Вам не кажется, что мы уже просто обязаны поговорить о том, в каких именно форматах хранится цифровое видео? Какие существуют алгоритмы сжатия и почему именно их выбор для нас столь важен?
Начнем с азов: при работе с компьютерным видео нам нужно будет усвоить (и различать) сразу три различных понятия:
Стандарт сжатия (компрессии);
Контейнер
Эти термины многие путают, а это - грубейшая ошибка! Еще больше запутывает то, что помимо этих основных характеристик у цифрового видео есть еще и куча дополнительных: разрешение кадра, битрейт и так далее.
Объяснить разницу между этими понятиями можно на примере обычной консервной банки. То, что в банке лежит - мясо, рыба или кабачковая икра - это и будет стандарт. В таком случае кодек - это материал, из которого изготовлена наша банка (она может быть металлической или стеклянной), контейнер - это этикетка и раскраска. Ну а объем банки - это уже битрейт.
Грубо, но, надеюсь, понятно.
Ну а теперь и начнем разбираться с каждым параметром досконально,
Стандарт сжатия
Чтобы сделать консервы, мясо нужно превратить в тушенку - иначе не хранить, ни есть его будет невозможно. Примерно такому же надругательству подвергается и видео: даже в эпоху многотерабайтных винчестеров видео приходится сжимать, выдавливая из каждого кадра максимальное количество «воды», неудивительно. Попробуем подсчитать, сколько заняла бы на нашем жестком диске минута чистого, несжатого видео в DVD-качества, с разрешением 720×576 точек.:
720×576 точек х 30 кадров в секунду х 16 бит цвета для каждой точки х 60 секунд…
Получается ни много ни мало - около полутора гигабайт! И это, заметьте, без учета звука… И чтобы запихнуть этого «слона» в более-менее компактный «рюкзак», приходится использовать разнообразные методы компрессии. Начнем с самых простых, хорошо знакомых обладателям домашних видеокамер старого образца.
MJPEG - один из самых древних и простых алгоритмов компрессии: каждый кадр сжимается примерно в 5 раз. Этот алгоритм напоминает действие обычных архиваторов - или уже знакомого нам алгоритма сжатия изображений JPEG. При использовании программного кодека MJPEG степень сжатия можно установить вручную, получая на выходе поток от 6 до 60 Гб в час, В аппаратных кодеках степень сжатия обычно зафиксирована на уровне 1:5, что дает нам около 12 Гб в час. Тоже немало - зато редактировать такой фильм очень легко, а аппаратные кодировщики M-JPEG встроены даже в простенькие платы захвата.
Более продвинутой реализацией того же алгоритма является формат кодирования DV: он обеспечивает ту же степень сжатия (5:1) и ту же величину потока (12,5 Гб/час), зато качество картинки при этом гораздо выше. Для сжатия фильма в формат DV требуется относительно небольшая процессорная мощность, так что выполнить такую компрессию можно и на относительно слабом компьютере. К тому же видео с цифровых камер мы получаем уже в DV-формате, готовеньким.
Конечно, у этих алгоритмов есть масса преимуществ. И прежде всего - легкость обработки: ведь в DV-видео мы можем получить доступ к каждому отдельному кадру! Но хранить такие фильмы все-таки неудобно: сменные носители информации емкостью в десятки гигабайт появились совсем недавно. Поэтому еще пятнадцать лет назад специатисты задуматись о создании новых алгоритмов сжатия, которые позволили бы сократить «вес» цифрового фильма еще в несколько раз («несколько» в итоге обернулось более чем 150-кратным сжатием!). Для этого пришлось искать совершенно новый принцип работы - ведь выжать лишнюю «воду» из каждого отдельного кадра было уже невозможно!
Выход был найден - и довольно неожиданный. Вспомним: хотя за секунду перед нашими глазами пробегает целых 30 кадров, большая их часть хранит одну и ту же информацию! Большая часть фона остается практически неизменной, да и сами кадры порой просто дублируются. А значит, нам отнюдь не обязательно перегонять в цифру точную копию каждого кадра - вполне достаточно фиксировать несколько ключевых, а потом сохранять сведения об их изменении! При этом оставшиеся кадры разбиваются на квадратики, и об изменении каждого из них сохраняется информация. Не меняется квадратик на протяжении секунды - отлично, вот уже и экономия!
Так было создано семейство алгоритмов MPEG, с двумя представителями которого мы с вами обязательно познакомимся поподробнее:
О MPEG-2 (1995). Используется в современных DVD, а также для передачи спутникового и кабельного телевидения. Качество картинки и степень сжатия значительно выше, чем у его предшественника: размер кадра у этого стандарта составляет 720×576 точек при 25 кадрах в секунду - при этом предусматривается возможность сохранения пятиканальной звуковой дорожки (Dolby Digital 5.1, DTS). Емкость DVD составляет до 9 Гб, а запихнуть в этот объем можно до трех часов видео с полным качеством (я не беру в расчет пиратские DVD - там и по 20 фильмов на одном диске - не редкость).
О MPEG-4 (1999). Поскольку термин «MPEG-З» прочно приклеился к формату «сжатого звука (на деле его точное имя - MPEG-1 layer III), новое семейство форматов сжатия видео наградили не вполне заслуженной «четверкой». Раз- рабатыватся этот формат для довольно специфических целей - улучшения качества картинки при низкой скорости потока (битрейте). Рассчитанный на «высокоскоростной» режим MPEG-2 нужного качества обеспечить не мог, поэтому атгоритм модифицировали: теперь при сжатии картинки некоторые ее части не «фотографироватись», а описывались языком формул.
