Anglická verze
logolink

< Zpt na seznam lekc

Teorie a specifikace digitlnho videa

DreamweaverObsah lekce:

  • Snmkovac frekvence
  • Prokldn obrazu
  • Rozlien videa
  • Aspect ratio
  • Datov tok
  • Formty (audio a video) /nejpouvanj/
  • Kodeky
  • Rozdl mezi formty a kodeky
  • Multimediln kontejnery /nejpouvanj/

Snmkovac frekvence

Snmkov frekvence je frekvence, s jakou zobrazovac zazen zobrazuje jednotliv uniktn snmky, ppadn zznamov zazen zachycuje snmky. Snmov frekvence se obvykle udv v jednotkch fps (z anglickho frames per second) nebo prost v hertzch v obou ppadech jednotka odpovd jednomu snmku za sekundu.

Snmkov frekvence ve filmu a televizi

Ve filmu, televizi a pi zpracovn videa existuje nkolik bn pouvanch hodnot snmkov frekvence: 24 Hz, 25 Hz, 30 Hz, 50 Hz, a 60 Hz.

  • 24 Hz je snmkovac frekvence nejastji pouvan pi filmovm zznamu. Pi promtn se ale obvykle pouv dvojnsobn frekvence a kad snmek je promtnut dvakrt
  • Televizn formt PAL m 50 plsnmk, tedy 25 celch snmk za sekundu (50 Hz).
  • Televizn formt NTSC m 59,94 plsnmk za sekundu (pesn hodnota je 60 Hz/1,001).

zdroj: Wikipedie oteven encyklopedie

Prokldn obrazu

Jestlie zpracovvme video natoen digitln kamerou zakoupenou v Evrop, bude pozen zznam s nejvy pravdpodobnost odpovdat televizn norm PAL. Ta se vyznauje snmkovou frekvenc 25 fps a rozlienm obrazu 720 x 576 pixel nezvisle na tom, zda natme se standardnm (4:3) nebo irokohlm (16:9) pomrem stran. Uvedench 25 fps je ale ve skutenosti sloeno z 50 plsnmk (50 i "i" jako "interlaced"), kter tvo obraz. Jeden plsnmek obsahuje pouze sud/lich dky obrazu. To by mohlo na prvn pohled pesn odpovdat 25 plnm snmkm (25 p, "p" jako "progressive"), ale nen tomu tak. Kdybychom nateli video jako 25 plnch snmk, pi zastaven zznamu bychom vidli pohybujc se objekty vdy zmraen v jedn pozici ("zmraenost" je samozejm tak dna rychlost zvrky kamery) s rozestupem 0,04 sekundy (1/25) (viz obrzek . 1). Protoe se ale zznam poizuje po plsnmcch s rozestupem 0,02 sekundy (1/50) a zobrazovny jsou vdy sud i lich snmky zrove, vidme v jedn scn po dcch prolnut obraz, kter nebyl pozen v jeden okamik (viz obrzek . 2).

25p
Ti snmky letu mku pozen a zobrazen 25 p

50i
Snmky pozen a zobrazen 50 i

zdroj: Michal Hrab: Filmov efekty II - 3. dl: Jak na export videa nejen v Adobe Premiere

Rozlien videa

Rozlien NTSC a PAL

V Severn Americe a Japonsku je dominantnm standardem pro analogov video NTSC (National Television System Committee), zatmco v Evrop je to PAL (Phase Alternation by Line). Oba standardy pochz z televiznho prmyslu. NTSC m rozlien 480 horizontlnch dk a frekvenci 30 snmk za vteinu. PAL m vy rozlien 576 horizontlnch dek, ale ni poet snmk za sekundu - 25. Celkov mnostv informac za sekundu je u obou standard stejn.

Rozlien 01
Rzn NTSC rozlien

Rozlien 02
Rzn PAL rozlien

Rozlien VGA

VGA je zkratka pro Video Graphics Array je systm zobrazovn grafiky pvodn vyvinut IBM pro PC. Rozlien je definovno na 640480 pixel, co je velikost velmi podobn NTSC a PAL. Za normlnch okolnost je VGA vhodnjm formtem pro sov kamery, protoe jejich zbry jsou ve vtin ppad zobrazovny na potaovch monitorech, kter pouvaj VGA rozlitn (resp. jeho nsobky). Quarter VGA (QVGA) s rozlienm 320240 je tak asto pouvan formt velmi podobn velikosti CIF. Mezi rozlien zaloen na VGA pat XVGA (1024768 pixel) a 1280960 pixel - 4 nsobek VGA - poskytujc megapixelov rozlien.

