Что такое mpeg 4. Что такое формат MKV? Работа с любыми видео форматами

FFDShow - это DirectShow-фильтры, предназначенные для декодирования наиболее популярных видеоформатов - MPEG-1, MPEG-2, WMV, DIVX и XVID. При работе используются оптимизированные алгоритмы, необходимые для инструкций MMX и SSE. Это разгружает процессор и дает возможность получать более качественную картинку, нежели при работе с другими декодерами. Основополагающей особенностью является то, что декодер является неким фильтром для других кодеков, и наличие у него прямо-таки огромного количества настроек. FDShow MPEG-4 Video Decoder x64 - медиадекодер, используемый зачастую для быстрого декодирования видео в MPEG-4 ASP (обработанного с помощью DivX, Xvid) и AVC (H.264) форматы, кроме того, он поддерживает иные видео- и аудиоформаты.

Работать с фильтром не очень просто, но очень удобно, и чтобы разобраться в нем, вам не потребуется много времени. FDShow MPEG-4 Video Decoder является свободным ПО, выпускаемым с лицензией GPL для Windows 7, 8, XP в качестве фильтра DirectShow.

Возможности:

• декодирование потоков MPEG-1, MPEG-2, WMV, DivX и XviD;
• автоматический контроль качества;
• обработка изображения для более высокого качества;
• коррекция яркости, насыщенности, оттенка;
• различные методы сжатия.

Принцип работы:

декодер устанавливается, как обычная программа (когда возникнет необходимость выбрать поддерживаемые кодеки, обязательно не забудьте указать H.264). После этого любой проигрыватель будет использовать этот кодек по умолчанию. В работе с видео FDShow MPEG-4 Video Decoder использует библиотеку libavcodec и другие открытые пакеты декодирования видео MPEG-4, H.263 и VP6 (используемый YouTube). А также H.264/AVC, WMV и многое другое. Аудиопоток же декодируется в MP3, WMA, AAC, Dolby AC3, Vorbis.. К ряду дополнительных функций FDShow MPEG-4 Video Decoder используемых пользователем можно отнести снятие снимков экрана, изменение разрешения изображений или яркости, набор фильтров постпроцессинга, подключение дополнительных плагинов видеообработки.

Плюсы:

• использование интегрированных фильтров;
• великолепное качество картинки;
• наличие различных форматов титров;
• работа с видео;
• работа с звуком.

Минусы:

• возможно ложное срабатывание антивируса. Он может «обнаружить» троян в FFDShow;
• MPEG-2 для Windows Media Player не декодируется, приходится все равно ставить PowerDVD либо WinDVD.

FDShow MPEG-4 Video Decoder является универсальным фильтром с широкими возможностями. Если учесть, что FDShow MPEG-4 Video Decoder можно скачать бесплатно, то он совсем неплох и по качеству декодирования уступает только некоторым коммерческим продуктам. К ряду актуальных аналогов можно отнести DivX Plus 9.1.0 и CoreAVC Professional Edition 3.0.1.0.

Форматы медиафайлов MPEG2 и MPEG4 - в числе самых часто используемых на современных компьютерах. Что они представляют собой?

Факты о MPEG2

MPEG2 - это фактически не один цифровой формат, а группа стандартов, применяемых для кодирования и сжатия видео- и аудиоданных. Чаще всего используется для обработки видео, предназначенного для записи на DVD, а также при организации трансляции мультимедийного потока по каналам цифрового телевидения. Видео, закодированное с помощью MPEG2, обычно воспроизводится со скоростью около 30 кадров в секунду. Сжатие звука, сопровождающего кадры, может осуществляться в нескольких каналах.

Если говорить о технических нюансах, MPEG2 позволяют кодировать видео при обеспечении точности вектора движения кадра, составляющей порядка 0,5 пикселей. Тип преобразования при данном формате - дискретный конусный с 8 функциями. Стандарты в рамках MPEG2 не предполагают использования de-blocking фильтра, который позволяет улучшить качество воспроизводимого видеопотока. Коэффициент квантования в MPEG2 - фиксированный. Для кодирования видео применяются алгоритмы VLC, Huffman.

Факты о MPEG4

MPEG4 - это также группа стандартов кодирования и сжатия цифровых данных. Фактически является результатом дальнейшего развития технологий, используемых в MPEG2. Основное его преимущество перед предшествующим стандартом - возможность включать в структуру обрабатываемого медиафайла картинки, текст, трехмерные изображения. Кроме того, технологии MPEG4 в значительной степени ориентированы на применение не только профессиональными студиями звукозаписи и видеомонтажа, но и рядовыми пользователями.

Данные, которые допустимо кодировать с помощью стандартов MPEG4, могут быть не только записаны с естественных источников (например, посредством видеосъемки или звукозаписи на микрофон), но также и сгенерированы с помощью компьютерных программ.

Касательно технологических нюансов MPEG4 следует отметить, что этот стандарт обеспечивает точность вектора движения кадра в 0,25 пикселя, задействует не дискретное конусное преобразование, а целостное с 4 функциями, предполагает использование de-blocking фильтра. Основные алгоритмы кодирования, применяемые в MPEG4, - VLC, а также CABAC.

Как считают многие современные специалисты, MPEG4 примерно на 50 % более эффективен в части кодирования видео в сравнении со стандартами MPEG2. То есть соответствующие ему технологии могут быть задействованы при более низкой пропускной способности доступных каналов, меньшем объеме дискового пространства на серверах, а также меньшей величине памяти в ТВ-приставках - если речь идет об абонентской трансляции видеопотоков.

