Лаб №6

Тема: Відео

Мета: Вивчення представлення рухомого зображення

Завдання:

Вивчити представлення відео стандартів VideoCD або DivX, VideoDVD, HD-video.
По одному формату з цих стандартів коротко описати.
Зберегти відео в кожному з форматів.
25-м кадром додати в відео фразу "Поставте мені п'ятірку".

Представлення відео стандартів

DivX

Формат DivX з'явився в результаті злому алгоритму MPEG-4. Формат DivX містить ті ж принципи компресії, що і кодек MPEG-4, однак він був істотно допрацьований і продовжує активно розвиватися. Метою створення такого кодека був продаж фільмів на звичайних компакт дисках, ціна яких була невисока. Так як в ті роки вартість пристроїв, здатних записувати DVD диски, була досить висока, а привід, що записує диски CD був уже майже обов'язковим компонентом комп'ютерної системи, формат DivX отримав величезну популярність. Якість картинки відео, стисненого у форматі DivX (в залежності від встановлених параметрів стиснення) може не поступатися якістю DVD диска, але відеофайл в порівнянні з форматом DVD має розміри в 6-8 разів менше.

На основі ранніх версій DivX, вихідний код яких був відкритим, був розроблений кодек Xvid, який є прямим конкурентом DivX Pro, хоча і використовує ті ж принципи компресії відео і звуку. На відміну від DivX, Xvid є некомерційним продуктом, і файли для установки даного кодека можна цілком легально завантажити з Інтернету.

Файли форматів DivX і Xvid можуть мати різне розширення, але частіше за все вони упаковані в контейнери AVI. Відтворювати такі файли можна на комп'ютерах, на яких встановлені відповідні декомпресор. Крім того, підтримку відтворення файлів DivX і Xvid має більшість сучасних пристроїв, в тому числі, портативні програвачі та деякі мобільні телефони.

VideoDVD

Стандарт DVD використовує MPEG-2 відео, але визначає деякі обмеження:

Допустима роздільна здатність

720 × 480, 704 × 480, 352 × 480, 352 × 240 пікселів (NTSC)
720 × 576, 704 × 576, 352 × 576, 352 × 288 пікселів (PAL)

Допустимі співвідношення ширини до висоти Aspect ratio (Display AR)

4: 3
16: 9

Допустима кількість кадрів в секунду

29.97 к / с (NTSC)
25 к / с (PAL)

HD-video

Формат High Definition Video (скорочено HD) - це новий стандарт відео, що пропонує користувачеві більш високу якість зображення за рахунок збільшення роздільнаої здатністі (кількості точок-пікселів) на Відеокартинці відтворюючого пристрою (телевізор, монітор, плазмова або ж.к. панель). Тому більш поширена його назва - "формат високої чіткості". В принципі будь-який відеоконтент з роздільною здатністю більше 1280х720 пікселів вже можна віднести до відео високої чіткості. HD-формат розвивається в двох напрямках:

HDV (High Definition Video), призначене для відтворення з різних носіїв інформації
HDTV -призначеного для мовлення по кабельним, супутниковим і ефірним каналам телебачення, його ще називають ТВЧ-Телебачення високої чіткості.

Картинка в HD виглядає більш виграшно в порівнянні з SD-відео, також HD-відео має істотно більш чітку картинку на великих екранах. HD-відео кодується в різних кодеках:

MPEG-2 HD - приймач формату MPEG-2 в DVD. Він забезпечує досить високу якість зображення, але його алгоритм стиснення сильно застарів і не забезпечує достатнього рівня компресії. Проте, даний формат був обраний в якості основного для побутових відеосистем високої роздільної здатності. І не випадково: він добре відомий і освоєний, для реалізації тракту не потрібні складні декодери.
H.264 AVC (MPEG-4 v.10) - молодий і перспективний кодек, заснований на стандарті нового покоління MPEG-4 кодеків H.264. *AVC (Advanced Video Coding прогресивне кодування відео). На відміну від своїх старших побратимів стандарту h.263 (divx, XviD), він демонструє значно кращу якість зображення при більшій компресії тракту, що пов'язано з використанням значно доопрацьованих технологій стиснення відеоданих.
VC-1 - розроблений компанією MicroSoft і використовується для кодування HD-потоку в HD-DVD. Він заснований на алгоритмі MPEG-4.
DiVX HD і WMV-HD - трохи допрацьовані версії кодеків MPEG4.

