Видеовозможности современных цифровых фотокамер
Введение
С другой стороны, не все готовы носить с собой видеокамеру как отдельное устройство, в этом случае компактность является существенным плюсом, который может перевесить более низкое качество видео и ограниченные возможности обработки отснятого материала. Кроме того, видеокамера, в отличие от более компактного фотоаппарата, не всегда может быть под рукой, в этом случае «фотоаппаратное» видео поможет не упустить интересный видеосюжет.
Фотовидео- или видеофотокамера?
Форматы фотоаппаратных видеороликов
Для того чтобы получить хорошее качество при просмотре на телевизоре, как минимум, необходимо, чтобы размер кадра и частота кадров соответствовали одному из распространенных телевизионных стандартов. В фотовидеокамерах имеет смысл рассматривать видео не ниже 640х480, 30 кадров/сек., что соответствует телевизионному стандарту NTSC. Телевизионный стандарт PAL (576 строк, 25 кадров/сек) пока не получил распространения в MPEG-4 фотовидеокамерах.
- Примечание: Следует отметить, что помимо размера кадра и частоты кадров качество видео зависит также и от битрейта, формата кодирования, типа и размера матрицы, оптической системы и ряда других параметров.
MPEG-4 или Motion JPEG
В первую очередь стоит определиться, нужна ли вам поддержка MPEG-4 в фотоаппарате, или достаточно будет MJPEG 640х480, 30 кадров/сек.
Качество Motion JPEG видео не зависит от динамичности сцены, однако платой за это является в несколько раз больший размер конечных роликов. С другой стороны, Motion JPEG более удобен для последующего монтажа видео, так как кадры не зависят друг от друга, можно вырезать/вставлять фрагменты, начиная с любого кадра.
Таким образом, MPEG-4 предпочтительнее для более длительной видеосъемки, особенно если для обработки отснятого материала достаточно операций линейного монтажа, в этом случае можно достаточно быстро получить MPEG-4 CD, пригодный для просмотра на любом DVD-MPEG4 проигрывателе.
Примечание: Не так давно стали появляться компактные MPEG-2 фотовидеокамеры, записывающие видео на CF MicroDrive. Вероятно, такие камеры позволят создавать готовые DVD без перекодирования видео, однако пока они достаточно дороги и немногочисленны. DVD-камеры, снимающие сразу на видеодиск, вообще не предполагают никакого изменения материала.
Контейнер
Тип контейнера (хранилища данных) определяется расширением файла видеоролика. В фотоаппаратах используются типы MP4, MOV, AVI или MPG.
Примечание:
Некоторые модели Kodak EasyShare используют формат MPEG-4 Simple Profile (H.263), он обеспечивает меньшую степень сжатия, чем MPEG-4 ASP и несовместим с большинством DVD-MPEG4-плейеров. Для просмотра H.263 на компьютере, как правило, необходима установка дополнительных кодеков.
Мы не рассматриваем подробно MPEG VX и H.263 в «фотоаппаратном» видео по причине их ограниченной совместимости.
Всё, что вы хотели знать о MPEG-4/DivX, но стеснялись спросить
Своей известностью и плохой репутации DivX должен быть благодарен пиратам и Интернет. Благодаря этому революционному формату фильмы могут распространяться через Сеть, а двухчасовая видеопрограмма в хорошем качестве легко поместится на стандартный CD. Поэтому, когда речь заходит о DivX, редактора изданий хватаются за сердце и просят журналистов: «только не пишете о том, как перегнать DVD в DivX, а то у киностудий и правозащитных организаций начинается приступ изжоги». Однако, наша статья о том, что DivX используют отнюдь не только пираты.
Хотя само происхождение формата было историей хака, сегодня DivX справедливо называют «MP3 для видео». И также как в свое время MP3 нашел себе место в индустрии мобильных развлечений и устройствах домашней электроники, DivX начинает прокладывать свой не менее успешный путь в этом направлении.
