Современные видеоформаты

MPEG-4 включает в  себя многие функции MPEG-1, MPEG-2 и  других подобных стандартов, добавляя  такие функции как поддержка  языка виртуальной разметки VRML для  показа 3D объектов, объектно-ориентированные  файлы, поддержка управления правами  и разные типы интерактивного  медиа. AAC (AdvancedAudioCodec — или Улучшенный  Аудио Кодек) был стандартизован  как дополнение к MPEG-2 (часть  3), был также расширен и включен  в MPEG-4.

MPEG-4  делится  на несколько частей. Ключевыми  частями стандарта MPEG-4 являются: часть 2 (MPEG-4 part 2, включая AdvancedSimpleProfile, используемый такими кодеками  как DivX, Xvid, NeroDigital и 3ivx, а также  Quicktime 6) и часть 10 (MPEG-4 part 10/MPEG-4 AVC/H.264 или AdvancedVideoCoding, используемый такими  кодеками как x264, NeroDigital AVC, Quicktime 7, а также используемый в форматах DVD следующего поколения, таких  как HD DVD и Blu-rayDisc).

• MPEG-4 предоставляет комплект технологий для разработчиков, для различных поставщиков услуг и для конечных пользователей.
• MPEG-4 позволяет различным разработчикам создавать объекты услуг и технологий, например, цифровое телевидение и мультипликацию, WWW и их расширения, обладающие лучшей адаптивностью и гибкостью при улучшении качества. Этот стандарт позволяет разработчикам более эффективно управлять контентом и более эффективно бороться против пиратства.
• Различные сетевые провайдеры могут использовать MPEG-4 для обеспечения прозрачности данных. С помощью стандартных процедур любые данные могут быть интерпретированы и преобразованы в различные сигналы, которые можно передать по любой существующей сети.
• Формат MPEG-4 предоставляет конечным пользователям широкий спектр возможностей, позволяющих взаимодействовать с различными анимированными объектами.
• Формат MPEG-4 может позволить выполнять различные функции, среди которых следующие:
• Аудио потоки, видео и аудиовизуальные данные могут быть как естественными, так и искусственно созданными. Это означает, что они могут быть как записаны на видеокамеру или микрофон, так и созданы с помощью компьютера и специального программного обеспечения.
• Мультиплексирование и синхронизация данных, связанных с медийным объектом, в том смысле, что они могут быть переданы через сетевые каналы. 
• Взаимодействие с аудиовизуальной сценой, которая формируется на стороне приемника.
• H.261 — стандарт сжатия видео. Был принят в 1990 году международной организацией ITU. Первоначально он был разработан для передачи по каналам ISDN, на которых ширина потоков данных кратна 64 килобитам/с.

Алгоритм стандарта  был предназначен для работы с  потоками от 40 килобит/с до 2 Мегабит/с. Стандарт поддерживал CIF и QCIF размеры  кадров с размерами кадров 352×288 и 176×144 соответственно (и 4:2:0 прореживанием  цветовых компонент до 176×144 и 88×72). Он также был изменён (с поддержкой обратной совместимости) для передачи изображений с разрешением по яркости 704×576 (это расширение было добавлено  примерно в 1994 году).

• H.263 — стандарт сжатия видео, предназначенный для передачи видео по каналам с довольно низкой пропускной способностью (обычно ниже 128 кбит/с). Применяется в программном обеспечении для видеоконференций.

Используемые алгоритмы  охраняются патентами, поэтому в  некоторых странах разработчики кодеков не могут свободно распространять своё ПО.

Стандарт H.263 был  первоначально разработан ITU-T для  использования в системах, базирующихся на H.324 (PSTN и другие системы видеоконференций и голосовой связи), но впоследствии нашёл применение в H.323 (видеоконференции, основанные на RTP/IP), H.320 (видеоконференции, основанные на ISDN), RTSP (потоковое аудио  и видео) и SIP (интернет-конференции).

H.263 представляет  собой развитие стандарта H.261, предыдущей разработки ITU-T — стандарта  видеосжатия, и алгоритмов MPEG-1 и  MPEG-2. Первая версия была завершена  в 1995 году и представляла собой  хорошую замену для устаревшего  H.261 на каналах с любой пропускной  способностью. Дальнейшим развитием  проекта является H.263v2 (также известный  как H.263+ или H.263 1998) и H.263v3 (известный  как H.263++ или H.263 2000).