Відео формати

Формат відеофайлу - це структура, в якій відеозапис зберігається на носії: у пам'яті комп'ютера, на оптичному диску і т.п. Формат визначається двома речами: файлом-контейнером, в якому зберігається запис, і кодеками, які використовуються для обробки звуку і зображення.

MP4

MP4 - це розширення файлів формату-контейнера MPEG-4, який може включати в себе всі різновиди мультимедіа (відео, натуральне і синтетичне аудіо, 2D і 3D графіку, анімовані аватори і т.д.). MP4 є одним з нових стандартів в світі цифрового кодування відео і аудіо інформації. Даний формат служить контейнером для різних видів аудіо і відео потоків (тобто він не включає в себе ніяких алгоритмів стиснення інформації).

Розширення файлів MP4 має багато еквівалентних йому: M4V, M4A і інші. Так як формат зберігання не відрізняється, то напрошується висновок, що розширення файлів задаються з міркувань, що в цих файлах лежить. Наприклад, M4A - аудіо, M4V - відео.

Технічна інформація

MPEG-4 Part 14 або формат MP4, формально ISO / IEC 14496-14: 2003, являє собою мультимедійний формат контейнера зі стандартами, встановленими в рамках MPEG-4. Найчастіше він використовується для зберігання цифрових відео і аудіо потоків, як правило тих, які визначені стандартом MPEG. Він також може бути використаний для зберігання інших даних, таких як субтитри і статичні зображення. Як і більшість сучасних форматів, MPEG-4 Part 14 підтримує потокове мовлення через Інтернет. У разі потокового мовлення додатково до файлу передаються мета-дані, що містять інформацію, необхідну для мовлення. Офіційне розширення файлу для MPEG-4 Part 14 файлів .mp4, через це формат файлу, часто згадується просто як MP4. Деякі пристрої, рекламовані як "MP4 плеєри" є звичайними MP3-плеєрами, які також грають AMV відео або будь-якої іншої формат відео, і в дійсності не можуть відтворювати формат MPEG-4 Part 14.

Quick Time

QuickTime - технологія компанії Apple, розроблена в 1991 році для відтворення цифрового відео, звуку, тексту, анімації, музики і панорамних зображень в різних форматах. Даний контейнер, в першу чергу призначений для використання на комп'ютерних платформах Apple. Файли з розширенням MOV містять стислий відео і звук, при цьому якість і дозвіл відео може бути дуже високим. Контейнери Quick Time, звичайно, можна використовувати на комп'ютерних платформах PC, для цього потрібно встановити відповідне програмне забезпечення. Однак багато програм не підтримують роботу з файлами даного формату або некоректно з ним працюють.

Flash Video

Flash Video (FLV) - формат файлів, медіаконтейнера, який використовується для передачі відео через Інтернет. Використовується такими сервісами відеохостингу як YouTube, Google Video, Вконтакте, RuTube і іншими. Хоча опис формату контейнера було відкрито, кодеки захищені патентами і залишаються власницькими. FLV-файл - це бітовий потік, який є варіантом відеостандарту H.263. Flash Player 8 і більше нові редакції підтримують потокове відео On2 TrueMotion VP6. On2 VP6 забезпечує більш якісне зображення, особливо при використанні низького бітрейта. З іншого боку, цей формат більш складний, що може створити труднощі при перегляді на застарілих машинах. Опціональний альфа-канал, який являє собою попиксельного прозорість, підтримується за допомогою додаткового відеопотоку, який кодує тільки альфа-канал. Реалізація припускає, що YUV-дані основного On2 VP6 відео потоку завжди конвертуються клієнтом в RGB. Ця можливість доступна лише для відео On2 VP6. Починаючи з Flash Player 9 Update 3 підтримується новий формат мультімедіафайла ISO Base MPEG-4 Part 12, з новим відеокодеком - H.264. Цей стандарт відеостискання за такого ж низького бітрейту видає значно більш деталізоване і «ясне» зображення, особливо в динамічних сценах. Недоліками є, знову-таки, підвищення вимог до обчислювальних ресурсів та платні патенти.