Mga Codec: Ano Sila sa Video?

ni kim Nai-update: Hunyo 27, 2022

Mga Codec ay isang mahalagang bahagi ng proseso ng paggawa ng video. Ang mga codec ay isang hanay ng mga algorithm na nakasanayan na i-compress at i-decompress ang mga video at audio file. Ang isang codec ay mahalaga para sa pagbawas ng laki ng mga file, na nagbibigay-daan sa iyong ilipat at iimbak ang mga ito nang mas mabilis.

Sa artikulong ito, ipapakilala namin kung ano ang mga codec, kung paano gumagana ang mga ito, at ang kanilang kahalagahan sa proseso ng paggawa ng video.

Kahulugan ng Codec

Isang codec ay isang teknolohiyang nag-encode ng video, audio at data stream sa digital form. Pinipilit ng mga codec ang data upang mas kaunting espasyo ang ginagamit nito sa storage o para sa paghahatid, at pinapahusay din ang kalidad ng isang video o audio stream sa pamamagitan ng pagpapahusay sa mga visual o tunog nito.

Malawakang ginagamit ang mga codec sa online na pamamahagi ng pelikula, TV at musika. Mga serbisyong online streaming gaya ng Netflix, Amazon Prime Video at Spotify gumamit ng mga codec upang i-compress ang kanilang nilalaman nang hindi nakompromiso ang kalidad. Ang pag-encode ng mga video gamit ang mga advanced na codec ay maaaring gawing mas maliit ang mga ito sa laki habang pinapanatili pa rin ang kalidad ng orihinal na pinagmulang materyal. Nagbibigay-daan ito sa mga serbisyo ng streaming na madaling ipamahagi ang mga video sa mga customer nang hindi nagpapataw ng malaking gastos sa bandwidth sa kanilang mga network o imprastraktura.

Bilang karagdagan sa pagpapagana ng mahusay na pag-iimbak at paghahatid, ang mga codec ay maaaring magbigay ng ilang iba pang mga benepisyo sa mga online streaming provider tulad ng:

• Mas mabilis na oras ng paglo-load
• Pinahusay na kahusayan ng enerhiya
• Mas mahusay na scalability
• Tumaas na compatibility ng device

Ang mga codec ay maaari ding gamitin para sa mga layunin ng seguridad sa pamamagitan ng pag-encrypt ng mga file ng nilalaman upang ang mga awtorisadong user lamang ang makaka-access sa kanila.

Ang Papel ng mga Codec sa Video

Mga Codec, isang abbreviation ng "coder-decoder", ay mga algorithm na responsable para sa pag-compress at pag-decompress ng mga video at audio file. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga espesyal na diskarte sa compression, nagagawa ng mga codec na i-minimize ang laki ng mga video at audio file nang hindi gaanong nawawala ang kalidad. Ito ay nagbibigay-daan sa mas mabilis na pag-upload at pag-download ng mga bilis - kung ikaw ay nagsi-stream ng pelikula o naglalaro ng isang laro online- pati na rin ang pagkuha ng mas kaunting espasyo sa iyong hard drive.

Bukod pa rito, ginagamit din ang mga codec kapag nagre-record at nagpoproseso pagkatapos ng data ng video upang lumikha ng mga larawang may pinakamataas na resolution na posible na may iba't ibang frame rate, bitrate, lalim ng kulay atbp. Tinutukoy ng mga codec kung aling uri ng teknolohiya sa pag-record ang gagamitin – hal, 4K resolution o HD – para ma-optimize ang karanasan sa panonood. Depende sa mga partikular na kinakailangan para sa bawat application, mayroong ilang iba't ibang uri ng mga codec na available gaya ng:

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

Gumagana ang isang codec sa pamamagitan ng pag-compress ng input stream (ibig sabihin, video o audio) sa mas maliliit na laki ng file na maaaring pamahalaan nang mas mahusay sa mga network o naka-imbak sa mga lokal na drive; ito ay kilala bilang pag-encode. Sa kabaligtaran sa pag-playback (halimbawa kapag nag-stream ng mga video online), ang mga naka-compress na file ay kailangang i-convert pabalik sa kanilang orihinal na mataas na kalidad na format na nakakamit ng pag-decode ang naka-encode na impormasyon mula sa dati; ang prosesong ito ay kilala bilang pag-decode. Sa tulong ng naaangkop na hardware (tulad ng mga graphics card atbp.), hardware assisted encoding ay maaaring mapabuti ang bilis ng pag-encode nang malaki sa kaunting pagkawala sa kalidad – na ginagawang angkop ang mga ito para sa mga application na may mataas frame rate mga kinakailangan gaya ng real-time na mga serbisyo ng streaming o cloud gaming.

