Аудио и видео форматы. Стандарты сжатия и кодеки

Вы, наверное, обращали свое внимание, что разные видео файлы имеют различные форматы. Почему существует большое количество различных форматов видео файлов?

Потому что изначально эти форматы разрабатывались для различных целей. В некоторых форматах можно хранить несколько звуковых дорожек и субтитры, а в файлах другого формата нет такой возможности. Одни форматы больше подходят для трансляции, а другие форматы больше подходят для редактирования.

В этой статье будут кратко описаны наиболее популярные форматы видео файлов.

Стандарты видео файлов

Прежде всего, это стандарты, которые были разработаны различными международными организациями и которыми определяются кодирование и формат хранения данных медиа файла.

  • MPEG-1 (Moving Picture Experts Group 1) - это стандарты сжатия видео и аудио. Для видео используется формат Video CD, а для аудио формат MPEG audio layer 3, или сокращенно всем известный формат MP3. Это наиболее совместимый формат для проигрывания на компьютерах с CD/DVD оптическими приводами.
  • MPEG-2 (Moving Picture Experts Group 2) - этот стандарт используется в DVD и цифровом телевидении DBV. В этом формате снимают видео в различных устройствах для съемки видео.
  • MPEG-3 (Moving Picture Experts Group 3) - этот стандарт был разработан для телевидения высокой четкости HDTV, теперь стал частью стандарта MPEG-2.
  • MPEG-4 (Moving Picture Experts Group 4) - этот стандарт используется для сжатия цифрового видео и аудио. Состоит из нескольких стандартов, включает в себя многие возможности MPEG-1 и MPEG-2. В этом стандарте используются различные кодеки: DivX, Xvid, H.264 (AVC) и другие. Формат MP4 является одной из спецификаций этого стандарта.

Медиа файл имеет несколько характеристик, которыми определяется работа с этим файлом. Это кодек, которым закодирован этот медиа файл и тип контейнера, который определяет формат записи с использованием различной информации: видео и аудио данные, субтитры и прочая информация, помещенная в контейнер.

  • Пример кодеков - DivX, Xvid, H.264, Theora.
  • Пример контейнеров - Matroska, AVI, QuickTime, Ogg, 3GP.

Форматы видео файлов

А сейчас рассмотрим наиболее распространенные форматы видео файлов. После установки пакета кодеков почти все рассмотренные в статье форматы должны будут воспроизводиться стандартным плеером – Windows Media Player, установленным в операционную систему Windows. Вместе с пакетом кодеков K-Lite Codec Pack устанавливается плеер Media Player Classic Home Cinema, который также будет проигрывать почти все эти форматы видео файлов.

  • 3GP - этот контейнер был разработан для использования на мобильных телефонах, в сотовой связи третьего поколения. С помощью этого формата уменьшается размер аудио и видео файла, который используется на мобильном телефоне.

Открывается с помощью программ: VLC media player, MPlayer, QuickTime Player, RealPlayer.

  • ASF (Advanced Systems Format File) - контейнер разработанный корпорацией Microsoft для потокового аудио и видео. При использовании этого формата не требуется установки дополнительных кодеков.

Открывается с помощью программ: Windows Media Player, Media Player Classic Home Cinema, VLC media player.

  • AVI (Audio-Video Interleaved) - контейнер разработанный корпорацией Microsoft. Это один из самых распространенных форматов видео файлов. В этом формате можно использовать различные кодеки.

Открывается с помощью программ: Windows Media Player (Проигрыватель Windows Media), CyberLink PowerDVD, QuickTime Player, VLC media player, Winamp.

  • FLV (Flash Video) - видео формат созданный для передачи видео через Интернет. Это самый распространенный формат в сети Интернет. Широко используется на различных видеохостингах, которые предназначены для хранения видео файлов. Основными преимуществами являются: хорошее качество картинки при низком битрейте, возможность просматривать видео до полной загрузки видео файла, использование этого формата для различных операционных систем.

Открывается с помощью программ: браузерами с помощью Adobe Flash Player, FLV Player, VLC media player, Media Player Classic Home Cinema.

  • M2TS - видео файл формата Blu-ray.

Открывается с помощью программ: CyberLink PowerDVD, Sony Vegas, VLC media player.

  • M4V - видео файл iTunes.

Открывается с помощью программ: iTunes, QuickTime Player, RealPlayer, Media Player Classic Home Cinema.

  • MKV (Matroska) - контейнер, который может содержать видео, аудио, субтитры и прочее. Этот формат может содержать различные типы субтитров и поддерживает добавление нескольких звуковых дорожек в видео файл.

Открывается с помощью программ: Windows Media Player, VLC media player, Media Player Classic Home Cinema.

  • MOV - контейнер, разработанный корпорацией Apple для QuickTime. Это формат операционной системы Mac OS X. Проигрывается в операционной системе Windows. Файлы этого формата используются для хранения фильмов и различного видео. В этом формате может содержаться несколько видео и аудио дорожек, субтитры, анимация и панорамные изображения. Этот формат удобен для редактирования.

Открывается с помощью программ: QuickTime Player, CyberLink PowerDirector, Windows Media Player.

  • MP4 - видео файл одной из спецификаций стандарта MPEG-4. Этот формат очень близок к формату MOV и обладает почти такими же возможностями.

Открывается с помощью программ: QuickTime Player, Windows Media Player, VLC media player.

  • MTS - видео файл AVCHD (Advanced Video Codec High Definition), который содержит видео высокой четкости HD и применяется для сохранения видео файлов в видеокамерах Sony, Panasonic и других компаний.

Открывается с помощью программ: CyberLink PowerDVD, Sony Vegas, Corel VideoStudio, Corel WinDVD.

