Alles, was Sie über Video-Codecs und -Container wissen müssen


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Alles, was Sie über Video-Codecs und -Container wissen müssen

Video Formats, Codecs and Containers

Manchmal ist es ziemlich schwierig herauszufinden, welcher Codec und Container die besten sind, um Ihr Video-Meisterwerk zu erstellen.

Video Container,  Video Codec

Heute scheint jeder danach zu streben, Filmemacher zu werden. Menschen verwenden eine Vielzahl von Geräten und Vorrichtungen zum Filmen, einschließlich Mobiltelefonen, Digitalkameras, tragbaren und professionellen Videokameras. Und die neueste Generation digitaler Spiegelreflexkameras kann hochauflösende Videos aufnehmen.

Das Erstellen eines guten Videos ist ein wenig mühsam, aber es wird noch schwieriger, wenn Sie Ihr Meisterwerk anderen Menschen in seiner ganzen Pracht zeigen möchten. Vielleicht musst du es auf YouTube hochladen, vielleicht wirst du deine eigene Blu-ray oder DVD brennen, vielleicht möchtest du das Video auf dein Handy oder Tablet herunterladen.

Manchmal ist es schwierig herauszufinden, welcher Codec und Container für die Erstellung Ihres Video-Meisterwerks am besten geeignet ist. Das folgende Material kann Ihnen bei der Lösung dieses Problems helfen.

Was ist der Unterschied zwischen einem Codec und einem Container?

Anfänger sind oft verwirrt, wenn sie versuchen, den Unterschied zwischen Codecs und Containern herauszufinden. Jetzt ist das Wort Codec alltäglich geworden, und anfangs war der Begriff eine Abkürzung für das Konzept von KOMPRESSOR-DEKOMPRESSOR. Was machen Codecs?

Sie nehmen Daten von digitalen Medien und komprimieren sie (zur Übertragung und Speicherung) oder dekomprimieren sie zum Anzeigen und Transcodieren. Jeder Codec verwendet eine bestimmte Methode zum Codieren und Decodieren digitaler Daten.

Unkomprimiertes Video und Audio (roh bedeutet unverarbeitet oder oft “roh”) erfordern viel Speicherplatz. Unkomprimiertes 1080i HD-Video, das mit 50 Bildern pro Sekunde aufgenommen wurde, verbraucht bis zu 410 Gigabyte pro Stunde. Audio auf CDs, das für moderne Verhältnisse ziemlich veraltet ist, wird mit einer Festplattenkapazität von 680 Megabyte etwa 74 Minuten lang abgespielt. Achtkanal-Audio mit einer Auflösung von 24 Bit erfordert jedoch 16 Megabit pro Sekunde oder mehrere Gigabyte pro Stunde. Selbst eine Breitband-Internetverbindung reicht manchmal nicht aus, um Musik in voller Audioauflösung zu hören. Dies ist der Grund, warum digitale Video- und Audioaufnahmen für die Übertragung und Speicherung komprimiert werden müssen.

Sobald das Medium innerhalb angemessener Grenzen komprimiert wurde, muss es für den Versand und die spätere Anzeige verpackt werden. Hierzu werden Containerformate verwendet, die als “Black Box” mit verschiedenen Multimedia-Formaten fungieren. Gute Containerformate können Dateien aufnehmen, die mit verschiedenen Codecs komprimiert wurden.

Werfen wir einen Blick auf die Arten von Codecs.

Allgemeines Konzept von Codecs

Wenn Sie mit Leuten chatten, die sich mit Videoverarbeitung beschäftigen, oder auf die eine oder andere Weise die entsprechenden Webforen besuchen, werden Sie in die manchmal hitzige Debatte darüber hineingezogen, welcher Codec besser ist. Tatsächlich hängt die Effektivität eines Codecs stark vom verwendeten Komprimierungsmodus und der Art des verarbeiteten Videomaterials ab. Daher lohnt es sich, verschiedene Codecs zu berücksichtigen und ihre spezifische Verwendung und die Eigenschaften des komprimierten Materials zu berücksichtigen. Video-Codecs werden im Folgenden hauptsächlich behandelt, aber der Abschnitt über Formatcontainer erwähnt auch die Verwendung von Audio-Codecs.