Rozlien MPEG

Rozlien obvykle nabv tchto velikost:

  • 704480 pixel (TV NTSC)
  • 704576 pixel (TV PAL)
  • 720480 pixel (DVD-Video NTSC)
  • 720576 pixel (DVD-Video PAL)

Rozlien 03
Rozlien pouvan u MPEG

zdroj: Netcam.cz

Aspect ratio

Pomr stran. Vtinou se udv ve zlomcch (4:3, 16:9) nebo jako slo 1.33, 1.78, 2.35 atd. Tmto se vtinou mysl skuten pomr stran aktivnho obrazu (bez ernch pruh) pi pehrvn.

PAR (Pixel Aspect Ratio) - pomr stran bodu. Udv, kolikrt se m video s netvercovmi pixely rozthnout. Napklad u 4:3 DVD je PAR 1.0926, pro 16:9 to je 1.4568.

DAR (Display Aspect Ratio) - pomr stran zobrazen. Je to informace ve video streamu, kter k, s jakm pomrem stran se m video zobrazit. U DV a DVD me nabvat hodnot 1:1, 4:3, 16:9 a 2.21:1. Prvn a posledn hodnota se ale tm nepouvaj. DAR jet nek nic o skutenm pomru stran (AR), protoe v obrazu mohou bt ern pruhy.

LB (Letter Box) - dopisn schrnka. Je to zpsob zobrazen irokohlho videa na standardn 4:3 televizi (nebo i naopak). K obrazu se pidaj ern pruhy.

PS (Pan & Scan) - vlo a sleduj. Druh ze zpsob zobrazen 16:9 videa na 4:3 TV (nebo naopak). Obraz se zvt a ozne.

zdroj: JeCh Webz

Datov tok

Bitrate (datov tok) nm udv poet bit za vteinu, kter pehrva pi pehrvn videa zpracovv. Bitrate souboru je tedy definovan poet bit za sekundu obrazu (a samozejm i zvuku), kter pouije kodr pro kdovn. Obecn a zjednoduen plat, e m vce bit za vteinu je na kompresi pouito, tm je vsledn video v lep kvalit.

Rozdlen

  • CBR - constant bitrate, neboli stl datov tok - datov tok je stejn (konstantn) po celou dobu pehrvn. Je jednoduch na kompresi, avak data proud stle stejnou rychlost, a to i na mstech, kde to nen bezpodmnen poteba (klidn obraz, dn pohyb) a zabraj tak zbyten msto na disku. Kodek tedy udruje stle stejn bitrate bez ohledu na to, kolik je ho ve skutenosti poteba. Jestlie je tedy audio nahrvka vytvoena s konstantnm bitrate, znamen to, e plka skladby je pesn uprosted souboru.
  • VBR - variable bitrate, neboli promnn datov tok - zde se kompresn pomr mn podle sloitosti scny, pi rychlm pohybu obrazu je komprese nejmen (a tedy datov tok nejvt). Naproti tomu na mlo sloit pase se pouije dat mn. Vhodou je, e takto lze doshnout pi stejnm prmrnm datovm toku vrazn vy kvality vstupu ne pi konstantnm datovm toku, nevhoda naopak to, e se d patn odhadnout velikost vslednho souboru (zvolen bitrate reprezentuje prmr a mlokdy se do nj kodek pesn stref). Obecn vak plat, e pi VBR lze na jeden disk nahrt vce dat (del video) ne u CBR, ani by se to njak viditeln projevilo na kvalit obrazu). Tento typ kdovn pouv MPEG-4.

zdroj: Video na PC

Nejpouvanj videoformty

MPEG

Moving Picture Experts Group - oznaen pro skupinu standard pouvanch ke kdovn/dekdovn obrazovho i zvukovho materilu za pomoci kompresnch algoritm. Clem prce tto skupiny bylo standardizovat metody komprese videosignlu. Vechny komprese typu MPEG pouvaj ke komprimaci diskrtn kosinv algoritmus.