Сравнение

Главное отличие MPEG2 от MPEG4 - в уровне технологичности обработки аудио- и видеопотоков. Кроме того, второй стандарт можно считать менее ресурсоемким - с точки зрения нагрузки каналов и ресурсов памяти на различных устройствах, используемых при передаче данных. MPEG4 поддерживает более новые алгоритмы кодирования, большее количество типов источников данных.

Определив то, в чем разница между MPEG2 и MPEG4, зафиксируем ее критерии в небольшой таблице.

Таблица

MPEG2	MPEG4
Что между ними общего?
Оба стандарта используются для кодирования и сжатия цифрового аудио и видео. MPEG4 - результат развития технологий, реализованных в MPEG2
В чем разница между ними?
Поддерживает эффективную обработку данных только с естественных источников - видео- и аудиозаписей	Поддерживает эффективную обработку также и цифровых данных, созданных с помощью компьютерных программ
Обеспечивает точность вектора движения кадра в 0,25 пикселя	Обеспечивает точность вектора движения в 0,5 пикселя
Не предполагает использования de-blocking фильтра	Предполагает использование de-blocking фильтра
Относительно ресурсоемок - требует большей пропускной способности каналов и ресурсов памяти задействуемых устройств	Примерно на 50 % менее ресурсоемок, чем MPEG2

Это глобальный мультимедиа стандарт, позволяющий передавать аудио и видео потоки профессионального качества по каналам с различной пропускной способности - от сотовых телефонов до широкополосных сетей и дальше. Обеспечивает более высокую степень сжатия, чем MPEG 1 и MPEG 2, также поддерживает различные дополнительные возможности, например, защиту от несанкционированного копирования и создание интерактивных элементов.

История

Спецификации стандарта MPEG-4 были установлены рабочей группой Moving Picture Experts Group (MPEG), входящей в состав организации International Organization for Standardization (ISO), разработавшей широко принятые и отмеченные наградой Emmy Award стандарты MPEG-1 и MPEG-2. Сотни разработчиков по всему миру внесли свой вклад в стандарт MPEG-4, который был окончательно сформирован в 1998 году, принят в качестве международного стандарта в 2000 году и включен в состав архитектуры QuickTime в 2002 году.

Архитектура

MPEG-4 - это не просто часть программного обеспечения, а отдельный стандарт ISO/IEC-14496, который применяется в тех областях, где MPEG-1 и MPEG-2 уже не справляются. В отличие от MPEG-1 и MPEG-2, осуществлявших только сжатие и декомпрессию аудио и видео сигналов, MPEG-4 обеспечивает работу с интерактивным контентом - создание и доставку мультимедийного контента на экраны компьютеров, в Интернет и на мобильные устройства. О выпуске ряда продуктов, созданных на основе MPEG-4, уже было объявлено, но, несомненно, в ближайшем будущем их появится намного больше.

Формат файлов

Формат файлов MPEG-4 называется MP4 и основывается на алгоритме Apple QuickTime, поэтому ряд структур последнего (например, треки для задания варианта передачи активного контента по сети) встречается и в MPEG-4. Только в MPEG-4 они расширены и для одного файла уже может быть задано несколько вариантов передачи в различные программные средства. В MPEG-4 были устранены и многие недостатки, присущие QuickTime. Так, например, встроен специальный набор инструментов для преодоления неспособности QuickTime динамично реагировать на скорость подсоединения клиента, приводящей к нарушениям в передаче у многих провайдеров.

Видеокодек

Вся техническая документация видеокодека MPEG-4 открыта для изучения. Это очень важно, так как информация такого рода для большинства других кодеков является исключительной собственностью производителя и тщательно засекречивается. В кодеке MPEG-4 сохранены многие характерные особенности MPEG-1 и MPEG-2. В первую очередь это касается алгоритмов кодирования, среди которых можно назвать дискретное косинусное преобразование, используемое при компрессии (DCT - Discreet Cosine Transformation), сжатие видеоданных по ключевым кадрам с учетом избыточности внутрикадровой информации (I-кодирование), предиктивное кодирование или сжатие видеоданных с учетом избыточности для последовательных кадров (P- кодирование), кодирование видеоизображений с использованием промежуточных интерполированных кадров (B-кадровое кодирование). Последовательности I-, P-, B-изображений объединяются в фиксированные по длине и структуре группы GOP (Group of Pictures).

В отличие от большинства кодеков, применяемых для работы в Интернет, MPEG-4 обеспечивает полную поддержку контента с чересстрочной разверткой и разрешением до 4096 х 4096, а также скорость передачи данных в поражающем воображение диапазоне - от 5 кбит/с до 10 Мбит/с (версия 1). Теоретически MPEG-4 гарантирует стабильный прием для самых различных устройств (от мобильных с очень узкой пропускной способностью до HDTV), но, естественно, что для поддержки воспроизведения видео с различными характеристиками одних профилей MPEG-4 явно недостаточно.

В видеокодек MPEG-4 заложена поддержка альфа-каналов, что позволяет в реальном времени накладывать видео на задний план и отрывает новые возможности при создании высококачественных изображений. Такой прием будет полезен при сегментации или для разделения в базовом изображении элементов переднего и заднего планов при переходе от одной сцены к другой. В идеальном случае информация о сегментации передается по альфа-каналу вместе с исходным изображением, но ее также можно динамично сгенирировать, если кодирующая программа поддерживает такую функцию.