Новый расширенный  кодек от ITU-T (в партнёрстве MPEG) после H.263 — это стандарт H.264, также известный  как AVC и MPEG-4, часть 10. Поскольку H.264 имеет  существенно расширенные возможности  по сравнению с H.263, он стал основным при разработке программного обеспечения  для видеоконференций. Большинство  современного программного обеспечения  этого направления поддерживает H.264, так же, как и H.263 или H.261. 

• H.264, MPEG-4 Part 10 или AVC (AdvancedVideoCoding) — лицензируемый стандарт сжатия видео, предназначенный для достижения высокой степени сжатия видеопотока при сохранении высокого качества.

Он был создан ITU-T VideoCodingExpertsGroup (VCEG) совместно с ISO / IEC MovingPictureExpertsGroup (MPEG) в рамках совместной программы JointVideoTeam (JVT).Стандарты ITU-T H.264 и ISO/IEC MPEG-4 Part 10 (формальное название — ISO/IEC 14496-10) технически полностью идентичны. Финальный черновой вариант первой версии стандарта был закончен в  мае 2003 года. Используется в цифровом телевидении высокого разрешения (HDTV) и во многих других областях цифрового видео.

• MiniDV (произносится [минидиви́]) — формат видео, использующий так называемое intraframe-сжатие.Intraframe-сжатие означает, что каждый кадр сжимается независимо, и никак не связан с предыдущим или последующим (в отличие, например, от MPEG-сжатия). При сжатии кадр разбивается на блоки 8×8 пикселей, и каждый из таких блоков сжимается индивидуально, в соответствии с алгоритмом дискретного косинусного преобразования (DCT). Общий коэффициент сжатия DV — 5:1. Формат DV изначально предусматривал запись данных на магнитную ленту. На кадр приходится по 12 наклонных дорожек записи (для NTSC — 10), и изображение равномерно распределяется между ними. При этом данные записываются с некоторой избыточностью, что позволяет восстанавливать первоначальное изображение, даже если одна или две из меток (дорожек) записались с дефектами. Объём MiniDV составляет около 13 гигабайт на один час видео.

• RealMedia— проприетарный стандарт на потоковое вещание и на формат медиафайлов, принадлежащий фирме «RealNetworksProductsandServices».

В этом формате можно  встретить музыку и видео в  сети Интернет или в Западных кабельных  каналах. В среде смартфонов и  сотовых телефонов данный стандарт поддерживают аппараты Nokia и SonyEricsson. Файлы RealMedia обычно имеют расширение *.RM, *.RAM или *.RMVB. Программ для перекодировки  из realmedia в другие форматы существует много, но наиболее известные — это AdobePremiere, Quicktime PRO и Real HELIX Producer, RealProducerPlus. 

7. Расширение  компьютерных видеофайлов.

• 3gp (файловый формат 3GPP) — мультимедийный контейнер, определяемый Партнёрским Проектом Третьего поколения (англ. Third Generation Partnership Project (3GPP) для мультимедийных служб 3G UMTS.Многие современные мобильные телефоны (не обязательно 3G) имеют функции записи и просмотра аудио и видео в формате 3GP.

3G2 (файловый формат 3GPP2) — мультимедийный контейнер,  определяемый 3GPP2 для мультимедийных  служб 3G CDMA2000. Очень похож на  файловый формат 3GP, но имеет некоторые  расширения и ограничения по  сравнению с 3GP. Этот формат  — упрощённая версия ISO 14496-1 MediaFormat, который похож на MOV, используемый QuickTime.

3gp сохраняет видео  как MPEG-4 или H.263. Аудио сохраняется  в форматах AMR-NB или AAC-LC. Готовые  видео ролики в формате имеют  малый размер по сравнению  с другими форматами видео,  но, к сожалению, это сильно  отражается на качестве (оно очень  низкое).

• FLV-файл — это битовый поток, который является вариантом видеостандарта H.263. FlashPlayer 8 и более новые редакции поддерживают потоковое видео On2 TrueMotion VP6. On2 VP6 обеспечивает более качественное изображение, особенно при использовании низкого битрейта. С другой стороны, этот формат более сложен, что может создать трудности при просмотре на устаревших машинах.

Опциональный альфа-канал, представляющий собой попиксельную прозрачность, поддерживается с помощью  дополнительного видеопотока, который  кодирует только альфа-канал. Реализация предполагает, что YUV-данные основного On2 VP6 видео потока всегда конвертируются клиентом в RGB. Эта возможность доступна только для видео On2 VP6.

Начиная с FlashPlayer 9 Update 3 поддерживается новый формат мультимедиа файла ISO Base MPEG-4 Part 12, с новым видеокодеком — H.264. Этот стандарт видеосжатия при том же низком битрейте выдаёт значительно более детализированное и «ясное» изображение, особенно в динамических сценах. Недостатками являются, опять-таки, повышение требований к вычислительным ресурсам и платные патенты.