Сегодня можно уже с уверенностью говорить, что стандарт MPEG 2 доживает последние годы, если не месяцы. Конечно, списывать со счетов DVD пока рановато, но вряд ли кто будет спорить с тем, что фильмы этого формата отжили свое. Вот уже несколько лет, как человечество вступило в эру HD - видео высокого разрешения можно снимать даже бытовыми фотоаппаратами и мобильниками. А для его хранения MPEG-2 уже не годится… По всем параметрам сразу: из-за невысокого по нынешним меркам разрешения, высокого «битрейта» (то есть объема информации, необходимого для кодирования секунды экранного времени), а также качества картинки: даже на самых совершенных DVD-фильмах глаз нет-нет да улавливает знакомые «квадратики», особенно, если вы смотрите фильм на большом экране.
В общем, если вы собираетесь создавать домашнюю видеотеку из собственноручно «сграбленных» с диска фильмов или «домашнего видео», снятого HD- совместимой видеокамерой - старайтесь в любом случае ориентироваться на кодеки семейства MPEG-4.
Алгоритмы и кодеки
Вот мы и упомянули второе главное понятие - кодек! Это своего рода стандарт внутри стандарта: даже выбрав алгоритм сжатия (MPEG-4) мы можем сжимать видео с помощью совершенно различных инструментов - и получать на выходе абсолютно разные результаты. Видео, которое вы записываете на крохотную камеру своего мобильника, картинку с коммерческого Blu-Ray и выкачанный из сети фильм HD-формата - все они закодированы с использованием одного и того же стандарта MPEG-4. Но качество и характеристики этих фильмов отличаются настолько разительно, что вам и в голову не придет заподозрить их в родстве: у одного картинка чудовищного качества и плохенький монофонический звук, у другого - красота неземная, хоть в Третьяковку вешай…
Кстати, не об одной картинке речь, ведь мы не в эпоху немого кино живем, надо учитывать и звук! А тут тоже сплошная свистопляска: в одних фильмах для кодирования звука используется отлично знакомый нам МРЗ, в других, с многоканальной дорожкой - более совершенный формат ААС…
Во многом эти различия как раз и определяются «кодеком» - инструментом сжатия, каждый из которых использует свой собственный алгоритм и отличается как по качеству, так и по скорости кодирования.
Перечислять все виды этих кодеков мы не будем - упомянем лишь несколько самых распространенных. Напомним, что само слово «кодек» - это сокращение от «кодер-декодер»: стало быть, каждый кодек должен вктючать модули как для просмотра видео (декодер), так и дтя, наоборот, дтя сжатия (кодер). Первые чаще всего бесплатны - в частности, полный набор декодеров для воспроизведения видео практически всех существующих форматов можно получить в составе пакета кодеков - например, Windows 7 Codecs Pack (http://www.windows7codecs.com) - его я рекомендовал вам установить еще в главе, посвященной Windows. Бывают, впрочем, и исключения: для того, чтобы смотреть видео с дисков Blu-Ray с нормальным качеством, вам тоже придется покупать программный «декодер» - правда, не отдельно, а в составе какого-нибудь плеера (например, PowerDVD).
Еще хуже обстоит дело с «кодировочной» половинкой кодека: все самые лучшие и быстрые кодеки, к великому сожалению, платные. Так что варианта у вас всего два - либо приобрести платную программу, в состав которой уже включен этот кодек, либо воспользоваться его бесплатным аналогом (например, XviD, х.264 или Theora).
MPEG-4 Part 2 ASP. Первый алгоритм семейства MPEG-4, появившийся на рынке еще в 1999 году, кода и о HD-видео никто не слышал! Качество кодеков этого типа крайне низкое, что отчасти компенсируется довольно высокой скоростью кодирования (не менее важно и то, что воспроизведение сжатых этим кодеком фильмов не требует значительных аппаратных ресурсов). Именно поэтому этот алгоритм востребован и сегодня - он используется при кодировании видео для мобильных устройств типа коммуникаторов, персональных медиаплееров (формат МР4) и так далее. Яркими представителями кодеков на основе этого алгоритма являются отлично знакомые каждому компьютерному видеоману DivX и его альтернативный некоммерческий вариант XviD (http://www.xvid.org).
Н.264 или MPEG-4 AVC - одна из последних и самых популярных модификаций, с одинаковым успехом использующаяся для сжатия видео, как с низким разрешением, так и HD. Именно этим кодеком закодировано большинство фильмов, выпускающихся на дисках Blu-Ray, прижился он и на бытовых HD-видеокамерах (AVCHD). Как и в случае с DivX, у этого кодека существуют как коммерческие модификации, включенные в состав профессиональных видеоредакторов (Nero Recode, Pinnacle Studio, Adobe Premiere и т. д.), так и бесплатные варианты - например, х.264 (http://x264.nl).
VC-1 - «альтернативный» кодек, разработанный всеми нами любимой корпорацией Microsoft. Первоначально использовался для кодирования игрового видео для приставок Х-Вох, однако сегодня выполз из игрового вольера и вовсю окучивает видеорынок, отчаянно конкурируя с Н.264.
Ну и сакраментальный вопрос - что же нам выбрать? Единого ответа, увы, нет. Самым универсальным и доступным решением для хранения готового видео, несомненно, для многих станет бесплатный кодек х.264. Но и другими решениями пренебрегать не стоит: так, старый добрый МР4 пригодится для смартфонов, а снятое на качественную HD-камеру домашнее видео, которое вы планируете в будущем записать на Blu-Ray, лучше всего сразу сжимать профессиональным кодеком Н.264 или VC-1.
«Контейнер»
Остается выбрать «контейнер» - упаковку, тип файла, в котором мы будем хранить наши фильмы. Контейнеров существует огромное количество, больше, чем кодеков, причем в контейнере может храниться видео совершенно разных форматов! Возьмите классический AVI - этот контейнер может содержать видео как в древнем стандарте MPEG-1, так и MPEG-4. Та же штука с MPG или, скажем, любимого пользователями компьютеров Apple QuickTime (qt). Хотя большинство контейнеров четко привязаны к определенному формату - например, mp4, ts (в этом контейнере хранятся фильмы на дисках Blu-Ray).