Mga Uri ng Codec

Mga Codec ay ang lifeblood ng nilalamang video - tinutukoy nila kung paano na-compress, na-decompress, at ipinapadala ang mga video. Nagbibigay-daan ito sa amin na manood ng mga video na may iba't ibang laki at resolution sa halos anumang device. Mayroong maraming iba't ibang uri ng mga codec na magagamit, bawat isa ay gumaganap ng ibang papel sa proseso ng panonood ng nilalamang video.

Sa artikulong ito, titingnan natin nang mas malalim ang pinakakaraniwang uri ng mga codec:

Mga Lossy Codec

Ang mga lossy codec ay mga pamantayan ng compression na nagpapababa sa kalidad ng orihinal na video, nagsasakripisyo ng kalidad ng imahe at data para sa kapakanan ng laki ng file. Ang layunin ay gawing sapat ang maliit na stream ng video upang matingnan o ma-download ito nang mabilis at mahusay. Kung ihahambing sa mga lossless na codec, ang mga lossy codec ay karaniwang gumagawa ng mas maliliit na file na may mas kaunting data, ngunit ito ay dumating sa gastos ng katalinuhan at pangkalahatang katapatan.

Ang dalawang pinakakaraniwang uri ng lossy codec ay intraframe or pare-pareho ang bitrate (CBR) at interframe or variable bitrate (VBR). Itinatala ng Intraframe coding ang isang buong frame ng nilalaman bilang isang yunit sa loob ng bawat naka-compress na file; nagreresulta ito sa malalaking file ngunit mas kaunting mga artifact sa pagitan ng bawat frame at mas mataas na kalidad ng mga imahe sa pangkalahatan. Hinahati ng interframe coding ang mga frame ng nilalaman sa mga seksyon upang payagan ang higit pang mga naka-compress na seksyon nang walang kapansin-pansing pagbabago sa pagitan ng mga frame; Ang mga resultang file ay may posibilidad na magkaroon ng mas maliit na laki kaysa sa mga intraframe ngunit mas maraming artifact sa pagitan ng mga frame.

Kabilang sa mga sikat na halimbawa ng lossy codec MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 at H.265 / HEVC, Windows Media Video 9 (WMV9), RealVideo 9 (RV9), Divx, Xvid at VP8/VP9. Ang mga ito ay naging lalong popular sa mga application ng video streaming tulad ng YouTube dahil sa kanilang kakayahang mag-compress ng malaking halaga ng data nang mabilis nang walang makabuluhang sakripisyo sa kalidad ng larawan - ang mga bisita ay maaaring manood ng mahahabang video na may medyo mababang bandwidth na koneksyon habang pinapanatili ang makatwirang visual na kalinawan.

Mga Lossless Codec

Ang mga video codec ay isang uri ng computer software na ginagamit para sa digital video data compression, o encoding. Ang prosesong ito ay kinakailangan kapag nagtatrabaho sa malalaking digital na file upang bawasan ang laki ng file at pataasin kung gaano kabilis ang pag-download, paglilipat o pag-stream ng file. Ang mga codec ay nahahati sa dalawang magkakaibang kategorya: talo at lossless mga codec

Ang mga lossless na codec ay nagbibigay ng eksaktong digital replica ng isang file pagkatapos ng pag-encode sa pamamagitan ng pagbibigay ng kumpletong katumpakan ng data, na nagbibigay-daan para sa eksaktong digital na pagdoble sa panahon ng decompression. Ito ay tumatagal ng mas maraming espasyo kaysa nawawalang compression ngunit hindi rin kasama ang sarili nitong pagbaluktot pati na rin ang madaling pagpayag sa mga pag-edit ng audio/imahe nang walang anumang kompromiso sa kalidad. Kasama sa mga lossless na codec ang mga algorithm tulad ng:

