Úvod do multimediálních technologií

Lukáš ČívrnýMilan Přibyl

Ukládání obrazových pohyblivých záznamů a jejich přehrání

Kvalita videa Formát uložení – určuje poměr kvality a objemu Frame rate – počet snímků za vteřinu, plynulosti od 10 snímků za vteřinu a více Rozlišení – digitální video v pixelech, analogové video v počtu řádků Poměr stran – obrazový formát – poměr vodorovné a svislé strany Datový tok - množství digitálních dat přenesené za časovou jednotku

SECAM Východoevropské zěmě + Francie

PAL Evropa rozlišení 576 horizontálních řádků, frekvence 25 snímků/s slučitelný s černobílým systémem

NTSC Severní Amerika a Japonsko rozlišení 480 horizontálních řádků, frekvence 30 snímků/s

Zmenšení datového toku, zmenšení velikosti pro ukládání

Datový tok může být proměnlivý - střídání rychlých a pomalých scén

Standardy pro kompresi videa Ztrátová komprese - zlomek původní velikosti, nedokonalost lidských

smyslů Bezestrátová komprese – po kompresi a dekompresi identický obraz

1. Motion JPEG sekvence JPEG obrázků - všechny mají zaručenou kvalitu nejčastěji používán v digitálních a IP kamerách nemá oficiální standard, implementuje jej však několik kodeků kodeků –

možná vzájemná nekompatibilita Výhodou je rychlý posunu ve videu - vhodným pro úpravy videa Nevýhodou je větší velikost výsledného videa

2. MPEG Motion Picture Experts Group, 80. léta, spolupracuje s organizací ISO porovnání dvou kompresovaných záběrů první kompresovaný záběr se použije jako referenční, a pouze lyšící se

části následujícího záběru se odesílají software složí záběry na základě referenčního obrázku a "dat o rozdílech" Výhoda: MPEG vede k menší velikosti výsledných souborů Nevýhoda: náročnější zpracování

MPEG-1 1993, digitálního video na CD – cílová bitová rychlost 1,5Mbit/s MPEG-2 1994, pro dvd, hdtv a catv - přenosová rychlost až do 15 Mbit/s větší záběry a  vyšší kvalita obrazu, nižší kompresi a větší bitovou rychlost MPEG-4 některé vlastnosti stejné jako standardy MPEG-1 a MPEG-2 umožňují ukládat obraz ve stejné kvalitě při násobně menším objemu dat -

větší komprese, za cenu náročnějšího zpracování dvě různé video komprese: MPEG-4 ASP a MPEG-4 AVC (jiné jméno

H.264)

VC-1/WMV3 podobný princip jako MPEG-4, ale nekompatibilní produktem společnosti Microsoft, oproti MPEG-4 žádná výhoda Theora patentově nezatížený formát komprese digitálního videa nadace Xiph.org, součást projektu Ogg příznivci opensource a Linuxu obvykle koncovku.ogg, stejně jako hudba ve formátu Ogg Vorbis DV páskové digitální kamery, profesionální střihové karty-podobný princip jako MJPEG -

stejné výhody i nevýhody konstantní kompresní poměr cca 1:10 , hodina záznamu přibližně 13 GB základním formátem pro střih videa

komprese a kvalita videa podobná u všech - 1/2 až 1/4 původní velikosti

nejpoužívanějším bezztrátovým formátem je HuffYUV další běžnější Lagarith, FFV1, CorePNG nebo MSU Lossless ,

bezztrátový mód také MPEG-4 AVC

nulová podpora v v HW přehrávačích

uložení několika proudů multimediálních dat (video, zvuk, titulky atd) do jednoho souboru

přehrání pomocí tzv. demuxeru (splitteru)

Některé omezenou množinu formátů (např. MPEG ), některé tolerantní

Avi Přípona .avi, jeden z nejrozšířenějších, považován za zastaralý podporuje většinu kompresí, ale některí mají velké problémy (například s mpeg 4

nadměrná velikost) výhodou AVI je kompatibilita se všemi OS i stolními a přenosnými video přehrávači nevýhodou je problematické použití s novými formáty zvuku a videa

MPEG Program Stream video s kompresí MPEG-1 a MPEG-2 podporován všemi zařízeními, koncovku MPG, VOB nebo EVOB v prostředí, kde je zaručena bezchybnost přenosu dat - pro DVD video nehodí pro editaci videa díky své jednodušší struktuře

MPEG Transport Stream v prostředí, kde není zaručena bezchybnost přenosu dat vhodný i pro vysílání na internetu - vnitřní časová synchronizace - video lze

přehrávat, aniž by byl stažen celý soubor formáty obrazu jsou MPEG-2 a MPEG-4 AVC více zvukových nebo titulkových stop, koncovky TS, MTS nebo M2TS