Конечно, качества фильма определяется кодеком (и параметрами, которые мы устанавливаем при перекодировке - о них ниже), но и от контейнера зависит немало! В частности - количество звуковых дорожек, каналов субтитров, типы используемых кодеков. А заодно (что тоже немаловажно - совместимость с бытовыми проигрывателями). Кандидатов на эту роль три:
Файлы формата AVI - самого древнего и традиционного из всех контейнеров. Плюсы - совместимость практически со всеми плеерами и… собственно, и все. Датыне пойдут минусы: невозможность упаковать в файл тестовые субтитры (если только они не впаяны в фильм намертво). Беда и со звуковыми дорожками: некоторые умельцы ухитряются запихнуть в AVI несколько альтернативных «саундтреков», но это скорее исключение, чем правило.
Два варианта «контейнеров», заточенных под кодек х.264 - MKV (он же «матрешка») и МР4.
С «авишками» все ясно - Ее Roi Est Mort, Vive Ее Roi! Несмотря на то, что для большинства из нас понятия «авишки» и «фильмы» связаны, как сиамские близнецы, на деле старику JWI давно пора на сватку. И дело не только в кодеке DivX (в AVI можно хранить и фильм, сжатый с помощью х.264) - сам формат-«контейнер» устарел до неприличия.
Оба его конкурента предоставляют в разы больше возможностей: тут и несколько звуковых дорожек (причем с возможностью хранения многоканатьного звука), и отключаемые субтитры, и возможность хотя бы частичного сохранения меню диска и временных меток для быстрой навигации по фильму. Очень удобно, особенно если мы имеем дело с концертной записью, где частенько хочется перескочить прямо на нужную песню. Отдельным частям фильма можно даже дать какие-то вменяемые имена вместо банатьного Chapter 1, 2, 3 и так далее. Иногда это полезно - к примеру, если мы имеем дело со сборником ктипов или концертом.
Таким образом, коллекцию мы будем создавать в формате MKV или МР4.
На платформе ПК оба формата идут ноздрю в ноздрю. А вот вне системного блока расктад уже иной: фильм в МР4 можно проиграть практически на любых устройствах, начиная с карманного медиаплейера или мобильника и заканчивая игровой приставкой (например, Playstation 3). MKV же поддерживают только самые новые медиацентры, о портативных же устройствах лучше просто забыть. Стоит добавить, что формат МР4 - «родной» для всего «маковского» железа, от MacBook до iPhone, так что обладатели компьютеров «с яблочком» наверняка выберут его. С другой стороны, собирать-разбирать «матрешку» куда проще, чем МР4, так что заменить звук и добавить новые субтитры можно всего за пару минут.
Что получаем? А то, что при всей крутизне и прогрессивности формата MKV на самом деле его возможности востребованы лишь изредка: для суперколлекционных релизов с кучей дорожек и каналов субтитров, либо для видео сверхвысокого качества. И в том случае, если вы согласны пожертвовать совместимостью, ограничившись просмотром киношек на ПК или медиацентрах. Если переводить на язык операционных систем, то JWI - это, скорее, Windows, МР4 - чистейший Мак, ну a MKV - это что-то вроде Linux. Конструктор-самосборка, паззл, с которым каждый может возиться столько, сколько душе угодно.
Кодек - это специальная программа, которая сжимает и распаковывает видеофайлы. Она используется видеопроигрывателями для создания и воспроизведения мультимедиа. Обычно кодек состоит из двух элементов – декодера и кодировщика.
*** Проблемы с просмотров различных видеофайлов в большинстве случаев связаны с установленным в системе кодеками или их набором (кодек-паком, например, K-Lite Codec Pack). Я подробно расскажу, что именно необходимо для воспроизведения видео вообще, какой набор программ достаточно инсталлировать для нормального просмотра файлов и что можно сделать в случае возникновения неполадок.
*** Обычный видеофайл содержит в себе: видеодорожку, одну или несколько дорожек со звуком, одну или несколько дорожек с субтитрами, служебную информацию об используемых форматах сжатия (так называемый индекс-блок с адресами расположения конкретных участков записи, применяется во время "перемотки"), набор текстовых полей. Формат, в котором хранится эта информация в файле, именуется контейнером. Наиболее популярным на данный момент является контейнеры:
AVI (Audio and Video Interleaved)
MPEG1/2 (расширения файлов - mpg/mpe/vob)
Advanced Streaming Format (asf)
OGG Media (ogg)
Real Media (rm/rv/ram)
QuickTime (mov/qt)
DivX Media (divx) представляет собой расширенный, но обратносовместимый вариант контейнера AVI.
*** Для извлечения из контейнера потоков видео, аудио и субтитров и их разделения используются специальные библиотеки Windows - сплиттеры, или демультиплексоры. По умолчанию в Windows (начиная с Win2000) имеются сплиттеры для AVI, MPEG1/2 и ASF. Все остальные необходимо устанавливать отдельно, что будет подробно описано ниже.
*** После разделения каждый из потоков файла должен быть декодирован (разжат). Для этого существуют соответствующие библиотеки, называемые кодеками. Термин "кодек" является сокращением от "кодер-декодер" и выполняет две задачи, которые такая библиотека может: сжатие видео в свой формат и его распаковка для воспроизведения. Но кодек не обязательно выполняет обе функции, существуют и такие, которые могут выполнять одну из функций. Заметим для строгости, что сжимающая часть кодека часто именуется не кодером, а энкодером.
