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geschrieben verschiedenen Codecs, die man verwenden kann umd Videos klein zu
komprimieren. Falls jemand irgendwo einen Fehler findet oder meint das
ich evtl. was falsches geschrieben hab, bitte gleich bescheid sagen
Danke.
Hoffentlich war das nich zu viel Text (aber ich denk schon *seufz*)!
Überblick:
1. Codecs allgemein. Info's...
2. Standard und proprietäre Codecs undVergleich verschiedener Codecs
3. Anwendungen in der Praxis
4. Verschiedene Formate im Überblick!
5. Wichtiges zum (De)codieren!
-------
1.
Zu erstmal möchte ich klären was überhaupt ein Codec ist. Die meisten
wissen zwar worum es geht, bzw. was einer bringt, aber nicht die
Hintergründe. Video-Codecs dienen im allgemeinen der Komprimierung von
Videos. Dabei entsteht eine weitaus stärkere Komprimierung, als z.B.
bei ZIP oder RAR Dateien. Der Grund dafür ist, dass diese speziellen
Verfahren sich eins zu nutzen machen, wie auch bei den Audio Codecs: Es
wird weggelassen, was eh keiner sieht. Bei MP3 z.B. wird auch entfernt,
was keiner hört. Allerdings bleibt es auch dabei! Somit ist bei MP3
'lediglich' ein Komprimierung von einem Verhältnis ca. 1:10 möglich.
Dies ist Vergleichbar mit der Bildkompression! JPEG basiert auch
darauf, das eifnach das weggelassen wird, was keiner sieht! Das ist
aber eher mager im vergleich zu Videos! Denn bei Videos ist das
weglassen was keiner sieht eher der geringere Teil! Der größte Teil
ensteht dadurch, das die komprimierung auf Bildunterschiede basiert!
D.H. es wird ein Bild abgespeichert, dass alle Informationen enthält,
die benötigt sind, um das Bild auch anzuzeigen. Wie bei JPEG. Solche
Bilder (Frames) bezeichnet man als INTRA-Frames. Es wird nichts weiter
benötigt um es anzuzeigen! Man könnte sie auch als die bekannten
Key-Frames sehen. Sie stehen zumindest im gleichen Verhältnis.In
diversen Programmen sind diese als I-Frames gekenzeichnet (z.B.
TMPGEnc). Was aber noch Fehlt sind die INTER-Frames. Denn diese sind
DEUTLICH kleiner als INTRA-Frames und enstehen dadurch, das einfach der
bewegungsunterschied im Verhältnis zum INTRA-Frame berechnet wird. Also
in einem INTER-Frame sind praktisch nur die Informationen gespeichert,
die sich seit dem letzten INTRA-Frame verändert haben! Das ist sehr
platzsparend! Diese Frames sind auch als P bzw. B-Frame gekennzeichnet!
Der Unterschied hier ist wiederrum, dass ein P-Frame nur von dem
letzten (hinter ihm liegenden) I-Frame abhängig ist, aber ein B-Frame
aus dem letzten I-Frame hinter sich, aber auch aus dem nächst kommenden
I-Frame berechnet wird! Also ein P-Frame schaut nur nach hinten,
während bei einem B-Frame auch nach vorne geschaut wird!
Diese Grafik soll das verdeutlichen :
(->P forward(also nur nach vorne von I zu P), während B <-und-> zu I schaut!
Der große Nachteil bei der Video Kompression ist allerdings, dass sie
Verlustbehaftet ist. Denn je weniger man an Bitrate verteilt, desto
weniger kann in einem Frame gespeichert werden, und umso mehr entstehen
dadurch Makroblöcke, die jedem bekannt sein dürfen. Sie enstehen gerade
bei bewegungen, weil dort die meisten Bildunterschiede enstehen!
Hier ein Bild in dem deutlich Makroblöcke zu sehen sind:
2.
Z.Z. Gibt es jede Menge Codecs. Wobei einige als Standard angesehen
sind und demnach von der MPEG und ITU entwickelt werden, während andere
wiederrum proprietär sind. D.H. sie werden von unabhängigen Firmen
entwickelt.