Стандарт MPEG-4 задает принципы работы с контентом (цифровым представлением медиа-данных) для трех областей: собственно интерактивного мультимедиа (включая продукты, распространяемые на оптических дисках и через Сеть), графических приложений (синтетического контента) и цифрового телевидения - DTV; фактически данный формат задает правила организации среды, причем среды объектно ориентированной. Он имеет дело не просто с потоками и массивами медиа-данных, а с медиа-объектами (ключевое понятие стандарта). В MPEG-4 определен двоичный язык описания объектов, классов и сцен - BIFS, который разработчики характеризуют как «расширение Си++».

В чём отличие MPEG-4 от MPEG-1 и MPEG-2?

Стандарт MPEG-4 представляет пользователям гибкие средства работы с мультимедийным контентом. Помимо работы с аудио и видео, формат позволяет работать с естественными и синтезированными компьютером 2D и 3D объектами, производить привязку их взаимного расположения и синхронизацию друг относительно друга, а также указывать их интерактивное взаимодействие с пользователем. Кроме того, формат обеспечивает доступ к мультимедийной информации через каналы различной пропускной способности.

Алгоритм компрессии видео в MPEG-4 работает по той же схеме, что и в предыдущих форматах. При кодировании исходного изображения кодек ищет и сохраняет ключевые кадры, на которых происходит смена сюжета. А вместо сохранения промежуточных кадров прогнозирует и сохраняет лишь информацию об изменениях в текущем кадре по отношению к предыдущему. Полученная таким образом информация сжимается по алгоритмам компрессии, аналогичным тем, что применяются в архиваторах. Компрессия звука чаще всего производится в формат MP3 или WMA. Однако возможно использование любого кодека, вплоть до применяемого в DVD шестиканального AC-3 потока (единственное требование - чтобы данный аудиокодек был установлен в системе).

Кардинальное нововведение при компрессии видео в MPEG-4 заключается в следующем. В отличие от предыдущих форматов, которые делили изображение на прямоугольники, при обработке изображений кодек оперирует объектами с произвольной формой. К примеру, человек, двигающийся по комнате, будет воспринят как отдельный объект, перемещающийся относительно неподвижного объекта - заднего плана. Естественно, алгоритмы поиска и обработки подобных объектов требуют гораздо больше вычислительных ресурсов, нежели в случае MPEG-1/2. Но с учетом быстродействия современных компьютеров последнее обстоятельство нельзя рассматривать сегодня как крупное препятствие на пути широкого распространения формата MPEG4. Для сравнения - во времена выхода MPEG-2, в 1995 году, частота процессора новых PC составляла около 100 МГц. Сегодня эта цифра возросла в десять раз!

Для нас как конечных пользователей наибольший интерес представляет именно хранение и воспроизведение видео на компьютере. Этот формат вполне можно назвать дешевой и как следствие более доступной альтернативой DVD в области развлечений.

От чего зависит качество MPEG-4 фильмов?

Качество фильмов в формате MPEG-4 зависит от многих факторов, их можно условно разделить на три группы.

1. Качество исходного материала. К примеру, если фильм с двух VideoCD (MPEG-1) компакт-дисков c разрешением 352*288 сжимается до одного диска в MPEG-4 или, что того хуже, с пиратской видеокассеты, то ни о каком приемлемом качестве не может быть и речи.

2. Параметры сжатия исходного видеоматериала: битрейт (поток данных, который проходит через декодер), размер изображения и другие, менее существенные. Значение этих параметров определяет прежде всего продолжительность фильма. Так, на один CD можно вместить фильм продолжительностью полтора часа, а можно исхитриться впихнуть и трехчасовой. При этом понятно, что в первом случае поток данных оказывается шире, а требуемая степень компрессии меньше. Следовательно, фильм будет сжат и записан на CD с меньшими потерями в качестве изображения. Оптимальный выбор параметров кодирования в MPEG-4 является строго индивидуальным и зависит от конкретного фильма. Поэтому без достаточного опыта в этом деле трудно добиться хорошего результата. Не секрет, что все фильмы в MPEG-4 имеют кустарное изготовление. Зачастую качество изображения очень низкое, а впечатление от просмотра фильма может быть полностью испорчено артефактами и постоянными рывками изображения. В формате DVD, напротив, фактически все диски имеют изображение и звук превосходного студийного качества.

3. Параметры декомпрессии сжатого видео, настройки видеокарты, монитора/телевизора и быстродействие компьютера, используемого для просмотра. Чем меньше быстродействие, тем больше будут заметны рывки изображения, выпадение кадров (особенно в динамичных сценах).

На факторы первых двух групп по понятным причинам зритель никакого влияния оказать не может. Здесь остается только посоветовать тщательнее выбирать диски. Факторы третьей группы зависят всецело от пользователя и его компьютера.

