OTT-Leitfaden zu Codecs, Containerformaten und Transcodierung

Wenn der Titel dieses Artikels nicht bereits den Kopf verletzt, wird der Rest definitiv dazu führen. Nun, hoffentlich kann ich es auf eine Weise erklären, die für die nicht-technische Person sinnvoll ist. Ich schreibe diesen Artikel über Video- / Audio-Codecs, weil ich mich verwirrt fühlte, als ich ihn eines Tages einem Freund erklären wollte.

Was genau ist ein Codec? Ich weiß, dass Sie sie brauchen, um hier und dort einen Film zu spielen, aber was ist das eigentlich? Was mich wirklich verwirrt hat, waren alle Begriffe, von denen ich gehört habe, die ich aber nie richtig verstanden habe: H.264, DivX, MP4, AVI, MPEG-2, AVCHD, AAC, OGG, MKV usw. usw. Waren das alles Codecs? Nach vielem Lesen und Lernen wurde mir klar, dass die Welt der Audio- und Video-Codecs und Containerformate sehr verwirrend ist. Eigentlich wusste ich nicht einmal den Unterschied zwischen einem Codec- und einem Containerformat, bis ich mit der Recherche begann.

Ich werde nicht viel ins Detail gehen, nur weil das Thema sehr schnell sehr knapp wird. Ist es Ihnen wirklich wichtig, wenn 1 Stunde unkomprimiertes RAW-Video mit 1080p 60 Bildern pro Sekunde fast 500 GB Speicherplatz verbraucht? Wahrscheinlich nicht.

Was ist ein Codec??

Was genau ist ein Codec und was macht er? In den einfachsten Ausdrücken ist ein Codec ein Encoder / Decoder oder in seiner ursprünglichen Form ein Kompressor (Co) - Dekompressor (Dec). Das ist also genau das, was ein Codec macht: Er nimmt eine digitale Datei und komprimiert sie (oder codiert sie) zur Speicherung und dekomprimiert sie (oder dekodiert sie), um sie anzuzeigen oder umzucodieren. Ich erzähle Ihnen, was Transkodierung später ist, lassen Sie uns nicht so früh verwirren.

Das Wichtigste zu verstehen ist, dass ein Codec eine Art Spezifikation ist, wie der Bitstrom aussehen soll. Was ist ein Bitstrom? Um nicht sehr technisch zu werden, sollte die Reihenfolge der Bytes für diesen speziellen Codec festgelegt werden. Jeder Codec hat bestimmte Richtlinien. Beispielsweise können Sie Breite, Höhe, Seitenverhältnis usw. angeben. Lesen Sie diese Seite aus, lesen Sie jedoch nicht zu viel, da sonst Ihr Kopf schmerzt:

http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/Multimedia/node262.html

Da es sich um eine Spezifikation handelt, gibt es viele Möglichkeiten, Daten in dieses Format zu konvertieren. Daher kann es für einen Codec viele Encoder geben. Ich werde im Abschnitt „Beliebte Codecs“ unten mehr über Encoder erklären.

Warum brauchen wir überhaupt diese Kompression und Dekompression? Wie bereits erwähnt, ist eine unkomprimierte 1080p-RAW-Datei für fast eine Stunde fast 500 GB groß. Sie benötigen ein eigenes Rechenzentrum, um alle Ihre Familienvideos zu speichern, wenn alles in diesem Format aufgenommen wurde. Hier kommen Kompressionen ins Spiel. Es gibt verschiedene Arten der Komprimierung, die in verschiedene Arten von Codecs übersetzt werden. Was sind einige beliebte Codecs??

Beliebte Codecs

H.264 (MPEG-4 Part 10 AVC) - Dies ist auch offiziell als MPEG-4 Part 10 bekannt, aber H.264 ist das, was Sie normalerweise hören. Ja, es gibt auch mehrere Namen für dasselbe. H.264 ist bei weitem das beliebteste Format zum Kodieren von Videos. H.264 bietet das Beste aus allen Welten: kleinere Dateigrößen bei höherer Qualität.

Denken Sie daran, H.264 ist nur der Codec. Sie finden keine Dateien mit der Erweiterung .h264. Dafür gibt es Containerformate, die ich im folgenden Abschnitt erkläre. Dieser Codec wird von Smartphones über digitale Camcorder bis hin zu Blu-ray-Discs überall verwendet. Sie wird heute auch für die Bereitstellung einer großen Anzahl von Webvideos verwendet, da sie eine hervorragende Bildqualität mit einer hohen Komprimierungsrate und einer niedrigen Bitrate bietet, wodurch Streaming-Server weniger belastet werden.