  • Ogg - бесплатный, универсальный и открытый формат, разработанный для хранения мультимедия файлов, закодированных различными кодеками.

Открывается с помощью программ: VLC media player, MPlayer.

  • RealMedia - формат, созданный компанией RealNetworks. Используется в основном для трансляции телевидения и потокового видео в Интернете. Файлы этого формата обычно имеют небольшой размер, низкий битрейт и соответственно имеют более низкое качество.

Открывается с помощью программ: RealPlayer, VLC media player, MPlayer.

  • SWF (Shockwave Flash или Small Web Format) - видео формат для флеш-анимации, векторной графики, видео и аудио в сети Интернет. Картинка, сохраненная в этом формате масштабируется без видимых искажений, видео ролик имеет небольшой размер, происходит более быстрая загрузка видео файла и его воспроизведение.

Открывается с помощью программ: браузерами с помощью Adobe Flash Player, VLC media player, Media Player Classic Home Cinema.

  • VOB (Versioned Object Base) - это данные с оптического диска DVD-Video, которые обычно находятся в папке VIDEO_TS. Эти файлы содержат видео в формате MPEG-2, аудио и субтитры.

Открывается с помощью программ: Windows Media Player, VLC media player, Media Player Classic Home Cinema, CyberLink PowerDVD и многими другими программами.

  • WMV (Windows Media Video) - Windows Media, разработанный корпорацией Microsoft. Для проигрывания не требуется установка дополнительных кодеков. Видео файл может быть защищен с помощью системы защиты DRM.

Открывается с помощью программ: Windows Media Player, CyberLink PowerDVD, MPlayer.

  • WebM - открытый формат предложенный корпорацией Google, в качестве замены стандарта H.264/MPEG4.

Открывается с помощью программ: браузерами, VLC media player, MPlayer.

Стандарты телевизионного изображения

Старые аналоговые стандарты:

  • NTSC - распространен в Северной Америке, часть Южной Америки, Японии и некоторые страны Азии.
  • PAL - распространен в Европе, Азии, Австралии, в части Африки и Южной Америки.
  • SECAM - распространен во Франции, в большей части стран бывшего СССР и в части стран Африки.

Новые цифровые стандарты:

  • ATSC - Северная Америка.
  • DBV - Европа, в том числе и Россия.
  • ISDB - Япония.

Существует еще довольно много аналоговых и цифровых форматов видеозаписи, большая часть которых была разработана конкретными производителями для выпускаемой ими техники.

Использование компьютера для воспроизведения видео роликов уже становится привычным для всех. Многие замечали, что видеофайлы имеют достаточно много форматов, а для их воспроизведения требуется некоторые дополнительные действия. Попробуем разобраться в основных форматах файлов.

Основные термины

  • Видеофайл – набор неподвижных картинок, следующих одна за другой с определенной частотой. В несжатом виде занимает очень много места – 1 секунда видео в телевизионном стандарте PAL (720×576 точек) «весит» около 30 мегабайт.
  • Кодек , сокращенно от Co mpressor+Dec ompressor– утилита для сжатия и последующего раскодирования видеофайла, своего рода архиватор.
  • Контейнер специальный файл, в котором хранятся различные медиаданные: видео, аудио, субтитры и др. По сути, именно контейнер и есть то, что мы привыкли называть видеофайлом.

Форматы видеофайлов

Немного более 5 лет назад было три формата контейнеров, принятых как основные: avi , mov и mpg . Ими и были закодированы большинство видеороликов. Остановимся подробнее на каждом.

AVI

Формат-долгожитель, разработанный Microsoft. Появился в 1992 году, и до сих пор не теряет своей популярности. В avi-контейнере может находиться видео, закодированное любым кодеком. Аудиодорожек может быть несколько, однако некоторые плееры могут воспроизводить только дорожку по умолчанию. Огромное преимущество *.aviфайлов – они могут воспроизводиться большинством устройств, в том числе «железными» DVD-плеерами.

MPG

Формат для хранения видеофайлов, в которые не применяется компрессия при кодировании. Поддерживает следующие стандарты:

  • Mpeg 1 – практически не используемый сегодня стандарт, разработанный с учетом оптимизации под 2-скоростные CD-приводы.
  • Mpeg 2 разработан для телевещания. Именно в этом стандарте записаны фильмы на DVD.
  • Mpeg 3 изначально служил для HDTV. Впоследствии был объединен с Mpeg2.
  • Mpeg 4 применяется там, где не требуется высокое качество видео: в различных мобильных гаджетах, Интернете и т.д.

MOV

Основной конкурент AVI, разработанный корпорацией Apple. Поддерживает очень высокое разрешение и любые кодеки. Для его воспроизведения необходимо дополнительное программное обеспечение.

P.S.

Мы рассмотрели основные форматы видеофайлов, принятые за стандарт. Однако, некоторые из них постепенно выходят на второй план, уступая место более современным, о которых мы поговорим в следующей статье.

В этом материале вы познакомитесь с основными характеристиками цифрового видео, наиболее популярными стандартами сжатия и форматами видеофайлов. Так же мы поговорим о кодеках, медиаконтейнерах и необходимых программах для работы с видео.

Вступление

Еще недавно мало кто мог себе представить, что с помощью обычного домашнего компьютера можно будет не только просматривать любимые фильмы, но и создавать собственную видеотеку, оцифровывать содержимое старых видеокассет, редактировать семейные видеозаписи и даже создавать самостоятельно собственные киношедевры.

Все началось в далеком 1992 году, когда фирмы IBM и Intel разработали программную технологию Indeo (сокращенно от Intel Video). С помощью нее у пользователей появилась возможность оцифровывать видео и создавать видеофайлы на ПК, с последующим их воспроизведением на экране монитора.