DivX — это синоним мобильных и стационарных приложений будущего в области цифрового видео. Формат признали известные производители — технологические лидеры. Сейчас идет его активное внедрение в электронные устройства — от стационарных DVD-проигрывателей до мобильных телефонов, от устройств цифрового телевидения до карманных ПК.
Компании-лидеры в производстве бытовой электроники, такие как Sony, Philips, Matsushita, работают над созданием стандарта цифрового кино на базе MPEG-4. Ряд телекоммуникационных операторов используют стандарт MPEG-4 для передачи видео в мобильных сетях. На рынке уже доступны устройства на базе специализированных чипсетов для воспроизведения DivX.
Недоразумения с форматами и кодеками
Как показывает практика, вокруг MPEG-4 и DivX всегда образуется много путаницы. Наиболее часто встречающееся заблуждение — Avi, DivX и MPEG-4 — это одно и то же. AVI и MKV — это контейнеры (форматы файлов), или другими словами хранилище и упаковка данных. В то время как DivX или XviD — это кодеки, то есть способы и реализация кодирования для записи видеоданных в файл, и расшифровки информации, соответственно, для воспроизведения уже записанных файлов. MPEG в свою очередь описывает и кодеки и способы хранения.
Кодеки
Кодек (сoder-decoder) — это способ и реализация шифрования для записи видеоданных в файл, например в AVI, и расшифровки информации, соответственно, для воспроизведения уже записанных AVI файлов.
Наиболее популярны на сегодня коммерческий кодек DivX. Конкуренцию ему составляет некоммерческий XviD (соответственно, название получилось обратным написанием DivX).
Контейнеры
Со момента создания AVI прошло много времени, и сегодня это наиболее общеизвестный формат для представления видео. Росту его популярности во многом способствовало появление DivX.
MKV — менее популярен, чем AVI формат-контейнер. Свое название он получил при сокращении русского слова «Matryoshka», которое в символической форме отображает принципы его работы. Основным преимуществом MKV является его полная открытость. MKV имеет ряд преимуществ перед AVI, однако, по последней информации DivX Networks, являющаяся лидером в разработке и продвижения новых форматов, планирует использовать новый контейнер, который будет построен все же на основе AVI.
История MPEG
MPEG (Moving Pictures Experts Group) — это название экспертной группы ISO, которая работает над созданием стандартов кодирования и сжатия видео- и аудиоданных. Стандарты, подготовленные комитетом, получают такое же название.
Первым на рынке появился стандарт MPEG-1. Он был разработан в 1992 году для компрессии видео на CD-ROM и лег в основу Video-CD. Качественные параметры видеоданных, обработанных MPEG-1, во многом аналогичны обычному VHS-видео, поэтому этот формат применяется в первую очередь там, где неудобно или непрактично использовать стандартные аналоговые видеоносители. Формат получил большое распространение в Азии и серьезно потеснил VHS-устройства.
В стандарте MPEG-2 по сравнению с MPEG-1 добавлен многоканальный звук, увеличено разрешение изображения, улучшено качество кодирования. В результате, MPEG-2 получил широкое распространение в спутниковом телевещании и индустрии DVD.
MPEG-3 должен был стать новым стандартом, но в итоге всего лишь немного расширил возможности MPEG-2.
Поистине революционным является MPEG-4, разработка которого была официально завершена в 1998 году. Но так как MPEG-4 — это, по сути, набор инструментов, то они расширяются и дополняются. Последние подобные дополнения к стандарту были сделаны в мае этого года. Он стал расширением MPEG-1 и MPEG-2 и несет в себя много новаторских решений, далеко не все из которых пока нашли применение в устройствах и медиаконтенте.
MPEG-4
Стандарт MPEG-4 задумывался как способ передачи потоковых медиаданных, в первую очередь видео, по каналам с низкой пропускной способностью. Неожиданно он завоевал популярность у пользователей, благодаря тому, что позволил размещать полнометражные фильмы длительностью полтора-два часа в хорошем качестве всего на одном компакт-диске и осуществлять обмен видеофайлами в Интернет.