Преимущества стандарта MPEG4

Высокая степень сжатия информации

Требует сравнительно небольшие скорости каналов связи для передачи информации

Большие возможности управления контентом со стороны пользователя

Перспективность применяющейся модели кодирования в будущем для различных областей

применения аудио и видео информации

Возможность построения различных специализированных кодеков разной степени сложности для различных устройств

Недостатки стандарта MPEG4

Требуются существенные вычислительные мощности для кодирования\декодирования потока информации

Качество изображения несколько хуже чем у MPEG2 (зависит от конкретного кодека и требуемой степени сжатия)

Наличие нескольких конкурирующих реализаций данного формата

DVD-формат (DVD Video) (MPEG-2)

Популярный формат для высококачественного видео (MPEG2) с многоканальным звуковым сопровождением (цифровым). Поддерживает множество потребительских функций, включая меню, многоязыковое звуковое сопровождение и субтитры, многоракурсность и т.д.
Стандарт MPEG-2 также используется для кодирования видео и аудио при вещании, включая спутниковое вещание и кабельное телевидение.
Этот формат поддерживается всеми DVD-плеерами.

MPEG4 (MPEG-4)

MPEG-4 - это международный стандарт, используемый преимущественно для сжатия цифрового аудио и видео. Появился он в 1998 году, и включает в себя группу стандартов сжатия аудио и видео и смежные технологии, одобренные ISO - Международной Организацией по стандартизации/IEC Moving Picture Experts Group (MPEG). Стандарт MPEG-4 в основном используется для вещания (потоковое видео), записи дисков с фильмами CD, видеотелефонии (видеотелефон), и широковещания, в которых активно используется сжатие цифровых видео и аудио.
При одном и том же битрейте и определённых условиях кодирования, качество изображения фильма в MPEG-4 может быть сравнимо или даже лучше, чем в случае применения MPEG-1 или MPEG-2.
Формат MPEG4 поддерживается современными бытовыми DVD-плеерами. Однако DVD-плееры не способны поддерживать все кодеки для файлов MPEG4.

Что такое кодек (CODEC)?

Кодек является сокращением от слов компрессор и декомпрессор, это любая технология для сжатия и обратного восстановления данных. Кодеки могут быть реализованы на уровне программного обеспечения, аппаратной части или в их комбинации. Кодеки используются для того, чтобы сделать большие видео файлы намного меньше, делая их пригодными для распространения по сети, локальной или всемирной, или любого другого метода передачи файлов.
Иногда, когда Вы пытаетесь запустить файл.avi появляется сообщение об ошибке "Unexpected File Format" ("Недопустимый формат файла") или что-то вроде этого или проигрывать в лучшем случае проигрывает только звук или только изображение. Это случается, если Вы пытаетесь проиграть файл, для которого в Вашей системе нет нужного кодека. Чтобы решить эту проблему необходимо найти и установить нужный кодек. Т.к. постоянно выходят новые кодеки, то их периодически надо обновлять на Вашем компьютере (что, к сожалению, невозможно "железном" на DVD-плеере).
DivX3, DivX4, DivX5, DivX6, Xvid, Microsoft MPEG4 - это конкретные реализации алгоритма MPEG4, так же включающие в себя определение формата потока данных (кодеки).
Скачать новые кодеки можно здесь: - выбирайте версию Standard, сюда же входит Media Player Classic, его лучше использовать для просмотра.

DivX

DivX - это название новейшего кодека, совершившего революцию в области видео, который основан на новом стандарте сжатия видео MPEG-4. При установке видео-кодека в вашу систему он работает как дополнение к ней, причём даются инструкции, указывающие, каким образом сжимать/разворачивать видео материалы в этом видео формате. После установки кодека DivX в вашу систему, можно смотреть фильмы DivX, используя проигрыватель Windows Media Player или любой другой плеер, поддерживающий DivX.

XviD

XviD - это название видео-кодека с открытым исходным кодом (программой), который, как кодек DivX, основан на новом стандарте сжатия видео MPEG-4. В настоящее время этот кодек разрабатывается специалистами по всему миру. При установке видео-кодека в вашей системе он, работает как дополнение к ней, причём даются инструкции, указывающие, каким образом сжимать/разворачивать видео материалы в этом видео формате. После установки кодека XviD в вашу систему, можно смотреть фильмы XviD, используя проигрыватель Windows Media (Windows Media Player) или любой другой плеер, поддерживающий XviD.

AVI

AVI - только формат файла, который может содержать любые потоковые данные. Изначально - аудио и видео (Audio-Video-Interleave), но теоретически может содержать все, что угодно. В AVI может содержаться несколько различных типов сжатия (например, DivX видео + WMA аудио или Indeo видео + PCM аудио), если только имеется программа-кодек для кодирования и декодирования. Все AVI выглядят одинаково "снаружи", но "внутри" они могут быть абсолютно различными.

Что такое формат MKV?

MKV - это специальный аудио/видео контейнер, похожий на AVI, хранящий в себе огромное количество информации. Формат MKV - это открытый проект Матрешка (Matroska), призванный создать единый стандарт мультимедийных контейнеров на ПК. Его особенность, открытость кода, что позволяет совершенствовать данный формат любому программисту мира, а также команде программистов. Формат MKV стал необычайно распространен в последнее время, благодаря своим возможностям и, в частности, преобладанием функций по сравнению с AVI.
Мультимедийный контейнер Матрешка (Matroska) содержит в себе видео дорожку (MKV), звуковую дорожку (MKA) и дорожку субтитров (MKS), а также множество служебной информации, позволяющей создавать меню, подобные DVD-фильмам, управлять таймингом и др.
Фильмы в формате mkv кодируются с помощью H.264/AVC.

Что такое H.264/AVC и зачем он нужен?