Изначально цифровое видео представляло собой преобразованный в цифровой формат аналоговый сигнал. При этом сама процедура преобразования неминуемо приводила к некоторой потере качества. На сегодняшний день видеомагнитофоны и старенькие VHS-камеры ушли в прошлое, а балом правят современные цифровые видеокамеры, DVD и Blu-Ray плееры, которые позволяют получать сигнал сразу в цифровом виде. Да и аналоговое телевидение постепенно уступает место более прогрессивному цифровому.

Основные характеристики цифрового видео

Цифровое видео имеет пять основных характеристик: экранное разрешение, частота кадров, глубина цвета, битрейт (ширина видеопотока) и качество изображения.

Экранное разрешение (Resolution) - обозначает количество точек (пикселей) по горизонтали и вертикали, из которых состоит изображение (видеокадр) на экране. При записи разрешения сначала указывается значение количества точек в строке (горизонтальное разрешение), а затем число строк, участвующих в построении изображения (вертикальное разрешение). Например, для европейского видеостандарта PAL размер кадра составляет 720x576 пикселей, для североамериканского стандарта NTSC - 720x480, для видео высокой четкости (HD 720p) - 1280х720, а для новомодного стандарта HDTV (Full HD) - 1920x1080 точек. Как вы, наверное, понимаете, чем выше экранное разрешение, тем качество видео лучше.

Частота кадров - величина указывающая, на то, какое количество кадров сменяется за секунду. Стандартной скоростью воспроизведения видеосигнала считается величина равная 30 кадрам/c. Для кино этот показатель несколько меньше и составляет 24 кадра/с.

Глубина цвета (цветовое разрешение) - характеристика, указывающая количество цветов, которые могут участвовать в формировании видеоизображения. Количество цветов в цифровом видео измеряется в битах. Так 1 бит может принимать два разных значения (0 или 1) и позволяет соответственно закодировать только два цвета (обычно черный и белый). С помощью двух бит можно закодировать уже 4 цвета (2 2 = 4), с помощью трех бит - 8 цветов (2 3), четырёх - 16 (2 4) и так далее.

Как правило, цветовое разрешение описывается с помощью специальных цветовых моделей. В компьютерной технике применяется модель RGB (красный-зеленый-синий), которая может быть представлена следующими наиболее распространенными режимами глубины цвета: 8 бит (256 цветов), 16 бит (65 536 цветов) и 24 бита (16 777 216 цветов). К слову, человеческий глаз, по разным мнениям, может воспринять от 5 до 10 миллионов цветовых оттенков.

Битрейт (ширина видеопотока) - показывает количество обрабатываемых бит видеоинформации за одну секунду времени. Иначе говоря - это скорость видеопотока, которая измеряется в мегабитах в секунду (Мбит/с). Чем она выше, тем лучше качество. Например, для стандарта DVD-видео ширина потока составляет около 5 Мбит/c, а для формата телевидения высокой четкости HDTV - уже 10 Мбит/с. Кстати, наиболее часто значение битрейта используется для оценки качества передаваемого видео через Интернет.

Качество изображения - характеристика призванная оценить качество обработанного видео в сравнении с оригиналом и определяющаяся совокупностью значений разрешения, глубины цвета и скорости видеопотока.

Стандарты сжатия

Одна минута чистого несжатого оцифрованного звука занимает на жестком диске компьютера около 10 Мбайт, вследствие чего, в подавляющем большинстве, музыкальные файлы хранятся в сжатом виде ради экономии места. А сколько же занимает одна минута несжатого видео? Например, для размещения 60-секундного ролика с частотой 30 кадров в секунду, разрешением 720x576 пикселей и 16-битной глубиной цвета потребуется около полутора гигабайт свободного дискового пространства! И это без учета звуковой дорожки. После этих цифр, наверное, уже не нужно объяснять, почему цифровое видео хранится в наших компьютерах исключительно в сжатом виде.

Существует несколько десятков популярных форматов сжатия, которые используют разные алгоритмы компрессии, которые соответственно дают разные результаты.

DV (Digital Video) - один из самых первых алгоритмов сжатия для видеопотока, разработка которого началась в 1993 году совместно сразу несколькими компаниями, являющимися крупнейшими производителями видеооборудования (Sony, JVC, Panasonic, Philips и Hitachi). Формат DV обеспечивает невысокую степень сжатия данных (5:1) и характеризуется высоким битрейтом, за счет чего выходящий видеофайл получается довольно большого размера. Так одна минута DV-видео занимает около 200 Мб (1 час - 12 Гб) на цифровых носителях информации.

Наиболее часто этот формат используется для сжатия при видеосъемке с помощью бытовых цифровых камер и профессиональных камкордеров. При этом из-за небольшого коэффициента сжатия отснятые материалы получаются очень высокого качества, а сама процедура компрессии, которая происходит в реальном времени, не требует мощных технических компонентов.

Правда, хранить видео на домашнем компьютере и тем более оптических дисках в DV-формате все-таки неудобно, уж слишком много оно занимает места. Так что специалистам пришлось задуматься о дополнительных алгоритмах сжатия, с помощью которых удалось бы сократить размер цифрового фильма еще в несколько раз.

MPEG (Moving Picture Experts Group) - целое семейство стандартов сжатия цифровой информации, разработанное и стандартизированное одноименной экспертной группой специалистов, сформированной организацией ISO в далеком 1988 году.

Первым плодом их творения стал исходный стандарт видео и аудио компрессии MPEG-1 , а в 1993 году при участии компаний JVC и Philips, была разработана его спецификация Video CD (VCD) , которая и известна многим пользователям. Из названия видно, что VCD является форматом для хранения сжатого видео со звуком на обычных компакт дисках.

