Форматы видео- и аудиофайлов

Відкрийте порівняльну таблицю"Форматы видеоконтейнеров" і заповніть рядок, що відповідає номеру вашого комп'ютера.

Формати відеофайлів відрізняються, в основному, методом кодування відео.

За своєю суттю відеофайл - це набір статичних зображень, що змінюють один одного з певною частотою.

Кожне статичне зображення є окремим кадром відео. Це дійсно так, якщо ми говоримо про стислому відео. Однак в такому форматі ніхто не зберігає фільми. Справа в тому, що нестиснене відео займає на диску дуже багато місця. Кадр відео формату PAL складається з 720 точок по горизонталі і 576 по вертикалі. Тобто, один кадр складається з 414 720 точок. Для зберігання кольору кожної точки в пам'яті відводиться 24 біта (по 8 біт для кожної зі складових RGB). Отже, для зберігання одного кадру знадобиться 9953280 біт (або приблизно 1,2 Мбайт). Тобто секунда нестислого відео в форматі PAL займатиме майже 30 Мбайт. А один година такого відео - понад 100 Гбайт.

Яким же чином повнометражній фільм (а то й кілька) уміщається на одному компакт диску або флеш-накопичувачі? Справа в тому, что відео зберігають в відеофайлі, в якіх застосовані Різні алгоритми стисненого информации. Завдяк ЦІМ технологіям відеофайл можна стіскаті в десятки и сотні разів практично без Втрата якості картинки и звуку.

Домашня відеотека, як правило, зберігається в відеофайли стисненого формату. Існує велика кількість форматів стиснутого відео. Найбільшого поширення набули формати MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, DivX, Windows Media Video і деякі інші. Розглянемо коротко ці формати стиснення.

MPEG-1

MPEG-1 вважається вже застарілим форматом стиснення відео. Він був розроблений з метою досягнення прийнятного якості відтворення відео при потоці 1,5 мегабіта в секунду для дозволу 352х240 точок. Формат не підтримує розгорнення, що вважається його недоліком. Та й якість відеозображення далеко від досконалості. Формат MPEG-1 був основою відео формату VideoCD. Повнометражний фільм, як правило, розміщувався на двох-трьох CD дисках, а якість зображення фільму було порівняти з якістю VHS. Диски формату VideoCD, а також файли формату MPEG-1 можна відтворити практично на будь-яких комп'ютерах без установки додаткових кодеків. Файли формату MPEG-1 можуть мати розширення MPG, MPEG або DAT.

Компресори та декомпресори

Кодек (CoDec) - це скорочення слів «компресор і декомпресор». По суті, кодек - це набір файлів, драйверів і бібліотек, необхідних для упаковки відео або звукового файлу в стислий формат і відтворення стисненого файлу.

MPEG-2

З форматом MPEG-2 знайомі, мабуть, все. Саме цей формат лежить в основі дисків формату DVD-Video. Формат MPEG-2 також лежить в основі стандартів цифрового телебачення.

Формат MPEG-2 забезпечує високу якість зображення при досить високому ступені стиснення відеофайлу. Він забезпечує зображення з чіткістю 720 на 576 точок. Також формат MPEG-2 лежить в основі відео формату HDV.

Розмір файлу формату MPEG-2, звичайно, в першу чергу залежить від тривалості відеофайлу. Але важливу роль грає і встановлена ​​ступінь компресії. При створенні файлів MPEG-2 користувач може задати потрібний потік даних (швидкість) і від цього бітрейта буде залежати як обсяг файлу, так і якість відео. Чим вище бітрейт, тобто, обсяг пам'яті, що виділяється для зберігання однієї секунди відео, тим вище обсяг відеофайлу і якість зображення.

Формат MPEG-2 зручний для зберігання готового фільму, але небажаний для використання при монтажі відео, так як в файлах даного формату міститься достовірна інформація тільки про опорних кадрах. Внаслідок цього точний монтаж, наприклад знаходження конкретного кадру, практично неможливий.

