90 minuta filma, sa 25 fps, pri visokoj rezoluciji
i punoj paleti boja, daje veličinu filma od 110 GB. Tu plimu podataka
je jako teško obraditi, pa ih treba kompresirati, da bi nam bili praktični.
Za kompresiranje ili obradu videa, pod Windowsima, su dostupni mnogi algoritmi
- Codeci (COmpressor / DECompressor). Codec može biti na
hardverskoj ili softverskoj bazi. Hardverska rješenja imaju prednost u
brzini, jer su čipovi na njima napravljeni samo sa jednim ciljom, kompresiranje
ili dekompresiranje podataka. Tajna dobre slike leži u izboru
algoritma, koji utiče na vizualni kvalitet i brzinu videa.
| Odnos
kompresije |
kvalitet
je usporediv sa |
vrijeme
(min:sec) po GB |
| 1:1 |
nekompresiran |
0:49 |
| 1:5
do 1:8 |
Betacam
SP, MII |
4:00
do 6:30 |
| 1:10
do 1:15 |
S-VHS,
Hi8 |
8:00
do 12:00 |
| 1:30
do 1:40 |
VHS |
24:00
do 32:00 |
AVMaster
- User's manual
U prijevodu, na 8 GB prostora stane 6 minuta nekompresirana filma ili
40 minuta kompresiranog filma u Hi8 kvaliteti.
Svi današnji codeci su su jako asimetrični, što znači da kompresiranje
jako dugo traje, dok je dekompresiranje jako brzo.
Motion
- JPEG (M-JPEG) M-JPEG
u stvari i nije standard, jer je riječ o različitim načinima preuređenja
JPEG-Standarda za kompresiju pokretnih scena.
Svaka pojedina slika se kompresira u JPEG. O ovome je već bilo
riječ u
Rezoluciji.
M-JPEG
se pretežno koristi u nelinearnoj video obradi i ima kompresiju od par
MBit/s, do nekompresiranog video signala. Takav je i kvalitet videa.
Obično zauzima 4 MByte/s. Tome još treba dodati stereo ton (172
KByte/s). M-JPEG video se, pod Windowsima, pojavljuje kao AVI format,
a kod MacOS-a, kao Quick-Time-Video.
| |
AVI
Audio Video Interleave je video format izmišljen
od strane Microsofta. On je osnovni format za „Video for Windows
™“.
"Audio Video Interleave" ne znači ništa drugo nego da su audio
i video spojeni. Početna ograničenja, 1992/93, AVI-ja su bila:
- 15
slika u sekundi
- maksimalana
rezolucija 160 x 120.
Na
svu sreću je danas to malo drugačije, mada su ostala ograničenja
veličine od 1, 2 ili 4 GB po AVI segmentu. |
|
Quick-Time
Quick-Time format ima nastavak .mov.
To je standard
firme Apple za digitalne medije, kako na Mac OS, tako i pod
Windowsima.
QT je bio u stvarima kvalitete i funkcionalnosti videa, dugo
vremena bolji od AVI formata.
|
MPEG
Skraćenica
od Motion
Pictures Expert Group. Ova grupa određuje formate
podataka koji se odnose na video ili multimediju.
MPEG standard se dijeli na MPEG-1, MPEG-2, MPEG-3 (u međuvremenu
integriran u MPEG-2) i MPEG-4.
Pošto
se dva susjedna framea, u jednoj sceni, jedva razlikuju, MPEG algoritmi
ne kompresiraju kompletnu sliku, već umjesto toga registriraju promjenu
detalja, koji se zatim snimaju. Zato se slike jednog MPEG
streama dijele na male kvadratiće (8 x 8 ili 16 x 16 pixela).
MPEG format snima, u određenim razmacima (12 ili 15 frameova),
takozvani Intra frame (I-Frames). U principu to su JPEG kompresirane
slike.
Slike
između I-Frameova se ne snimaju cijele, već se snimaju izračunate
promjene koje su nastale zbog mjenjanja pozicije kvadratića (kopiraju
se kvadratići, ali se mjenja njihova pozicija). Tome služe „Predicted
Frames“ (P-Frames) i „Bi-directionale Frames (B-Frames).
Ovom metodom je moguće dobiti kompresiju u odnosu 200:1.
Česta nus-pojava ove metode je, pojava blokova/artefaktova u samoj slici.
MPEG-1
- Standard ISO/IEC11172 (1992)
Početna
zamisao je bila, napraviti format koji će moći sliku i ton, čitati u
realnom vremenu, sa jednobrzinskog CD-a. To je značilo, slika i ton
moraju biti upakirani u struju podataka koja ne prelazi 1,5 MBit/s.
Zbog toga je na 650-MByte-CD moguće snimiti 74 minute slike i tona.
25 PAL slika/s (nekompresiranih), u formatu 768 × 576 pri 24-bitnoj
boji, daje 32 MBytes/s. Na CD se tako može snimiti 20 sekundi filma.
Rješenje
toga problema je bilo: video signal je pojednostavljen i uklonjene su
reduntante - tj. slika je kompresirana.
Kod
pokretnih slika je u biti riječ o dvije polovice slike koje su nastale
u vremenskom razmaku od 1/50 sek. = 20 msec., koje zbog samog toga nikad
ne mogu biti spojene u jednu konzistentnu sliku. Zbog toga se se kompresira
samo jedna polovina slike, a i rezolucija je prepolovljena.
Od
575 vidljivih PAL linija, po vertikali, ostaju samo 288 (pogledaj "Rezolucija"). Sukladno tome, vodoravna rezolucija
se takođe dijeli na pola, i to na 352 pixel po liniji. Tako je zaključeno
da će MPEG-1 rezolucija za PAL sistem biti: 352 x 288 pri 25 Hz osvježavanja,
uz 1,2 bis 3 MBits/s bandwitha.