zdroj 1: Vladimr Preclk: Videoformty
zdroj 2: Svt hardware

MPEG-1

MPEG-1 se svho asu pouval a okrajov stle jet pouv pro zznam obrazu i zvuku pro disky typu Video CD. Formt MPEG-1 byl dokonen v roce 1991 a jako norma pijat v roce 1992. Byl navren pro prci s obrazy o rozmru 352x288 bod, 25 rmc/s (odvozen od PAL) nebo 352x240, 30f/s (odvozen od NTSC) pi datovm toku 1,5 Mb/s, kter byly povaovny za optimln, ale v maximlnch hodnotch nedosaiteln. Tmito parametry odpovdal formtu VHS, ale v digitln obdob pro CD. Formt MPEG-1 se stal soust "Bl knihy", kter je definovna jako norma pro zznam pohyblivho obrazu na CD (72 minut videa). V souasn dob se MPEG-1 pro video vyuv obas jen pro internetov prezentace, u kterch sta jako nhled informativn kvalita videa. Z generace MPEG-1 je asi nejvce znm zvukov formt MP3, kter se dky osobnm MP3-pehrvam a Internetu stal (a stle je) zejm nejrozenjm kompresnm zvukovm formtem pro audio v domcm pouit.

zdroj 1: Vladimr Preclk: Videoformty
zdroj 2: Ondej Beck: MPEG

MPEG-2

Formt MPEG-2 se stal standardem pro kompresi digitlnho videa. Hlavn pednost je dokonal technick dokumentace, obecn kompatibilita a velk rozenost. Formt MPEG-2 byl dokonen v roce 1994. MPEG-2 se v souasn dob nejastji pouv pro kompresi videa. Jako kompresn algoritmus je vyuvm pro DVD. Navc pro DVD je MPEG-2 kdovna takt dvma odlinmi metodami bu konstantnm bitovm tokem (constant bit rate - CBR) nebo variabilnm bitovm tokem (variable bit rate - VBR).

zdroj 1: Vladimr Preclk: Videoformty
zdroj 2: Ondej Beck: MPEG

MPEG-4

Standard MPEG-4 byl navren pro extrmn nzk datov toky - men ne 64kb/s. V souasn dob se v souvislosti s MPEG-4 objevilo mnostv kodek, kter umouj radikln zmenit digitln video s malou zmnou obrazu. Jedn se zejmna o kodek DivX, kter ale nen oficiln uznn. Dle pak XviD nebo formty WMV a VMA od spolenosti Microsoft. WMV je od Microsoftu k dispozici i ve verzi WMV HD pro zznam videa ve vysokm rozlien 1080 dk. Mezi MPEG-4 pat i formty Quick Time a Real Video, ve kterch si asi nejastji stahujeme z Internetu filmov trailery. Jeho vyuit nen vak pouze na Internetu, kde je poteba co nejmen velikosti kvli penosovm rychlostem, ale i pro video na CD. Formt MPEG-4 pracuje se temi rovnmi nastaven - nzkou, stedn a vysokou, kter umouje promnliv mnit datov tok, tm sniovat velikost a optimalizovat streamovn. Pracuje takt ve dvou mdech s VBR a CBR.

zdroj 1: Vladimr Preclk: Videoformty
zdroj 2: Ondej Beck: MPEG

WMV

Windows Media Video (WMV) je komprimovan souborov videoformt pro nkolik kodek vyvinutch spolenost Microsoft, chrnnch zkonem. Originln kodek znm jako WMV, byl pvodn navren pro internetov streamingov aplikace jako konkurence pro ji zaveden RealVideo. Ostatn kodeky jako nap. WMV Screen a WMV Image, se staraly o specializovan obsah. Bhem standardizace ze SMPTE, si WMV vzalo za sv i formty jako HD DVD a Blu-ray disk.

zdroj: Wikipedie oteven encyklopedie

DVD Compatible Formats

DVD formty
DVD Compatible Formats (zdroj: divxland.org)

Nejpouvanj audioformty

MP3

MP3 (MPEG-1 Layer 3) je formt ztrtov komprese zvukovch soubor, zaloen na kompresnm algoritmu MPEG (Motion Picture Experts Group). Pi zachovn vysok kvality umouje zmenit velikost hudebnch soubor v CD kvalit piblin na desetinu, u mluvenho slova vak podv vrazn vsledky hor.

zdroj: Svt hardware

WMA

Windows Media Audio (WMA) je komprimovan zvukov formt vyvinut jako soust Windows Media byl pvodn uren jako nhrada za MP3 (kter bylo patentovan a Microsoft mus platit za jeho zalenn ve Windows). Dnes spe soupe s Applovm AAC. WMA soubory jsou tm vlun v kontejneru ASF a maj pponu .asf nebo .wma.