H.264 - технология сжатия видео нового поколения по стандартам MPEG-4, также известна как MPEG4 Part 10. Это такой же кодек, как DivX/XviD. С помощью H.264 можно закодировать видеопоток 100% DVD качества в 1/2 битрейта MPEG-2. Т.е. на 1 DVD диск с помощью этого кодека можно записать 2 фильма в качестве идентичном, а чаще даже лучшем, чем в MPEG2, который используется в DVD по умолчанию. Сравнивать эффективность h.264 и XviD бесполезно, на данном этапе эволюции h264 кодеков битрейт для кодирования в h264 можно резать практически пополам от запланированного для Xvid. При этом картинка может запросто получиться более качественной, чем закодированная в тот же xvid c двукратным битрейтом.
Немногие DVD-плееры поддерживают этот формат. На данный момент в продаже есть следующие некоторые железные плееры, поддерживающие mkv: Плееры с поддержкой MKV на Яндекс.Маркете . Все устаревшие DVD проигрыватели конечно для просмотра фильмов в формате mkv не пригодны.
Однако, все современные BluRay-плееры поддерживают этот формат.

Качество фильмов

DVDRip (DVD Rip)

Копия с оригинального DVD. Обычно качество очень хорошее.

TVRip (TV-Rip)

Материал записан с телевизионного сигнала, обычно кабельного (но попадаются и с простой антенны). Большинство российских телесериалов записаны именно в этом или SATRip формате.

SATRip (SAT-Rip)

Аналогично TVRip. Материал записан со спутникового видео (как правило это цифровое MPEG2 видео). Обычно такой Rip лишь немного уступает DVDRip (хотя есть исключения).

HDTVRip (HDTV-Rip)

Рип с HDTV фильма, который обычно делается с разрешением обычного рипа (иногда с оригинальным разрешением). Качество зачастую лучше DVDRip.

VHSRip (VHS-Rip)

Источник материала кассета формата VHS, обычно довольно среднего качества.

BDRip (BD-Rip)

Рип с Blu-Ray DVD диска (от 25 Гб на слой). Относится к HDTV. Иногда также называют HDRip. У BDRip фильмов качество намного лучше DVDRip.

HDDVDRip (HD-DVDRip, HDRip)

Рип с HD DVD диска (от 15 Гб на слой). Относится к HDTV. В связи с фактически проигрышем HD-DVD в войне форматов Blu-Ray против HD-DVD, количество таких рипов будет незначительно.

WEBRip (WEBDLRip)

Рип, полученный с Интернет-трансляции (без логотипов). Обычно качество хорошее или отличное (примерно соответствует DVDRip или даже BDRip)

Фильмы, записанные в формате MPEG-4, уже успели завоевать заслуженную популярность среди широкой аудитории пользователей ПК. Такие фильмы обычно умещаются на одном компакт-диске, а по качеству изображения могут успешно конкурировать с видеокассетами. Не последним фактором, определяющим популярность MPEG-4 дисков, является их цена - 60-70 р. против 400-600 р. за DVD. Поэтому промежуточным этапом на пути массового перехода домашних пользователей с аналоговых VHS-видеомагнитофонов на цифровой стандарт DVD вполне мог бы стать именно MPEG-4.

В русскоязычной части Internet можно найти много материалов, посвященных стандарту MPEG-4, однако большая их часть содержит описание тонкостей процесса компрессии видео в этот формат. Это, безусловно, специфический и требующий подробного исследования вопрос, но для пользователей, выступающих только в роли зрителей, подобные статьи зачастую не могут дать ответ на вопросы, возникающие при желании посмотреть фильмы. Другой крупный источник информации - это конференции. В разделах "Процессоры", "Видео", "Мультимедиа" постоянно поднимаются темы, связанные с быстродействием, качеством, оптимальной конфигурацией и всем тем, что касается MPEG-4, но поступающие ответы зачастую противоречат друг другу. Кто-то заявляет, что всю жизнь смотрел без тормозов MPEG-4 на Pentium 200, другие жалуются на слайд-шоу, имея при этом компьютер с процессором Pentium III.

В настоящей статье предпринята попытка разъяснить вопросы, наиболее часто возникающие у людей, недавно столкнувшихся с этим форматом, а также привлечь к нему внимание тех, кто никогда раньше не сталкивался с MPEG-4. Надеюсь, после прочтения данного материала читатель, не занимающийся редактированием и компрессией видео, сможет уверенно сказать: "Теперь я знаю об этом достаточно".

Что это такое MPEG?

MPEG - аббревиатура, расшифровывающаяся как Moving Picture Experts Group (прежде чем писать письмо, что первая буква расшифровывается не так - сходите на ).

Это достаточно большая организация, состоящая из разработчиков аудио, видео и компьютерной техники, а также программистов и специалистов, занимающихся разработкой и внедрением стандартов на алгоритмы компрессии, передачи, хранения и воспроизведения аудио- и видео данных.