To je otprilike rezolucija VHS videorekordera. MPEG-1 video danas nalazimo
u: Video CD-u, CD-i, Karaoke CD te videokonferencijama.
MPEG-2
- Standard ISO/IEC13818 (Studeni 1994)
Način
kodiranja je sličan MPEG-1 kompresiji. MPEG-2 se pretežito koristi kod
kod digitalne satelitske/kabelske televizije. Može se koristiti i kod
pohranjvanja podataka na CD. MPEG-2 koristi brzinu prijenosa podataka
od 1,5 MBit/s do 80 MBit/s, te pored progressive scan-a koristi
i Interlace modus. Slike nastaju iz niza od 25 slika u sekundi,
pri čemi se jedna slika prenosi u dva koraka: najprije neparne pa parne
linije. Kroz ovo "skakanje preko linija" (Interlace-Modus)
kod promatrača postoji utisak, da se slika dvaput obnavlja (sa 50 Hz).
| Oznaka |
Rezolucija |
Datarate |
Korištenje |
| Low |
352
x 288 |
<
4 MBits/s |
S-VHS |
| Main |
720
x 576 |
<
15 MBits/s |
digitalni
TV i DVD-Video |
| High
1440 |
1440
x 1152 |
<
60 MBits/s |
HDTV
(4:3) |
| High |
1920
x 1152 |
<
80 MBits/s |
HDTV
(16 : 9) |
Podaci
su, ako želite, u studijskoj kvaliteti, tako da je MPEG-2 postao standard
za Broadcasting.
Za dobre slike dovoljan je datarate od 2 und 6 MBit/s. Pri čistom
I-Frame kodiranju, MPEG2 se može bez problema editirati i sjeći.
Koristi se u: Digitalnoj televiziji (čitaj: Set-Top-Box, Pay-per-View),
satelitskim prijenosima, video produkciji, sigurnim video-konferencijama.
MPEG-3
MPEG-3
(nije riječ o MP3) je bio predviđen za visoko rezolucijski video ( HDTV
) sa rezolucijom do 1920 x 1080. Umjesto toga, on je sada
dio MPEG-2 standarda.
MPEG-4
- Standard ISO/IEC14496 (1999)
:
)) Jako poznat format. Prvobitna zamisao mu je bila korištenje u videokonferencijama
( 176 x 144 pri 4,8 do 64 kBit/s).
Pametne glave su uspjele staviti cijeli film na jedan CD
( pravi filmofili bi mogli reći da kvalitet slike i ne opravdava tu
buku oko formata...).
"Izgradnja
filma "
Za
sami kraj još nešto o strukturu slika. Za sada i nije od neke velike
važnosti, ali objašnjava kako codec treba podesiti.
Znamo da se, ključne slike, I-Frames, kodiraju neovisno o ostalim slikama.
Referentne slike, P-Frames, određuju ovisnost između slika u vremenski
pozitivnom redosljedu. U principu su P-Frameovi razlike među slikama,
one su (uz pomoć sljedeće ili prijašnje P- ili I- slike) "predviđene".
Svaki blok slike vodi na, mogući, sličan blok koji se nalazi na drugoj
slici.
Između
I- i P-slika, postoje i B-slike, koje se ondose u vremenski pozitivnom
ili negativnom redosljedu, na raniju ili kasniju sliku. One se "predviđaju",
pomoću sljedeće ranije ili kasnije I ili P-slike. Za svaki blok B-slike
(ranije ili sljedeće slike) se traži sličan blok, tako da je razlika
u oba nađena bloka jako mala ili nikakva. Zato jer B-slika, vremenski
leži između ostale dvije slike, ona se izjednačuje sa sljedećeom/kasnijom
slikom (ako u streamu ne postoje brze izmjene slika).
Primjer
GOP-a (Group of Pictures):
Kao
parametar je zadan razmak, 12 za I-Frameove
i 4 za P-Frameove :
I BBB P BBB P BBB
Najprije
dolazi I-Frame. Nakon toga, tri B-Framea i kao četvrti, jedan P-Frame,
pa tri B-Framea, jedan P-Frame i za kraj opet tri B-Framea. Kad se sve
to izvrši, igra ide ispočetka i ponavlja se stalno. Najače se kompresiraju
B-Frameovi, i zbog toga važi da se za visoke kompresije koristi
što više B-Frameova. Obratno važi za male kompresije.
Tipični
ciklus visoke kompresije je, pr. I = 12 i P = 4 ili I = 15 i P = 5.
Za
određene niske kompresije koristimo I = 10 i P = 2 ili I = kako hoćemo
i P = 1, sto dovodi do toga da se B-Frameovi ne kodiraju.
Reprodukcija
ovako kodiranog filma je moguća samo sa početnim I-Frameom. Nije moguće
početi sa P- ili B-Frameom.
Samo po sebi to otežava editiranje filma, jer ako želimo točno određenu
sliku odsjeći, MPEG-2 film se mora sastojati od samih I-Frameova. Time
je se izgubila sva prednost visoke kompresije. Zato je bolje film ranije
isjeći pa ga kodirati. Pri kompresiji treba paziti na ti
da svaki chapter koji će se izabrati na DVD playeru počinje sa I-frameom.
Ako se video najprije enkodira, pa se pri authoringu definira scena,
jako je vjerovatno da početak scene ne sadrzi I-Frame. DVD-Player će
na primjer skočiti na sljedeći I-Frame. Ako je I-Frame prije određene
scene, tako će se reproducirati oko pola sekunde ranije scene, što zna
nervirati.
|