil mengekalkan tahap kesetiaan visual yang baik.

Kadar Bingkai

Frame rate ialah faktor utama dalam hal kualiti video dan codec. Ia ialah ukuran bilangan bingkai individu yang ditangkap dalam satu saat, biasanya diukur dalam bingkai sesaat (FPS). Lebih tinggi kadar bingkai, lebih lancar rakaman akan dipaparkan. Kadar bingkai yang rendah mengakibatkan video berombak, manakala kadar bingkai yang lebih tinggi adalah lebih berkesan dalam menyediakan imej cecair.

Sebagai contoh, apabila merakam dengan kamera 8 FPS berbanding kamera 30 FPS, kamera 8 FPS akan menghasilkan rakaman yang lebih baik kerana bilangan bingkai sesaat yang lebih rendah. Sebaliknya, kamera 30 FPS menghasilkan rakaman yang lebih lancar dengan lebih banyak gerakan kabur di antara mereka berbanding kamera 8 FPS kerana akan terdapat tiga kali lebih banyak bingkai yang ditangkap.

Selain itu, codec yang berbeza memerlukan kadar bingkai minimum atau maksimum yang berbeza untuk hasil yang optimum. Jika digunakan secara tidak betul atau tanpa mengetahui keperluan codec anda untuk keserasian kadar bingkai, kualiti video anda mungkin terjejas. Kadar bingkai standard yang paling biasa untuk kebanyakan format video semasa dan pengalaman menonton ialah 24 fps (filem) dan 30 fps (rancangan TV). Walau bagaimanapun, sesetengah codec boleh menyokong yang lebih tinggi juga - seperti 48 fps atau bahkan 60 fps – sambil memberikan visual dan kelancaran yang unggul berbanding rakan sejawat mereka yang lebih rendah.

Kesimpulan

Kesimpulannya, memahami codec adalah bahagian penting dalam membuat dan melihat video pada peranti digital kami. Mengetahui asas codec audio dan video, takrifan mereka dan perbezaan ketara antara mereka boleh membantu kami membuat keputusan yang lebih bermaklumat apabila memilih dan melihat media digital. Selain itu, mempunyai gambaran umum tentang codec video yang paling popular digunakan juga boleh memberi kami lebih pemahaman tentang cara codec yang berbeza boleh mengubah rupa dan bunyi video.

Akhir sekali, adalah berguna untuk mengingati perkara itu bukan semua codec video adalah serasi silang—bermaksud bahawa video tertentu yang memerlukan satu codec mungkin tidak dimainkan dengan betul pada peranti lain jika ia tidak mengenali jenis tertentu itu. Nasib baik, kami kini mempunyai lebih banyak pilihan berbanding sebelum ini untuk melihat kandungan digital kegemaran kami—termasuk keserasian yang lebih baik merentas berbilang platform. Jadi luangkan masa anda meneliti format yang sesuai untuk anda dan ketahui yang mana satu yang paling sesuai untuk keperluan anda!

Hai, saya Kim, seorang ibu dan peminat gerakan henti dengan latar belakang dalam penciptaan media dan pembangunan web. Saya mempunyai minat yang besar untuk melukis dan animasi, dan kini saya menyelam terlebih dahulu ke dunia gerakan henti. Dengan blog saya, saya berkongsi pembelajaran saya dengan anda semua.