Die von der MPEG veröffentlichen (und bekanntesten) Standards sind:
-MPEG 1 (Inkl. 3 Audio Layer! LayerI,II und III. Letztes ist auch das
bekannte MP3-Format)
MPEG1 wird überwiegend nur noch zu Kompatibilitätsgründen verwendet. Es
ist im Grund das schlechteste Format was es heute noch gibt! MPEG ist
allerdings extrem komatibel. Kein anderes Format ist so oft und überall
abspielbar. MPEG1 wird auch auf VCD's verwendet. Daher sind VCD's so
sehr kompatibel... Die Qualität ist allerdings mehr als arm.
-MPEG 2 (Inkl. die oben erwähnten Audio-Layer)
MPEG2 ist eines der am häufig verwendesten Formate. MPEG2 wird heute
auf jeder offiziellen DVD verwendet! Auch ist MPEG2 auf z.B. SVCD's und
vielen anderen scheiben. Die Qualität ist nicht unbedingt sehr viel
besser als die von MPEG1, aber MPEG2 ist sehr schnell und gut für den
hohen Qualitätsbereich! Jeder DVD-Player kann MPEG2 decodieren.
Nachteil bei MPEG2 sind sehr hohe Lizenzkosten!
-MPEG4 (enthält neues Audio-Format: AAC->Advanced Audio Coding. Besser als MP3!!)
MPEG4 ist momentan das neuste Format der MPEG. Auch das qualitativ
beste! MPEG4 wird auch als Video Zukunft angesehen, und es steht
warscheinlich in Planung, MPEG4 für HDTV zu verwenden (HDTV->siehe
weiter unten). Die Qualität von MPEG4 kann sich immer noch sehen
lassen, und kann fast noch immer mit aktuellen proprietären COdecs
mithalten! Die Lizenzkosten für MPEG4 sind nicht unbedingt sehr hoch,
und MPEG4 kann schon auf (zwar nicht gerade sehr vielen) DVD-Player
abgespielt werden. Dies hat auch etwas mit DivX bzw. XviD zu tun. Aber
das kommt noch...^^
Das waren so die wichtigsten MPEG Codecs. Der Vortiel bei diesen ist,
dass sie Standard sind, und somit sehr kompatibel sind! Auch auf
Hardware Geräten...! Auch sind diese (wegen der Hardware teilweise)
sehr schnell zu decodieren. Sehr wenig Anforderungen. Wenn jemand den
CCE (Cinema Craft Encoder) verwendet, wird er sehen, dass bei einem
flotten System 50fps keine Seltenheit sind!
Großer Nachteil ist die unterlegene Qualität dieser Codecs!!
Es gibt aber eben auch noch proprietäre Codecs!
Die bekanntesten sind DivX, dessen Anagramm XviD, Windows Media, Real
Media, On2 VP, 3ivx und evtl. noch Sorenson. Hab ich einen vergessen?
Bitte sagt mir bescheid
DivX:
Als erstes ist DiVX an der Reihe. Denn DivX ist einer der verbreitesten
Codecs überhaupt. So richtig progprietär ist DivX gar nicht! Es ist
eine weiterentwicklung von MPEG4! Damals entstand DivX aus einem Hack,
von WIndows Media. Da aber sich eine große COmmunity sich bildete,
wurde es zu open source und hat sich weitaus besser als der urcodec von
Microsoft entwickelt. Der Damalige Windows Media Codec kann mit dem
heutigen DivX nicht mehr wirklich mithalten! Leider ist das open source
Projekt zu Grunde gegangen. Der Gründer von DivX, hatte ab der Version
5 den Code wieder geschlossen, und den Codec publiziert! Zur aktuellen
Qualität der V5 ist zu sagen, dass sie besser als MPEG4 ist, aber nicht
mit zu den allerbesten gehört. Vorteil ist lediglich die hohge
Unterstützung bei der kommenden Hardware. Auch wenn es Probleme gibt
z.B. mit Vorspulen etc., gehört DivX doch zu einem wichtigen ELement
der Video Codecs. Denn für ein Format das Bereits jetzt schon auf
diverser Hardware abspielbar ist, ist DivX sehr gut! Hier sei zu
erwähnen, dass DivX B-Frames unterstützt, was bisher nur bei mPEG1 und
MPEG2 möglich war. MPEG4 hat momentan keine B-Frame unterstützung.