Использование для кодирования алгоритмов MPEG-1 позволяет получать видеопоток шириной до 1,5 Мбит в секунду с разрешением кадра 352x288 точек для PAL или 352x240 для NTSC, после чего на обычном CD может уместиться 74 минуты видео со звуком качества VHS (как у обычного видеомагнитофона).

В 1995 году увидел свет популярнейший стандарт MPEG-2 , который впоследствии получил широкое распространение в цифровых видеодисках DVD , а так же при передаче сигнала кабельного и спутникового телевидения. Качество картинки здесь значительно выше, чем у предшественника: при 25 кадрах в секунду, разрешение составляет 720x576 точек для системы PAL, а для системы NTSC - 720х480 при 30 кадрах/с. При этом, средняя максимальная ширина потока равна 9,8 Мбит/с, что практически в 7 раз выше, чем у Video CD. Еще одним неоспоримым преимуществом MPEG-2 является возможность сохранения пятиканальной аудиодорожки (Dolby Digital 5.1 и DTS) .

Максимальная емкость двухслойного DVD диска (DVD-9) составляет 8,5 Гбайт, на который можно записать до трех часов видео с полным качеством. Если же вам предлагают DVD сразу с несколькими фильмами, то знайте, что, скорее всего вас ожидает низкосортная картинка уровня Video CD с очень низким разрешением и битрейтом.

Вместе с MPEG-2, приблизительно в тоже время, начал разрабатываться новый стандарт MPEG-3 , предназначенный для кодирования аудио и видеопотоков в телевидении высокой чёткости со скоростью передачи данных от 20 до 40 Мбит/с. Но довольно скоро выяснилось, что для этих задач можно использовать несколько модифицированную версию стандарта MPEG-2, после чего все дальнейшие разработки MPEG-3 были прекращены и на сегодняшний день этот стандарт не используется.

Стоит отметить, что довольно часто термин «MPEG-3» многие пользователи ассоциируют с популярной технологией сжатия звука MP3. Но это в корне не верно, так как ее правильное название - MPEG-1 Audio Layer 3.

Наконец, в 1998 году появилось новое семейство форматов сжатия видео - MPEG-4 . Разрабатывалось оно с целью улучшения качества картинки при низкой скорости потока. Прежний стандарт MPEG-2, рассчитанный на высокий битрейт, с этой задачей справиться не мог, так что алгоритмы сжатия пришлось серьезно модифицировать. Так же MPEG-2 не походит и для хранения видео высокой четкости (HD) с разрешениями от 1280x720 (720p) до 1920x1080 пикселей (1080i или 1080p), которое все больше и больше набирает популярность.

На сегодняшний день MPEG-4 является основным стандартом сжатия мультимедиа контента, и хотя DVD списывать со счетов еще рано, практически все современные фото и видеокамеры снимают в HD-качестве. Так что для сохранения видео с таких устройств на компьютер, в любом случае придется ориентироваться на кодеки семейства MPEG-4.

Кодеки

Как мы выяснили в предыдущей главе, для сжатия видео могут использоваться различные стандарты. Но при этом, выбрав определенный алгоритм преобразования данных, можно сжать видео совершенно разными инструментами или программными средствами, что дает на выходе абсолютно различные результаты. Посмотрите, насколько разительно может отличаться качество и характеристики видео записанного на мобильный телефон, скачанного из сети видеоролика в HD-формате или фильма с Blu-Ray диска. У одного может картинка оставлять желать лучшего, у другого хромать звук, а третий, наоборот - эталон качества. А ведь все они закодированы с использованием одного стандарта - MPEG-4.

Во многом, все эти отличия как раз и определяются кодеком - специальной программой, осуществляющей сжатие (кодирование) исходных материалов. При этом каждый из них использует свой собственный алгоритм, который влияет как на качество, так и на скорость кодирования.

Само слово «кодек» является сокращением от двух слов «ко дер-дек одер». Это значит, что кодек должен включать в себя не только модуль сжатия (кодер), но и просмотра (декодер). Последние обычно бесплатны и входят в популярные наборы кодеков, таких как K-Lite Codec Pack или Windows 7 Codecs Pack. А вот самые лучшие и быстрые кодеки-кодировщики обычно платные, хотя есть и несколько исключений.

Перечислять все виды кодеков, в рамках этого материала, мы не будем, а рассмотрим лишь несколько самых распространенных.

MPEG-4 Part 2 ASP - один из первых алгоритмов, появившихся в 1999 году. Кодеки, построенные на его основе, обеспечивают довольно низкое качество выходящих материалов, что и не мудрено. Ведь в то время никаким видео высокой четкости еще и не пахло. Зато высокая скорость работы и нетребовательность к аппаратным ресурсам отчасти компенсирует этот недостаток. Именно поэтому и сегодня этот алгоритм широко востребован при кодировании видео для различных мобильных устройств и компактных медиаплееров, а так же роликов, размещаемых в сети.

Одними из самых ярких представителей кодеков, базирующихся на основе этих алгоритмов, являются знакомые многим пользователям, коммерческий DivX и его бесплатная альтернатива XviD .

MPEG-4 AVC или H.264 - один из самых последних и популярных алгоритмов, использующихся с успехом как для сжатия видео с низким разрешением, так и HD контента. Кстати, большинство высококачественных фильмов на дисках Blu-Ray кодируется именно этим кодеком. Так же он часто используется и в бытовых HD-видеокамерах (AVCHD).

Как и в предыдущем случае, у этого семейства кодеков существуют как бесплатные модификации, например, x.264, так и коммерческие варианты, входящие в состав популярных видеоредакторов (Adobe Premiere, Pinnacle Studio и другие).