*** Видеокодеки бывают нескольких типов (по низкоуровневой работе с изображением) - Video for Windows (VfW), DirectShow (DSH) и DirectX Media Object (DMO). Практически во всех плеерах при воспроизведении применяется DirectShow; а кодеки VfW используются некоторыми программами для сжатия видео, в частности очень популярной VirtualDub/VirtualDubMod. Кодеки типа DMO являются скорее подвидом DirectShow и отличаются тем, что часть их функций перекладывается на приложение, воспроизводящее видео, и по этой причине подобный тип не особо популярен.
*** Аудиокодеки также делятся на несколько видов - Audio Compression Manager (ACM), использующийся в паре с VfW, и аналогичные видео DirectShow и DirectX Media Object.
*** Специальные коды, употребляемые в файле - FourCC (видео) и TwinCC (аудио) - описывают формат сжатия картинки и звука, а также определяют, что нужно для их декодирования. Однако для воспроизведения видеоряда не обязательно должен применяться тот же кодек, что и для компрессии. Пример XviD воспроизводится DivX -ом даже лучше чем родным кодеком.
*** Наиболее популярным является MPEG4, представленный в виде нескольких слегка различающихся кодеков. Сам стандарт состоит из 19 частей, каждая из которых описывает определенные возможности кодека, и еще 3 находятся в процессе разработки. Все имеющиеся сейчас кодеки MPEG4, за исключением принадлежащих к стандарту H.264, представляют собой реализацию MPEG4 Part 2. Кодеки стандарта H.264 являются реализацией MPEG4 Part 10. Наиболее известными кодеками формата MPEG4 являются DivX, XviD и Windows Media Video. Кроме обычных, существуют и так называемые HD-версии, которые отличаются большим поддерживаемым разрешением - до 1920х1080 точек.
*** Второй по популярности (но первый по качеству) - это формат MPEG2. В нем кодируется видео на дисках DVD-Video и ведется б0льшая часть спутникового вещания. По сравнению с MPEG4 для кодирования информации с тем же качеством формату MPEG2 необходим больший битрейт (т.е. нужно большее количество информации на единицу времени). Преимущество же MPEG2 состоит в том, что ему доступны более высокие битрейты (вплоть до 25 Mbps), а кроме того, видео в MPEG2 отстутструют некоторые минусы MPEG4 (вроде ступенчатости на плавном цветовом переходе или квадратиков при испорченных кадрах последовательности).
*** Формат MPEG1 на данный момент практически исчез из обихода, его можно встретить разве что в старых роликах или на Video-CD. Средства его декодирования уже давно встроены в систему.
*** Как было сказано выше, информация о том, каким именно кодеком упаковано видео в файле, представляется в виде FourCC-кода, состоящего из четырех символов. Каждый кодек имеет свой уникальный FourCC-код, однако в целях совместимости иногда при кодировании указывается "чужой" FourCC-код. Допустим, если видео планируется смотреть на стационарном плеере, то при сжатии его с помощью FFDshow стоит указать FourCC не FFDS, а DivX или XviD, иначе файл почти наверняка не воспроизведется
*** Бесспорным (пока) лидером здесь является MP3 (полное название - MPEG1 Layer 3). Основной его недостаток - поддержка всего двух каналов аудио. Такого ограничения нет у созданного на его основе формата AAC, а также у технологий AC3 (Dolby Digital) и DTS. Формат Windows Media Audio, затевавшийся как конкурент MP3 и дающий возможность добиться лучшего качества на низких битрейтах, к настоящему времени обзавелся поддержкой многоканального звука и выступает уже как конкурент AAC. Достаточно популярен и OGG Vobris, который позволяет получить качество, сравнимое с MP3, на более низких битрейтах, или более высокое - на равных. Информация о формате аудио хранится в TwinCC-коде, представляющем собой комбинацию из четырех цифр, к примеру 0055 для MP3.
*** Начнем со сплиттеров: по умолчанию (здесь и далее речь идет о Windows XP) в системе установлены сплиттеры для avi, mpg, mpe, vob и asf. Сплиттеры для Real Media, QuickTime и DivX идут в комплекте с соответствующими проигрывателями от компаний-разработчиков. Для ogg, mkv/mka/mks и mp4 существует несколько различных сплиттеров, но наилучшим выбором является Haali Media Splitter, поддерживающий все эти контейнеры. В случае если по каким-то причинам он не подходит, необходимо устанавливать отдельные сплиттеры для каждого из контейнеров. Взять их можно, к примеру, с сайта.
*** С кодеками дела обстоят намного хуже. Из видеокодеков по умолчанию имеются декодер MPEG1, декодер и энкодер Windows Media Video, достаточно старая версия MPEG4 от Microsoft и еще несколько штук для устаревших и практически не используемых форматов. С аудио ситуация получше - наличествуют декодеры и энкодеры MP3 (с ограничением у энкодера до 56 Kbps), Windows Media Audio и пара почти списанных в утиль кодеков. Обычно проблема ограниченного количества кодеков решается с помощью кодек-пака, но мы предлагаем сделать по-другому - установить FFDshow. После его инсталляции будем иметь поддержку практически всех необходимых форматов, включая новейший H.264. Однако по умолчанию она распространяется только на DirectShow-приложения. Кодек формата VfW в систему устанавливается, но изначально он декодирует только собственные форматы FFDS/FVFW. Для использования же других в VfW-приложениях необходимо запустить "VFW codec configuration" и на вкладке "Decoder" в разделе "Кодеки" самостоятельно выбрать нужные форматы.