Videos aufnehmen und archivieren

Die meisten modernen Geräte der Unterhaltungselektronik empfangen Inhalte in einem bereits komprimierten Format. Normalerweise arbeiten nur professionelle Videofilmer mit unkomprimiertem HD-Video. Idealerweise sollten die Videodateien im Idealfall bei Vorhandensein eines Speichersystems mit großer Kapazität im Originalaufzeichnungsformat gespeichert werden, da dies die höchste Qualität gewährleistet. Das Transcodieren eines Videos von einer Komprimierungsart zu einer anderen kann zu subtilen Artefakten führen, die die Bildqualität beeinträchtigen können. (Diese Fehler werden durch eine gute Software-Transcodierung minimiert.) Derzeit werden viele Codecs mit spezifischen Spezialisierungen angeboten. Der durchschnittliche Benutzer kann die meisten von ihnen nie finden. Der nächste Abschnitt ist Codecs als Komprimierungs- / Dekomprimierungssysteme gewidmet.

x.264 / MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding). Dieser am häufigsten verwendete Codec wird in modernen digitalen Video- und Digitalkameras verwendet, bei denen die Aufnahmeergebnisse als Dateien auf eingebauten Festplatten, Speicherkarten usw. gespeichert werden.

MJPEG (Motion JPEG). Dies ist ein älteres Format, das von einigen Digitalkameras und Videogeräten der älteren Generation verwendet wird. Es wurde von denselben Spezialisten (Joint Picture Experts Group) entwickelt, die an der früheren Entwicklung des JPEG-Codecs zum Komprimieren gewöhnlicher Standbilder beteiligt waren, daher der Name dieses Codecs.

DV und HDV. Der DV-Standard wurde von einem Konsortium von Unternehmen aus entwickelt


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Digitale Audioformate

Digitale Audioformate

DIGITAL AUDIO FORMATS

Digitales Sound “Format” bezeichnet nicht nur das Format der Audiodatei (das durch ihre Erweiterung bestimmt werden kann), sondern beispielsweise auch das Datenpräsentationsformat, das von der Digitalisierungsmethode und den Parametern abhängt. Neben den Computerdateiformaten verschiedener Betriebssysteme gibt es Audiomedienformate, Streaming-Audioformate und Mehrkanal-Audioformate.

digital audio formats

Darüber hinaus kann die “Sound” -Datei nicht nur eine Audioaufnahme sein, sondern auch eine Projektdatei eines Audio-Editors, einer DAW oder eines anderen Programms zum Arbeiten mit Sound. Die Projektdatei kann eingebettetes Audio und nur Links zu Multimediadaten enthalten.

Eine Standard-MIDI-Datei enthält keine Audiodaten. Es handelt sich um eine Reihe von Befehlen, die Synthesizer und andere Geräte steuern.

Es gibt auch verschiedene Patch- und Sample-Formate, die für Synthesizer verwendet werden.

Präsentationsformat
Das Format zur Darstellung von Audiodaten in digitaler Form hängt davon ab, wie der Analog-Digital-Wandler (ADC) quantisiert. Es gibt zwei Arten der Quantisierung, die üblicherweise verwendet werden:

Pulscodemodulation
Sigma-Delta-Modulation
Bittiefe und Abtastfrequenz (Quantisierung) werden auch für verschiedene Audioaufzeichnungs- und -wiedergabegeräte als Format für die Darstellung von digitalem Audio (24 Bit / 192 kHz; 16 Bit / 48 kHz) angegeben.

Digitale Audiodateiformate
Es gibt drei Gruppen von Dateiformaten:

unkomprimierte Audioformate wie WAV, AIFF, RAW (rohe (unverarbeitete) Messungen ohne Header oder Synchronisation)
verlustfreie komprimierte Audioformate (APE, FLAC)
verlustbehaftete komprimierte Audioformate (MP3, AAC, Ogg, WMA (verlustfreie Version verfügbar))
Vergleich digitaler Audioformate

Die verlustfreie Datenkomprimierung ist eine Datenkomprimierungsmethode, mit der codierte Daten mit Bitgenauigkeit eindeutig wiederhergestellt werden können. Diese Art der Komprimierung unterscheidet sich grundlegend von der verlustbehafteten Datenkomprimierung.