VC-1 - кодек, разработанный вездесущей компанией Microsoft и стандартизированный в 2006 году. В его основу положен собственный формат видеосжатия WMV (Windows Media Video) и система кодирования WMV 9. Изначально задачей VC-1 являлось кодирование игрового видео для приставок X-Box. Однако на сегодняшний день этот кодек уже вышел на видеорынок, и активно конкурируя с H.264, является поддерживаемым стандартом для формата Blu-Ray.

Медиаконтейнеры и их форматы

Как и любая другая цифровая информация, видео хранится на диске в виде файлов, или как их еще называют, медиаконтейнеров, содержащих видео-, аудио и другие потоки, а так же метаданные. В любой момент из контейнера можно вынуть, например, видео или аудиодорожки, перекодировать их, и поместить их в другой контейнер, то есть изменить формат видеофайла. Мультимедийные контейнеры могут быть разных типов (форматов), а на то, к какому виду они относится, указывает расширение файла.

Не смотря на то, что большинство контейнеров привязаны к определенному формату, в некоторых из них может храниться видео в совершенно разных стандартах. Например, файл с расширением AVI способен содержать ролики как в формате MPEG-1, так и в MPEG-2 или в MPEG-4. На что же тогда влияет тип контейнера?

Конечно, в большей мере качество фильма определяется кодеком и теми параметрами, которые были установлены при сжатии. Но и от контейнера зависит немало. Различные виды видеофайлов имеют определенные требования и ограничения по количеству звуковых дорожек, каналов субтитров, типов используемых кодеков, а так же совместимости с бытовыми проигрывателями и плеерами.

Теперь, давайте познакомимся с самыми популярными форматами видеофайлов и коротко разберем их преимущества и недостатки.

AVI (Audio Video Interleave) - самый древний и традиционный из всех видов медиаконтейнеров, который был впервые использован Microsoft в 1992 году. Может содержать в себе видео и аудио информацию, сжатую различными сочетаниями кодеков. Таким образом, AVI-файлы при внешнем сходстве могут очень сильно отличаться внутренней «начинкой», а что бы точно определить их содержимое, придется воспользоваться специальными программами (например, VideoToolBox).

Строго говоря, этот контейнер уже давно устарел и имеет ряд серьезных недостатков: невозможность содержания смешанного видео (например, NTSC и PAL) и альтернативных аудиодорожек, отсутствие меток времени и индексов кадра, отсутствие нормальной работы с субтитрами, плохая поддержка современных кодеков и прочее.

Тем не менее, этот старичок никак не хочет уходить на пенсию, ведь до сих пор огромное количество медиаконтента в сети распространяется именно с помощью этого формата. Секретом такого долголетия, скорее всего, является универсальность AVI, хотя с другой стороны это и его минус. Иногда приходится сильно попотеть, что бы открыть какой-нибудь AVI-файл, созданный с использованием экзотических кодеков.

MKV ( Matroska или Матрёшка) - популярнейший формат мультимедийного контейнера, отвечающий всем современным требованиям. В большей мере ориентирован на кодеки семейства H.264. К его основным возможностям можно отнести:

  • создание экранного меню;
  • разбиение содержимого на главы;
  • быстрая перемотка по файлу;
  • переключение «на лету» между звуковыми и видеодорожками, а так же субтитрами.

Таким образом, это упаковка, которая может содержать множество потоков видео, аудио и субтитров, позволяя тем самым хранить фильм со всеми дополнительными материалами всего в одном файле, при этом обеспечивая высокий уровень навигации по медиаконтенту. Так же стоит отметить, что MKV имеет высокую устойчивость к ошибкам, модульную расширяемость и поддерживает трансляцию материалов через Интернет.

Широкой популяризации данного формата способствует тот факт, что это открытый проект. То есть для персонального использования он полностью бесплатен. На сегодняшний день, наиболее часто в файлах с расширением «.mkv» хранится видео высокой четкости, как правило, с несколькими аудиодорожками и каналами субтитров.

MP4 (MPEG-4 Part 14) - еще один современный формат файлов для хранения цифровых видео и аудиопотоков, являющийся частью стандарта MPEG-4. Обладает практически всеми теми же возможностями, что и MKV. Но у MP4 есть одно преимущество - файлы в этом формате можно проиграть практически на любых устройствах, начиная со смартфонов и заканчивая игровыми приставками. MKV же, кроме персональных компьютеров, поддерживают только самые современные медиацентры.

Не стоит забывать и тот факт, что MP4 является «родным» форматом для всех продуктов компании Apple, от iPhone до Mac. Так что если вы поклонник «яблочного» железа, то домашнюю видеоколлекцию лучше собирать и хранить в MP4.

Стоит отметить, что контейнер MP4, в отличие от MKV, имеет ряд ограничений и не может содержать видео стандартов MPEG-1, MPEG-2 и WMV, а так же звук в форматах AC-3 (Dolby Digital) и WMA.

VOB ( Versioned Object Base) - основной контейнер, используемый для хранения мультимедиа контента на DVD-дисках. Может содержать несколько потоков видео MPEG-2, до девяти аудиодорожек, до 32-х каналов с субтитрами и экранное меню.

FLV ( Flash Video) - медиаконтейнер, использующийся для размещения и передачи видеороликов в глобальной сети Интернет. Используется многими крупными сервисами видеохостинга, такими как RuTube, YouTube, Vimeo, Flickr и другими. Видеопоток в FLV-файле как правило закодирован с помощью кодеков H.263 или H.264, а звук в MP3 или AAC.

MOV - формат файла, разработанный компанией Apple для хранения видео, графики, анимации и 3D. Своим появлением обязан технологии воспроизведения медиаконтента QuickTime.