Стандарт MPEG-4 задает принципы работы с цифровым представлением медиаданных для трех областей: собственно интерактивного мультимедиа (включая продукты, распространяемые на оптических дисках и через Сеть), графических приложений (синтетического контента) и цифрового телевидения — DTV. Фактически формат задает правила организации среды, причем среды объектно-ориентированной. Он имеет дело не просто с потоками и массивами медиаданных, а с медиаобъектами.
При одном и том же битрейте и определённых условиях кодирования, качество изображения фильма в MPEG-4 может быть сравнимо или даже лучше, чем в случае применения MPEG-1 или MPEG-2. Алгоритм компрессии видео в MPEG-4 работает по той же схеме, что и в предыдущих форматах. При кодировании исходного изображения кодек сохраняет ключевые кадры, а вместо сохранения промежуточных — прогнозирует и сохраняет лишь информацию об изменениях в текущем кадре по отношению к предыдущему. Полученная таким образом информация помещается в файл. Компрессия звука чаще всего производится в формат MP3, Ogg Vorbis, WMA. Однако возможно использование любого кодека, вплоть до применяемого в DVD шестиканального AC-3.
История появления DivX
Оригинальный кодек DivX;-) 3.11 Alpha является взломанной версией MPEG-4 Version 3 (MP43c32.dll). Авторы патча, известные под прозвищами MaxMorice и Gej, опубликовали его в сентябре 1999 года на своем Web-сайте. Смайлик в названии появился неслучайно. В то время американская компания Circuit City пыталась продвигать на рынке видеосистемы Digital Video Express (DIVX) на основе Pay-per-View (оплата за просмотр). Бизнес-идея — продажа фильмов на компакт-дисках, стоимость которых была бы невысока, но для повторного просмотра необходимо было вносить плату. Тогда взломать систему защиты Digital Video Express было целью многих американских хакеров. До того как это удалось сделать, DivX исчезла с рынка по экономическим соображением, а французские программисты MaxMorice и Jerome «Gej» Rota увековечили ее в названии нового формата.
В январе 2000 года была создана следующая версия DivX — 3.22 или 3.11 VKI (Variable Keyframe Interval). В ней были улучшены алгоритмы декодирования и надежность. В мае на свет появляется компания DivX Networks, которую основал Gej вместе с бывшим директором MP3.COM Джорданом Гринхоллом и Джо Бездеком. В июле DivX Networks запускает проект Majo, в рамках которого в январе 2001 г. появляется OpenDivX. OpenDivX несовместим с 3.11 и не имеет с ним ничего общего кроме названия. В августе 2001 г. DivX Networks выпускают собственный DivX 4.0 и замораживают Open Source. До кодека версии 4.12 все предыдущие версии были хуже, чем DivX;-).
В марте 2002 г. появляется первая коммерческая версия DivX 5.0x. Бесплатный базовый вариант создает видеопоток, соответствующий сертифицированной ISO версии формата MPEG-4. В то время как коммерческая версия Pro в полном объеме поддерживает Global Motion Compensation, B-Frames (кадры, закодированные с опорой на два кадра, B = Bi-directional) и QPel (обозначение способа восстановления движения, Q = 1/4).
Летом 2003 года DivX Networks объявила о выходе кодека 5.1, который благодаря реализованной технологии оценки визуальных кадров позволяет при меньших битрейтах получать лучшие результаты, чем при использовании предыдущих версий. Этот кодек улучшит качество воспроизведения фильмов на «слабых» компьютерах и на бытовых устройствах.
В 2004 г. ожидается выход версии DivX Q, которая по заявлению разработчиков должна быть вдвое эффективнее текущей 5.1x.
Кроме того, DivX Networks планирует создать решение «из одних рук». В качестве контейнера для видео и звуковой дорожки (основные причины несовместимости) планируется использовать собственную разработку. По мнению DivX Networks, формат AVI предоставляет оптимальный вариант для хранилища, но требует небольших доработок. Ведутся переговоры по лицензированию и звукового формата.
Параллельно независимой командой на основе OpenDivX был создан формат XviD, который менее популярен.
