Кодеци: шта су они у видеу?

би ким Ажурирано: Јун 27, 2022

Кодеки су важан део процеса производње видео записа. Кодеци су скуп алгоритама на које смо навикли компримовати и декомпресовати видео и аудио датотеке. Кодек је кључан за смањење величине датотека, омогућавајући вам да их брже преносите и чувате.

У овом чланку ћемо вам представити шта су кодеци, како раде, И њихови значај у процесу видео продукције.

Дефиниција кодека

Кодек је технологија која кодира видео, аудио и токове података у дигиталном облику. Кодеци компресују податке тако да заузимају мање простора у складишту или за пренос, а такође побољшавају квалитет видео или аудио тока побољшањем визуелног или звука.

Кодеци се интензивно користе у онлајн дистрибуцији филмова, ТВ-а и музике. Услуге онлајн стримовања као што су Нетфлик, Амазон Приме Видео и Спотифи користе кодеке да компримују свој садржај без угрожавања квалитета. Кодирање видео записа са напредним кодецима може их учинити мањим, а да се и даље очува квалитет оригиналног изворног материјала. Ово омогућава сервисима за стриминг да лако дистрибуирају видео записе корисницима без наметања огромних трошкова пропусног опсега њиховим мрежама или инфраструктури.

Поред омогућавања ефикасног складиштења и преноса, кодеци могу пружити неколико других предности провајдерима онлајн стриминга као што су:

• Брже време учитавања
• Побољшана енергетска ефикасност
• Боља скалабилност
• Повећана компатибилност уређаја

Кодеци се такође могу користити у безбедносне сврхе од стране шифровање датотека садржаја тако да им могу приступити само овлашћени корисници.

Улога кодека у видеу

Кодеки, скраћеница од “кодер-декодер”, су алгоритми одговорни за компресију и декомпресију видео и аудио датотека. Коришћењем специјализованих техника компресије, кодеци су у стању да минимизирају величину видео и аудио датотека без значајног губитка квалитета. Ово омогућава веће брзине отпремања и преузимања – било да стримујете филм или играте игрицу на мрежи – као и да заузимају много мање простора на чврстом диску.

Поред тога, кодеци се такође користе приликом снимања и накнадне обраде видео података како би се креирале слике највеће могуће резолуције са различитим брзинама кадрова, брзином битова, дубином боје итд. Кодеци одређују који тип технологије снимања ће се користити – нпр. 4K резолуцију или ХД – да бисте оптимизовали искуство гледања. У зависности од специфичних захтева за сваку апликацију, доступно је неколико различитих типова кодека као што су:

• Х264/АВЦ
• .265/ХЕВЦ
• ВЦ-1/ВМВ9
• МПЕГКСНУМКС
• ВП8/ВП9

Кодек функционише тако што компримује улазни ток (тј. видео или аудио) у мање величине датотека којима се може ефикасније управљати преко мрежа или чувати на локалним дисковима; ово је познато као шифровање. Супротно томе, приликом репродукције (на пример, када се видео стримује на мрежи), компресовани фајлови морају да се конвертују назад у њихов оригинални формат високог квалитета који се постиже декодирање кодиране информације од раније; овај процес је познат као декодирање. Уз помоћ одговарајућег хардвера (као што су графичке картице итд.), хардверски потпомогнуто кодирање могу значајно побољшати брзину кодирања уз минималан губитак у квалитету – што их чини погодним за апликације са високим број слика захтеве као што су услуге стримовања у реалном времену или игре у облаку.

Врсте кодека

Кодеки су жила куцавица видео садржаја – они одређују како се видео снимци компримују, декомпресују и преносе. Омогућавају нам да гледамо видео записе различитих величина и резолуције на скоро сваком уређају. На располагању је много различитих типова кодека, од којих сваки игра различиту улогу у процесу гледања видео садржаја.

У овом чланку ћемо детаљније погледати најчешћи типови кодека:

Лосси Цодецс

Кодеци са губитком су стандарди компресије који смањују квалитет оригиналног видеа, жртвујући квалитет слике и податке ради величине датотеке. Циљ је да видео стреам буде довољно мали да би се могао брзо и ефикасно гледати или преузимати. У поређењу са кодецима без губитака, кодеци са губицима обично производе мање датотеке са мање података, али то долази на рачун оштрине и укупне верности.

Два најчешћа типа кодека са губицима су унутар оквира or константан битрате (ЦБР) интерфраме or варијабилни битрате (ВБР). Кодирање унутар оквира бележи цео оквир садржаја као једну јединицу унутар сваке компресоване датотеке; ово резултира великим датотекама, али мање артефаката између сваког кадра и квалитетнијим сликама у целини. Међуоквирно кодирање дели оквире садржаја на секције како би се омогућило више компресованих секција без приметне промене између оквира; резултирајуће датотеке обично имају мање величине него унутар оквира, али и више артефаката између оквира.