Zumidnest existiert noch kein Standard dafür!
XviD
Das DivX Publiziert wurde, wollten sich viele nicht gefallen lassen,
und nahmen den letzten freien Code von DivX, und setzten daraus ein
Anagramm: XviD war gebohren!
XviD ist wie DivX eine bessere Entwicklung von MPEG4, und hat auch das
gleiche Verhältnis wie DivX zu dem Standard und den proprietären
Codecs. Ein wichtiger Vorteil ist daher, dass XviD VIdeos im Grunde von
DivX Player wieder gegeben werden kann, da am Codec selbst sich nicht
viel geändert hat. Allerdings wurde auch XviD weiter entwickelt, und
bekam viele neue features dazu. Man könnte meinen, das die altuelle
Version sogar einen Tick besser als DivX ist. Aber da Streiten sich die
gelehrten, denn DivX hat einige Vorteile die XviD nicht hat, aber auch
umgekehrt...! Auch XviD hat B-Frame unterstzung!
Sorenson
Die Firma Sorenson hat ebenfalls einen Codec entwickelt, neben deren
offiziellen MPEG4 Codec. Diesen bezeichnen sie als DivX-Clon, jedoch
ist diese Codec nicht ganz so gut wie DivX! Aber er ist eben besser als
MPEG4, und KOSTENLOS. Aber das ist auch XviD...
3ivX
Ebenfalls erwähnenswert ist 3ivX. Dort hat sich in letzter Zeit viel
gebssert. Seit der vor kurzem erschienen Version 4.5 kann es mit DivX &
co gut mithalten. Es ist ebenfalls nicht 100%ig proprietär.
Real Media, Windows Media und VP
Die wirklich vollständig proprietären sind aber Real Media und Windows
Media und aber auch on2's VP! Diese drei Codecs sind in wirklichkeit
die besten, die es gibt!! Sie erzeugen nahezu die beste Qualität, die
es momentan gibt! Allerdings ist bekannt, das Real Media z.B. durch
starkes weichzeichnen eher nur für die niedrigen Bitraten geeignet ist,
während Windows Media erst bei hohen HDTV-Auflösung sein können zeigt.
Dennoch sind beide bei den bekannten DVD-Ripp-Bitraten besser als DivX
& co und sowieso besser als die STandards. Denn Windows Media kann bei
einer DVD-Bitrate HDTV-Material fast Makroblockfrei darstellen. Und das
will was heissen!! Warum sich z.B. Windows Media noch nicht gegen über
XviD durchgesetzt hat muss ich an dieser Stelle wohl nicht erwähnen.
Die Firma die Windows Media entwickelt hat ja nicht gerade den Ruf, den
Open Source genießt....
On2's VP Codecs sollte im Bereich von 1Mbit eingesetzt werden. Dort ist
sehr gute Qualität zu verzeichnen. Gerade hier befindet sich der
Biraten Bereich für die DVD-Backups...
Leider ist dieser Codec noch sehr neu und unbekannt. Hoffentlich wird
er sich durch setzen, denn er ist deutlich besser als DivX (und auch
XviD), aber KOSTENLOS!! Daher sollte man sehr überlegen, ob man für
DivX auch noch bezahlen will...! Nachdem nun im März eine neue Version spezielisiert auf Bildschärfe released wurde, sollte man echt von DivX auf VP umsteigen. Wenn man MS nicht mag, ist dass das beste was man tun kann. Denn VP ist umsonst! Zwar sind es nciht wie vom Hersteller wieder mal versprochene 20%, aber es sind besserungen zu erkennen. Der PSNR-Wert ist auch höher.
H.264
Und noch ein AUsblick in die Zukunft: Der eine oder andere hat sicher
schonmal was von H.264 gehört. Dieser Codecs ist eine weiter
entwicklung von H.263 welcher unter der Entwicklung der ITU steht.
Er soll in den MPEG Standard aufgenommen werden, als MPEG4 Part 10.
Zur Qualität kann man sagen, das er mit Windows Media 9 durchaus zu
vergleichen ist! Oder auch mit On2 VP6. Dieser ist allerdings noch sehr
in Entwicklung! Doch von H.264 kann man viel erwarten!!