Форматы звука в MPEG-4
Звуковая дорожка в MPEG-4 может быть моно, стерео и даже многоканальной AC3, аналогично используемый в DVD. Поддерживаются форматы звука: MP3, Ogg Vorbis, WMA, ACC, VGF, AC3 и другие.
Наиболее популярен MP3 (комментарий от Очень Злого Редактора: правильнее было бы сказать MPEG-1 Layer3, но нельзя не признать, что установившееся на сегодня название всё же MP3). В настоящее время в чистом виде MP3 поддерживают акустические системы и все современные DVD-проигрыватели, налажен выпуск карманных устройств и магнитол автомобилей, проигрывающих MP3. Таким образом, MP3 стал первым массово признанным форматом хранения аудио после CD-Audio. Несмотря на то, что MP3 появился достаточно давно, более новые форматы, претендующие на его место, пока не смогли достичь такого же уровня популярности. Это касается и разработки WMA (Windows Media Audio) от Microsoft, и VGF — совместного детища японских фирм NNT и Yamaha, и MPEG-2 AAC (Advanced Audio Coding — передовое кодирование звука) — одной из попыток совершенствовать MP3.
Единственная по настоящему реальная «угроза» MP3 исходит сегодня от нового формата Ogg Vorbis. Эта разработка изначально полностью открытая и бесплатная и обладает большим потенциалом. По сравнению с MP3 формат Ogg Vorbis имеет лучшее качество звучания при том же размере файла. О его популярности говорит и тот факт, что Ogg Vorbis также как и MP3 вышел за пределы компьютера и поддерживается некоторыми бытовыми аудиосистемами.
Устройства для проигрывания MPEG-4
Безусловным лидером был и остается компьютер. Неудобства, связанные с таким способом просмотра фильмов очевидны. Нельзя удобно расположившись на диване с пультом в руках и наслаждаться просмотром. Нужно ждать загрузки, поле зрения ограничено дисплеем, звук 5.1 доступен далеко не каждому и так далее и тому подобное. Каждый может найти в своей конфигурации множество причин, почему неплохо было бы иметь для себя специализированное устройство.
Напрашивается резонный вопрос: почему бы, например, обычный DVD-проигрыватель, не оснастить возможностью проигрывания DivX? Однако, как можно убедиться, прочитав историю DivX единства в форматах и решениях нет. Это основная сложность и главное препятствие для выхода DivX за пределы компьютерной индустрии. Нет равных ПК в вопросе гибкости решения. ПК ограничен только мощностью процессора и совершенством конфигурации в возможности найти способ для воспроизведения любой комбинации видео и аудио форматов, а также для любых установок кодирования найти решение в виде кодека или настроек программы просмотра.
Пользователи мобильных приложений или стационарных решений на базе специализированных чипов не имеют такой роскоши, им приходится уповать на прозорливость производителей и на возможность обновления программного обеспечения для новых версий кодеков. Естественно, пока нет ни одного решения вне ПК, которое могло бы читать абсолютно все форматы.
Поэтому желающие смотреть на экране ТВ «пиратскую» коллекцию с помощью стационарного плеера вряд ли когда-нибудь получат идеальное решение. Ответ производителя будет таким: используйте те или иные установки программы кодирования для приемлемого результата. Как правило, это отказ от расширенных возможностей MPEG4 таких как QPEL, GMC при записи фильмов, а также некоторые ограничения на форматы звука.
В любом случае это не должно стать помехой при выборе DVD-проигрывателя для энтузиастов домашнего видео, а также тех, кто хочет иметь технику по последнему слову с максимальными возможностями.
DivX фильмы не уступают по качеству DVD, но в производстве значительно дешевле и компактны. Многие современные камкордеры и цифровые камеры предлагают возможность создания DivX видео, а также существует огромное количество программ для обработки и записи видео в этом формате.
Для проигрывания DivX сейчас можно найти и мобильные устройства. Например, мобильный плеер на основе компактного жесткого диска с 3,8 дюймовым экраном фирмы Archos, обзор которого есть на iXBT.com. Или MP3 проигрыватель со встроенным экраном Thomson Lyra. Xoro также планирует представить подобный плеер с широкоформатным экраном с диагональю 5.8 дюйма.