Wenn eine verlustbehaftete Komprimierung verwendet wird, unterscheiden sich die dekomprimierten Daten vom Original, aber der Grad der Differenz ist vom Standpunkt ihrer Wahrnehmung oder späteren Verwendung nicht signifikant. Der Vorteil einer verlustbehafteten Komprimierung besteht darin, dass ein höheres Komprimierungsverhältnis bei akzeptabler Verzerrung möglich ist. Beachten Sie bei der Verwendung von verlustbehafteter Komprimierung, dass eine erneute Komprimierung die Qualität beeinträchtigt. Wenn die Neukomprimierung jedoch mit demselben Algorithmus und ohne Änderungen an den komprimierten Daten durchgeführt wird, ändert sich die Qualität nicht. Im Allgemeinen ist es jedoch ratsam, beim Bearbeiten der decodierten Daten das unkomprimierte Original zu speichern (oder ohne Datenverlust zu komprimieren).

Audioformate für Klangqualität.

Audioformate für Klangqualität.

Audio Formats

Der Begriff “Audio” bedeutet heute alles, was irgendwie mit Klang verbunden ist. Dies ist das Verarbeiten, Abspielen, Mischen und einfache Anhören von Audioaufnahmen. Nur wenige Menschen wissen, dass sich während ihrer Existenz alle gängigen Audioformate erheblich verändert haben, manchmal zum Guten und manchmal sogar zum Schlechten.

audio formats

Das Problem ist, dass die Größe des Ergebnisses erheblich zunahm, als die Ersteller versuchten, die Aufnahmequalität mithilfe des neuen Formats zu verbessern. Das Reduzieren der Größe der endgültigen Datei führte zu einem erheblichen Qualitätsverlust. Dies war jedoch nicht immer der Fall.
Das erste in Computerspielen verwendete Audioformat.

Die erste Erwähnung von Computer-Sound ist mit der Erstellung mehrerer primitiver Videospiele verbunden. Dann wurde der Ton über den Lautsprecher des Systems wiedergegeben. Da die damaligen Softwareentwickler es nicht versuchten, war es unmöglich, das Qualitätsniveau zu erreichen, das mit Band- und Rollenrekordern kompatibel wäre. Aus diesem Grund haben viele Entwickler darüber nachgedacht, wie das Audioformat geändert werden kann, um den Klang natürlicher und natürlicher zu gestalten. Dieses Problem hat zum gegenwärtigen Wettbewerb auf dem Audiomarkt geführt. Infolgedessen wirken sich die verwendeten Formate stark auf die Qualität des reproduzierten Materials und die Konfiguration der grundlegenden Wiedergabeparameter aus.

WAV-Format

Die erste vollständige Qualität von Audioformaten ist mit diesem bestimmten Format verbunden. Die WAV-Erweiterungsbezeichnung wurde vom englischen Wort “Welle” abgeleitet, was auf Russisch Welle bedeutet. Es war dieses Format, das als erstes Audioformat mit Computerprogrammen auf höchst professionellem Niveau verarbeitet wurde. Dateien mit einer WAV-Erweiterung hatten die folgenden Eigenschaften:

– Schalltiefe;
– Abtastfrequenz;
– Bitrate usw.

Dieses Format war sogar mit dem Sound kompatibel, der nach der Verarbeitung einer Audio-CD mit einem Equalizer und anderen Tools erzielt werden konnte. Die Dateigröße war in diesem Fall jedoch völlig ungerechtfertigt. Beispielsweise kann die häufigste 3-minütige Spur bis zu 50 Megabyte lang sein.

CD

Audio-CDs, genauer gesagt die Erweiterung .cda, wurden fast zeitgleich mit dem WAV-Format angezeigt. Im Gegensatz zu Dateien mit der Erweiterung wav kann .cda jedoch nicht bearbeitet werden. Es kann jedoch in jedem Audioverarbeitungsprogramm geöffnet, transkodiert und formatiert und auf Ihrer Festplatte gespeichert werden. Natürlich können Sie Ihre Änderungen nicht auf der CD speichern.

