Стандарты и форматы видео.Формат DVD-видео

Несомненно, положительной стороной прогресса является то, что рано или поздно технологии, казавшиеся заоблачными и немыслимыми, становятся доступными для всех. Видимо, это касается и DVD. Про DVD мы слышим уже давно, но, совсем недавно стало понятно - что DVD-проигрыватель, DVD-привод и даже DVD-рекордер вещи не такие уж и дорогие, а создание домашней коллекции DVD-дисков не пробьет серьезную брешь в семейном бюджете.

Видео (от лат. video — смотрю, вижу) — электронная технология формирования, записи, обработки, передачи, хранения и воспроизведения сигналов изображения, основанная на принципах телевидения, а также аудиовизуальное произведение, записанное на физическом носителе (видеокассете, видеодиске и т. п.).
Видеозапись — электронная технология записи визуальной информации, представленной в форме видеосигнала или цифрового потока видеоданных, на физический носитель с целью сохранения этой информации и возможности последующего её воспроизведения и отображения на устройстве вывода (монитора, экрана или дисплея). Результатом видеозаписи является видеограмма.

Что такое стандрат? Под стандартом можно понимать способ формирования видео на экране,составляющие видеосигнала, а также определенные параметры (например,разрешение и частота кадров). Существует большое количество форматов сжатого видео. Наибольшее распространение получили форматы MPEG-1,MPEG-2, MPEG-4, DivX, Windows Media Video и некоторые другие. Рассмотрим эти форматы сжатия.

MPEG-1

MPEG-1 считается уже устаревшим форматом сжатия видео. Он был разработан с целью достижения приемлемого качества воспроизведения видео при потоке 1,5 Мегабита в секунду для разрешения 352×240 точек. Формат не поддерживает чересстрочную развертку, что считается его недостатком. Да и качество видеоизображения далеко от совершенства. Формат MPEG-1 являлся основой видео формата VideoCD. Полнометражный фильм, как правило, размещался на двух-трех CD дисках, а качество изображения фильма было сравнимо с качеством VHS. Диски формата VideoCD, а также файлы формата MPEG-1 можно воспроизвести практически на любых компьютерах без установки дополнительных кодеков. Файлы формата MPEG-1 могут иметь расширение MPG, MPEG или DAT.

MPEG-2

С форматом MPEG-2 знакомы, пожалуй, все. Именно этот формат лежит в основе дисков форматаDVD-Video. Формат MPEG-2 также лежит в основе стандартов цифрового телевидения. Формат MPEG-2 обеспечивает высокое качество изображения при достаточно высокой степени сжатия видеофайла. Он обеспечивает изображение с четкостью 720 на 576 точек. Также формат MPEG-2 лежит в основе видео формата HDV. Размер файла формата MPEG-2, конечно, в первую очередь зависит от длительности видеофайла. Но немаловажную роль играет и установленная степень компрессии. При создании файлов MPEG-2 пользователь может задать нужный поток данных (битрейт) и от этого битрейта будет зависеть как объем файла, так и качество видео. Чем выше битрейт, то есть, объем памяти, выделяемый для хранения одной секунды видео, тем выше объем видеофайла и качество изображения. Видеофайлы формата MPEG-2 имеют разрешение MPG или MPEG. Если файл кодируется в отдельные потоки (аудио и видео), создается два файла с расширениями M2V (видео) и M2A (звук). В операционных системах Windows 7 и Windows Vista файлы формата MPEG-2 можно воспроизводить без установки дополнительных кодеков. Необходимые кодеки уже встроены в систему. В более ранних версиях Windows для воспроизведения файлов формата MPEG-2, а также дисков формата DVD-Video требуется установка дополнительных кодеков или специальных программ, например, CyberLink PowerDVD, в которые уже встроены кодеки для распаковки файлов формата MPEG-2. Также формат MPEG-2 поддерживается большинством устройств для воспроизведения видео, например, бытовыми проигрывателями DVD. Формат MPEG-2 удобен для хранения готового фильма, но нежелателен для использования при монтаже видео, так как в файлах данного формата содержится достоверная информация только об опорных кадрах. Вследствие этого точный монтаж, например нахождение конкретного кадра, практически невозможен. Некоторые программы для монтажа видео, например, Pinnacle Studio, позволяют захватывать видеоматериал с кассеты, сразу кодируя его в формат MPEG-2. Это позволяет сэкономить место на диске, однако, для качественного монтажа лучше все же использовать формат DV. Вероятно, именно по этой причине возможность захвата видео в формат MPEG-2 отсутствует в программах для монтажа видео профессионального уровня, например, вSony Vegas Pro. Однако, стоит отметить, что видео HDV переносится на компьютер именно в формате MPEG-2 с битрейтом 25 Мбит в секунду, что обеспечивает высокое качество изображения.