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

Mga Codec ng Hardware

Mga hardware codec ay mga codec na gumagamit ng mga nakalaang mapagkukunan ng hardware upang mag-encode at mag-decode ng mga signal ng video. Ang ilang medyo bagong computer system, gaya ng mga laptop, ay may kasamang hardware-based na video encoder unit na maaaring magamit upang mapabilis ang proseso ng pag-encode. Ang mga unit na ito ay napakahusay at maaaring magbigay ng makabuluhang mga benepisyo sa pagganap kaysa sa mga codec na nakabatay sa software. Bilang karagdagan, umiiral ang ilang standalone na hardware codec na nag-aalok ng mga propesyonal na resulta ng kalidad para sa mga broadcast/streaming na application.

Ang dalawang pangunahing uri ng hardware codec ay Compression/Encoding at Pag-decode ng mga Codec:

• Mga Codec ng Compression/Encoding: Ang mga device na ito ay kadalasang kasama ng kanilang sariling pagmamay-ari na software, kahit na ang iba pang mga opsyon ay maaaring available din. Gumagamit sila ng mga espesyal na bahagi upang magsagawa ng pag-encode ng video sa napakataas na bilis nang hindi kumukonsumo ng maraming kapangyarihan o lakas ng CPU kaugnay sa mga software encoder. Tulad ng mga software encoder, kadalasan ay gumagawa sila ng iba't ibang mga format ng output gaya ng H.264 o MPEG-2/4 format.
• Pag-decode ng mga Codec: Kilala rin bilang mga decoding card o decoding accelerators, ang mga device na ito ay nagtatampok ng malalakas na dedikadong chips na partikular na idinisenyo para sa pag-decode ng mga naka-compress na video signal sa real time nang hindi kumukonsumo ng masyadong maraming mapagkukunan ng system (lakas ng CPU). Ang mga dedikadong decoding card ay karaniwan sa mga propesyonal na kapaligiran kung saan ang malaking bilang ng mga video ay kailangang ma-uncompress nang mabilis na may kaunting epekto sa performance at stability ng system.

Mga sikat na Codec

Mga Codec ay mahalaga para sa sinumang nagtatrabaho sa video media. Ang mga ito ay ang mga sangkap ng iyong video file, ang mga sangkap na nagbibigay-daan sa video player na makilala ang pagitan ng video at audio, at ang mga paraan ng pag-compress ng data upang gawing mas madali ang pag-imbak at pag-stream. Mayroong iba't ibang mga codec na magagamit, at ang tama para sa iyong proyekto ay kailangang piliin.

Sa seksyong ito, tatalakayin natin ang pinakasikat na codec:

H.264

H.264 (Kilala rin bilang MPEG-4 AVC) ay isa sa mga pinakasikat na codec para sa pag-encode ng mga digital na video file para magamit sa iba't ibang mga application – mula sa mga serbisyo ng streaming hanggang sa mga Blu-ray player hanggang sa mga smartphone. Ang kakayahan nitong i-compress ang mataas na kalidad na video sa medyo maliit na laki ng file ay ginagawa itong isa sa pinakamalawak na ginagamit at maraming nalalaman na mga codec sa merkado ngayon.

Gumagana ang H.264 sa pamamagitan ng paghahati-hati ng mga digital na frame sa 8×8 pixel block at pagkatapos ay i-compress ang mga ito gamit ang iba't ibang algorithm. Dahil napakahusay ng H.264, maaari itong lumikha ng napakataas na kalidad ng digital na video kahit na sa napakababang bitrate, na ginagawa itong perpekto para sa malawak na hanay ng mga application mula sa mga broadcast ng HDTV hanggang sa mga consumer media player at mga serbisyo ng streaming ng smartphone/tablet.

Ang H.264 ay nagbibigay ng suporta para sa parehong progresibong pag-scan (kung saan ang lahat ng mga linya ng isang imahe ay nagsisimulang mag-scan nang sabay-sabay) at interlaced scan na video, bagaman karamihan sa mga modernong codec ay sumusuporta lamang sa progresibong pag-scan dahil ang mga ito ay mas mahusay sa mga tuntunin ng laki ng file at paggamit ng bandwidth. Ang H.264 ay may kakayahang pangasiwaan ang mga resolusyon hanggang sa 4K (4096×2160 pixels), tinitiyak na ito ay nananatiling may-katuturan habang mas maraming tagalikha ng nilalaman ang lumilipat patungo sa mas malalaking resolusyon sa paglipas ng panahon.