MJPEG etc.
Am Rande noch etwas: Es gibt sogenannte Lossles Codecs auch für Videos. Da diese Sehr schnell sind, aber sehr groß sind sie nur zum bearbeiten oder fürs Live-Capturen Hilfreich. Solche Lossless Codierung wird auch Huffman Codierung genannt. Daher der Name für den COdec Huffyuv! Es gibt aber auch MJPEG Codecs, welche mehr zu Empfehlen sind, da sie nicht ganz soviel Platz verbrauchen, aber auch gute Qualität bieten!
MJPEG steht für Motion JPEG, und bestehen wie schon der Name sagt aus JPEG's die ein VIdeo bilden. Das heisst grob gesagt, das MJPEG-Videos NUR aus I-Frames bestehen. KEINE P oder B-Frames. NAtürlich sind solche Dtaien RIESEG! Allerdings kann man mit diesen SHER gut bearbeiten!
HDTV
HDTV ist KEIN eigener Codec sondern lediglich ein Format wie PAL oder NTSC. Das gute daran ist, das der Standard weltweit einheitlich ist, und zwar 1080i (erklärung unten). Das heisst man kann Videos in Windows Media, aber auch in DivX abspeichern. Natürlich auch in weiteren. Leider sind die Hardware-anforderungen momentan noch sehr hoch (bzw. die werden nicht niedriger werden). Allerdings ist die Qualität beeindruckend. Hier in Europa ist HDTV allerdings leider noch nicht sehr verbreitet. In den USA dagegen gibt es schon Zahlreich Sender in HDTV. Natürlich nicht nur in den USA, in Japen etc. auch. Ich halte das für sehr schade das HDTV hier in Europa noch nicht wirklich genutzt wird. Es gibt zwar Sender wie Euro1080 (Name ändert sich übrigens in HD1) allerdings mit einem weniger aufregenden Programm. Da bleibt wohl nur das Hoffen übrig, dass das ganze etwas beschleunigt wird.
3.
Hier werde ich ein paar Empfehlungen geben, wann man welchen Codec
verwenden sollte, und welche die Optimalen Einstellungen sind!
Eins ist überdeutlich klar: Möchte man seine Videos auf einem Hardware
Player abspielen, sollte man momentan auf die Standards zurückgreifen.
Das ist das beste, was man momentan tun kann! Will man allerdings die
Videos überwiegend auf dem PC anschauen, dann sind die proprietären
erste wahl! Man muss beachten, das ein Monitor ein wesentlich
schärferes Bild darstellt, als ein Fernsehgerät! EIn Fernseher lässt
gerne etwas ein bisschen verschwimmen, und ein paar Details gehen
verloren. Dafür sind aber auch weniger Makroblöcke zu sehen. SVCD und
DVD können viele auf dem Fernseher gar nicht unterscheiden!
Nun zu MPEG:
Ich greife hier auf MPEG1 und MPEG2 zurück, da MPEG4 noch nicht sehr
verbreitet ist. Aber die EInstellungen werde ich überwiegend erklären,
sodass man in MPEG4 sich später mal seinen Teil denken kann. Aber
warscheinlich werde ich das ganze sowieso dann ergänzen! Die
Einstllungen sind aus dem TMPGEnc Encoder, aber gelten allgmein!
Sollte jemand was vermissen.....
Auflösung:Am wichtigsten ist die Auflösung. Je höher sie ist, desto
schärfer ist das Bild, aber es entstehen bei gleicher Bitrate mehr
Makroblöcke. Daher ist vorsicht geboten, wenn man nicht genug Platz auf
dem zu Speichernden Medium hat! Welche Auflösung man wofür nehmen muss
steht unten bei den Formaten!
Framerate: Die Framerate gibt an, wie viele Bilder pro Sekunde
dargestellt werden. Je mehr, desto flüssiger läuft das Bild.
Auch dazu steht weiteres bei den Formaten!
Bitrate: Hier ist Rechnen angesagt! Ich gehe in diesem Fall von
Konstanter Bitrate aus, da man bei VBR nicht so leicht Rechnen kann,
und man probieren muss...