MP3-Codec

Nach der Einführung des LAME MP3 Encoder-Codecs in der Musikindustrie gab es eine echte Revolution in der Audiowelt. Jetzt sind die Audiodateien zehnmal kleiner. Bei maximaler Komprimierung überschreitet die Größe einer fünfminütigen Komposition selten 7 MB. Dies war ein bedeutender Fortschritt. Mit dieser Erweiterung wurde schließlich auch die Möglichkeit implementiert, einige Funktionen zu optimieren und zusätzliche Parameter wie ID3-Tags zu konfigurieren. Sie können Informationen zu Titeltitel, Künstler, Album und Veröffentlichungsdatum enthalten.

Natürlich hat sich dieses Format sofort verbreitet. Fast die gesamte Internet-Community verwendet dieses universelle Format. Daher können wir sagen, dass das MP3-Format eine echte Revolution auf dem Gebiet des Computer-Sounds war. Heute ist es eines der gefragtesten und beliebtesten Audioformate. Obwohl es heute bereits durch andere Audioformate ersetzt wird. Aber wir werden etwas später darüber sprechen.

AIFF-Dateien

Es gibt andere Arten von Audiodateien. Dies ist das sogenannte Aiff-Format. Dieses Format wurde ursprünglich für die Verwendung auf Macintosh-Computern erstellt. Wenig später kam es zu einer Transformation, durch die die Kompatibilität verschiedener Audioformate und die Möglichkeit ihrer Verwendung auf verschiedenen Plattformen und Betriebssystemen erreicht werden konnten.

OGG-Format

Dieses Audioformat ist auch weit verbreitet. Es wurde von den Spezialisten der Firma Vorbis entwickelt. Bitte beachten Sie, dass dieses Format mehrere Nachteile hat. Erstens belastet die Verwendung dieses Formats trotz der geringen Größe der Dateien die Systemressourcen des Computers stark.

Um mit diesem Audioformat arbeiten zu können, müssen Sie außerdem eigene Decoder und Codecs verwenden, die möglicherweise nicht automatisch installiert werden. Beispielsweise mussten diejenigen, die mit dem Programm FL Studio Producer Edition gearbeitet haben, die Installationsdatei im INF-Format manuell aktivieren, um mit diesem Format arbeiten zu können. Andernfalls spielt diese App keine OGG-Dateien ab. Trotz all dieser Mängel sind OGG-Audiodateien heutzutage weit verbreitet und klingen gut.

Vielzahl von digitalen Formaten.

Vielzahl von digitalen Formaten.

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Sicherlich bevorzugen viele Benutzer es, ihren Heimcomputer nicht nur als Arbeitstier, sondern auch als Multimedia-Center zu verwenden, in dem sie Filme oder Familienfotos ansehen und ihre Lieblingsmusik hören können. Kompakte Digitalplayer oder Mobiltelefone eignen sich zwar besser zum Hören von Musikkompositionen, aber im Gegensatz zu ihnen kann ein Computer nicht nur Musik abspielen.

Audio Formats

Unabhängig davon, wie groß der integrierte Speicher Ihres Musik-Players ist, wird es höchstwahrscheinlich schwierig sein, Ihre gesamte Musikbibliothek darauf zu speichern. Außerdem können Sie mit Ihrem PC Musik erstellen, bearbeiten, organisieren und nach Musik suchen. Vergessen Sie auch nicht, dass es heute rund drei Dutzend gängige digitale Audioformate gibt und die meisten Player alles andere als Allesfresser sind und nur einige davon abspielen können.

Warum müssen Sie so viele Musikformate erstellen, um eine Art von Inhalten zu speichern? Tatsache ist, dass der Ton in den allermeisten Fällen in “komprimierter” Form gespeichert wird, da eine Minute unkomprimierter Komposition etwa 10 MB auf der Festplatte belegt. Einerseits scheint dies nicht viel zu sein, andererseits, wenn Sie ein Musikliebhaber sind und Ihre Sammlung aus mehreren hundert oder sogar Tausenden von Songs besteht, ist es klar, dass der Sound komprimiert werden muss, um den Platz zu reduzieren, den er einnimmt elektronische Medien.