TS и M2 TS - специализированные контейнеры для хранения HD-видео. TSиспользуется в потоковом вещании цифрового телевидения IPTV и DVB. Правда, данный контейнер вообще не может содержать субтитры. M2TS является стандартным контейнером для Blu-Ray видео, в который могут быть включены видео и аудиопотоки, предусмотренные стандартом BD-ROM, а так же субтитры в графическом формате PGS.

Заключение

В заключении давайте посмотрим, какое программное обеспечение вам понадобится на компьютере для работы с цифровым видео.

Медиаплееры - программы для декодирования и воспроизведения видеоконтента. Наиболее популярными из нихявляются Windows Media Player, KMPlayer, Winamp, QuickTime, GOM Player, PowerDVD, Media Player Classic, VLC Media Player, BSPlayer, RealPlayer и другие.

Как правило, после установки проигрывателя, вместе с ним в систему устанавливается определенный набор кодеков, от которого будет зависеть, какие медиаконтейнеры вы сможете открывать. Например, некоторые из них не умеют по умолчанию воспроизводить DVD, а другие контейнеры MKV. Поэтому, чтобы не плодить кучу ненужных приложений на собственном ПК и иметь возможность просматривать все виды видеофайлов с помощью одного любимого медиаплеера, достаточно установить в систему набор отдельных кодеков, например K-Lite Codec Pack.

Конверторы - программы, позволяющие преобразовывать видеофайлы из одного формата в другой. Одни из них являются мультиформатными, то есть способны работать сразу со многими видами медиаконтейнеров. Другие, узкоспециализированные, рассчитаны на конвертацию одного определенного формата. К наиболее популярным конверторам можно отнести: Total Video Converter, Format Factory, Any Video Converter, Xilisoft Video Converter, MediaCoder, Dr.DivX, ImTOO 3GP Video Converter, ConvertXToDVD и прочие.

Рипперы и грабберы - программные инструменты, позволяющие копировать фильмы с DVD и Blu-Ray дисков, с последующей конвертацией в разнообразные форматы. Среди них: Xilisoft DVD и Blu-ray Ripper, ImTOO DVD и Blu-ray Ripper, Aleesoft DVD и Blu-ray Ripper, Kingdia DVD Ripper, Best HD Blu-ray Ripper и другие.

Видеоредакторы - приложения, имеющие набор инструментов для редактирования (монтажа) видеофайлов на компьютере. Стоит отметить, что с помощью программ подобного типа выполняется еще одна очень важная функция - захват и оцифровка видео . Таким образом, с помощью видеоредакторов осуществляется преобразование видеосигнала с внешних источников (видеокамер, видеомагнитофонов, плееров оптических дисков и т.д.) в цифровой видеопоток, его сжатие и сохранение в выбранном медиаконтейнере, с целью последующей обработки, хранения или воспроизведения.

Наиболее яркими и профессиональными представителями этой группы программ являются: Adobe Premiere, Pinnacle Studio, VirtualDub, Corel VideoStudio, Sony Vegas Pro, NeroVision, Ulead VideoStudio Plus и другие.

Для большинства начинающих видеолюбителей существует определенная трудность при попытке разобраться в огромном разнообразии существующих форматов. В данной заметке я попытаюсь немного приоткрыть занавес...

На сегодняшний день существуют следующие распространенные форматы видеофайлов (сразу привожу и расширения видеофайлов):

  • видеофайл mp4
  • видеофайл avi
  • видеофайлы mov
  • видеофайлы mkv
  • видеофайл mts
  • видеофайл в формате mkv
  • видеофайл vob
  • видеофайлы для андроид

Для общей осведомленности: расширение видеофайла наподобие «.avi» или «.mkv» на тип формата не указывает!!! Это просто контейнер для видеоданных.

Теперь про форматы.

Видеоформаты стандартного разрешения (SD)

DV — Digital Video — формат представления видеоданных, используемый для обмена видео между цифровыми видеокамерами, видеомагнитофонами и компьютерами. В качестве транспорта для передачи DV обычно используется интерфейс IEEE-1394 (FireWire). У DV фиксированный коэффициент сжатия видеосигнала 5:1 и, соответственно, поток 3.515 MBytes/s. Разрешение для PAL 720×576, для NTSC 720×480. Стандарт также предусматривает передачу команд управления устройствами записи/воспроизведения видео по интерфейсу IEEE-1394. Поддерживается запись/воспроизведение звука либо по 4 каналам с частотой дискретизации 32 kHz и разрядностью 12 бит, либо по 2 каналам с частотой дискретизации 48 kHz и разрядностью 16 бит. В DV используется как intraframe компрессия, при которой каждый кадр сжимается сам по себе, без учета информации в соседних кадрах, так и interfield компрессия, применяющая анализ статичных изображений на соседних полях с использованием одинакового фона для соседних полей. Такие алгоритмы компрессии дают очень незначительное количество артефактов.

Т.е. DV — это основной формат для передачи Вашего отснятого видео на комп. Но, как выше написано, сам этот формат уже является сжатым (5:1). Но сдесь сжимается отдельно взятый кадр, что особо не влияет на качество картинки и удобство работы с ним. И, небольшое мое размышление, если бы видео вообще не сжималось, то имея при DV-формат 12 Гиг на 1 час, мы бы имели 12*5=60 Гиг на один час. Да, не хило.

MPEG-1 — также стандарты ISO/IES 11172 — тип кодирования видеоизображения и/или звука, позволяющий при потоке данных на уровне 1.5 Mbit/s (170 kBytes/s) передавать изображение с качеством бытового кассетного видеомагнитофона стандарта VHS (Video Home System) со стереофоническим звуковым сопровождением. Исходное изображение — 352×240 пикселей, 30 кадров в секунду. В стандарт также входит программная реализация кодера и декодера на языке С. Низкая скорость потока данных позволяет использовать в качестве носителя видеоинформации обыкновенный четырех- и более скоростной CD-ROM. Диски в MPEG-1 формате обычно обозначаются как Video CD.