*** Кроме FFDshow, для видео иногда требуются декодеры RealMedia и QuickTime. Можно, конечно, установить родные программы от Real Networks и Apple, но они громоздки и весьма неудобны. Мы рекомендуем обратить внимание на альтернативные пакеты - Real Alternative и QuickTime Alternative, которые представляют собой извлеченные из оригинальных программ необходимые сплиттеры и кодеки, причем использовать их способен любой проигрыватель формата DirectShow. В комплекте с кодеками идет также Media Player Classic, наиболее удобный для просмотра видео в этих форматах (у ряда других плееров есть проблемы с воспроизведением звука).
*** Аудиодекодер FFDshow поддерживает все более-менее распространенные форматы аудио, и для просмотра фильмов ничего, кроме него, устанавливать уже не надо. Однако если вам понадобится сжимать звук в формат MP3, то необходимо (и даже рекомендуется) будет заменить стандартный энкодер MP3 от Microsoft на Lame MP3 Encoder, скачать который также можно с сайта.
*** Если есть еще несколько фильмов, которые посмотреть не удается, то читайте далее. Если файл отказывается воспроизводиться, необходимо выяснить, какого именно системного компонента не хватает для нормальной работы. В первую очередь - определить тип контейнера у данного файла и убедиться, установлен ли в системе соответствующий сплиттер. Если да, то, скорее всего, загвоздка в отсутствии кодека. Узнать его FourCC-код поможет программа GSpot, ее, возможно, придется скачать дополнительно. Открываем в ней проблемный файл, и в правой верхней части окна видим FourCC-код, название кодека и его наличие/отсутствие в системе. К сожалению, GSpot работает только с контейнерами AVI и MPEG1/2, потому в случае новых ogg, mkv или mp4 придется действовать иначе: открываем файл в VirtualDubMod и в меню "File" выбираем пункт "File Information" - в строке "FourCC Codec" находится необходимая нам информация. Теперь стоит заглянуть в настройки FFDshow (ярлык "Video decoder configuration"), поскольку по умолчанию включена поддержка только самых основных форматов (из полусотни "знакомых" программе). Если нужного там не окажется, то узнать, какому кодеку соответствует полученный FourCC-код, можно в уже упомянутой программе GSpot, выбрав в меню "Tables" пункт "Video Codecs". Если и это не поможет, то просматриваем большой список FourCC-кодов, расположенный по адресу, там же есть и ссылки на страницы закачки описанных кодеков.
*** Перейдем к следующей проблеме, которая встречается намного чаще. Файл открывается, начинается воспроизведение, однако изображение отсутствует или выводится неправильно. Причиной этого обычно является использование неподходящего декодера или, что бывает намного реже, ошибка в декодере. И тут надо объяснить, почему не стоит применять кодек-паки - чаще всего виновниками подобных недоразумений оказываются именно они и дело тут и в изготовителе, и в конкретной компиляции. В качестве примера возьмем достаточно популярный K-Lite Codec Pack. Его полная версия (более 20Мб) представляет собой свалку всего, что попало под руку составителю и устанавливать его не рекомендуется в обычных случаях-разве если только если "ничего не помогло". Отметим самые яркие проявления подобного подхода: в K-Lite Codec Pack Full имеются три кодека для MPEG2 (не считая FFDshow), столько же сплиттеров для MPEG2, по три кодека для MP3, AAC и AC3, из кодеков MPEG4, кроме последних версий DivX, XviD и FFDshow, есть редко встречающийся 3ivX Pro и старые версии MS MPEG4 и DivX 3.11. После установки подобной "солянки" (а если вы еще и поторопились или просто не знаете назначения кодека) вероятность того, что для декодирования будет использован не самый подходящий кодек, многократно возрастает.
*** Бывают и достаточно сбалансированные кодек-паки, но им присущ еще один недостаток: как только обновляется один из компонентов кодек-пака, приходится закачивать заново весь сборник. Так что можно предложить как вариант - обновление нужных кодеков вручную.
*** Читатель, последовавший моим советам, может задать вопрос: "А откуда возьмется неправильный декодер, если я его не инсталлировал?" Это происходит из-за того, что некоторые приложения считают своим долгом установить различные кодеки и сплиттеры, даже не спрашивая разрешения у пользователя. В первую очередь этим грешат программы для обработки видео в MPEG2/4, ПО для тюнеров, DVD-плееры и даже Nero Burning ROM - последний при установке добавляет в систему больше десятка своих кодеков и сплиттеров для форматов MPEG2/4 и QuickTime; при инсталляции InterVideo WinDVD 7 без спроса устанавливаются кодеки DivX 6. Имеют такое свойство и игры: к примеру, демо-версия Mayabin3 без спроса внедряет в систему кодек XviD и предлагает добавить еще ogg splitter неизвестно какой давности. К тому же штатной возможности удалить такой кодек игра не предоставляет, так что после ее деинсталляции чистить систему приходится вручную. Стоит отметить, что проблемы с воспроизведением видео возникают не из-за простой установки дополнительных продуктов, а из-за того, что подобные программы назначают своим кодекам большие приоритеты, то есть подменяют ими уже имеющиеся в системе. Бороться с "нелегалами" достаточно легко. Например, файлы кодеков можно просто удалить. Однако, некоторые из них бывают нужны для нормального функционирования инсталлировавших их программ, и потому лучше оставить новые кодеки в системе, но не давать их использовать никаким приложениям, кроме "родного". Сделать это можно с помощью уже упоминавшейся программы GSpot: открываем в ней файл, при воспроизведении которого задействуется неправильный кодек, и в разделе "Proposed Codec Solutions and Test" нажимаем кнопку 1 под надписью A/V. В текстовом поле справа появится информация о кодеках (точнее о цепочке кодеков и фильтров), которые будут использоваться для проигрывания данного файла. Узнав название "лишнего" кодека, идем в меню Options и выбираем пункт "Settings". Активируем "Expert Mode: Enable codec management functions on menus", что позволит управлять приоритетом кодеков прямо из программы. Закрываем окно настроек, выбираем в меню "System" команду "List Codecs and Other Filters". В появившемся списке находим необходимый кодек, щелкаем на нем правой кнопкой и останавливаемся на опции "Set Filter Merit..." контекстного меню. В появившемся окне перемещаем ползунок вниз до значения "0200000" (don"t use) (можно и ниже, но нежелательно). После данной операции этот кодек будет использоваться, только если программа явно к нему обратится.
