x264

Как устроено цифровое видео

Нам периодически задают вопросы о кодировании видео и кодеках, которые мы используем в нашем сервисе. В этой статье мы рассмотрим x264 и H264. Чтобы понять, в чем разница между ними, сначала нужно определиться с базовой терминологией. Поэтому давайте посмотрим, как создается и хранится цифровой видео контент.

Мультимедиа контейнер

При сжатии видео файлы заключаются в своеобразные мультимедиа контейнеры. Вам они знакомы по таким расширениям файлов как .AVI, .MP4, .MKV, и .MOV. Стандартный контейнер включает в себя: видео файл, аудио файл, текст субтитров и DRM. Именно вид мультимедиа контейнера определяет, как взаимодействуют между собой все составляющие файла.

Виды сжатия видео

Оригинальное видео – это всего лишь серия неподвижных картинок с частотой кадров в секунду, которую вы поставили в настройках записи. Оно максимально качественное, но также занимает много места; размер файла может быть просто огромным, если вы записываете Full HD видео и выше. Представьте, одна минута съемки с качеством 60 кадров в секунду – это 3600 отдельных изображений. Если каждая из этих картинок разрешением 1080р (размером примерно 2 мегапикселя каждая), то одна минута видео будет занимать 7200 мб.

Для исправления этой проблемы было придумано сжатие видео. Обычно, сжатие основано на принципе, что если одна часть изображения остается неизменной от кадра к кадру (например, если темный угол остается темным на протяжении всей сцены), то видео плееру говорится, что данный угол будет темным на протяжении стольких-то кадров. Это позволяет избавиться от части информации и уменьшить размер файла.

Каждый вид расширения использует свою схему сжатия информации. Например, Apple ProRes - он оптимизирован для редактирования видео, отличается повышенным битрейтом, и высоким качеством видео изображения. А схема сжатия Н264 оптимизирована для доставки контента до конечного пользователя.

Кодеки

Кодек – это енкодер/декодер, устройство или программное обеспечение, которое создает (или кодирует) видео определенных форматов сжатия, а также проигрывает (или декодирует) его в плеере. Следовательно, чтобы проигрывать или декодировать конкретный видео файл, ваше устройство должно понимать порядок работы с конкретным мультимедиа контейнером. Также на устройстве должны быть установлены соответствующие кодеки.

Что такое Н264

Чтобы понять, что такое х264, нужно сначала объяснить Н264. По существу, Н264 (иногда называемый MPEG-4 или AVC) - это формат сжатия видео. Данный стандарт кодирования позволяет создателям видео донести свой контент до множества устройств и приложений пользователей. Большинство HD камер записывают видео в «сыром» несжатом виде. В данном формате сохраняется максимум деталей, но вес файлов слишком велик, чтобы записать их на DVD или даже Blue-ray, не говоря уж о вещании по интернету.

Н264 сжимает видео до такого размера, чтобы его было удобно передавать через интернет. Также именно данный формат одним из первых начал работать с видео высокой четкости (HD). Так как он был разработан в 2003 году, на данный момент практически любое современное устройство, будь то компьютер, ноутбук, планшет, смартфон или Смарт-ТВ поддерживают проигрывание данного формата.

Что такое х264

Это специальный программный кодек, позволяющий проигрывать видео формата Н264. В интернете есть множество программных внедрений формата Н264, х264 не единственный в своем роде. Например, существуют: MainConcept, Quicktime и Elecard.

Но на данный момент х264 самое популярное и мощное решение, используемое как в веб-сервисах YouTube, Facebook, Vimeo и Hulu, так и в различных ТВ вещаниях.

Любой пользователь может скачать х264. Он абсолютно бесплатен и является ПО с открытым исходным кодом. Можно использовать его как отдельное приложение или библиотеку.

Будущее видео кодирования

Будущее видео кодирования выглядит безоблачным. HEVC или High Efficiency Video Codec (высокоэффективное кодирование видеоизображений) сейчас находится в разработке. Ожидается, что он будет давать вдвое большее качество, при том же размере видео (или битрейте) в сравнении с Н264. Но данный стандарт сейчас контролируется патентами и его использование требует отчислений.

В мире также ведется разработка бесплатных стандартов сжатия видео. Cisco Systems работает над кодеком, называемом Thor. Компания Xiph.org (спонсируемая Mozilla) разрабатывает стандарт под названием Daala, также как и Google, ведущий разработку новой версии кодека VP9 – VP10.