Zum Komprimieren von Musikdateien werden verschiedene spezielle Algorithmen verwendet, die anschließend die Struktur und Darstellung der Audiodaten oder sogenannte digitale Audiodateiformate bestimmen. Alle Audioformate können in drei Gruppen unterteilt werden: unkomprimierte Audioformate, verlustfreie Komprimierung und verlustbehaftete Komprimierung.

Keine Komprimierung
Eines der am weitesten verbreiteten Formate in Bezug auf diesen Typ ist das bekannte WAV. Der Sound von Dateien mit dieser Erweiterung wird ohne Komprimierung oder Änderungen gespeichert. Es ist richtig, dass viel mehr Speicherplatz zum Speichern unkomprimierter Dateien erforderlich ist. Daher wird WAV nur in professionellen Audio- und Videoanwendungen verwendet, bei denen der Ton vor der Verarbeitung keinen Qualitätsverlust aufweisen sollte. Gewöhnliche Musikkompositionen in dieser Form zu halten, ist ungerechtfertigte Verschwendung.

Zum Abspielen von WAV-Dateien benötigen Sie keine spezielle Software, da alle Mediaplayer dieses Format verstehen, einschließlich des im Windows-System integrierten Standard-Windows Media-Audioplayers.

Ein weiteres erwähnenswertes Format zum Speichern von unkomprimiertem Audio ist die Apple-Entwicklung AIFF (Audio Interchange File Format). Wie Sie vielleicht vermutet haben, wird es am häufigsten auf Macintosh-Computern unter Mac OS X verwendet.

Verlustfreie Komprimierung (verlustfrei)
Verlustfreie Komprimierungsalgorithmen für Audiodateien arbeiten nach dem Prinzip herkömmlicher Aktenschränke. Sie bieten nicht die höchste Komprimierungsstufe (40 bis 60%), während sie praktisch keinen Einfluss auf die Klangqualität haben. Es ist auch erwähnenswert, dass in diesem Fall die verschlüsselten Daten vollständig in ihrer ursprünglichen Form wiederhergestellt werden können. Daher wird die Verwendung der verlustfreien Komprimierung am häufigsten in Fällen verwendet, in denen es wichtig ist, die Identität der komprimierten Daten in Bezug auf das Original beizubehalten.

Die beliebtesten Audioformate in dieser Gruppe sind FLAC (Free Lossless Audio Codec), APE (Monkey’s Audio), WMA (Windows Media Lossless) und ALAC (Apple Lossless Audio Codec). Jeder hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Beispielsweise bietet der APE-Codec etwas bessere Komprimierungsgewinne, während FLAC häufiger vorkommt. Im Allgemeinen speichern alle echten Musikliebhaber ihre Musiksammlungen in verlustfreien Formaten, da sie keine Daten aus dem Audiostream entfernen und mit diesen Codecs erstellte Dateien auch auf hochwertigen Stereoanlagen wiedergegeben werden können.

Für die Wiedergabe verlustfreier komprimierter Formate werden in der Regel Player von Drittanbietern (außer WMA) wie MPlayer, Foobar, AIMP, Winamp, VLC und andere verwendet, da bereits alle erforderlichen Codecs integriert sind. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein zusätzliches Codec-Paket (z. B. K-Lite) separat zu installieren. Anschließend können Sie Dateien in verlustfreiem Format von fast jedem Audio-Player anhören.

Verlustbehaftete Komprimierung
Dies ist die beliebteste Gruppe von Algorithmen, die das maximale Audiokomprimierungsverhältnis (bis zu 10-mal oder mehr) bietet. Im Gegensatz zu früheren Formaten verliert die Audiodatei hier jedoch an Qualität und wie viel direkt vom Komprimierungsgrad abhängt.

Um die Qualität des digitalisierten Klangs zu bestimmen, wird am häufigsten die Bitrate und die Geschwindigkeit des nach der Komprimierung erhaltenen und in Kilobit pro Sekunde (kbps) gemessenen Audiostroms angezeigt.