• AdobeFlash (ранее MacromediaFlash), или просто Flash (/flæʃ/, по-русски часто пишут флеш или флэш) — мультимедийная платформа компании Adobe для создания веб-приложений. Широко используется для создания рекламных баннеров, анимации, игр, а также воспроизведения на веб-страницах видео- и аудиозаписей.

Платформа включает в себя ряд средств разработки, прежде всего AdobeFlashProfessional и AdobeFlashBuilder (ранее AdobeFlexBuilder); а также программу  для воспроизведения flash-контента — AdobeFlashPlayer, хотя flash-контент умеют  воспроизводить и многие плееры сторонних  производителей. Например, SWF-файлы  можно просматривать с помощью  свободных плееров Gnash или swfdec, а FLV-файлы  воспроизводятся через мультимедийные проигрыватели Quicktime и WindowsMediaPlayer при  наличии соответствующих плагинов.

AdobeFlash позволяет  работать с векторной, растровой  и ограниченно с трёхмерной  графикой, а также поддерживает  двунаправленную потоковую трансляцию  аудио и видео. Для КПК и  других мобильных устройств выпущена  специальная «облегчённая» версия  платформы FlashLite, чья функциональность  ограничена в расчёте на возможности  мобильных устройств и их операционных  систем.

Стандартным расширением  для скомпилированных flash-файлов (анимации, игр и интерактивных приложений) является .SWF(ShockwaveFlash или SmallWebFormat). Видеоролики в формате Flash представляют собой файлы с расширением FLV (при этом Flash в данном случае используется только как контейнер для видеозаписи). Расширение FLA соответствует формату рабочих файлов в среде разработки.

FlashPlayer представляет  собой виртуальную машину на  которой выполняется загруженный  из Интернета код flash-программы. В основе анимации во Flash лежит векторный морфинг, то есть плавное «перетекание» одного ключевого кадра в другой. Это позволяет делать сложные мультипликационные сцены, задавая лишь несколько ключевых кадров. Производительность FlashPlayer при воспроизведении анимации в несколько раз превышает производительность виртуальной машины Javascript в браузерах, поддерживающих предварительный стандарт HTML5 , хотя во много раз уступает приложениям, работающим вообще без использования виртуальных машин.

Flash использует  язык программирования ActionScript, основанный  на ECMAScript.

• WindowsMediaVideo — система видео кодирования, разработанная компанией Microsoft для хранения и трансляции видеоинформации в проприетарных форматах Microsoft. Использует расширение имени файла.wmv. Входит в мультимедийный пакет WindowsMedia.

• Mkv

Matroska (Matroska, Матрёшка) — проект, нацеленный на создание  открытого, гибкого, кроссплатформенного  (включая аппаратные платформы)  формата мультимедийного контейнера  и набора инструментов и библиотек  для работы с данными в этом  формате. Этот проект является  развитием проекта MCF, но значительно  отличается тем, что основан  на EBML (ExtensibleBinaryMetaLanguage — расширяемый  двоичный метаязык) — двоичном  аналоге языка XML. Использование  EBML позволяет расширять формат  без потери совместимости со  старыми программами.

Возможности формата, закладываемые  в Matroska:

1. трансляция по Интернету (протоколы HTTP и RTP);
2. быстрая перемотка в файле;
3. устойчивость к ошибкам;
4. экранные меню (как на DVD-дисках);
5. разбиение файла на главы (Chapters);
6. переключаемые «на лету» субтитры;
7. переключаемые звуковые дорожки;
8. модульная расширяемость.

При этом проект не включает в себя форматов сжатия видео и  кодеков (таких, как MP3 или JPEG).Контейнер Matroska может содержать большое  число потоков аудио, видео и  субтитров, позволяя хранить в одном  файле целый фильм и проигрывать  его мультимедиапроигрывателем.

Matroska является открытым  проектом (openstandard). Это означает, что  для персонального использования  она абсолютно бесплатна, а  техническая спецификация формата  битового потока доступна любому, даже компаниям, желающим встроить  поддержку формата в свои продукты (для этого потребуется специальная  лицензия). Исходный код всех библиотек,  созданных группой разработчиков  проекта Matroska, распространяется  на условиях LGPL (библиотека для  проигрывания, написанная на Си  с использованием целочисленной  арифметики, распространяется также  на условиях лицензии BSD). Matroska является  прямой открытой альтернативой  контейнерам AVI, ASF, MOV, RealMedia, MP4, MPG.