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Video: guida all’esportazione nei vari formati Gianluca Meassi

DOCENTI

0.1 Struttura di file A/V - Container e CodecVediamo di definire in modo chiaro un flusso audo-video

0.2 Caratteristiche di un formato video e Flusso di lavoroPanoramica dei formati più diffusi attualmente

0.3 Differenza tra formati “televisivi” e formati “multimediali”Due mondi in opposizione

0.4 Analisi dei formati e bitrateAnalizzare il file sorgente e definire la qualità finale

0.5 Scelta del formato di esportazione e alcuni esempiNon esiste il formato migliore, non esistono settaggi universali

0.1 Struttura di file A/V - Container e Codec

“AVI” “MOV” “MPEG” non definicono un flusso videoPer definire in modo estensivo un formato video o un file audiovisivo e' necessario dichiarare codec Audio e Video. Questo perché è il codec a definire come sono compressi i dati dentro al file o come vengono processati da un determinato hardware.

Non esiste un codec universale o “migliore”In generale non si ha la possibilità di scegliere il codec ma semplicemente si opta per il codec presupposto per quel determinato media di fruizione. Se abbiamo la scelta possiamo optare per quello che reputiamo migliore ma solo quando si e' definito il mezzo di fruizione. Il nostro scopo non è la ricerca del miglior formato ma individuare percorso migliore che ci porti da una sorgente ad una destinazione inserendo meno (possibilmente nessuna) alterazioni possibili nel nostro video.

“Ottimizzare si ma quanto?”L'ottimizzazione deve seguire la linea ovvia del rapporto qualità/prezzo, ovvero risultati e il tempo impegato per ottenerli. Operare in modo chirurgico su un codec richiede competenza specifica, strumenti complessi e valutazioni sperimentali. Tale bagaglio di informazione e strumenti è strettamente legato al media di destinazione (es. H.264 per broadcast, web/mobile) e varia con l'evoluzione della tecnologia.


Flusso Video 1

Flusso Video 2

Flusso Audio 1

Altri dati (es. sottotitoli, metadati)

Flusso Audio 1

Container : file tipo AVI, MOV, MPEG, ecc.

Codec : AVI, MOV, MPEG, ecc.

Nota : Sopra è rappresentato un caso generico. Comunemente avremo un solo flusso video (con il suo codec) e e un flusso audio (con il suo codec)

Container


E' importante comprendere che l'universo dei codec e' in continuo mutamento e non è facile tracciare chi e' causa e chi è effetto di questi mutamenti. La rete (es. “youtube” o il p2p) ha influenzato ed è stata influenzata dei codec. Allo stesso modo i produttori dei chip che gestiscono i codec nei vari dispositivi (sorgente o destinazione) influenzano e sono influenzati dalla diffusione dei codec.I codec con maggiore diffusione sono spesso parte di una famiglia di codec, definiti da un organismo che ne certifica lo standard. Per fare un esempio, lo standard MPEG-4 e' presente in una enorme quantita' formati video (MOV, F4V, M4V, MP4, AVI/MKV-DivX7, Bluray, ecc.)Alcune sue varianti : Part 2 - ASP - implementazione Microsoft - DivX5Part 10 – il noto H.264Part 12 – (una versione de) il noto 3gp e successive revisioni Part 13 e Part 14 (mp4)

Container Quicktime Audio-VideoInterleaved

MPEG Matroska MPEG-4 Part 14

Windows Media

FlashVideo

Estensione .mov .avi variabile .mkv .mp4 .wmv .flv .f4v

Codecs DVDVCPROMJPEG

AnimationMPG4

DVUncompress

DviXXViD

MPG1MPG2MP3PCM

MPG2MPG4WMVAny

MPEG-4 VC-1Windows Media 8Windows Media 9

Sorenson Sparks (H.263)

On2 VP6H.264

Nota : In generale gli standard MPEG derivano dal comitato ISO/IEC (International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission) mentre gli standard H.xxx derivano dal comitato ITU-T (Telecommunication Standardization Sector of International Telecommunication Union)

0.2 Caratteristiche di un formato video

Alcuni punti da ricordare :E' importante che il software che abbiamo scelto sappia gestire formato e caratteristiche del ns. sorgente (es. PAR, interlacciato,ecc.) e del formato/device di destinazione.Codec : algoritmo che si occupa di COmprimere e DEComprimere un flusso audio o video. Esistono codec senza perdita (loseless) e con perdita (lossy) di qualità.La compressione effettuata dal codec può operare sul singolo fotogramma in modo indipendente dagli altri (intraframe) o in modo dipendente essendo influenzata dai fotogrammi vicino (compressione interframe). Generalmente avvengono entrambe sui codec di fruizione di contenuti, avviene solo la prima sui codec professionali

