Форматы видео, что такое видеофайл? О файлах, форматах и не только. (Часть 5)

Я долго смотрел на определение видео форматов в Википедии, чтобы вставить в начало статьи, но потом понял, что лучше этого делать не надо. Только с толку собьет.

Лучше я попробую объяснить это на пальцах. Пусть отчасти это будет грубовато, но по сути верно. Да и для понимания проще.

Чтобы досконально понять, что из себя представляют файлы видео форматов, необходимо дать слишком много специфических определений — а это скучно и неинтересно, если не занимаешься видео съемкой и обработкой этого самого видео профессионально.

Поэтому будем смотреть в основном на себя и на компьютер.

Форматы видео, что это такое?

Давайте начнем с себя, точнее с телевизора.

Все мы смотрим телевизор, точнее не просто смотрим телевизор, а то, что он нам показывает.  Люди ходят, жестикулируют, разговаривают. Ездят машины, летают птички и т. д. Мы видим естественно движущиеся объекты.

Так каким образом достигается эта естественность или, скажем так, реальность?
Для понимания я все таки введу оно понятие — это кадр. Кадр — это неподвижный объект. Кадром можно назвать рисунок или фотографию, т.е. и там и там изображения неподвижны.

А как сделать изображение подвижым? Правильнее сказать как сделать так, чтобы у нас возникла иллюзия движения этого самого изображения?
Я Вам приведу пример, как Вы сами сможете «оживить» объект.

Возьмите несколько одинаковых листочков (кадров) (от 10 до 30). На первом листочке нарисуйте кружок с левой стороны страницы. На втором листочке чуть – чуть правее. На третьем еще чуть – чуть правее и т. д., пока на последнем листочке кружок не окажется с правой стороны страницы. Затем сложите листочки в пачку и попробуйте пролистать эту пачку, как вы перелистываете быстро страницы книжки. У Вас возникнет иллюзия, что кружок будет двигаться слева направо, как бы пролетая по странице.

Тот же принцип и у движущегося изображения на экране телевизора, который мы смотрим.

Интересный факт. Человеческий глаз начинает воспринимать «как бы реальное движение», когда вот этих листочков (кадров) с кружком просмотреть 15 штук в секунду (ну попытаться так пролистать с такой скоростью).

Ну а если этих кадров за одну секунду перед человеческим глазом поменять 30 или даже 25 раз, то у нас будет полная иллюзия реального «плавного» движения.
Что с успехом и применяется в телевидении и кино.

Проще говоря по телевизору нам показывают 25 или 30 кадров (фотографий) в секунду (в зависимости от видеостандарта PAL, NTSC), где каждый следующий кадр (фотография) отличается от предыдущего совсем незначительно и у нас создается иллюзия реально движущихся людей, машин и т. д.

Ну а монитор по сути это тот же телевизор, просто возможностей больше, поскольку он является частью компьютера (можем любой размер видео сделать, редактировать это видео и т.п.).

Ну с этим, я думаю, понятно. Теперь перейдем к видео форматам.
Что такое изображение (фотография, кадр) мы с Вами уже немножко рассмотрели в той части статьи, в которой рассматривались файлы графических форматов.

Что из себя представляет звук в оцифрованном виде мы уже знаем из 4_й части статьи.

По большому счету, осталось все это вместе сложить и смотреть кино.

Но не просто взять и сложить, а сжать, закодировать и куда то поместить.
Так вот это вот «сжать, закодировать и куда то поместить» и является форматом видео фалов.

Давайте попробуем по отдельности. Что значит «сжать»?

Посмотрите у себя на компьютере размер любой из ваших фотографий, которые Вы сделали (ну или Вам сделали) и перекачали на Ваш компьютер. Размер таких фоток составляет от 1 до 5 Мб (от 1 000 000 до 5 000 000 байт).

Будем считать, что каждый кадр (фотография) размером 1 Мб. Вопрос. Какого размера получится фильм длительностью 1 час? Частоту смены кадров возьмем 30 кадров в секунду. (переводим час в секунды, чтобы все было честно и перемножаем).

1 Мб х 30 кадров х 3600 секунд = 108 000 Мб (мегабайт) или 108 Гб (гигабайт).

Сами понимаете, что это несерьезно. Конечно, я немножко преувеличил (преувеличил раз в 10 не больше; просто кадр для фильма, такой четкости и размера как фотография, не нужен), но факт остается фактом. Даже 1,5 часовой фильм размером в 15 Гб — это все равно много.

Поэтому к таким файлам для уменьшения размера применяют различные методы сжатия, или как еще говорят компрессии.

Эти методы могут быль похоже на знакомое многим архивирование, допустим, каждого кадра.

Или возьмем к примеру сцену из фильма, где некоторые элементы на экране могут в течении длительного времени оставаться неподвижными. Например, молодая пара обсуждает минут 15 какую нибудь проблему, ну а мебель остается в это время неподвижной. Зачем сохранять эту мебель в каждом кадре, если можно это сделать один раз, а потом как бы «говорить» программе, которая все это будет выводить на экран, что там должна показываться эта мебель. Ну что то в этом роде.

Так вот, используя различные методы сжатия, размер видео файла можно уменьшить в 5 — 150 раз.

Все эти различные методы сжатия стандартизированы и имеют свои названия. Но! Здесь есть один интересный момент.

Для одного и того же стандарта сжатия, можно использовать (и используют) различные алгоритмы сжатия, которые еще больше уменьшают размер файла, но, безусловно с потерей качества.

Вот эти самые алгоритмы, которые применяются для кодирования и декодирования изображения, результатом применения которых получают изображения различного качества  называются видео кодеками.

Понятие кодека мы уже рассматривали в предыдущей статье, так что думаю здесь вопросов не должно возникнуть — принцип тот же.

Что там нам осталось рассмотреть? «Куда то поместить».

Так вот «куда то поместить» называют контейнером.

Теперь давайте все соберем вместе.

У нас есть видео, сжатое определенным методом, кодированное по определенным алгоритмам, звуковая «дорожка» сопровождения (или несколько если на разных языках), титры (если есть да еще на разных языках) — и все это добро мы помещаем в контейнер (это может быть как один файл, так и несколько) и получается у нас файл (файлы) видео формата.

Примером такого файла является всем знакомый контейнер AVI (расширение таких файлов соответствующее .avi).

Давайте возьмем один наглядный пример, какой нибудь фильм с торрента. Я не буду приводить скриншот, просто перечислю то, что обычно указывают про характеристики видео.

Например фильм «Ирония судьбы или с легким паром». Размер файла составляет 2,18 Гб.
Характеристики:
Качество видео: DVDRip
Формат видео: AVI
Видео: Xvid 640×480 25.00fps 1296kbps
Аудио: Dolby AC3 48000Hz 6ch 384kbps

Безусловно, все немножко сложнее, чем я Вам рассказал. Но общее представление о файлах видео форматов Вы теперь имеете.

Что я хочу сказать напоследок. Чтобы не забивать голову всеми этими понятиями алгоритмов, кодеков и остальной чепухой, легче просто скачать и установить программу для просмотра видео, в которой все эти кодеки уже присутствуют, например GOMplayer и забыть эту статью как страшный сон. 🙂

На этом я заканчиваю серию статей про файлы, расширения и форматы. Я надеюсь, что с этими понятиями у Вас проблем больше не будет.

На этом все. Всем удачи и творческих успехов 🙂