Es wird auch stark unterstützt und wird wahrscheinlich der beliebteste Codec für eine lange Zeit sein. Es wird von Apple, YouTube, HTML 5 und sogar in Adobe Flash unterstützt.

Der einzige Nachteil von H.264 ist, dass die Algorithmen für die Komprimierung so gut sind, dass es viel langsamer ist, ein Video in dieses Format zu kodieren. Sie werden mehr darüber erfahren, wenn wir unten über Transcoding sprechen.

Wie ich oben erwähnt hatte, gibt es mehrere Codierer für einen einzelnen Codec. Für den H.264-Codec ist x264 von VideoLAN einer der beliebtesten Encoder, der VLC Media Player. x264 ist kostenlos und Open Source, aber es gibt auch viele kommerzielle H.264-Encoder. Es spielt keine Rolle, wie der Videostrom in dieses Format konvertiert wird. Jeder H.264-Decoder (wie VLC) kann die Datei anzeigen.

MPEG-2 - Hast du noch eine große DVD-Sammlung? Das alles erledigt man mit dem MPEG-2-Codec. Es ist ziemlich alt, aber sehr verbreitet. Der andere Ort, an dem Sie die MPEG-2-Komprimierung finden, ist, wenn Sie HD-Sender schauen, die drahtlos ausgestrahlt werden. Das ist alles MPEG-2-Komprimierung. Interessantes zu wissen, richtig?

Da der Algorithmus zur Komprimierung mit MPEG-2 H.264 weit unterlegen ist, hat er den Vorteil, dass er viel schneller codiert. Beim Web-Streaming hat es jedoch nie funktioniert, da bei einer niedrigeren Bitrate die Qualität schnell zum Erliegen käme und Sie mit pixeliertem Video enden würden. Deshalb haben sie MPEG-4 Part 2 entwickelt.

MPEG-4 Teil 2 - Sie erinnern sich wahrscheinlich an die Zeiten, als alles über DivX und Xvid sprach, richtig? Das waren Encoder für das MPEG-4 Part 2-Format, auch bekannt als H.263. Viele Filme, die Sie an diesem Tag heruntergeladen haben, wurden mit diesem Codec komprimiert, da Sie eine gute Dateigröße erhalten und eine angemessene Qualität beibehalten. Das einzige große Problem ist jedoch, dass hochauflösende Inhalte immer noch in Bezug auf die Bildqualität zu leiden hatten. Hier hat H.264, das ich oben erwähnt habe, übernommen.

Windows Media Video - Dies ist im Grunde die Microsoft-Version der MPEG-4-Codecs. WMV 7 wurde 1999 eingeführt und war eine Kopie von MPEG-4 Part 2. Später kamen WMV 8 und 9, gefolgt von VC-1, einem Codec, der hauptsächlich MPEG-4 Part 10 kopiert und derzeit in Blu-ray verwendet wird Scheiben auch. Die einzigen anderen Stellen, an denen Sie WMV und VC-1 sehen, befinden sich meist in Microsoft-verwandten Produkten wie Windows Movie Maker, Silverlight, HD DVD und Microsoft Expression Encoder.

Dies sind nur die gängigen Video-Codecs. Sie haben auch Ihre Audio-Codecs, die zum Tragen kommen, wenn wir unten über Container sprechen. Zu den gängigen Audiocodecs zählen FLAC, AC3, Dolby Digital Plus, DTS-HD, ALAC usw. Wie auch für Video haben Audiocodecs eigene Containerformate wie AIFF, WAV usw..

Dies sind keineswegs alle Codecs, sondern nur eine Liste der beliebtesten. Lassen Sie uns nun über Containerformate sprechen.

Containerformate

Wenn Sie eine Datei in Windows Media Player, VLC oder Quicktime oder einem anderen gewünschten Mediaplayer abspielen, öffnen Sie normalerweise ein Containerformat. Ein Containerformat oder Wrapper ist im Wesentlichen ein Paket aus einem oder mehreren Codecs, Video oder Audio oder beiden. Ein Container wird verwendet, um Audio zusammen mit Video hinzuzufügen und um sicherzustellen, dass Audio und Video perfekt synchronisiert sind. Der Container enthält auch andere Informationen, die von einem Streaming-Server oder vom Media Player benötigt werden. Die Video- und Audio-Bitströme werden nur in einen anderen Bitstrom eingebunden.

