Úvod do multimediálních technologií Lukáš Čívrný Milan 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

Analogové formáty  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

Komprese videa  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

Ztrátové standardy 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

Ztrátové standardy 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

Ztrátové standardy – MPEG 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)

Další ztrátové standardy 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

Bezztrátové standardy  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

Multimediální kontejnery  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

Multimediální kontejnery 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

Multimediální kontejnery 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

Multimediální kontejnery 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).

Multimediální kontejnery FLASH VIDEO - je osekanou variantou MPEG4 formátu H 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

Kodeky  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

Streamované video  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 KbpsKbps

Streamované video 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.

Budoucnost digitálního videa  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

Konec Děkujeme za pozornost