Этот формат используется только на CD-дисках и имеет низкое качество (по сегодняшним меркам). Как можно догадаться — формат имеет только исторический интерес.

MPEG-2 — ISO/IEC 13818 — стандарт на кодирование для высококачественной передачи и хранения изображений в вещательном формате (720×480 пикселей), аудиоинформации и данных при потоке 28 Mbit/c (3.5 MBytes/s). Стандарт предусматривает одновременную передачу множества TV-каналов с возможностью шифрования для ограничения доступа к информации. Допускается многоканальная передача аудио данных (2 канала аудио потока MPEG-2 эквивалентны потоку MPEG-1).

Т.е. это тот формат, который сейчас имеет наибольшее распространение, в частности — это DVD-диски, трансляции со спутников и т.д. Наибольшее распространение он получил по той причине, что занимая относительно небольшую ширину канала, он дает довольно высокое качество. Выражаясь доступным языком — при небольших размеров картинка имеет довольно высокое качество. Т.е. если 1,5 часовой фильм в DV-формате будет занимать до 20 Гиг, в mpeg-2 — это будет только 4,7 Гига. Есть разница, да?

MPEG-4 — это формат появился на свет благодаря стараниям Microsoft и ребятам-программистам, которые его сперли, переделали, улучшили и назвали DivX, а затем — XviD (тоже, что и DivX, только читается наоборот). Заслуга его в том, что позволяет 4,7 Гиговый фильм с DVD-диска перекатать на 700 Мегабайтов (CD диск). Распространенность этого формата подтверждается тем, что его даже стали поддерживать DVD-плейеры.

Отдельно хочется обратить внимание на формат MP3. Имея сходство в названии с рассмотренными форматами, к видео он не имеет абсолютно никакого отношения. Расшифровывается он как:
MPEG Audio Layer 3 — третий аудио слой в MPEG — популярная технология сжатия звука, являющаяся неотъемлемой частью стандартов MPEG-1 и MPEG-2. Позволяет сохранить качество звучания, подобное качеству обычных аудио компакт-дисков, даже при сжатии в соотношении 1:12. Стал широко применяться именно как способ компрессии аудио (а не только для записи звука на видеодисках MPEG форматов) в Internet из-за малых размеров сжатых аудио файлов.

Теперь немного о форматах высокого разрешения — HD

Для бытового сегмента используется (на данный момент) всего два формата — HDV и AVCHD. Формат HDV основан на кодеке mpeg-2, а формат AVCHD — на новом кодеке H.264.

Только что вспомнил и не могу не сказать — базы отдыха в коблево позволят вам и вашей семье отдохнуть на все 5 баллов. Да и лето скоро!

Видеоформаты высокого разрешения (HD)

Формат HDV был разработан как серединка между форматом DV (уже не устраивает по причине низкого разрешения) и HD (недоступен по причине дороговизны, т.к. применяется только в крупных кинокомпаниях).

Камеры формата HDV могут писать с разрешением 1280×720 в прогессиве, или же с разрешением 1440×1080, но уже в интерлейсе (60i или 50i). По этой причине камеры формата HDV с разрешением 1080p не может быть в принципе.

Кроме того, камеры HDV формата могут снимать и в более низком формате — DV (720×576).

Формат AVCHD — это один из последних форматов, реализованный фирмами Panasonic и Sony. В его основе лежит кодек H.264. Данный формат не очень подходит для последующего видеомонтажа по причине его ресурсоемкости (требует мощный компьютер)

После того, как вы сняли и смонтировали свое первое видео. Вы можете заказать разработку сайта , а затем выложить свое видео на новом ресурсе.

Прежде чем говорить о форматах видео, обмолвимся парой слов о том, какие бывают видеостандарты.

  1. NTSC . Разработан в США в 1953 году. Разрешение экрана для него составляет 720x480 пикселей, кадровая частота - 30 FPS.
  2. PAL. Этот стандарт был разработан в Германии в 1967 году. Разрешение экрана для него составляет 720x576 пикселей, кадровая частота - 25 FPS.
  3. SECAM. Стандарт, разработанный во Франции в 1956 году. Правда, он касается лишь телевизионного вещания, так что не будем заострять внимание на его характеристиках.

Форматы видеозаписи

Существует несколько форматов видеозаписи, которые делятся на аналоговые и цифровые. Для начала поговорим об аналоговых форматах, среди которых самым популярным является VHS (точнее являлся, особенно в 1980-90 годы). У него есть целое семейство разновидностей: VHS-C, S-VHS, Video8 и др. С 2008 году больше не используется, потому как не выдержал конкуренции, да и устарел безнадежно.

А вот цифровые форматы видео до сих пор живут и здравствуют:

  1. MiniDV . Запись идет на магнитную ленту, 1 час видео «весит» 13 Гб, скорость записи ~ 25Мбит/сек.
  2. HDV . Опять же, запись идет на магнитную ленту, однако качество записи по сравнению с предыдущим форматом гораздо лучше - разрешение 1440x1080 при соотношении сторон 16:9 (как ни странно).
  3. AVCHD . Видеоформат высокой четкости, название которого расшифровывается как Advanced Video Coding High Definition. Используется для записи видео в высокой чёткости 720p (HD ready ), 1080i и 1080p (Full HD ) режимах на жёсткие диски или карты памяти (SD, microSD и Memory Stick PRO). Если запись идет на диски, то это обычно 8-см перезаписываемые AVCHD или Blu-Ray диски.