Но локомотивом рынка все же будут стационарные DVD-проигрыватели с расширенными функциональными возможностями.
DVD-проигрыватели с функцией MPEG-4 DivX
Мы говорим о широко доступных DVD-плеерах по цене до 250 долл., которые сегодня можно найти на полках магазинов электроники, а в Западной Европе уже и в обычных супермаркетах. Возможность воспроизведения на таких проигрывателях файлов MP3 и JPEG является стандартом. Но так было не всегда. Первые DVD-проигрыватели работали только с DVD-форматом, VCD и Audio CD. У нас есть все основания полагать, что в ближайший год, функция воспроизведения DivX станет стандартной для всех широкодоступных плееров на рынке.
Рынок повернулся в сторону DivX. В прессе было опубликована масса статей, посвященных перспективам MPEG-4 и DivX в бытовой технике. Разгорелись жаркие дискуссии. В результате сегодня на рынке доступы DVD/MPEG-плееры от нескольких производителей, спрос на них настолько высок, что они являются дефицитом как в Европе, так и в России.
На сегодня три производителя предлагают чипсеты для производства DivX-плееров: Mediatek, ESS Technology и Sigma Design. Sigma исторически была первой и снимала сливки около года. Однако, на сегодня ESS является безусловным лидером на этом рынке. ESS Vibratto предлагает мощное доступное решению для воспроизведения всех популярных форматов и кодеков (в том числе и старого 3.11). Кроме этого, на базе чипа от ESS, в отличие от Sigma, может быть реализовано 6-канальное декодирование звука Dolby Digital.
Современные популярные плееры, реализованные на микроконтроллерах ESS с поддержкой DivX
На форумах часто упоминается DVD плеер JVC XV NP1. Однако, к сожалению, этот плеер воспроизводит MPEG-4 фильмы только на картах памяти.
Резюме
DivX — это прогрессивная реализация формата MPEG-4. Он предлагает значительно более высокую степень сжатия видео и несет ряд революционных нововведений. Области применения MPEG-4 включают мультимедийные приложения для мобильного использования и Интернет, цифровое телевидение, домашнее видео и мобильную связь. С появлением специализированных процессоров стало возможным создание недорогих универсальных стационарных и мобильных проигрывателей, которые помимо DVD-фильмов и известных форматов проигрывают также и файлы на основе формата MPEG-4. На сегоднящний день цена, характеристики и совместимость плееров с форматами достигли того уровня, при котором покупка имеет смысл для всех энтузиастов домашнего видео.
Комментарии от Очень Злого Редактора:
У меня, как и у многих моих коллег, есть мнение, что DivX не был вовремя оценён производителями DVD-плееров и, в результате их медлительности и выжидательной позиции, опоздал с выходом на массовый рынок и, по ситуации на сегодня, начисто проиграл сражение DVD-формату в лице недорогих DVD-плееров начального уровня ($80-100).
В данный момент двухдисковый MPEG4-фильм с 5.1-звуком стоит в рознице в России столько же, сколько и однослойный DVD-Video фильм ($5-6). При этом у DVD-дисков нет проблем со сменой диска при просмотре, сырыми прошивками плееров, несовместимостью версий кодеков, торможений и артефактов при просмотре.
Моё резюме таково: бытовые MPEG4/DivX-плееры и диски с фильмами в этом формате безусловно укрепят позицию и займут свою нишу на рынке, но вот станут ли такими же массовым в бытовой сфере, как бытовые DVD-Video плееры и диски (основанные на MPEG-2 видео, плюс звук DolbyDigital 5.1) — это очень большой вопрос, ответить на который сможет лишь время.
Разбираемся с форматами и кодеками видео
Содержание
Содержание
Современные медийные платформы позволяют пользователям наслаждаться высокодетализированным видео и потрясающими аудиоэффектами в режиме онлайн.
Однако создание подобного контента было бы невозможно без существования кодеков и контейнеров.