Kasama ng kahusayan nito, ang isa sa mga pangunahing bentahe ng H.264 ay ang katotohanan na ito ay pinagtibay na ng maraming mga tagagawa ng device na ginagawang mas madali para sa mga user na magpadala ng nilalaman sa pagitan ng mga device nang hindi kailangang mag-alala tungkol sa mga isyu sa compatibility o hindi tugmang mga configuration ng software/hardware. Para sa kadahilanang ito, ang H.264 ay patuloy na nananatiling isang mahalagang codec para sa iba't ibang uri ng mga device at application ngayon, sa kabila ng mga mas bagong opsyon na available gaya ng HEVC (High Cfficiency Video Coding).

H.265

H.265, kilala din sa Mataas na Kakayahang Video Coding (HEVC), ay isang video compression standard na nagbibigay ng mas mahusay na coding kaysa sa hinalinhan nito, H.264/MPEG-4 AVC (Advanced na Video Coding). Sinusuportahan nito ang 8K na resolusyon at maaaring mag-compress ng mga video file hanggang sa dalawang beses nang mas mahusay bilang naunang pamantayan – na may hanggang sa 40 porsiyentong higit na pagpapanatili ng kalidad kaysa sa hinalinhan nito.

Ang H.265 ay ang natural na kahalili ng H.264/MPEG-4 AVC, na nagbibigay ng mas malaking kakayahan sa compression na may kaunting komplikasyon at mas maayos na pag-playback sa mga playback na device gaya ng mga telebisyon, smartphone, laptop at tablet. Ito ay isang open-source na format na angkop para sa lahat ng uri ng nilalaman - mula sa mga broadcast sa TV hanggang sa streaming ng mga video sa internet at mga Blu-ray disc - na nagpapahintulot sa mga tagalikha ng nilalaman na maghatid ng pinakamataas na kalidad ng video habang pinapaliit ang mga gastos sa bandwidth.

Ang flexibility ng H.265 ay nagbibigay-daan sa paggamit nito sa isang malawak na hanay ng mga application tulad ng:

• Broadcast television (kabilang ang 4K o kahit 8K)
• Mga serbisyo sa streaming at komunikasyon kabilang ang para sa mga mobile at satellite device
• Mga karanasan sa virtual reality
• Mga aplikasyon sa pangangalagang pangkalusugan
• Ang bagong format ng imahe ng HEIF – ginagawang posible para sa mga larawang nakunan mula sa mga digital still camera o camera phone na ma-compress nang higit pa kaysa dati nang hindi nawawala ang detalye ng larawan.

VP9

VP9 ay isang bukas at walang royalty na video codec na ginawa ng Google. Binuo para magamit sa mga web app, nag-aalok ito ng makabagong teknolohiya na may pinahusay na compression para sa streaming at pag-download sa mas mababang bitrate.

Nagtatampok din ang VP9 ng iba't ibang feature na kapaki-pakinabang para sa mga video application:

• mataas na dynamic na hanay at mga puwang ng kulay,
• lossless encoding mode,
• adaptive streaming at encoder scalability.

Sinusuportahan nito ang mga hindi parisukat na pixel, nagsasapawan ng mga parisukat na may iba't ibang kulay o mga halaga ng luminance, mga pamamaraan ng temporal na prediction coding (gaya ng motion compensation) pati na rin ang mga intra prediction coding na pamamaraan (gaya ng discrete cosine transforms). Ang VP9 ay mayroon ding kakayahan na mag-encode ng mga larawan na may hanggang sa 8 bits ng lalim ng kulay bawat pixel. Ang format ay nagbibigay-daan sa mas mahusay na kalidad ng larawan sa pamamagitan ng mga visual na detalye tulad ng pinababang antas ng ingay at mas matalas na mga gilid sa iba pang mga naunang codec.