Nome Nome Inglese o convenzionale

Descrizione

Codec Audio

Codec Video

Fotogramma Frame Dimensione del video – altezza e larghezza

Rapporto d'aspetto Aspect Ratio Rapporto altezza / larghezza del fotogramma

Rapporto d'aspetto del Pixel PAR (Pixel Aspect Ratio) Rapporto altezza / larghezza del pixel

Fotogrammi per secondo FPS (Frames per Second) Numero di fotogrammi per secondo

Campi / semiquadri (superiore o inferiore)

Field (LFF / UFF) Video interlacciato (TV/DV/HDV/i) o progressivo (Computer, Mobile,Web,p)

Spazio colore Color Space RBG o YUV

Nota : Questi sono solo alcuni dei formati video (come dimensione) presenti in commercio. Il problema della distorsione dell'immagine rappresenta uno dei problemi.SD = Definizione Standard / HD = Alta Definizione

0.2 Flusso di lavoro

Sorgenteo Software di montaggio

Destinazione AStrumento 1

Alcuni punti da ricordare :

Limitare il numero di strumenti utilizzati (il secondo flusso di lavoro è da preferire)Strumenti “general purpose” (facilità e versatilità) e specialistici (esigenze particolari)La scelta degli strumenti deve essere in funzione della versatilità verso il formato di destinazioneE' importante che il software scelto sappia gestire il formato sorgente (es. gestione del PAR, deinterlacciare un video interlacciato,ecc.)Strumenti che vedremo : Quicktime, Adobe Media Encoder, ffmpeg

Strumento N-esimo

Destinazione BStrumento 1

vStrumento 2 v

Campi o Quadri – Interlacciamento e Deinterlacciamento : Semplificando possiamo suddividere i formati video in 2 macro categorie : Televisivi : interlacciati (semiquadri/campi) e solitamente con pixel non quadratiMultimediali : progressivi, pixel quadrati (square)Questo sono importanti perche' non sempre (ben) gestiti da tutti i software.

0.3 Differenza tra formati “televisivi” e formati “multimediali”

Conversione di un formato PAR non quadrato in uno quadrato :

Quello che cambia e' la dimensione orizzontale del fotogramma.L' “altezza” non è infleunzata dal PAR

Dimensione (quadrato) = dimensione standard * Pixel Aspect Ratio

Vi sono casi in cui due formati video differenti risultano identici all'atto pratico (in una timeline o in riproduzione) perche' soddisfano l'equazione di sopra. Esempio. Il formato HDV 1440x720 ha un PAR di 1.33 (non quadrato) e corrisponde al formato FullHD 1080 HDTV che ha dimensione 1920x1080 e pixel quadrato. Questo si puo' comprendere se applico la formulina di sopra 1440*1.333...=1920.

Fortunatamente alcuni formati (es. Full HD) mantengono il pixel quadrato e quindi non avremo problemi di “aspetto” (dimensione del fotogramma) nella conversione verso il mondo multimediale legato a computer, mobile o il web. Attenzione che il 16:9 HD non e' identico al 16:9 di un PAL DV.

Ritagliare o bande nere? (letterbox o pan&scan)


Il Pixel Aspect Ratio (proporzione pixel) e' un sistema usato nel campo video per simulare la variazione di aspetto del fotogramma nel sistema di destinazione senza variare la dimensione in pixel orizzontale.


0.4 Analisi dei formati e bitrate

Alcuni strumenti per analisi:

Windows : Mediainfo – VirtualDub - VLC - Gspot – AvicodecMacOSX : Videospec - Quicktime Pro ($) – Mediainfo($) – Aviinfo – VLC - Media Inspector($)

Alcuni strumenti per conversione :

Windows : Adobe Media Encoder, Quicktime Pro, WinFF, VLC, ProcoderMacOSX : Adobe Media Encoder, Quicktime Pro, ffmpegX, VLC, Compressor

Bitrate :

Quantità di informazione per unita' di tempo. In generale per i dispositivi mobile come per certi servizi web il valore è prestabilito dal produttore/fornitore. Anche se vengono accettati non ha in generale senso creare file di bitrate nettamente superiori.Dimensione file = bitrate[A+V]*durata è vera per file non compressi (versione simple)In un video e' il “Video bitrate” che la fa da padrone (esiste anche il problema del Audio b/r)

0.4 Analisi dei formati e bitrateIl bitrate può essere costante (CBR) o variabile (VBR)

CBR : la quantità di dati che passa per unità di tempo è fissata e costante. L'analisi del contenuto da comprimere avviene durante la compressione.(affidabilità)

VBR : definito da un bitrate di riferimento ed da eventuali margini min/max. Essendo variabile la quantità di dati per tempo è necessario che il compressore analizzi il sorgente in modo da aumentare o diminuire il valore del bitrate in funzione del contenuto in un determinato momento. Queste analisi vengono chiamate “passate” (1 o 2 o multi). VBR richiede di solito più “passate” per essere efficace.(performance)

Altri fattori che influenzano l'esportazione :

Frame : dimensione del fotogramma del video – la scelta della dimensione va in funzione del media di destinazione. In alcuni codec le dimensioni sono fissate a valori prestabiliti o frazioni di essi, in altri è consigliato che siano multipli di un numero.

