Video kodek

Je několik možností v jakém tvaru respektive typu souboru může být naše video uloženo na disku počítače. Zpravidla je v tzv. kontejneru (container), který umožňuje kombinovat různé multimediální datové proudy do jednoho souboru nebo datového toku.

Druhy kodeků

Kodeky se dají rozdělit do několika skupin. Zřejmě nejjednodušší bude rozdělit je na bezeztrátové a ztrátové. První jmenované mají základní výhodu v tom, že při jejich použití se z videa neztrácí žádné informace. Díky tomu však nedosahují příliš vysokých kompresních poměrů a výsledek se většinou pohybuje kolem 1:2. Naproti tomu ztrátové kodeky při svém zpracování část informace o obraze ztrácí. Vycházejí především z toho, že lidské oko není dokonalé a tak zkreslení obrazu v určité míře nepostřehne. V závislosti na míře komprese a kvalitě použitého algoritmu je možné dosáhnout kompresních poměrů od 1:4 až po 1:100, u vyšších hodnot už dochází k téměř nepoužitelnému zkreslení obrazu.

Míru komprese ukazuje především datový tok (bitrate) použitý ve výsledném souboru. Zde se dá srovnávat rychlost zpracování, výsledná kvalita a velikost souboru. Datový tok může být navíc nejen konstantní, ale také proměnlivý. Ten je vhodný především k použití u videí, kde dochází k častějšímu střídání rychlých a pomalých scén případně změny scenerií. Díky němu se použije vyššího datového toku při rychlejší, respektive obrazově náročnější, scéně a tak lze dosáhnout kvalitnějšího podání při stejné velikosti výsledného souboru.

Bezeztrátové kodeky

RAW

Nejedná se v podstatě ani o kodek. Data v souboru jsou uložena nekomprimovaně. Pro PAL signál s rozlišením 720´576 má datový tok přibližně 30 MB/s.

HuffYUV

Ke komprimaci videa využívá tento kodek Huffmanova kódování, které je založeno na různé četnosti znaků. Jeho výhodou je rychlá komprese i dekomprese, menší paměťové nároky a volné (nezpoplatněné) používání. Nevýhodou je především nízký kompresní poměr (v nejlepších případech jde přibližně o 1:2,5).

Ztrátové kodeky

Ligos Indeo 5.11

Původně jde o kodek vyvinutý firmou Intel, ta jej později prodala firmě Ligos. Výsledná kvalita jím zpracovaného obrazu je dobrá, při nastavení na 100% není možno výsledek téměř rozeznat od originálu, bohužel tomu odpovídá i velikost souboru. Od verze 5.2 je součástí operačního systému Windows XP s aktualizací SP1. Jedná se o komerční produkt.

Microsoft Video 1

Tento kodek se stal součástí operačních systémů firmy Microsoft od verze Windows 95. Později byl rozšířen o kompresní algoritmy kodeků Intel Indeo 3.1 a Supermac‘s Cinepak. Díky tomu mohl být výsledný obraz o rozměrech 320´240 bodů s frekvencí až 30 snímků za sekundu. Ve své době poměrně rychlý a kvalitní kodek, dnes již pomalý a kvalitativně zastaralý. Při nastavení 100% kvality komprese je stále viditelné čtverečkování obrazu.

MJPEG

Kodek MJPEG (Motion JPEG) využívá faktu, že video je složeno z obrázků. Funkčnost je tak založena na obrazové kompresi JPEG jednotlivých obrázků videa. Nabízí volitelný kompresní poměr v rozsahu 1:6 až 1:16. Pro přehrávání je plně integrován do operačních systémů Windows. Zároveň bývá i hardwarově implementován v některých profesionálních či poloprofesionálních zachytávacích kartách, což poté vyžaduje menší nároky na celkový výkon PC. Díky technologii komprese každého obrázku zvlášť, tzn. každý snímek je klíčový, se kodek hodí na editaci videa. Při kompresním poměru 1:8 se datový tok pohybuje kolem 4MB/s a výsledný obraz dosahuje dobré kvality i velikosti.

ASF a WMV

Nejedná se jen o druh komprese, ale i o celý formát. Vyvinula je forma Microsoft jako odpověď na úspěch formátů Quicktime a RealVideo. Zaměřené jsou především na internetové vysílání videa. ASF vychází z AVI a dovoluje použít pouze kompresi Microsoft MPEG–4, přičemž standard MPEG implementuje jen částečně, neboť nepodporuje B snímky. WMV je novější verzí ASF. Při kompresi udržuje datový tok, snímky zahazuje, aby ho nepřesáhl a nebo vyplňuje nadbytečnými informacemi, aby tok nebyl nižší. Tímto postupem dokáže přibrat až o 25% více nadbytečných informací oproti ostatním kodekům.