In Containerformaten werden die üblichen Dateierweiterungen angezeigt, die wir alle verwenden, wie MP4, MOV, WMV, AVI usw. Gehen wir einige der am häufigsten verwendeten Container durch:

MP4 - Sie haben wahrscheinlich einen Song mit der Erweiterung .MP4 heruntergeladen, der für viele Video- und Audio-Codecs verwendet wird. Am häufigsten wird es verwendet, um H.264-Video und AAC-codiertes Audio einzuwickeln. Es unterstützt auch MPEG-4 Part 2 und MPEG-2-Videocodecs. Audio kann auch mit anderen Codecs als AAC codiert werden.

AVI - Dies ist ein Microsoft-Containerformat aus dem Jahr 1992. Es war zu meiner Zeit sehr beliebt und es gibt immer noch einiges zu sehen. Wenn Sie eine Kodierung vornehmen, sollten Sie niemals das AVI-Containerformat mehr verwenden. Erstens werden neuere Codecs wie H.264 nicht unterstützt. Es hat auch einige andere große Probleme, weshalb es nicht mehr verwendet wird.

ASF - Das Advanced Systems Format von Microsoft verwendet normalerweise nicht die Dateierweiterung .ASF. Stattdessen sehen Sie, dass die meisten ASF-Container .WMA oder .WMV verwenden. Diese Dateien werden angezeigt, wenn Sie alle Microsoft-Produkte verwenden. Wenn Sie die Microsoft-Welt verlassen, treten Probleme bei der Wiedergabe der Dateien auf, insbesondere wenn Sie den H.264-Codec verwenden.

AVCHD - AVCHD ist das am häufigsten verwendete Containerformat für HD-Camcorder. Das Video wird normalerweise in H.264 mit AC3-Audio (Dolby Digital) oder linearem PCM angezeigt.

MKV - In letzter Zeit einen Film herunterladen? Es ist wahrscheinlich im MKV-Containerformat, das H.264-Videodateien enthält. Einige Tools unterstützen MKV wie Boxee, PS3 Media Server, XMBC, VLC usw., aber es wird noch nicht so weit wie andere Containerformate unterstützt.

FLV - Dies ist Adobe Flash, das viele verschiedene Codecs unterstützt, am häufigsten H.264 und AAC. Flash-Videos sind eine der beliebtesten Arten, wie Videos über das Internet gestreamt werden. Aufgrund von HTML 5 und der Tatsache, dass Apple auf keinem seiner iDevices Flash laufen lässt, verliert es an Boden, aber es ist immer noch sehr verbreitet.

Es gibt andere Containerformate wie das QuickTime-Dateiformat, OGG, WebM usw., aber Sie erhalten das Bild jetzt irgendwie.

Transkodierung

Das Letzte, was Sie bei all dem verstehen müssen, ist, dass Sie das von Ihrem Camcorder heruntergeladene AVCHD-Video wahrscheinlich in ein anderes Format konvertieren müssen, das Sie in iTunes importieren und auf Ihrem iPhone abspielen können. Da es so viele Codecs und Containerformate gibt und jedes Containerformat unterschiedliche Kombinationen von Video- und Audio-Codecs haben kann, benötigen Sie einen Transcoder, um den gewünschten Dateityp für Ihr bestimmtes Gerät zu erhalten.

Es gibt viele Transcoder, auch Videokonverter genannt: Handbrake, FFmpeg, SUPER, VirtualDub usw. Einige werden bezahlt und andere sind kostenlose Open-Source-Tools. Einige Tools wie Handbrake enthalten Voreinstellungen, sodass Sie einfach Ihre Quelldatei auswählen und ein Ausgabeformat wie iPod oder iPhone auswählen und auf Start klicken können. Es werden alle Einstellungen, Container, Codec usw. für Sie ausgewählt. Nach dem Lesen dieses Beitrags verstehen Sie jedoch hoffentlich ein wenig mehr und können Videos zwischen Formaten konvertieren und den zugrunde liegenden Prozess ein wenig besser verstehen. Genießen!