MPEG-4

Формат MPEG-4 з'явився в 1998 році. Він був призначений для стиснення цифрового відео і звуку і в своїй основі містить принципи стиснення, що використовуються в форматах MPEG-1 і MPEG-2. Однак, як ми знаємо, повнометражний фільм в форматі MPEG-2 зазвичай вміщується на одному DVD диску, в той час як такий же фільм, стислий алгоритмом MPEG-4 може вільно поміститися на одному CD диску, ємність якого в 6 разів менше. Як це можливо?

Формат MPEG-4, також як і MPEG-2, передбачає зберігання опорних кадрів, тобто, кадрів, в яких картинка в кадрі істотно змінюється. Однак, даний формат не зберігає в собі проміжні кадри, як MPEG-2. Замість цього в файлі MPEG-4 зберігається інформація про зміни (в тому числі і прогнозованих) в зображенні між двома опорними кадрами. Крім того отримана інформація про зміни стискається так само, як стискається файл за допомогою програм для архівування даних.

На основі формату MPEG-4 створено чимало інших більш популярних форматів, які використовують той самий алгоритм стиснення даних.

DivX  (Xvid)

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 (кодек DivX версії 3,11 був опублікований в Інтернеті в 1999 році) 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.

У 2002 році кодек DivX став комерційним, але це не говорить про те, що для відтворення фільмів у форматі DivX потрібно купувати відповідний декомпресор. Базова версія, яка є безкоштовною, дозволяє відтворювати відео, відповідне за якістю сертифікованої версії MPEG-4, в той час як комерційна версія містить в собі додаткові можливості, при яких можна домогтися високої якості зображення при більш низьких бітрейтах.

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.

Windows Media

Формат Windows Media розроблений компанією Microsoft і призначений для зберігання стисненого відео і звуку. Формат забезпечує якісне відеозображення і звук, що не уступає, а іноді і перевершує якість DivX і MPEG-2, при менш складному алгоритмі стиснення. При цьому розміри готового відеофайлу можна порівняти з розмірами файлів DivX, а розмір звукових файлів Windows Media можна порівняти з розмірами файлів популярного формату MP3.

В основі стиснення Windows Media лежить спрощений алгоритм MPEG-2, проте даний формат вимагає вдвічі меншій швидкості потоку, що істотно зменшує розмір файлу. До переваг даного кодека можна віднести те, що всі необхідні для компресії і декомпресії файлів компоненти вже містяться в операційній системі Windows, що позбавляє користувача від установки додаткових кодеків.

Формат передбачає два види файлів з розширеннями, відповідно MMV (Windows Media Video) та WMA (Windows Media Audio). Файли формату WMV призначені для зберігання відео, в тому числі і зі звуковою складовою. Формат WMA призначений тільки для зберігання звуку. Незаперечною перевагою формату Windows Media в порівнянні з багатьма іншими форматами є здатність зберігати до шести звукових каналів, що дозволяє упаковувати в даний формат фільми з об'ємним звуковим супроводом.

Контейнери

Багато користувачів плутають такі поняття як «формат» і «контейнер» файлу. Часто можна почути фразу типу «файли формату AVI». Цей вислів лише частково вірне, оскільки, дійсно, AVI є зареєстрованим форматом файлу. Однак у файлі з розширенням AVI може зберігатися нестиснене відео, відео в форматах DV, MPEG-4, DivX, Xvid і навіть MPEG-1 і MPEG-2. Крім того, файл формату AVI може, наприклад, містити в собі тільки звук. Тобто файли формату AVI є контейнером для зберігання даних різного типу.

Контейнер — це файл з будь-яким розширенням, службовець для зберігання в цифровому вигляді перетвореної аналогової інформації.

Деякі контейнери можуть зберігати службову інформацію. Так, наприклад, в відеофайл можуть бути включені титри, які є не частиною відеозображення, а звичайним текстом. Ряд програвачів мають можливість включати або відключати відображення титрів в кадрі. Тобто контейнер є файлом якогось стандарту, в якому одночасно може мати декілька різних типів інформації.