Quicktime a RealVideo

Quicktime kodek byl vyvinut firmou Apple. Opět se nejedná jen o kodek, ale o celý formát. Je snadno přenositelný mezi platformami Macintosh a PC, pro přehrání však vyžaduje svůj software (Apple Quicktime Player). Používá kompresi od 1:5 do 1:25. Kvalitativně dnes už příliš neexceluje a zařazuje se spíše k průměru. Stále je ještě využíván k prezentacím a nebo video ukázkám, taktéž ke kódování videa na internetu. Ve verzi Quicktime 6.0 by mělo jít dle slov firmy Apple o plně kompatibilní kodek s MPEG–4.

RealVideo je komprese a formát firmy Real Networks. Vlastnostmi je blízký typu Quicktime, ale s větším důrazem na kompresi videa určeného pro internet. V dnešní době stále více ustupuje do pozadí.

DivX

Ve verzi 3.11a Alpha jde o nelegálně upravenou verzi kodeku ASF MPEG–4 V3 firmy Microsoft. Oproti němu umožňuje ukládat video ve formátu AVI. Odstraněno bylo několik dalších omezení ASF formátu, například omezení na maximální rozlišení 352×288. Přesto, že se jednalo o nelegální kodek, tak díky svým nesporným kvalitám, kdy ve velmi dobré kvalitě zvládne zkomprimovat asi hodinu filmu na jediné CD, se stal velmi oblíbeným a hojně rozšířeným. Ve verzi 3.20 je navíc přidána podpora pro VKI intervaly. V současnosti jde ale o překonaný kodek, existují lepší a kvalitnější, ale přesto patří díky kvalitním výsledkům k lepšímu standardu.

Skupina osob podílejících se na úpravách DivXu 3.11 se po čase rozhodla k vytvoření vlastního formátu. Tak vznikl projekt OpenDivX a z něj vzešly i verze DivX 4. Díky otevřenosti projektu byly dostupné včetně zdrojových kódů, kvalita však nedosahuje takové úrovně. Nově zavádí několik variant komprese. Jedná se o jednoprůchodovou s daným datovým tokem, kdy je kladena snaha o udržení datového toku bez ohledu na výslednou kvalitu, jednoprůchodovou s danou kvalitou, zde je snaha o udržení zadané kvality bez ohledu na velikost, a nebo poslední dvouprůchodovou, kdy se při prvním průchodu zdrojové analyzuje video a takto získaná data pak slouží v druhém průchodu pro lepší využití datového toku. Formát VKI je podporován také.

DivX verze 5 již vytvořila společnost DivX Inc. Jedná se o uzavřený formát bez přístupu ke zdrojovým kódům. Dostupný je v několika verzích. Verze Standard je zdarma, ale neobsahuje všechny funkce, verze Pro GAIN obsahuje všechny funkce, ale také reklamu a nakonec verze Pro, která obsahuje všechny funkce, neobsahuje reklamu, ale je placená. Kodek je kompatibilní s kompresí MPEG–4 a zvládá přehrávat i všechny předchozí verze DivXu. Díky pokročilejším technikám při kompresi dosahuje až 25% snížení velikosti výsledného souboru v porovnání s DivX 4. Integruje v sobě také některé nástroje a filtry, které umožňují úpravy obrazu (rozměry, kvalitu, ostrost, atd.) už při samotné kompresi. Dále implementuje algoritmy využívající tzv. psychovizuální model, obousměrnou kompresi (tedy B snímky) nebo například globální kompenzace pohybu (optimalizace kompresí pro přibližování, náhlé změny jasu, stagnující plochy a další). Toto všechno si však vybírá daň v podobě vysokých nároků na výkon procesoru. Odměnou nám je výborná kvalita obrazu při velmi malé velikosti souborů. Kodek také umí provádět export do MPEG-4 formátu a konverzi mezi ním a AVI formátem.

Poslední vydanou verzí je DivX 6, který firma vypustila v polovině roku 2005. Nově je distribuován ve dvou verzích – Play Bundle a Create Bunde, lteré se od sebe lisí placeným konvertorem. Jednou ze zásadních novinek je formát souborů .divx, který má přinést do světa MPEG-4 totéž co je součástí každého filmového DVD – menu. Další vylepšení se týkají samotného kodeku, jež slibuje 40% nárůst výkonu. V následujících měsících vycházeli aktualizace až do současné verze 6.4, která nabízí podporu pro dvou a více jádrové procesory.

XviD

Poté, co byl uzavřen projekt OpenDivX a stal se placenou záležitostí, se několik programátorů rozhodlo vytvořit opět otevřenou verzi, tu již nazvali XviD. Jedná se znovu o otevřený formát kompatibilní s MPEG–4, a navíc umí do něj i video exportovat. Tvůrci si zakládají na široké konfigurovatelnosti kodeku, která však působí příliš složitě a jeho optimální nastavení je poměrně komplikované. Kodek podporuje libovolné rozlišení až do velikosti obrazu 1920×1088 bodů (podmínkou je dělitelnost 4). Po několika rozporech uvnitř této nové komunity vzniklo několik různých verzí od několika tvůrců.