*** Последняя группа недоразумений при воспроизведении видео связана с возможной несовместимостью декодеров/сплиттеров с видеоплеерами, ошибками самих декодеров и случаями повреждения видеофайлов. Первую ситуацию диагностировать просто: достаточно открыть файл в другом проигрывателе (или даже в GSpot), и если проблема исчезла, то ее источник - именно несовместимость плеера и кодека. Когда воспроизведение файла затруднено и в другом проигрывателе, скорее всего виновником этого является ошибка в кодеке, и стоит либо обновить его, либо, наоборот, вернуться к более старой версии, на которой подобных ошибок не наблюдалось. Если же файл поврежден, его можно попытаться исправить с помощью VirtualDubMod без дополнительных утилит по исправлению видеофайлов.
*** Данный способ годится только для файлов в контейнерах avi, mkv или ogg. В меню "File" выбираем команду "Open", ставим (!) внизу окна галочку возле пункта "Ask for extended options after this dialog", находим нужный файл и нажимаем "Открыть". В появившемся окне отмечаем птичкой пункт "Re-derive keyframe flags" и жмем OK. По завершении длительной операции перезаписи ключевых флагов, выбираем в меню "Video" в пункте "Scan video streams for errors" подпункт "Scan". После окончания этой процедуры идем в меню "File", "Save As", указываем новое имя для исправленного файла и внизу окна в пункте "Video Mode" выбираем "Direct Stream Copy". В результате получаем рабочий файл с частями видео, которые не были повреждены и были восстановлены
Наверняка вы хоть раз в жизни сталкивались с тем, что ваш компьютер отказывался воспроизводить скачанную музыку, видеоролик или фильм с диска именно в тот день, когда вы решили провести приятный вечер у экрана монитора. От этой проблемы можно избавиться раз и навсегда, если переустановить или обновить кодеки.
Не знаете, что такое кодеки и как они работают? Тогда эта статья – для вас! Из нее вы узнаете, для чего нужны кодеки и какими они бывают, а также поймете, как устроен процесс воспроизведения видео на ПК и мобильных устройствах.
Кодеком (от английского codec ) называют программу, предназначенную для кодирования и декодирования данных мультимедиа (например, аудио- и видеопотоков). Каждый кодек «специализируется» только на одном типе данных. За обработку звуковых записей отвечают аудиокодеки (AAC, AIF, AU, MP3, RA, RAM, WMA, FLAC), с видео работают видеокодеки (DivX, AVI, H.261, H.263, H.264, MPEG, RM, RV, WMV). Над роликами, в которых содержится и звук, и видео, «колдуют» оба этих типа кодеков.
Также существуют кодеки, предназначенные для обработки цифровых изображений и текста, однако в этой статье речь пойдет именно об аудио- и видеокодеках.
Представьте, что вы записали ролик на видеокамеру, загрузили его в компьютер и открыли с помощью проигрывателя. Казалось бы, пустяковое дело! Но кодекам на вашей камере и компьютере пришлось немало потрудиться, чтобы вы смогли это сделать. Давайте посмотрим, чем же занимаются эти программы, когда вы записываете видео и проигрываете снятые клипы.
Кодеки принимаются за работу в тот самый момент, когда вы нажимаете кнопку записи на своей камере. Прямо во время съемки видеокодек сжимает и кодирует видеодорожку, а аудиокодек работает со звуковой дорожкой. Затем оба потока синхронизируются и сохраняются в одном медиаконтейнере, а если говорить проще – формате. Камеры могут вести запись как в популярных форматах типа AVI и MP4, так и в более экзотических.
Теперь, когда вы перенесли снятый клип на свой компьютер, в дело вступают кодеки, установленные на нем: видеокодек распаковывает изображение, аудиокодек – звуковую дорожку, а проигрыватель выводит эту информацию на экран и в колонки вашего компьютера.
Неужели нельзя обойтись без кодирования? Теоретически – можно, на практике – лучше не стоит. Дело в том, что кодеки выполняют очень важную функцию: они сжимают файлы до размеров, приемлемых для современных устройств.
Видеофайлы, создаваемые камерами в процессе записи, имеют слишком большой размер: пятиминутный ролик, снятый на современный смартфон, в несжатом состоянии может занимать несколько гигабайт памяти! Вспомните, сколько места есть на дисках вашего компьютера и мобильных устройств, и представьте, сколько несжатых видеороликов вы могли бы на нем хранить – вряд ли эта цифра будет слишком большой.
Возможно, в будущем, когда память компьютеров и гаджетов будет исчисляться десятками и сотнями терабайтов, необходимость в использовании кодеков отпадет, но сейчас без этих шустрых программ, превращающих гигабайтные видео в мегабайтные, нам не обойтись.
Сжатие видео и аудио происходит за счет устранения так называемой избыточности данных. Как это происходит? Представьте, что вы в течение 5 минут снимали морской пейзаж – такой, как на картинке:
Допустим, ваша камера снимает со скоростью 30 кадров в секунду. Получается, за 1 секунду записи она сохраняет в своей памяти 30 уникальных изображений. А за 5 минут (300 секунд) она снимет целых 9000 кадров!
Но что может кардинально измениться в этом пейзаже за 1 секунду? Позеленеет небо? Испарится вода?
Даже если произойдут какие-то изменения, то они будут плавными, и на их осуществление потребуется время. Вывод: ежесекундно камера снимает 30 практически полностью идентичных друг другу кадров.