OGG nadace Xiph.org , opensource a bez patentů komprese zvuku Vorbis, flac, Speex a obraz jedině Theora Koncovka pro zvuk OGA a pro video OGV, ale často oboje OGG

MP4 součástí MPEG-4 standardu (MPEG-4 Part 14 ) MPEG-1, MPEG-2 a MPEG-4 rozšířenou modifikací MP4 je formát 3GPP (3GP, 3GP2) - mobilních telefony ukládání HD videa v digitálních fotoaparátech - problémy při střihání, výrobci malinko

odlišné standardy

Matroska nejnovější druh otevřeného formátu kontejneru, Přípona .mkv většina existujících kompresí zvuku i obrazu platformní otevřenost a vnitřní propracovanost zatím chybějící podpoře u softwaru pro editaci Lze předpokládat jeho širokou podporu a rozšíření v budoucnosti

QuickTime (MOV), RealMedia nebo WindowsMedia (ASF).

FLASH VIDEO- je osekanou variantou MPEG4 formátu H.264.- používá se k účelům streamování, kde není potřeba tak vysoké rozlišení a ani tak vysoký bitrate- veliký důraz je kladen na vysokou kompresi při nízkých datových tocích- možnost přehrávání na co nejširším spektru operačních systémů- ve slušné kvalitě lze přehrávat při běžném rozlišení 320x240 i na linkách pomalejších, než je 1Mbit.

využívá např. : - Youtube, Google Video, Stream.cz

složenina z počátečních slabik slov „kodér a dekodér“ (ang. codec) počítačový program, který dokáže transformovat datový proud ukládají data do zakódované formy, častěji se používají naopak pro obnovení přesně

nebo přibližně původní formy dat

Výraz kodek je často zaměňován s výrazem formát videa - ten je daný svojí specifikací a autoři kodeků pak vyvíjejí softwarové nebo hardwarové implementace, které s tímto formátem pracují.

Ztrátové x bezeztrátové

výhoda je v tom, že při jejich použití se z videa neztrácí žádné informace

Huffyuv ke kompresi videa využívá tento kodek Huffmanova kódování, které je založeno na

různé četnosti znaků. rychlost komprese dosahuje až 38 MiB/s

Lagarith otevřený bezztrátový obrazový kodek

LCL jedná se o dva freewarové kodeky (AVIzlib a AVImszh)

část informace o obraze se ztrácí vycházejí z toho, že lidské oko není dokonalé

DivX DivX je značka produktů vytvořených společností DivX, Inc. (dříve DivXNetworks), tento kodek se díky své schopnosti kvalitní komprese filmů na výrazně menší

velikost velice často používá pro nelegální šíření filmů

Xvid je open source tvůrci si zakládají na široké konfigurovatelnosti kodeku kodek podporuje libovolné rozlišení až do velikosti obrazu 1920×1088 bodů

technologie kontinuálního přenosu audiovizuálního materiálu mezi zdrojem a koncovým uživatelem (v souč. nejčastěji po internetu=webcasting)

Webcasting v reálném čase (internetová televize nebo rádio) systémem Video on demand (YouTube) streamovací server - komunikaci s cílovými počítači a plynulé vysílání dat.

Kvalita videa je třeba kodeků na zmenšení objemu dat se nejvíce využívá flashových kodeků, MPEG-4, Windows Media, Real Time a Quick

Time přenos záznamu v televizním rozlišení (720×576) velmi náročný - v rozlišení

320×240 bodů při datovém toku 256–512 Kbps

Streamovací servery Ve světě nejznámějšími servery:YouTube, MySpace; V Česku České televize, idnes.cz , nova.cz , tn.cz , Odhaleni.cz, Stream.cz, Play.cz

a TYVi.cz.

Nejistá – vylepšování stávajících technologií a vývoj nových formátů a standardů 3D video a jeho optimalizace Trendy, které mohou naznačit budoucí vývoj:

Blue-ray Nástupce DVD – kapacita 25 GB u jednovrstvého disku, 50 GB u dvouvrstvého a

až 80 GB u oboustranného dvojvrstvého disku – naznačuje možnosti budoucích videí (větší soubory a s tím spojený nárůst kvality)

Až 7 zvukových kanálů

Html 5 Snaha vytlačit flashová videa z internetu Nepotřebnost plug-inu 3. strany, pro přehrání by stačil běžný web. Prohlížeč bez

plug-inů Otázkou zdali se všechny prohlížeče schodnou na podporovaných kodecích

KonecDěkujeme za pozornost