zdroj: Wikipedie oteven encyklopedie

OGG

Datov formt Ogg propagovan nadac Xiph.org byl vytvoen jako vchoz materil vt iniciativy, kter si klade za cl vyvinout komponenty pro kdovn a dekdovn multimedilnho obsahu, piem tyto komponenty budou svobodn dostupn a svobodn reimplementovateln v softwaru (BSD licence).
Formt se skld z kus dat nazvajcch se strnka ogg. Kad strnka zan etzcem "OggS" k identifikaci souboru jako Ogg formtu. Sriov slo a slo strnky v zhlav strnky identifikuje kadou strnku jako st srie strnek tvocch proud bit (bitstream).
Rzn sti projektu jsou zamleny jako alternativy k nesvobodnm standardm, jakmi jsou kodeky MPEG, Real, QuickTime, Windows Media; formty RIFF WAV a AVI.

zdroj: Wikipedie oteven encyklopedie

AAC

Advanced Audio Coding (zkrcen AAC) je zvukov formt, kter byl vyvinut jako logick nsledovnk formtu MP3 na stednch a vych bitratech v rmci standardu MPEG4. Formt AAC nen pln jednotn a obsahuje v sob nkolik profil, vylepen apod. Takt existuje mnoho enkoder (vtinou proprietrnch), kter se razantn li kvalitou. V oblasti hardware se ujal pedevm v pehrvach firmy Apple iPod. Jeho podpora se tak nachz v novm firmware (2.0) PSP (Play Station Portable).

zdroj: Wikipedie oteven encyklopedie

Kodeky

Kodek (sloenina z potench slabik slov kodr a dekodr, respektive komprese a dekomprese; pevzato z anglickho codec analogickho pvodu) je zazen nebo potaov program, kter doke transformovat datov proud (stream) nebo signl. Kodeky ukldaj data do zakdovan formy (vtinou za elem penosu, uchovvn nebo ifrovn), ale astji se pouvaj naopak pro obnoven pesn nebo piblin pvodn formy dat vhodn pro zobrazovn, ppadn jinou manipulaci. Kodeky jsou zkladn soust softwaru pro editaci (stih) multimedilnch soubor (hudba, filmy) a asto se pouvaj pro videokonference a distribuci multimedilnch dat v stch (streamovn). Jako kodek je tak velmi asto nazvn dekodr, ale pehrvae videa nepouvaj pro svoji prci kodeky. Chyb zde toti prvn st tto sloeniny - kodr. Pehrvae video pouze pehrvaj (na rozdl od program pro stih videa). To sam plat i obrcen. O programu x264 lze tko mluvit jako o kodeku, protoe video um pouze zkomprimovat, nedoke jej ji zpt dekdovat. Sprvn by tedy mlo bt eeno, e x264 je kodr pro formt MPEG-4 AVC (H.264) a napklad pehrva Media Player Classic zase obsahuje integrovan dekodr formtu MPEG-2. Slovo kodek je tedy znanm zpsobem naduvno a je jm obyejn mylen formt, kodr nebo dekodr. Tato praxe je bn nejen v esku, ale i v zahrani, kde je slovo codec tak velmi asto uvno v nesprvnch souvislostech. Na podobnch principech pracuje tak obvykle hardwarov endec (z anglickch slov encode a decode = zakdovat a dekdovat).

zdroj: Wikipedie oteven encyklopedie

Formt vs. kodek

Pojmy kodek a formt se v posledn dob velmi asto zamuj a vede to ke zmaten uivatel. V nkterch ppadech k zamovn tchto dvou pojm pispv fakt, e se obas nzev kodeku shoduje s nzvem formtu. Pkladem takovch kodek jsou Lagarith, HuffYUV nebo WMV. Pesto je teba toto rozliovat a to zvlt u kodek, kde jejich nzev nen shodn s formtem, kter produkuj. To je ppad asi dvou nejznmjch kodek - DivX a Xvid, kter oba pracuj se stejnm formtem MPEG-4 ASP. To mimo jin znamen, e jsou kompatibiln (video zakdovan jednm z nich lze dekdovat pomoc jinho). Vrobci elektroniky asto deklaruj podporu DivX. Tato formulace je u sama o sob patn. Sprvn by mlo bt napsno, e takov pstroj podporuje MPEG-4 ASP. Pehraje tedy video vytvoen libovolnm kodekem, jeho vstupem je MPEG-4 ASP. Kodeky rovn nelze zamovat s tzv. kontejnerem. Ten umouje uloit zvukov, obrazov i jin data do jednoho souboru v souborech s pponami .ogg, .mpg, .avi, .mov atd. jsou informace zakdovan kodeky pouze uloeny. Kontejnery se li ve formtech, kter mohou obsahovat. Mezi univerzln kontejnery pat nap. AVI a Matroska.