Kapag nagde-decode ng VP9 stream, ginagawa ng device ng user ang lahat ng trabaho para i-decode ito pabalik sa isang frame ng video. Ginagawa nitong mabilis ang pag-access at nagbibigay-daan para sa mas mabilis na pag-playback kaysa sa ilang iba pang mga codec dahil dito mababang mga kinakailangan sa memorya. Nalalapat ito lalo na kapag ang mga online na user ay nag-a-access ng maraming stream nang sabay-sabay mula sa maraming pinagmumulan; magagawa nila ito nang hindi nakatali ang lahat ng kanilang mapagkukunan sa pag-compute sa pag-decode ng bawat isa nang hiwalay. Bilang karagdagan, ang paghahatid gamit ang isang karaniwang format ng file tulad ng MP4 tumutulong na paganahin ang compatibility sa pagitan ng mga device o platform na maaaring hindi matingnan ang content na naka-encode sa ibang mga format tulad ng WebM o MKV.

Mga Codec at Kalidad ng Video

Mga Codec ay isang mahalagang bahagi ng pag-encode at pag-decode ng video, na maaaring makaapekto sa kalidad ng video. Ginagamit ang mga codec upang i-compress at i-decompress ang mga video file, at ang uri ng codec na pipiliin mo ay maaaring makaapekto sa laki at kalidad ng video.

Sa artikulong ito, tatalakayin natin ang iba't ibang uri ng mga codec at kung paano sila makakaapekto sa kalidad ng isang video:

Bitrate

Bitrate ay isang sukatan kung gaano karaming impormasyon ang kailangan ng isang codec upang kumatawan sa isang partikular na video. Sinusukat sa mga bit bawat segundo, ang bitrate ay maaaring makaapekto sa parehong kalidad ng video at kung gaano kalaki ang laki ng file nito.

Kung mas mataas ang bitrate, ang mas maraming detalye ang maaaring isama sa proseso ng pag-encode (o compression). at sa gayon ang mas mahusay na kalidad ng larawan na makukuha mo. Gayunpaman, nangangahulugan din ito na ang mas malalaking file ay kailangang maimbak o ipadala. Kung ipinapadala mo ang iyong video sa anumang uri ng digital network (tulad ng internet), maaari mong makita na ang mas mataas na bitrate ay nagdudulot ng kapansin-pansing pagtaas sa latency o buffering time.

Ang isa pang salik na nakakaapekto sa bitrate ay ang resolution – habang tumataas ang mga resolution, tumataas din ang laki ng file – ngunit depende ito sa iba pang mga katangian tulad ng ginamit na mga codec, frame rate at laki ng frame. Sa pangkalahatan, ang mas mababang mga bitrate ay may posibilidad na magbigay ng mas mahihirap na kalidad ng mga video kahit na ang iba pang mga kadahilanan tulad ng resolution ay mataas.

Ang lahat ng mga codec ay may sariling iminungkahing perpektong hanay para sa pinakamahusay na kalidad ng larawan at hindi bababa sa paggamit ng data kaya siguraduhing tingnan ang iyong mga gustong encoder sa panahon ng proseso ng compression.

paglutas

Ang Resolution ay ang sukatan ng impormasyon ng isang video sa mga tuntunin ng mga pixel, at ito ay isa sa mga pangunahing salik na tumutukoy sa kalidad ng video. Mahalagang maunawaan iyon ang mas matataas na resolution ay palaging makakapagdulot ng mas magandang hitsura ng mga video dahil mas marami lang ang mga pixel na nakasiksik sa bawat frame. Ang pinakakaraniwang mga resolution na ginagamit sa online streaming ay 1920 × 1080 (Buong HD) at 1280 × 720 (HD).

Ang video na may mas mataas na resolution ay nangangailangan ng higit na lakas sa pagpoproseso, na maaaring magdulot ng mga isyu sa compatibility kung ang system ng user ay hindi napapanahon. Ang mas mataas na resolution ng mga video ay nangangahulugan din ng mas malalaking file na nangangailangan ng mas mahusay na codec upang makapag-play nang maayos sa lahat ng device. Kasama sa mga karaniwang industriyang codec na ginagamit para sa online streaming H.264 o AVC, VP8, VP9 at HLS o Apple HLS (HTTP Live Streaming).