Популарни примери кодека са губицима укључују : МПЕГ-КСНУМКС АВЦ / Х.КСНУМКС, МПЕГ-КСНУМКС Х.КСНУМКС / ХЕВЦ, Виндовс Медиа Видео 9 (ВМВ9), РеалВидео 9 (РВ9), ДивКс, Ксвид ВП8/ВП9. Они су постали све популарнији у апликацијама за стриминг видео записа као што је ИоуТубе због њихове способности да брзо компресују велике количине података без значајног жртвовања у квалитету слике – посетиоци могу да гледају дугачке видео записе са релативно ниском пропусношћу везе, док задржавају разумну визуелну јасноћу.

Кодеци без губитака

Видео кодеци су врста рачунарског софтвера који се користи за компресију или кодирање дигиталних видео података. Овај процес је неопходан када се ради са великим дигиталним датотекама како би се смањила величина датотеке и повећала брзина преузимања, преноса или стримовања датотеке. Кодеци су подељени у две различите категорије: губитнички без губитака кодеци.

Кодеци без губитака обезбеђују тачну дигиталну реплику датотеке након кодирања обезбеђујући потпуну тачност података, што омогућава тачно дигитално умножавање током декомпресије. Заузима више простора од компресија са губицима али такође не укључује сопствену дисторзију као и лако дозвољава уређивање звука/слика без икаквог компромиса у квалитету. Кодеци без губитака укључују алгоритме као што су:

• ЛЗВ
• ЈПЕГ ЛС
• АПЕ
• Алач
• МПЕГ-4 АЛС

Хардверски кодеци

Хардверски кодеци су кодеци који користе наменске хардверске ресурсе за кодирање и декодирање видео сигнала. Неки релативно нови рачунарски системи, као што су лаптопови, укључују хардверски базиран видео кодер који се може користити за убрзање процеса кодирања. Ове јединице су веома ефикасне и могу да пруже значајне предности у перформансама у односу на кодеке засноване на софтверу. Поред тога, постоје неки самостални хардверски кодеци који нуде резултате професионалног квалитета за апликације за емитовање/стриминг.

Два главна типа хардверских кодека су Компресија/кодирање Децодинг Цодецс:

• Кодеци за компресију/кодирање: Ови уређаји често долазе са сопственим софтвером, мада могу бити доступне и друге опције. Они користе специјализоване компоненте за обављање видео кодирања при веома великој брзини без трошења много енергије или ЦПУ снага у односу на софтверске енкодере. Као и софтверски кодери, они ће обично производити различите излазне формате као што су Х.264 или МПЕГ-2/4 формати.
• Децодинг Цодецс: Такође познати као картице за декодирање или акцелератори за декодирање, ови уређаји имају моћне наменске чипове дизајниране посебно за декодирање компресованих видео сигнала у реалном времену без трошења превише системских ресурса (ЦПУ снага). Наменске картице за декодирање су уобичајене у професионалним окружењима где велики број видео записа треба брзо да се декомпримује са минималним утицајем на перформансе и стабилност система.

Популарни кодеци

Кодеки су неопходни за свакога ко ради са видео медијима. Они су састојци ваше видео датотеке, састојци који омогућавају видео плејеру да разликује видео и аудио, и методе компресије података како би се лакше ускладиштили и стримовали. Доступни су различити кодеци и потребно је изабрати прави за ваш пројекат.

У овом одељку ћемо разговарати о најпопуларнији кодеци:

Х.КСНУМКС

Х.КСНУМКС (Такође познат као АВЦ МПЕГ-КСНУМКС) је један од најпопуларнијих кодека за кодирање дигиталних видео датотека за употребу у разним апликацијама – од сервиса за стримовање преко Блу-раи плејера до паметних телефона. Његова способност да компримује видео високог квалитета у релативно мале величине датотека чини га једним од најчешће коришћених и најразноврснијих кодека на тржишту данас.

Х.264 функционише тако што разбија дигиталне оквире у блокове 8×8 пиксела, а затим их компримује низом различитих алгоритама. Пошто је Х.264 толико ефикасан, може да креира дигитални видео веома високог квалитета чак и при веома малим брзинама битова, што га чини идеалним за широк спектар апликација од ХДТВ емитовања до потрошачких медијских плејера и сервиса за стриминг са паметних телефона/таблета.