zdroj: Wikipedie oteven encyklopedie

Nejpouvanj multimediln kontejnery

Multimediln kontejner je zpsob uloen rznch druh multimedilnch dat, tzv. stream do jednoho souboru. Jde vlastn o jakousi oblku pro uloen digitlnch dat, kter osahuje informace o formtu uloenho videa, audia, pouit kompresi atd. V jednom souboru je tak mon kombinovat napklad jedno video, ke ktermu je piazeno nkolik zvukovch stop (nap. v rznch jazycch), nkolik titulk (opt v rznch jazycch) a zajiuje jejich synchronizaci. Uivatel si tak pi pehrvn me vybrat, kterou kombinaci multimedilnch dat preferuje. Kontejnery se vzjemn li podle jejich schopnost pojmout rzn multimediln data. Kontejner sm nek nic o vnitn kompresi uloench dat, ta je urena pouitm kodekem. Nkter kontejnery mohou mt v sob uloeny pouze omezenou mnoinu formt (nap. MPEG). Kontejner zrove nese informaci o tom, jakm kodekem byl kad datov proud kdovn.

zdroj: Wikipedie oteven encyklopedie

AVI

Soubory AVI (Audio Video Interleaved) se staly standardem digitlnho videa ji od potku prezence videa na potach Ppona souboru AVI vak jet jednoznan neidentifikuje tento soubor, pouze jej piazuje do obecn skupiny soubor s videem pro Windows. Soubor AVI me bt vytvoen v rznm kdovacm systmu (kodeku) - k ppon souboru AVI se ve mnostv konkrtnch kompresnch a dekompresnch schmat, kter je nutno mt v potai nainstalovna, abychom mohli videosoubor pehrt.

zdroj: Video na PC

MPEG

Dalm hojn pouvanm formtem je MPEG. Je uren, jak ji nzev k, pedevm pro MPEG video a zvuk a umouje jak lokln uloen souboru na disk, tak streamovn po internetu, nebo pouit pro terestriln nebo satelitn vysln nebo i interaktivn obsah. Formt pochz od vrobc spotebn elektroniky a hlavnm poadavkem na nj byla pedevm jednoduchost, aby mohl bt snadno implementovn v komernch zazench.

zdroj: tvfreak.cz

QUICK TIME

Tento multimediln kontejner (konkurent AVI) byl vytvoen ve spolenosti Apple a me obsahovat jakkoli kodek, CBR nebo VBR. Obvykle m pponu .QT nebo .MOV. Umouje nst rzn typy informac, napklad i Flash. Zkladn jednotkou souboru je atom, kter me obsahovat dal atomy.

zdroj 1: tvfreak.cz
zdroj 2: MPlayer: Video formty

REAL MEDIA FORMAT

Pomrn starm kontejnerem je i Real Media Format (RMF), ppona .RM, .RMF nebo .RV pro video a .RA pro zvuk. Pochz od spolenosti Real Networks, kter se zabv pedevm streamovnm po internetu, k emu je soubor peduren. Jeho zajmavost, resp. zajmavost videa je to, e se me mnit framerate videa v ase, k emu je uzpsoben i formt kontejneru. Je-li vyuito objekt, kter pehrva nkter nezn, me je bez problm peskoit. Licenn politika firmy nedovoluje vyuvat formt pro jin ely ne pro pehrvn, navc pouze vlastnm dodvanm pehrvaem, co se bohuel odr i v klesajc popularit tohoto formtu. Vytvoit soubory RMF je mon v mnoha programech.

zdroj: tvfreak.cz

MKV

Matroka je projekt, kter vznikl v kvtnu roku 2003. Jeho elem je vytvoit univerzln multimediln kontejner, kter by podporoval co nejvt mnostv kompres a nadstandardnch vlastnost. Umouje obsahovat tm libovoln formt zvuku i videa a prakticky neomezen poet zvukovch/titulkovch stop. Pro pehrvn je nutn nainstalovat pslun splitter nebo pout pehrva, kter ji podporu Matroky obsahuje.

zdroj: JeCh Webz

Dal ten

Odkazy

Otzky

  1. Jak druhy snmkovacch frekvenc se pouvaj?
  2. Pro se pouv prokldn obrazu?
  3. K emu slou rozlien videa?
  4. Jak znte pomry stran digitlnho videa?
  5. Co je to datov tok? Jak se rozdluje?
  6. Jak znte pouvan formty digitlnho videa?
  7. Jak znte pouvan formty digitlnho audia?
  8. Co je to kodek a jak se li od formtu?
  9. Co je to multimediln kontejner a jak se li od kodeku a formtu?
webdesign, xhtml, css, php - Mgr. Michal Mikláš