Чем кодеки отличаются от контейнера — их часто путают
Для ответа на вопрос, чем кодеки отличаются от контейнеров, необходимо понять, что такое кодеки.
Смысл понятия «кодек» лежит прямо в его названии:
Фактически кодек — это цифровой инструмент компрессии и декомпрессии данных. Компрессия (сжатие данных) необходима для экономии занимаемого файлом места. Например, несжатое видео высокой четкости в raw-формате, при 60 кадрах в секунду способно достигать размеров в полтерабайта на каждый час записи.
Восьмиканальная аудиодорожка в 24-битном разрешении будет занимать 16 мегабит за одну секунду записи. Такие объемы данных не подходят ни для штатного хранения, ни для их передачи онлайн, поэтому для их сжатия применяются специальные формулы, которые и называются кодеками.
Для хранения сжатой информации создаются контейнеры-обертки в определенном формате. Современные контейнеры способны хранить информацию, обработанную разными кодеками. Такие обертки указывают устройству на то, какими кодеками была сжата информация, и по какой формуле ее восстанавливать.
Если разобрать стандартное видео со звуком на кодеки и контейнеры, в результате получится три составные части:
В случае если в видео нет звука, аудиокодек не нужен.
Популярные и прогрессивные кодеки
Большинство создаваемого видеоконтента обрабатывается кодеками XviD, MPEG-1\2, H.264, MPEG-4, DivX, WMV, MJPEG, RealVideo, Bink Video и их вариациями. Для аудиоформатов в основном используют AAC, Opus и MP3-кодеки. Из новинок стоит отметить кодек H.266/VVC, разрабатываемый для потоковой передачи видео в 4K и 8K.
Новый кодек позволяет вдвое сократить объем файла относительно H.265 кодека за счет более сложных алгоритмов. Сложные вычисления потребляют больше ресурсов, до 1000 % от потребления H.265 при кодировании, и до 200% при декодировании.
Какие кодеки в основном поддерживаются современными ТВ и обновляются ли они с прошивкой
Современные системы поддерживают большинство существующих кодеков.
Поддержка кодеков MPEG от первого до четвертого, вариации H.264 для воспроизведения Blu-Ray, а также XviD и DivX, входят в базовый пакет любого современного телевизора.
Ведущие производители всегда следят за ошибками и актуальностью своего программного обеспечения.
Обновление кодеков в процессе прошивки регулируется разработчиками индивидуально под каждую модель SmartTV.
Если новые кодеки необходимы, поддерживаются устройством на аппаратном уровне и не вызывают ошибок отображения, ничего не мешает разработчикам добавить их в ближайших обновлениях.
Не все устройства совместимы с новыми кодеками, поэтому установка неофициальных обновлений прошивки не рекомендуется потому как может привести к ошибкам воспроизведения.
Какие кодеки используются при проигрывании онлайн-видео (современные кодеки youtube)
В настоящее время стандартом большинства видеосервисов стали кодеки H.264 и MPEG-4, значительно реже встречаются кодеки FFDshow, XviD и DivX.
Одним из самых перспективных кодеков является бесплатный AV1-кодек. Разработан сообществом AOMedia, включающим в себя таких гигантов как AMD, Google, Netflix, Mozilla, Nvidia, Intel, ARM и Cisco. Исходный код кодека открыт и свободно распространяется без каких-либо лицензионных отчислений.
Что даст конечному пользователю переход ютуба на современный AV1
Кодек AV1 разрабатывался для воспроизведения видео онлайн, в браузерах Safari, Firefox, Edge и Chrome. Степень сжатия видео кодеком AV1 превосходит кодеки VP8 и H.264 от 30% до 50%, а кодек HEVC до 30–43 % на высоких битрейтах.
Полный переход видео платформы YouTube на AV1-кодек не только ускорит загрузку всех видеороликов от 20% до 50%, но и позволит стримить в разрешении 4K.
Для минимизации потерь качества, при сохранении и конвертации файла рекомендуется использовать кодеки AV1 для видео и Opus для аудио, обернутые в MP4-контейнер.