Стандарты сжатия и кодеки

Если вам часто приходится записывать видеоролики и выкладывать их в Интернет, стоит ознакомиться со стандартами сжатия и , которые позволяют уменьшить размер файла и, как следствие, ускорить загрузку ролика на файлообменник или видеохостинг. Итак, на данный момент существуют следующие стандарты сжатия:

  1. MPEG - один из основных стандартов сжатия файлов. Расшифровывается как Moving Pictures Expert Group (название организации, занимающей его разработкой). Имеет четыре разновидности:
    • MPEG-1 - формат сжатия файлов для CD с посредственным качеством видео (352x240), в настоящее время практически не использующийся;
    • MPEG-2 используется для цифрового телевидения и DVD-дисков.
    • MPEG-3 (не путать с технологией сжатия звука MP3) - в настоящее время не используется.
    • формат MPEG-4 можно получить при помощи таких кодеков, как XviD, DivX и др. Несмотря на то, что он сжимает видео сильнее, чем MPEG-2, качество картинки вполне приличное, особенно при использовании кодека H.264.
  2. H.264 - стандарт, отличающийся высокой степенью сжатия видеоданных при сохранении достойного качества картинки. Прекрасно подходит для видеороликов, загружаемых в Сеть.
  3. XviD и DivX - кодеки, отличающиеся высокой степенью сжатия (основаны на стандарте MPEG-4).

Расширения видеофайлов

Расширение видео (как и любого другого файла) представляет собой набор символов, которые помогают определить тип сведений, содержащихся в файле, а также подобрать подходящую для его открытия программу. Классификация расширений видеофайлов выглядит следующим образом:

  1. AVI (Audio-Video Interleaved) - очень популярный формат, точнее говоря - контейнер. Его разработала . В таком контейнере могут храниться данные четырех типов - аудио, видео, текст и midi. В него могут входить видео любого формата, начиная с MPEG-1 и заканчивая MPEG-4, звуки различных форматов; сочетание кодеков может быть любым. Содержимое контейнера AVI можно узнать при помощи различных программ, начиная с простой VideoToolBox и заканчивая мощной Adobe Premiere.
  2. WMV (Windows Media Video) - еще один формат от «Майкрософта». Если вы создадите видеоролик в программе Movie Maker, которая поставляется вместе с ОС Windows, он будет иметь именно такой формат.
  3. MOV . Данный формат изобретен Macintosh. Помимо видеоданных может содержать графику, анимацию и 3D. Файлы этого формата проигрываются в QuickTime Player от все той же Apple,
  4. MKV (Matroska или «Матрешка») - еще один контейнер, который может содержать как видео и аудио, так и субтитры и тому подобное. MKV обладает открытым кодом и в последнее время используется практически повсеместно. Файлы данного формата проигрываются на большинстве плееров, в том числе на проигрывателе Windows Media Player, который входит в состав Windows.
  5. 3gp - формат видео третьего поколения для мобильных телефонов. Видеоролики, записанные в данном формате, отличаются низким качеством картинки. Однако малый размер нивелирует этот недостаток. Кроме того, на маленьких телефонных дисплеях видео в формате 3gp выглядит более или менее смотрибельно.

Видеоформаты, используемые в Интернете

Видеоролики, создаваемые в Интернете, как правило, имеют один из следующих форматов:

  1. FLV (Flash Video) - формат видео, используемый целым рядом видеохостингов, таких как YouTube, RuTube, Video и другие.
  2. Анимация или видео во Flash-формате, созданные в программе Adobe Flash, имеет расширение SWF (Shockwave Flash) . Для проигрывания таких файлов необходим с установленным Flash Player’ом. Ролики в этом формате также повсеместно встречаются в Интернете, где их можно смотреть прямо с сайта.
  3. RealVideo - формат, созданный компанией RealNetworks и использующийся для телевизионных трансляций в Сети. Видеоролики, записанные в этом формате, имеют расширение RM, RA или , отличаются небольшими размерами и посредственным качеством.

Расширения файлов, встречающихся на DVD

Если глянуть на содержимое папки с фильмом в формате DVD, сразу и не поймешь, какой именно файл надо запускать, чтобы включился фильм, потому что их там целая куча. Но если вы будете знать, чем отличаются файлы разного расширения, вам будет легче сориентироваться в этом разнообразии:

  1. VOB (Versioned Object Base) - расширение контейнера, содержащего потом видео (или сразу несколько) формата MPEG-2, аудио, субтитры фильма и меню. Это основные файлы на DVD с фильмом.
  2. файлы с расширением IFO содержат информацию о фильме, порядке проигрывания VOB-файлов и меню. Т. е. это служебные файлы, которые создаются в процессе записи фильма на DVD.
  3. Еще на DVD можно заметить видеофайлы с расширениями m2v и m2p (формат MPEG-2). Углубляться в их характеристики и особенности смысла нет, можно лишь сказать, что они нужны для создания VOB-файлов и записи фильмов на DVD.

Форматы оптических дисков

Раз уж речь зашла о файлах, встречающихся на DVD, стоит поговорить немного о форматах оптических цифровых дисковых накопителей:

  1. Пожалуй, самый популярный из них - DVD . Именно он является причиной того, что формат VHS канул в лету. Видео на DVD сжаты при помощи стандарта MPEG-2, имеют битрейт от 2000 до 9800 Кбит/сек и размер 720x576 (для PAL) или 720x480 (для NTSC).
  2. HDDVD - диск большой емкости, на который можно осуществлять запись видеоизображения высокой четкости. Стандарты сжатия видео такие же, как и у Blu-Ray.
  3. Blu-Ray Disk . Оптический носитель нового поколения с повышенным объемом хранения видеоинформации, в т. ч. высокой четкости. Широкое распространение получил в 2006 году, а в 2008 году вытеснил формат HDDVD. Все голливудские студии перешли как раз на этот формат.