Х.264 пружа подршку и за прогресивно скенирање (где сви редови слике почињу да се скенирају одједном) и видео с испреплетеним скенирањем, иако већина модерних кодека подржава само прогресивно скенирање јер су ефикаснији у смислу величине датотеке и коришћења пропусног опсега. Х.264 је такође способан да обрађује резолуције до 4К (4096×2160 пиксела), осигуравајући да остане релевантан јер се све више креатора садржаја креће ка већим резолуцијама током времена.

Уз његову ефикасност, једна од главних предности Х.264 је чињеница да су га већ усвојили многи произвођачи уређаја, што корисницима олакшава слање садржаја између уређаја без бриге о проблемима компатибилности или некомпатибилним софтверским/хардверским конфигурацијама. Из тог разлога, Х.264 и даље остаје важан кодек за широк спектар уређаја и апликација данас, упркос новијим доступним опцијама као што су ХЕВЦ (видео кодирање високе ефикасности).

Х.КСНУМКС

Х.КСНУМКС, такође познат као Високо ефикасно видео кодирање (ХЕВЦ), је стандард видео компресије који обезбеђује ефикасније кодирање од свог претходника, Х.264/МПЕГ-4 АВЦ (напредно видео кодирање). Подржава резолуцију 8К и може компримовати видео датотеке до дупло ефикасније као претходни стандард – са до 40 посто више задржавања квалитета него његов претходник.

Х.265 је природни наследник Х.264/МПЕГ-4 АВЦ, пружајући веће могућности компресије уз минималне компликације и глаткију репродукцију на уређајима за репродукцију као што су телевизори, паметни телефони, лаптопови и таблети. То је формат отвореног кода погодан за све врсте садржаја – од ТВ емитовања до стримовања видео записа преко интернета и Блу-раи дискова – омогућавајући креаторима садржаја да испоруче максимални квалитет видеа уз минимизирање трошкова пропусног опсега.

Флексибилност Х.265 омогућава да се користи у широком спектру апликација као што су:

• Емитовање телевизије (укључујући 4К или чак 8К)
• Стреаминг и комуникационе услуге укључујући оне за мобилне и сателитске уређаје
• Искуства виртуелне стварности
• Примене у здравству
• Нови ХЕИФ формат слике – омогућава да се слике снимљене дигиталним фотоапаратима или телефонима са камерама компресују даље него икада раније без губитка детаља слике.

ВП9

ВП9 је отворен и бесплатан видео кодек који је креирао Гоогле. Развијен за употребу у веб апликацијама, нуди најсавременију технологију са побољшаном компресијом за стримовање и преузимање при нижим брзинама преноса.

ВП9 такође има различите функције које су корисне за видео апликације:

• висок динамички опсег и простори боја,
• режим кодирања без губитака,
• прилагодљив стриминг и скалабилност кодера.

Подржава неквадратне пикселе, квадрате који се преклапају различитих боја или вредности осветљености, методе кодирања за временско предвиђање (као што је компензација покрета) као и методе кодирања унутар предвиђања (као што су дискретне косинусне трансформације). ВП9 такође има могућност да кодира слике са до 8 бита дубине боје по пикселу. Формат омогућава бољи квалитет слике кроз визуелне детаље као што су смањени нивои шума и оштрије ивице у односу на друге претходне кодеке.

Када декодира ВП9 стреам, корисников уређај обавља сав посао да га декодира назад у један кадар видео записа. Ово му чини брзим приступом и омогућава бржу репродукцију него код неких других кодека ниски захтеви за меморијом. Ово се посебно односи када корисници на мрежи приступају више стримова одједном из више извора; они то могу учинити без да сви њихови рачунарски ресурси буду везани за декодирање сваког појединачно. Поред тога, испорука помоћу уобичајеног формата датотеке као што је МПКСНУМКС помаже да се омогући компатибилност између уређаја или платформи које иначе не би могле да виде садржај кодиран у другим форматима као што су ВебМ или МКВ.

Кодеци и квалитет видеа

Кодеки су важан део кодирања и декодирања видео записа, што може утицати на квалитет видео записа. Кодеци се користе за компресију и декомпресију видео датотека, а тип кодека који одаберете може утицати на величину и квалитет видео записа.

У овом чланку ћемо разговарати о различитим типовима кодека и како могу утицати на квалитет видео записа:

битрате

битрате је мера колико информација треба кодеку да би представио дати видео. Измерено у битовима у секунди, брзина у битовима може утицати на оба квалитет видео записа колика ће бити његова величина датотеке.