Так зачем же сохранять в памяти все эти кадры целиком? Для записи пейзажа на видео кодеку достаточно сохранить один исходный кадр, найти все похожие на него и удалить из похожих кадров повторяющиеся части изображения. Затем, при воспроизведении видео, кодек будет наслаивать изменяющиеся части на исходное изображение. Если в картинке что-то поменяется, кодек выделит еще один исходный кадр и все на него похожие. Описанный алгоритм называют компенсацией движения и считают одним из основных методов сжатия видеоданных.
Компенсация движения – это всего лишь один из множества методов, применяемых видеокодеками при обработке записей с камер. Свои способы устранения избыточной информации используют и аудиокодеки. В результате работы кодеков из аудио- и видеопотоков удаляется большая часть «лишних» данных. За счет этого и происходит изменение объема закодированного файла.
Существует множество видео- и аудиокодеков, предназначенных для различных целей. Вот краткий список самых популярных кодеков:
Чтобы вам не пришлось подолгу искать, какой кодек лучше подойдет вам, мы советуем скачать K-Lite Codec Pack – универсальный пакет для Windows, в котором есть все, что понадобится для проигрывания практически любого видео: самые хорошие кодеки для AVI, MKV, MP4 и других форматов.
В основе современных кодеков лежат сложные комплексные алгоритмы сжатия данных, которые помогают свести потери информации к минимуму. Однако если вы все-таки хотите перестраховаться, у нас есть хорошие новости: существуют так называемые lossless-кодеки, обрабатывающие видео без потерь. Это значит, что при декодировании потока информация будет воспроизведена бит к биту. Однако следует быть готовыми к тому, что размер видеофайла, обработанного такими кодеками, будет довольно большим.
Вне зависимости от версии Windows, проблема одна и та же: для просмотра фильма нужны кодеки, которых нет в составе операционной системы. Поэтому пакет , с одной стороны, в представлении не нуждается: многие пользователи скачивают его сразу же после установки Windows, чтобы одним махом улучшить поддержку популярных форматов мультимедиа.
С другой стороны, редко кто удосуживается изучить содержимое данного пакета (срабатывает принцип «лишь бы все работало»), хотя для этого есть основания. Так, в состав K-Lite включены утилиты, которые можно использовать для диагностики, решения частных проблем, связанных с работой кодеков.
Кроме того, пакет K-Lite не только добавляет широкую поддержку форматов медиа, но и позволяет полностью управлять процессом обработки. На этапе установки позволяется выбрать нужные компоненты, а также указать предпочтительные фильтры и декодеры. От их правильной настройки зависит качество воспроизведения и скорость обработки.
Все эти моменты будут затронуты в данном обзоре.
K-Lite Codec Pack имеет множество сильных сторон, ограничимся перечислением ключевых моментов:
Дистрибутив K-Lite всегда тестируется на совместимость специалистами. При самостоятельной установке кодеков легко прийти к ситуации «Codec hell» («Ад кодеков»), поскольку многие фильтры между собой не уживаются. Для устранения конфликтов нужно искать причину «зла» и с помощью специальных утилит удалять тот или иной компонент.
Помимо вышеупомянутого отсутствия конфликтов, пакет легко полностью удалить из системы без следов. При установке K-Lite проверяет наличие в системе других кодеков и предлагает их использование при установке среди прочих вариантов. Также на этапе установки производится поиск неисправных кодеков и предлагается их исправить.
Для скачивания доступно 5 вариантов пакета с различной комплектацией, также предлагается 3 режима инсталляции и профили.
Для каждого мультимедиа формата можно выбрать подходящий декодер из доступных вариантов, по умолчанию K-Lite подбирает наиболее оптимальный. Для пользователей Windows 7 и 8 предусмотрена специальная утилита Preferred Filter Tweaker for Windows 7 and 8 для настройки предпочтительных кодеков в обход ОС.
Пользователю не нужно следить за обновлением каждого аудио- или видеокодека или других компонентов: K-Lite всегда содержит актуальные версии.
На странице для скачивания доступно 6 вариантов пакета:
Есть другой способ просмотра информации по сборкам, доступный на сайте пакета K-Lite в виде сравнительных таблиц: и . По сути, если вас интересует конкретная функция или формат, то и сравнивать ничего не нужно.
Возможно три режима установки - простой, обычный и расширенный, в зависимости от чего изменяется количество настроек для компонентов, входящих в состав пакета.
На следующем шаге - выбор установочного профиля. Он влияет не только на количество компонентов, но и на предпочтительные настройки. Например, «LAV for everything» подразумевает, что декодирование видео по возможности будет производиться с помощью LAV Video. «Lot of stuff» - инсталляция максимального количества компонентов.
Вы не сможете установить несколько кодеков или фильтров для воспроизведения одного формата, так как это неизбежно вызвало бы конфликт. Опция «Use system default» обозначает, что инсталлятор уже обнаружил кодек, который не относится к составу K-Lite: например, включенный в состав ОС или установленный ранее.
На последнем шаге («Hardware Acceleration») - настройки аппаратного ускорения видео. Очень желательно ознакомиться с небольшим справочным документом по описанию настроек (кнопка «Help» внизу окна).
Так, согласно справке, на быстром процессоре выставляем стандартные настройки («Use software decoding»), на видеокартах NVIDIA - CUVID или LAV DXVA2, на AMD - LAV DXVA2, при использовании плеера Media Player Classic HomeCinema - декодер DXVA.
В состав пакета кодеков входят:
Для того, чтобы «расшифровать» этот список, нужно пояснить смысл некоторых терминов (см. ниже). Более наглядно работа сплиттера, фильтров и парсеров может быть отображена программой GraphStudioNext, которая входит в состав K-Lite. Для примера проще всего открыть любой медиафайл с помощью команды «File - Render Media File…». Процесс обработки файла будет продемонстрирован на схеме.