Grundsätzlich sollte man einfach die Bitrate verwenden, was man an
Platz auf dem zu speichernden Medium verfügbar hat! Allerdings sollte
man nicht unter 500,600 k gehen. Denn sonst sieht das Bild nicht mehr
gut aus! Die Angaben sind immer in Kilobit pro Sekunde!
Hat man also eine 700 MB CD, rechnet man erst einmal
700*8, um auf MegaBIT(!) zu kommen, und dann *1000 um von MEGA auf KILO
zu kommen! Diesen Wert Teilt man durch die Minutenanzahl des FIlmes,
und man weiss, wie viel KBit für eine Minute zur Verfügung stehen. Dann
nochmal durch 60, und man hat den Wert, den man dort eingeben muss:
KBit pro Sekunde. Ein kleiner Tip am Rande ;-) : Man unterscheidet Bit
und Byte immer dadruch, das man das B groß oder klein Schreibt. Während
KBps BiloByte pro Sekunde bedeutet, steht Kbps für Kilobit pro Sekunde!
Zu den Profiles und Levels und dem Video-Format sag ich unten noch was!
Motion search precision ist eure eigene Entscheidung. Wollt ihr
Qualität, dann eben SLOW, oder soll er schnell fertig werden, dann eben
FAST, auf kosten der Qualität. Wie beim Audio ENcoding...
Interlaced oder nicht?
Generell sollte man NON-Interlaced wählen. Es gibt
interlaced Bilder und Progressive. Der Unterschied ist,
dass Interlaced das Bild in zwei Halbbilder aufteilt, die abwechselnd gespielt werden. Allerdings hat dies nicht wirklich noch Zukunft. MAn ist allerdings noch (z.B. im TV) an diese Format gebunden...!
Zu den Filtern in TMPGEnc sage ich noch nichts, dass möchte ich mal
hier ergänzen, wenn ich auch etwas gleichzeitig über VDub schreibe (hab
schon Pläne geschmiede *sfg*).
Das nächste Tab ist wohl mit das wichtigste überhaupt.
Bei dem kann man angeben in welcher Reihenfolge nun die I,P und
B-Frames aufgeteilt werden sollen! Ich empfehle möglichst viele
B-Frames, aber nicht zu viel Abstand von einem I-Frame zum nächsten!!
In dem anderen Tab kann man die Quantisirungsmatrizen einstellen.
Je höher der Wert ist, desto mehr darf weggeworfen werden. Währe die
Matrize also voller 1en, währe kein Verlust im Bild. Allerdings währe
die Videodatei unmenschlich groß! Man sollte es daher nicht
übertreiben. Am besten gar nicht basteln, wenn man nicht genau weiss,
wie das funktioniert! Etwas noch dazu: Links oben befinden sich die
niedrigen Bildfrequenzen, die eigentlich jedes Auge wahrnimmt. Daher
sollte man dort mit Vorsicht an Details weg werfern! Rechts unten sind
die hohen Frequenzen! Diese kann nicht wirklich jeder warnehmen. Das
sind sehr kleine Bereiche, und dort kann man ruhig etwas lockerer
umgehen, und den 'Wert des Verlustes' ruhig höher setzen!
So viel zu den MPEG EInstellungen. Nun zu den propritären:
Hier gibt es eigentlich kaum Unterschiede, bzw. hier sind gar nicht so
viel möglichkeiten gegeben! Allerdings geht XviD in Sachen
Einstellungsmöglichkeiten mit gutem Beispiel voran. Ich werde hier nun
alle XviD Einstllungen klären, denn damit bin ich Sicher, erwische ich
nahezu auch alle in den anderen Codecs... ;-)
Single Pass - Two Pass
Dies ist eine der wichtigsten FUnktionen überhaupt. Durch die Two-Pass Encodierung lässt sich oft viel Qualität sichern! Das ganze funktioniert so, das der PC einmal das Video durchgeht, und 'abscannt'. Dann werden diese Informationen in einer kleinen Datei gespeichert,und beim zweiten, wirklichen Codieren mit verwendet, um optimale Ergebnisse zu erzielen! Ich kann dies jedem der Zeit hat sehr empfehlen. Leider ist dies nicht bei Live-Aufnahmen möglich...