MPEG-4

Формат MPEG-4 появился в 1998 году. Он был предназначен для сжатия цифрового видео и звука и в своей основе содержит принципы сжатия, используемые в форматах MPEG-1 и MPEG-2. Однако, как мы знаем, полнометражный фильм в формате MPEG-2 обычно умещается на одном DVD диске, в то время как такой же фильм, сжатый алгоритмом MPEG-4 может свободно поместиться на одном CD диске, емкость которого в 6 раз меньше. Как это возможно? Формат MPEG-4, также как и MPEG-2, предусматривает хранение опорных кадров, то есть, кадров, в которых картинка в кадре существенно меняется. Однако, данный формат не хранит в себе промежуточные кадры, как MPEG-2. Вместо этого в файле MPEG-4 хранится информация об изменениях (в том числе и прогнозируемых) в картинке между двумя опорными кадрами. Кроме того полученная информация об изменениях сжимается так же, как сжимается файл с помощью программ для архивирования данных. Формат MPEG-4 имеет множество разновидностей и используется в самых разных устройствах. Например, некоторые цифровые фотокамеры имеют функцию съемки видео с последующим сохранением его в одну из разновидностей формата MPEG-4. На основе формата MPEG-4 создано немало других более популярных форматов, использующих тот же алгоритм сжатия данных.

DivX  (Xvid)

Формат DivX появился в результате взлома алгоритма MPEG-4. Формат DivX содержит те же принципы компрессии, что и кодек MPEG-4, однако он был существенно доработан и продолжает активно развиваться. Целью создания такого кодека была продажа фильмов на обычных компакт дисках, цена которых была невысока. Так как в те годы (кодек DivX версии 3,11 был опубликован в Интернете в 1999 году) стоимость устройств, способных записывать DVD диски, была достаточно высока, а привод, записывающий диски CD был уже почти обязательным компонентом компьютерной системы, формат DivX получил огромную популярность. Качество картинки видео, сжатого в формате DivX (в зависимости от установленных параметров сжатия) может не уступать качеству DVD диска, но видеофайл по сравнению с форматом DVD имеет размеры в 6-8 раз меньше. В 2002 году кодек DivX стал коммерческим, но это не говорит о том, что для воспроизведения фильмов в формате DivX нужно приобретать соответствующий декомпрессор. Базовая версия, являющаяся бесплатной, позволяет воспроизводить видео, соответствующее по качеству сертифицированной версии MPEG-4, в то время как коммерческая версия содержит в себе дополнительные возможности, при которых можно добиться высокого качества изображения при более низких битрейтах. На основе ранних версий DivX, исходный код которых был открытым, был разработан кодек Xvid, который является прямым конкурентом DivX Pro, хотя и использующий те же принципы компрессии видео и звука. В отличие от DivX, Xvid является некоммерческим продуктом, и файлы для установки данного кодека можно вполне легально скачать из Интернета. Файлы форматов DivX и Xvid могут иметь разное расширение, но чаще всего они упакованы в контейнеры AVI. Воспроизводить такие файлы можно на компьютерах, на которых установлены соответствующие декомпрессоры. Кроме того, поддержку воспроизведения файлов DivX и Xvid имеет большинство современных устройств, в том числе, портативные проигрыватели и некоторые мобильные телефоны.

Windows Media

Формат Windows Media разработан компанией Microsoft и предназначен для хранения сжатого видео и звука. Формат обеспечивает качественное видеоизображение и звук, не уступающее, а иногда и превосходящее качество DivX и MPEG-2, при менее сложном алгоритме сжатия. При этом размеры готового видеофайла сопоставимы с размерами файлов DivX, а размер звуковых файлов Windows Media сопоставим с размерами файлов популярного формата MP3. В основе сжатия Windows Media лежит упрощенный алгоритм MPEG-2, однако данный формат требует вдвое меньшей скорости потока, что существенно уменьшает размер файла. К преимуществам данного кодека можно отнести то, что все необходимые для компрессии и декомпрессии файлов компоненты уже содержатся в операционной системе Windows, что избавляет пользователя от установки дополнительных кодеков. Формат подразумевает два вида файлов с расширениями, соответственно MMV (Windows Media Video) и WMA (Windows Media Audio). Файлы формата WMV предназначены для хранения видео, в том числе и со звуковой составляющей. Формат WMA предназначен только для хранения звука. Неоспоримым преимуществом формата Windows Media по сравнению со многими другими форматами является способность хранить до шести звуковых каналов, что позволяет упаковывать в данный формат фильмы с объемным звуковым сопровождением (5,1).

Формат DVD- видео.

DVD ( Digital Versatile Disc — цифровой многоцелевой диск; также англ. Digital Video Disc — цифровой видеодиск) —носитель информации, выполненный в форме диска, имеющего такой же размер, как и компакт-диск, но более плотную структуру рабочей поверхности, что позволяет хранить и считывать больший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны и линзы с большей числовой апертурой.