Alcuni range di bitrate

Mpeg-4 FullHD : 6-12 Mbit HDTV : 8-15 Mbit VideoCD-MPG1 : 1.5 Mbit

DVD Video : 6-8 Mbit Bluray disc : 20-35 Mbit DV-HDV-DVCAM : 25-100 Mbit

Iphone : 1-2,5 Mbit Youtube/Vimeo : 2-5 Mbit Windows Media “720” : 3-7 Mbit

0.5 Scelta del formato di esportazione e alcuni esempi

“Non esiste il formato migliore”

Vi sono formati di distribuzione e formati intermedi di lavorazione. Sono entrambi importanti.La scelta del formato dipende dal mezzo di fruizione.Il formato deve essere “friendly” all'utilizzatore nel caso che il mezzo permette una scelta.Alcuni formati hanno caratteristiche per cui sono da preferire rispetto a codec con prestazioni migliori (metadata, maggiore integrazione nel flusso di lavoro, ecc.)

“Non esistono settaggi universali”

Si possono definire dei “preset” in funzione del media di distribuzione, degli strumenti e

dei sorgenti utilizzati (il ns. flusso di lavoro). Questi preset variano al variare dei 3

elementi elencati. Sul primo non abbiamo spesso possibilità di operare scelte ma solo

subirle.Differenti media di distribuzione con lo “stesso codec” possono richiedere settaggi differenti


Web :

Servizio HD 720p HD 1080 SD 4:3 SD16:9 Audio Codec Video Codec

Vimeo Bitrate 5 Mbit Bitrate 5 Mbit 640x480 - 2 Mbit 853x480 (2 Mbit) 320 kbps / AAC (H.264) H.264 / AVC

Youtube Bitrate 2 Mbit Bitrate 4 Mbit Molte – 75...1250 kbps) 854x480 (75 – 1250 kbps)

128 kbps / AAC (H.264) FLV -> H.264/AVC

Mobile :

Device Display File/Codec Bitrate(kbps)

DimensioneFotogramma 4:3

DimensioneFotogramma 16:9

Apple Iphone 3G 480x320 mp4/mov600 (display) – 1500 (TV)

– 2500 (max) / 30 fps480x320

(480x360 Apple) 480x270

Apple Iphone 4 960x640 mp4/mov/AVI2500 (H.264) up to 35000

(m-jpeg) / 30 fps 852x480 - 960x540

Samsung Galaxy S 800x480 3gp/webM/DiVX 1000 (low) – 2000 (high) 720x480

Apple Ipad/Ipad2 1024x768 mp4 same of iphone 4 1024x576 – 852x480 (TV)

Samsung Galaxy Tablet 1024x600 / 1280x800 mp4/3gp4/H.263/H.264/DivX/xViD/Wmv (2 Gb file) / 30 fps 1024x576


Consigli per il Web :

Consigli per il Mobile :

Youtube genera molti formati SD : 400x240 – 640x360 – 854x480 ecc. da un file uploadato. A noi tocca scegliere il formato del file da uploadare e conviene che sia prossimo alla sua dimensione originale. I problemi si pongono unicamente per video SD dato che per HD abbiamo di solito una corrispondenza 1:1 tra formato sorgente e uno dei formati HD di Youtube.

Attenzione a filmati in 50i o 50p perche' in generale i vari servizi lavorano a 24-25-30 fps.

In generale tutti i filmati uploadati vengono ricodificati con annessi problemi che possono emergere derivanti da “bug/limitazioni” delle prodedure del servizio.

Evitate di usare multi-pass encode per iPhone dato che non supporta i B-frame.

In generale I-Frame compressione del singolo fotogramma, P-Frame compressione “temporale” in cui il fotogramma e' derivato dai sui fotogrammi precedenti, B-Frame compressione“temporale” in cui il fotogramma e' derivato dai su fotogrammi precedenti e successivi. In modo semplice si puo' assumere I-Frame = keyframe, ovvero fotogrammi completamente definiti nel flusso video come una immagine statica.

PER INFORMAZIONI

Grazie

[email protected]

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