Depende sa iyong application at sa uri ng device na pinaplano mong ihatid ang iyong content, matutukoy kung aling codec ang pinakamainam para sa iyo.

Sa huli, kung mayroon kang naaangkop na setup ng pag-encode na nagtatampok ng pinakamahusay na codec na magagamit tapos wala kang problema sa paghahatid mataas na kalidad na mga video sa anumang resolusyon na hindi magdurusa sa buffering o iba pang mga isyu sa pag-playback habang pinapanatili pa rin ang isang mahusay na antas ng visual fidelity.

Rate ng Frame

Rate ng Frame ay isang pangunahing salik pagdating sa kalidad ng video at mga codec. Ito ang sukatan kung gaano karaming indibidwal na mga frame ang nakukuha sa isang segundo, karaniwang sinusukat sa mga frame sa bawat segundo (FPS). Kung mas mataas ang frame rate, mas malinaw ang lalabas na footage. Ang mababang frame rate ay nagreresulta sa pabagu-bagong video, habang ang mas mataas na frame rate ay mas epektibo sa pagbibigay ng tuluy-tuloy na imahe.

Halimbawa, kapag nagre-record gamit ang 8 FPS camera kumpara sa 30 FPS camera, ang 8 FPS camera ay gagawa ng choppier footage dahil sa mas mababang bilang ng mga frame sa bawat segundo. Sa kabilang banda, ang isang 30 FPS camera ay gumagawa ng mas malinaw na footage na may mas maraming motion blur sa pagitan ng mga ito kaysa sa isang 8 FPS camera dahil magkakaroon ng tatlong beses na mas maraming mga nakunan na frame.

Higit pa rito, ang iba't ibang codec ay nangangailangan ng iba't ibang minimum o maximum na frame rate para sa mga pinakamainam na resulta. Kung ginamit nang hindi wasto o nang hindi nalalaman ang mga kinakailangan ng iyong codec para sa compatibility ng frame rate, maaaring maghina ang kalidad ng iyong video. Ang pinakakaraniwang karaniwang mga rate ng frame para sa karamihan sa mga kasalukuyang format ng video at mga karanasan sa panonood ay 24 fps (mga pelikula) at 30 fps (mga palabas sa TV). Gayunpaman, maaaring suportahan ng ilang codec ang mas matataas na mga codec – gaya ng 48 fps o kahit 60 fps – habang nagbibigay ng superior visual at smoothness kumpara sa kanilang mas mababang mga katapat.

Konklusyon

Sa konklusyon, ang pag-unawa sa mga codec ay isang mahalagang bahagi ng paggawa at panonood ng mga video sa aming mga digital na device. Ang pag-alam sa mga pangunahing kaalaman ng mga audio at video codec, ang kanilang mga kahulugan, at ang mga makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng mga ito ay makakatulong sa amin na gumawa ng isang mas may kaalamang desisyon kapag pumipili at tumitingin sa digital media. Bukod pa rito, ang pagkakaroon ng pangkalahatang pangkalahatang-ideya ng pinakasikat na ginagamit na video codec ay maaari ding magbigay sa amin ng higit pang pag-unawa sa kung paano maaaring baguhin ng iba't ibang codec ang hitsura at tunog ng video.

Sa wakas, nakakatulong na isaisip iyon hindi lahat ng video codec ay cross-compatible—ibig sabihin, maaaring hindi mag-play nang maayos ang ilang video na nangangailangan ng isang codec sa isa pang device kung hindi nito nakikilala ang partikular na uri. Sa kabutihang-palad, mayroon na kaming mas maraming opsyon kaysa dati pagdating sa pagtingin sa aming paboritong digital na content—kabilang ang mas mahusay na compatibility sa maraming platform. Kaya maglaan ng oras sa pagsasaliksik sa tamang format para sa iyo at alamin kung alin ang pinakamahusay para sa iyong mga pangangailangan!

Kumusta, ako si Kim, isang ina at isang mahilig sa stop-motion na may background sa paggawa ng media at web development. Mayroon akong isang malaking hilig para sa pagguhit at animation, at ngayon ako ay sumisid muna sa mundo ng stop-motion. Sa aking blog, ibinabahagi ko sa inyo ang aking mga natutunan.