DirectShow - это фреймворк от Microsoft, который функционирует в Windows и является средой для воспроизведения форматов аудио и видео и ввода/вывода на устройства. Некоторые форматы поддерживаются DirectShow изначально, список меняется с каждой версией Windows. На данный момент DirectShow вытесняется фреймворком Media Foundation, который интегрирован в Windows 7 и Windows 8.
Сплиттеры (англ. «source filters», дословно - фильтры источника) отделяют от контейнера аудио и видео для дальнейшей обработки декодерами. Нужно понимать, что файл для воспроизведения представляет собой контейнер, который часто ошибочно называют форматом видео.
Фильтры декодирования видео и аудио DirectShow, или фильтры преобразования, добавляют поддержку дополнительных форматов файлов, которые могут воспроизводиться любым видеоплейером.
Примером фильтров можно назвать популярный декодер ffdshow, который работает на основе открытых библиотек. Он позволяет воспроизводить Xvid, DivX и H.264 - а это, пожалуй, большинство случаев, с которыми приходится иметь дело. В состав ffdshow входят фильтры (не путать с фильтрами DirectShow), которые позволяют управлять воспроизведением в режиме реального времени: применять фильтры, изменять размеры, цвет и т. п.
Разработчики K-Lite прямым текстом советуют выбирать декодер LAV ввиду его большей производительности и стабильности, а ffdshow - только в том случае, если необходима экстра-функциональность.
Наравне с LAV Video, входит во все пакеты, остальные фильтры опциональны и могут быть заменяемы.
Аналогично, аудиофильтры декодируют аудиоформаты, отделенные от контейнера сплиттером. В их числе популярная библиотека AC3Filter, которая добавляет поддержку AC3 и DTS вместе с инструментами для настройки многоканального аудио.
Задача парсера - вывод сигнала на устройство после его декодирования.
Безусловно, при установке K-Lite практически любой проигрыватель (GOM Player, LightAlloy, Zoom Player и т. п.) будет работать с требуемыми форматами. Однако в случае с K-Lite все же предпочтительно использовать Media Player Classic, который не входит только в сборку Basic. Данный видеопроигрыватель лучше всего оптимизирован под этот пакет, к тому же, в составе K-Lite он находится в модифицированном виде.
Существует два плейера: Media Player Classic Home Cinema и Media Player Classic Regular, который является ответвлением проекта Home Cinema. Несмотря на то, что базируются они на одной платформе, различия есть.
Относительно плеера Classic Regular можно сказать только то, что он, в сравнении с Home Cinema, менее функционален. Для знакомства с ним нужно установить сборку Mega и при установке указать Media Player Classic Regular в качестве предпочитаемого плеера.
Среди прочих приятных дополнений Media Player Home Cinema: вывод изображения на несколько мониторов, аппаратное декодирование H.264, поддержка множества форматов субтитров, присутствие локализации, в том числе и русской. В оригинальном дистрибутиве Home Cinema, который можно скачать на , уже предусмотрены декодеры (поэтому плеер может работать и автономно, без установки K-Lite). В описании K-Lite же указано, что встроенные в плеер кодеки были заменены более эффективными - теми, которые доступны на выбор при установке K-Lite.
После установки K-Lite возникает необходимость в тонкой настройке кодеков. Найти вспомогательные утилиты можно в директории с установленным пакетом K-Lite, папка Tools.
Основные настройки K-Lite собраны в оболочке Codec Tweak Tool. В настройках вы можете удалить битые кодеки и фильтры (которые были неправильно установлены или оставили следы в реестре), перезарегистрировать фильтры, сбросить настройки на изначальные, сформировать лог из содержимого пакета, иногда это требуется для диагностики.
Наиболее интересная секция - «Configuration», здесь собраны настройки всех установленных фильтров (аудио-, видео-, source фильтры (сплиттеры)). В принципе, то же самое нетрудно проделать через параметры видеоплейера, но это был бы не самый удобный способ.
Codec and Filter Management позволяет активировать и деактивировать ненужные фильтры и кодеки, в т. ч. входящие в состав ОС. Дополнительно, по аналогии с установкой K-Lite, для каждого формата можно указать предпочитаемые сплиттеры.
Пользователям Windows 7 и Windows 8 нужно обратить внимание на утилиту Win7DSFilterTweaker. Ее необходимость проявляется в том, что в этих ОС своя система декодирования аудио и видео - Media Foundation. Встроенные возможности этого фреймворка не могут быть перекрыты сторонними фильтрами без внесений изменений в реестр. Для этого, собственно, и предназначается эта утилита. С ее помощью можно не только указать предпочтительные декодеры, но также отключить неиспользуемые, вплоть до деактивации Media Foundation.
Утилита, с помощью которой можно узнать детальную информацию о файле: битрейт, разрешение, контейнер, форматы аудио и видео, компрессия. Технические данные будут полезны, если нужно будет перенастроить фильтры или установить недостающий кодек. Данная программа встроена в Media Player Classic и доступна как вкладка «Mediainfo», пункт «Свойства» в контекстном меню.
Очень познавательная утилита для анализа аудио и медиафайлов. После обработки содержимого GraphStudioNext в виде схемы показывает процесс обработки, который проходит файл перед выводом на экран и динамики. Все это зависит от конкретной конфигурации кодеков в пакете. Поэтому GraphStudioNext будет полезно использовать для диагностики при появлении проблем с воспроизведением файла. Кроме того, каждый компонент на схеме кликабелен и открывает настройки кодека или сплиттера.
Редактирование субтитров в формате IDX - можно удалить ненужные потоки из списка и пересохранить.