Среди разработок этой группы в области цифровой видеозаписи наиболее известными являются:

• Стандарт MPEG-1. Был выпущен в 1992 г. Чаще ассоциируется у пользователей с фильмами на VideoCD. Типичный бытовой формат видео для MPEG-1 в стандарте PAL составляет 352*288 пикселов, 25 кадров в секунду. Аудио часть - стереозвук с частотой дискретизации 44,1 кГц, сжатый в MPEG-1 Layer II. Полнометражный фильм, записанный в этом формате, занимает два компакт-диска в стандарте VideoCD. Качество изображения на VideoCD дисках находится на уровне бытовой VHS видеокассеты.
• Стандарт MPEG-2. Выпущен в 1995 г. Пользователи сталкиваются с этим форматом копрессии видео главным образом приоберетая DVD диски с фильмами. Типичный размер кадра для DVD фильма в видеостандарте PAL/SECAM составляет 720*576, при 25 кадрах в секунду, или 640*480 при 30 кадрах в секунду в стандарте NTSC. По сравнению с MPEG-1, в аудио части добавлена поддержка многоканального звука (Dolby Digital 5.1, DTS, и т.п.). Увеличение битрейта и применение усовершенствованного алгоритма сжатия видеопотока обеспечило DVD фильмам гораздо лучшее качество изображения, чем на VideoCD. MPEG-2 сегодня применяется также в цифровом спутниковом телевидении. Бытовые проигрыватели DVD-дисков в нашей стране ещё только завоёвывают популярность. Не последнюю роль в этом играет относительно высокая цена фильмов на DVD. Лицензионный диск с одним фильмом стоит 15-25$ (в Москве розничные цены, в том числе в интернет-магазинах, колеблются от $20 до $35 - прим. ред.).

  От чего зависит качество MPEG-4 фильмов?

  Качество фильмов в формате MPEG-4 зависит от многих факторов, их можно условно разделить на три группы.

  1. Качество исходного материала. К примеру, если фильм с двух VideoCD (MPEG-1) компакт-дисков c разрешением 352*288 сжимается до одного диска в MPEG-4 или, что того хуже, с пиратской видеокассеты, то ни о каком приемлемом качестве не может быть и речи.
  2. Параметры сжатия исходного видеоматериала: битрейт (поток данных, который проходит через декодер), размер изображения и другие, менее существенные. Значение этих параметров определяет прежде всего продолжительность фильма. Так, на один CD можно вместить фильм продолжительностью полтора часа, а можно исхитриться впихнуть и трехчасовой. При этом понятно, что в первом случае поток данных оказывается шире, а требуемая степень компрессии меньше. Следовательно, фильм будет сжат и записан на CD с меньшими потерями в качестве изображения. Оптимальный выбор параметров кодирования в MPEG-4 является строго индивидуальным и зависит от конкретного фильма. Поэтому без достаточного опыта в этом деле трудно добиться хорошего результата. Не секрет, что все фильмы в MPEG-4 имеют кустарное изготовление. Зачастую качество изображения очень низкое, а впечатление от просмотра фильма может быть полностью испорчено артефактами и постоянными рывками изображения. В формате DVD, напротив, фактически все диски имеют изображение и звук превосходного студийного качества.
  3. Параметры декомпрессии сжатого видео, настройки видеокарты, монитора/телевизора и быстродействие компьютера, используемого для просмотра. Чем меньше быстродействие, тем больше будут заметны рывки изображения, выпадение кадров (особенно в динамичных сценах).

  На факторы первых двух групп по понятным причинам зритель никакого влияния оказать не может, поэтому мы их не будем рассматривать. Здесь остается только посоветовать тщательнее выбирать диски. Факторы третьей группы зависят всецело от пользователя и его компьютера, ниже мы рассмотрим их более подробно.

  Оверлей: что это такое?

  Видеопоток в Windows может воспроизводиться через специальный режим DirectDraw, называемый Overlay (оверлей), при этом видеоинформация выводится не в видеобуфер, а в отдельную область локальной памяти видеоплаты, где она дополнительно обрабатывается аппаратными средствами самой видеоплаты (преобразование цветового пространства YUV в RGB, аппаратное масштабирование и фильтрация). Размер кадра оверлея и глубина его цвета не зависят от десктопа. После обработки буфер оверлея может выводиться на десктоп или по отдельному каналу, например, через видеовыход на телевизор, причем многие видеоплаты позволяют производить над содержимым этого буфера гамма-коррекцию, регулировать яркость, контрастность и т.д. независимо от десктопа. На десктоп оверлей выводится по технологии "хромакей". Windows рисует окно, где должен отображаться оверлей, и заполняет его "ключевым цветом"; видеоконтроллер, встречая этот цвет, при выводе на DAC (цифро-аналоговый преобразователь) замещает его данными из буфера оверлея, предварительно производя масштабирование изображения до размера окна или на весь экран. Проверить, работает или нет режим оверлея при воспроизведении видео, очень просто: достаточно попытаться сделать скриншот экрана - если на месте видеоизображения появится черный прямоугольник, значит, видео выводится через оверлей.

  Что такое DivX и для чего он нужен?

  Для формата DivX необходимо использовать DivX () кодек. Во избежание проблем со звуком и изображением желательно также установить DireсtX не ниже 7-й версии и DXMedia 6.0. Обычно на компакт-дисках с фильмами в формате MPEG-4 есть установка кодека DivX и программы плеера.

  Для просмотра подойдёт Windows Media Player 6.4.
  

  
  Рисунок 2. Windows Media Player 6.4

  Данный плеер представляет собой приложение, использующее в своей работе компонент ActiveMovie. Собственно, возможностями последнего и определяется набор типов файлов, которые можно проигрывать с помощью этого плеера. Достоинства: относительно низкая загрузка процессора, достаточно удобный, не перегруженный интерфейс, входит в поставку ОС Windows 98, Me, 2000. Недостатки: отсутствует возможность включения/отключения оверлеев, нет поддержки многоканального звука.

