Кодекі та їх призначення

Чи бувало у Вас таке, що комп’ютер відмовлявся відтворювати музичні записи або відео? При цьому з’являється просто віконце з помилкою – мовляв, необхідний кодек не знайдений, а іноді комп’ютер і зовсім нічим не аргументує свою відмову. Напевно бували такі випадки. І якщо Ви звичайний, «домашній», користувач комп’ютера, тоді доводилося звертатися за допомогою до «просунутим» знайомим. Після нехитрих маніпуляцій відео і аудіо починає відтворюватися, як ні в чому не бувало. Так в чому ж була справа?

Існує безліч способів кодування звуку і відео. Адже вони містять в собі дуже багато інформації. Наприклад, відеоролик повинен відтворюватися з частотою 24 кадру в секунду, а іноді і 30 кадрів в секунду. При цьому кожен кадр являє собою повнорозмірну фотографію. Якщо не застосовувати спеціальні алгоритми стиснення інформації, то один такий кадр буде розміром в декілька мегабайт. Уявляєте, який «вага» буде мати відеоролик тривалістю всього в 10 секунд? Адже в ньому мінімум 240 кадрів …

Така ж ситуація і зі звуком. Коли звук тільки почали записувати в цифровому вигляді, стиск не застосовувалося – змінювалася тільки так звана частота, з якою зі звукової доріжки знімаються параметри. Від цього залежала якість цифрового звуку і розмір його файлу. Таким форматом, наприклад, є мало зараз застосовуваний wav. У ньому немає втрат якості звуку, але розмір файлу, який програється за кілька секунд, досить значний. Подібний формат застосовується при записі аудіо-CD. У самому справі – на диск об’ємом 700 Мб поміщається тільки півтора-два десятки записів.

Це зажадало розробки алгоритмів стиснення як відео, так і аудіоінформації. Особливо це стало необхідним у зв’язку з появою CD, DVD, і Інтернету. Погодьтеся, розміщувати один фільм на десятці дисків – якось несерйозно. Та й на сайті відеоролик «вагою» у гігабайт розмістити і самому нереально, і глядачів на нього не знайдеться. Раніше і мегабайт вважався великою величиною, в століття повільних з’єднань і рідкісного Інтернету.

Так був створений формат jpg для цифрових зображень. У ньому використовувався алгоритм стиснення з втратою якості. Погіршення картинки можна вибрати довільно, притому воно може бути навіть непомітно для ока, а розмір файлу набагато зменшувався. Величезні фотографії в цьому форматі стали займати всього сотні, а то й десятки кілобайт. Цей алгоритм привів до появи безлічі способів кодування відео.

Кожен кадр стали стискати зразок формату jpg, що відразу зменшило розміри відеофайлів, але пішли і трохи далі. Наприклад, дуже часто поспіль йде багато кадрів, де картинка практично не змінюється. Тому в файл записується якийсь «ключовий» кадр, який лежить в основі деякої кількості наступних кадрів. А потім йде тільки про ті місця цього кадру, де щось змінилося. Це дозволило ще більше зменшити відеофайл.

Звичайно, це не єдиний алгоритм – свого часу програмісти створили дуже багато способів стиснення як відео-, так і аудіоінформації. Але принцип роботи більшості з них – саме такий. Різні алгоритми застосовуються в різних випадках, залежно від застосування. Наприклад, для DVD застосовується формат стиснення mpeg-2, що дає хорошу велику картинку, але великий розмір файлу. Він добре підходить для розповсюдження на дисках. А ось для перегляду відео на мобільному телефоні частіше використовують формат mp4. Тут втрати якості великі, але на маленькому екрані непомітні, зате файли мають дуже маленький розмір, тому їх зручно відправляти і по ммс, і по Bluetooth, і скачувати з Інтернету прямо на телефон.

З – за величезної кількості форматів стиснення інформації комп’ютер може просто не зрозуміти, що робити з конкретним файлом. Ви то знаєте, що це мультфільм, а операційна система комп’ютера може і не знати, що з ним робити. У такому випадку, при спробі відкрити незнайомий їй файл в програмі – плеєрі вона просто видає повідомлення про помилку.

Щоб комп’ютер зміг відтворювати новий формат відео або звуковий файл, йому необхідні так звані кодеки – це якась проміжна програма, яка «знає», яким алгоритмом стиснута інформація у файлі. Назва «кодек» і походить від двох слів шифратор / дешифратор або компресор / декомпресор. Як тільки потрібний кодек встановлений в системі, комп’ютер зможе відтворити файл, стислий за допомогою його алгоритму. Він навіть зможе використовувати його для стиснення іншого відеофайлу в цей. Звичайно, за допомогою спеціальних програм.

Отже – якщо немає у вас на комп’ютері кодека для mp3, значить – і музику в такому форматі послухати не вийде. Ні кодека mp4 – і ролики такі працювати не будуть. Потрібно встановити потрібні кодеки, і всі справи. Звичайно, зараз в операційній системі спочатку встановлений якийсь мінімальний набір найнеобхідніших кодеків, але він зазвичай недостатній – завжди попадеться фільм, який відмовляється відтворюватися. І кожен кодек окремо теж шукати не потрібно. Програмісти вже про все подбали – досить встановити готовий пакет кодеків, і все. У цьому пакеті зібрані всі самі необхідні алгоритми для відео та аудіо, так що проблем з їх відтворенням після цього не буде.