Zu Motion search precision siehe weiter oben...
VHQ mode ist etwas ähnliches. Je höher der, um so besser wird das bild, auf kosten der Zeit...(Geschwindigkeit)
Chroma einschalten, wenn ihr Zeit habt, es gibt Qualität. Wenn diese Funktion eingeschaltet ist, wird das Bild stärker auf Bewegungen untersucht. Sehr Hilfreich bei Action-Filmen.
Maximum I-Frame interval ist nichts anderes, als die Frage, wie lange es dauern soll, bis wieder ein I-Frame gesetzt wird. Bei 10 Sekunden ist das ganz einfach so aus zurechnen: Beträgt die Framerate 25 fps, so rechnet man bei 10 Skunden 25*10 und hat die Bilderanzahl die dazwischen steht. Bei den proprietären kann man auf Grund der weitaus besseren Technik ruhig etwas mehr an intervall nehmen, als bei MPEG.
Bei der Quantisierung gilt das gleiche:Ein höherer Wert = mehr Verlust!
FourCC: Dies ist eine interne Kennzeichnung für Windows bzw. den Direct Show Filter. Hier wird angeben welcher verwendet werden soll. Gibt man z.B. DX50 ein, wird zum abspielen einer mit XviD erstellten Datei der DivX-Decoder verwendet, da DX50 für DivX5 steht. DivX ist der alte gehackte MS-Codec, und XVID ist XVID!
Soweit zu den Einstellungen. Ich hoffe hier hat sich für den einen oder anderen etwas mehr die Sache geklärt...
Falls ihr auch hier was vermisst..... ;-)
4.
Hier möchte ich Kurz die aktuellen Formate zusammen Fassen, wie sie aktuell festgelegt sind:
PAL (Deutsches Fernsehformat): 768x576i 50hz
NTSC(USA...) 720x480i 60hz
VCD 352x288p 25hz
SVCD 480x576p 25hz
DVD 720x576p 25hz
Kino ----------p 24hz
HDTV 1920x1080i 50hz
Erläuterung: Kinobilder werden mit 24 Bilder pro Sekunde gedreht zum Vergleich...
Erkärung: das i hinter den Auflösungen steht für interlaced bzw. das p für progressiv! da interlaced Bilder nur halbbilder sind, ensteht dadurch doppelt so viele Bilder in der Sekunde...
Man kann hier deutlich sehen, was für ein wahnsinn HDTV ist!
5.
Sind Videos erstmal Encodiert, heisst das noch lange nicht, das festgelegt ist, wie das Bild beim anschauen letztendlich aussieht. Denn um die Bilder anzuschauen müssen diese erstmal decodiert werden! Nicht zuletzt benötigt man dafür auch den selben bzw. ähnlichen Codec der zum Encodieren verwendet wurde. Dafür gibt es auch bei manchen Codecs diverse Filter einstellungen. Ein ganz wichtiges feature ist denke ich das, zum entfernen/überdecken der Makroblöcke. Alllerdings sind die nicht immer sehr nützlich. Bei sehr niedrigen Bitraten sollte man sie verwenden, damit wenig Blöcke zu sehen sind. Bei hohen allerdings, sollten sie abgeschaltet werden, da das Bild dadurch dicker wird, und sehr viele Details verloren gehen! Diese features nennt man Post-Processing oder auch Deringing. Da sollte man am besten Basteln und es so einstellen wie es einem am besten passt. Dies geht über die Registry oder pber den alten Media Player Classic z.B. noch sehr gut!
Ist aber vom Codec jeweils abhängig und unterschiedlich!
So. Das wars erstmal. Ich hoffe ich hab euch nicht allzu sehr gelangweilt und es ist nicht zu viel mit Fehlern überschüttet^^
cya
PS: Die Pics sind nicht von mir sondern über google aus dem Internet...!
Stand: 28.07.04
Last Edit: Habe mal bisschen was zum Thema HDTV geadded...
Werde aber nochmal überarbeiten das Teil, wegen den Zusätzen in XviD...
Dieser Beitrag wurde von XDestroy bearbeitet: 28. Juli 2004 - 00:21
Nach oben
respekt... da dürfte ein wenig zeit drinstecken.