  
  Рисунок 4. BSPlayer в стандартном оформлении и со скином DVD

  Удобный плеер с богатыми функциональными возможностями, среди них:

  • Встроенный собственный DirectShow фильтр для улучшения качества изображения;
  • Наложение на изображение информации о времени проигрывания и уровне звука;
  • Поддержка субтитров;
  • Возможность просмотра видео в замедленном 1/2X и ускоренном 2X режиме;
  • Поддержка многоканального звука;
  • Возможность (с рядом ограничений) включения/отключения вывода изображения через оверлей;
  • Многоязычный интерфейс. Есть поддержка русского;
  • Эмуляция основного меню DVD диска.

  Кроме того, плеер позволяет делать скриншоты с фильма, даже при включенном оверлее. Можно принудительно изменять формат вывода изображения между 4:3, 9:16 и оригинальным. Единственным недостатком плеера является несколько более высокий уровень загрузки процессора по сравнению с WMP 6.4.

  
  Рисунок 5. Sasami2k

  Мощный видеоплеер с удобным интерфейсом, имеющий массу интересных настроек и функций, таких как:

  • Доступ к свойствам декомпрессора аудио;
  • Вывод на экран в режимах RGB 565 RGB 888 Overlay YUY2 (автовыбор);
  • Видеофильтры (применение этих фильтров ведет к значительному увеличению загрузки процессора):
    • Светлее;
    • Темнее;
    • Повысить резкость (фильтр низких частот);
    • Размывка (фильтр высоких частот);
    • Усреднение блоком;
    • Усреднение крестом;
    • Mean (большая размывка);
    • Чересстрочный режим (не повышает скорости);
    • Перевернуть (нужно для старых версий кодека);
    • Негатив.
  • Pan-and-scan function (плавное масштабирование на лету);
  • Supersampling (повышение разрешения интерполяцией). Дает некоторое улучшение изображения в полноэкранном режиме, но опять же ведет к увеличению загрузки процессора;
  • Возможность изменения в настройках приоритета, с которым по умолчанию запускается проигрыватель.

  Главным достоинством данного плеера является возможность включения режима оверлей при просмотре фильмов с любым разрешением. В случае необходимости плеер "наращивает" разрешение исходного кадра до значения, кратного 16 или 32. Но, с другой стороны, большим минусом проигрывателя является крайне высокая загрузка процессора (начиная с качества 1 в настройках кодека). При отключенном выводе изображения через оверлей включение последнего понижает коэффициент использования процессора примерно до уровня WMP6.4, не работающего через оверлей, в общем, отличный плеер, но только не для "слабых" PC.

  Сразу после установки, все пункты меню в данном плеере выводятся на корейском языке. Для того чтобы изменить язык, используемый по умолчанию, на английский, необходимо найти в каталоге с установленным плеером файл sasami2000.enu и переименовать его в sasami2000.rus

  
  Рисунок 6. PlayA

  Основное достоинство данного плеера - крайне низкая загрузка CPU, достигнутая, по-видимому, за счет того, что при работе плеер не использует никаких программных фильтров, обрабатывающих видеопоток дополнительно. Регулировок качества, яркости, цветности и прочего попросту нет! Однако даже если отключить эти фильтры в других, рассмотренных ранее проигрывателях, то по показателю быстродействия PlayA все равно уверенно опередит их. Поэтому данный плеер смело можно рекомендовать в качестве замены стандартного проигрывателя на "слабых" машинах.
  

  
  Рисунок 7. Загрузка процессора при использовании для просмотра различных плееров

  Можно ли как-то улучшить качество изображения при просмотре видео?

  Если для просмотра MPEG-4 фильмов вы используете проигрыватель WMP 6.4 из состава OS Windows, то, запустив его в меню Файл>Свойства>Дополнительно, выберите свойства MPEG-4 DVD Video decompressor: в этом разделе ползунок CPU Quality можно перемещать от 0 до 4 начиная с единицы. При значении CPU Quality "четыре" достигается наилучшее качество изображения, однако при этом сильно возрастает объем вычислений, необходимых для просчета каждого кадра. В этом разделе также можно подстроить уровень яркости, контрастности, насыщенности и баланса цветов.
  

  
  Рисунок 13. CPU Quality 0

  
  Рисунок 14. CPU Quality 4

  Другие плееры, к примеру Sasami2k, иногда содержат дополнительные фильтры, улучшающие качество изображения, но использование их требует наличия достаточно мощного процессора с частотой не ниже 800Мгц.

  Существуют ли для PC видеокарты с аппаратным ускорителем MPEG-4?

  На сегодня таких видеокарт нет в природе и причин тому несколько.

  Экономические . MPEG-4 - это обширный стандарт, описывающий работу с мультимедиа. Использование кодеков из его состава для сжатия и хранения фильмов на CD в качестве дешевой альтернативы DVD является лишь одним из его применений. При этом в видеоформате MPEG-4 (так, как он реализован сегодня) и накопителях на CD полностью отсутствует какая бы то ни было аппаратно-программная защита от несанкционированного копирования, так что пиратское тиражирование CD (в частности CD MPEG-4) осуществить гораздо проще, нежели DVD. Поэтому вряд ли стоит ожидать согласия со стороны крупнейших производителей видеопродукции на разработку подобного вида устройств именно как альтернативы DVD.

  Технические . Стандарт MPEG-4 на сегодня является достаточно сырым, его постоянно дополняют, изменяют и исправляют. Кроме того, декомпрессия видео в этом стандарте осуществляется по весьма сложным алгоритмам, для достижения качественного результата работы которых требуются значительные вычислительные ресурсы.