Што је већа брзина у битовима, то више детаља може бити укључено у процес кодирања (или компресије). а самим тим и бољи квалитет слике коју ћете добити. Међутим, то такође значи да ће веће датотеке морати да се чувају или преносе. Ако шаљете свој видео преко било које врсте дигиталне мреже (као што је интернет), можда ћете открити да веће брзине преноса узрокују приметно повећање латенције или времена баферовања.

Други фактор који утиче на брзину преноса је резолуција – како се резолуције повећавају, повећава се и величина датотеке – али то зависи од других карактеристика као што су коришћени кодеци, брзина кадрова и величине оквира. Генерално, ниже брзине преноса имају тенденцију да дају видео записе лошијег квалитета чак и ако су други фактори попут резолуције високи.

Сви кодеци имају сопствени предложени идеални опсег за најбољи квалитет слике и најмања употреба података па обавезно погледајте своје жељене енкодере током процеса компресије.

Резолуција

Резолуција је мера информација о видео снимку у смислу пиксела и један је од примарних фактора који одређују квалитет видеа. Важно је то разумети веће резолуције ће увек производити видео записе бољег изгледа јер једноставно има више пиксела угураних у сваки кадар. Најчешће резолуције које се користе у онлајн стримингу су 1920 × 1080 (Фулл ХД) 1280 × 720 (ХД).

Видео запис веће резолуције захтева више процесорске снаге, што може изазвати проблеме са компатибилношћу ако систем корисника није ажуриран. Видео снимци веће резолуције такође значе веће датотеке за које је потребан бољи кодек да би се могли правилно репродуковати на свим уређајима. Уобичајени кодеци у индустрији који се користе за онлајн стриминг укључују Х.264 или АВЦ, ВП8, ВП9 и ХЛС или Аппле ХЛС (ХТТП стриминг уживо).

У зависности од ваше апликације и типа уређаја на који планирате да испоручите свој садржај, одредиће који кодек је најбољи за вас.

На крају крајева, ако имате одговарајуће подешавање кодирања које садржи најбољи доступни кодек онда не би требало да имате проблема са испоруком видео снимци високог квалитета у било којој резолуцији који неће патити од баферовања или других проблема са репродукцијом, а да притом очува добар ниво визуелне верности.

Број слика

Фраме рате је кључни фактор када је у питању квалитет видеа и кодеци. То је мера колико појединачних кадрова буде снимљено у једној секунди, обично се мери у фрејмова у секунди (ФПС). Што је већа брзина кадрова, то ће снимак изгледати глаткији. Ниска брзина кадрова доводи до испрекиданог видеа, док су веће брзине кадрова ефикасније у пружању течне слике.

На пример, када снимате камером од 8 ФПС у односу на камеру од 30 ФПС, камера од 8 ФПС ће произвести исецканије снимке због мањег броја кадрова у секунди. С друге стране, камера од 30 ФПС производи глаткије снимке са више замућења покрета између њих него камера од 8 ФПС, јер би било три пута више снимљених кадрова.

Поврх тога, различити кодеци захтевају различите минималне или максималне брзине кадрова за оптималне резултате. Ако се користи неправилно или без познавања захтева вашег кодека за компатибилност брзине кадрова, квалитет вашег видеа може да пати. Најчешћи стандардни број кадрова за најсавременије видео формате и искуства гледања су 24 фпс (филмови) и 30 фпс (ТВ емисије). Међутим, неки кодеци могу подржати и више кодеке – као нпр 48 фпс или чак 60 фпс – док пружају супериорне визуелне ефекте и глаткоћу у поређењу са њиховим нижим колегама.

Zakljucak

У закључку, разумевање кодека је важан део креирања и гледања видео записа на нашим дигиталним уређајима. Познавање основа аудио и видео кодека, њихових дефиниција и значајних разлика између њих може нам помоћи да донесемо одлуку на основу бољег информисања када бирамо и гледамо дигиталне медије. Поред тога, имајући општи преглед најпопуларнији видео кодеци такође може да нам пружи више разумевања о томе како различити кодеци могу да промене изглед и звук видеа.

Коначно, корисно је то имати на уму нису сви видео кодеци међусобно компатибилни— што значи да се одређени видео снимци за које је потребан један кодек можда неће правилно репродуковати на другом уређају ако не препознаје тај одређени тип. Срећом, сада имамо више опција него икада када је у питању гледање нашег омиљеног дигиталног садржаја — укључујући бољу компатибилност на више платформи. Зато одвојите време истражујући прави формат за вас и сазнајте који од њих најбоље одговара вашим потребама!

Здраво, ја сам Ким, мама и заљубљеник у стоп-мотион са искуством у креирању медија и развоју веба. Имам огромну страст за цртање и анимацију, а сада зарањам главом у свет стоп-моутион-а. Са својим блогом, делим своја сазнања са вама.