  Какое железо нужно для нормального просмотра MPEG-4 фильмов?

  На упаковке CD c записанными в этом формате фильмами в графе системные требования обычно пишут: компьютер не ниже PII-400. Но это далеко не однозначная оценка. Быстродействие программного декодера напрямую зависит от параметров сжатия конкретного фильма, главным образом от битрейта и размера кадра. Фильмы с разрешением 352*288 длительностью в один час вполне прилично смотрятся на Pentium 200MMX, в то время как при разрешении 720*576 фильм длительностью в два часа превращает просмотр в "слайд-шоу" на Pentium II 400 (предполагается, что в обоих случаях фильм занимает один CD). Чтобы узнать основные параметры сжатого видеофайла, нужно в проводнике щелкнуть по нему правой кнопкой мыши и выбрать пункт Свойства, после чего открыть закладку Сведения.

  Итак, рассмотрим по порядку компоненты компьютера, от которых зависит плавность и качество воспроизведения MPEG-4 видео.

  Процессор . Быстродействие практически всех старых socket 7 систем является недостаточным для качественного воспроизведения большинства фильмов, записанных со сравнительно высокими разрешениями. К примеру, фильм "Матрица", сжатый с параметрами 680 x 312, 24 бит, 196481 кадров, 25,000 кадров/с, 80 кБ/с, длительностью 131 минута, мне так и не удалось нормально посмотреть на компьютере с процессором K6-2+ 500 даже с установкой нулевого качества изображения. А ведь это самый быстрый представитель socket 7 процессоров из когда-либо выпускавшихся! Положение не спасает даже интегрированный в его ядре кэш второго уровня объемом 128Kb (как у процессора более позднего поколения - Celeron). Что уж говорить о процессорах без такого кэша, да еще и работающих на меньших частотах. Узким местом Socket 7 систем является даже не процессор, а пропускная способность шины данных между памятью и процессором. Не хватает производительности и у представителей следующего поколения процессоров - Celeron и первых моделей Pentium II с частотой FSB всего 66 МГц. Для нормального просмотра подобных фильмов желательно иметь процессор с частотой не ниже 600-700 МГц и - самое главное - со 100-, а лучше 133-мегагерцовой системной шиной.
  

  
  Рисунок 15. Загрузка ЦП в зависимости от процессора

  В этом тесте в настройках DivX качество изображения выставлялось на 0. Возможно, индивидуальная настройка каждого из PC несколько изменила бы относительные соотношения производительности кодека на различных компьютерах, но общая картина все равно осталась бы прежней: K6-2 безнадежно тормозит, Celeron 733 из-за своей 66-мегагерцовой внешней шины показывает почти такой же результат, что и Pentium II 400, обладающий большим кэшем L2 и работающий на частоте внешней шины 100Мгц. Среди дешевых процессоров сегодня лучшим выбором для нового компьютера является Duron.

  Видеокарта. Видеокарты последних лет выпуска обладают примерно одинаковым набором функций для вывода двухмерного изображения и уровнем производительности в 2D режимах, вполне достаточным для воспроизведения MPEG-4 фильмов. Единственное, на что нужно обратить внимание, это на используемую видеокартой шину. AGP несколько повышает общую производительность в 2D по сравнению с PCI, связано это главным образом с более высокой скоростью доступа к локальной памяти видеокарты через шину PCI. Аппаратно ускорять MPEG-4 не умеет ни один из выпускающихся сегодня видеоконтроллеров, поэтому видеокарты отличаются друг от друга в основном уровнем качества видеосигнала, выдаваемого на монитор (выражается, к примеру, в "замыливании" изображения), и некоторыми различиями в алгоритмах масштабирования и преобразования изображения.
  

  
  Рисунок 16. Загрузка процессора при различных видеокартах

  Объем и параметры работы памяти. 64Mb вполне достаточно для воспроизведения видео. Однако с учетом сегодняшних необычно низких цен на модули памяти в качестве разумного минимума лучше установить 128МБ. Большое значение для быстродействия кодека имеет скорость работы с памятью. Поэтому крайне желательно выставить частоту системной памяти в BIOS SETUP на 133 МГц, а также настроить другие параметры, относящиеся к системной памяти, на максимальное быстродействие (см. рисунок 9).

  Звуковая плата . Использование старой звуковой платы ISA или программного звука, интегрированного на системной плате, не способствует повышению производительности компьютера. Лучше использовать полноценную звуковую плату PCI. Что интересно - программный вывод звука через контроллер, встроенный в южный мост 686B чипсета VIA на процессоре Duron 700, и далее через AC"97 кодек занимает даже меньше ресурсов, чем при выводе через старую звуковую плату ISA. Однако многие старые ISA звуковые платы не способны воспроизводить звук с частотой дискретизации 48 кГц, проблема ведет к нарушению естественной скорости воспроизведения видео, теоретически в таких ситуациях можно поступиться качеством и перекодировать звуковой поток с меньшей частотой дискретизации, практически проще и лучше заменить звуковую карту.
  

  
  Рисунок 17. Загрузка процессора в зависимости от типа звуковой карты

  HDD, CD-ROM . Скорость этих устройств при достаточно сильном процессоре почти не влияет на производительность системы в целом.

  Как лучше смотреть фильмы - на телевизоре или на мониторе?

  На этот вопрос трудно ответить однозначно. С одной стороны, у компьютерного кинескопа гораздо меньше размер зерна люминофора, за счет чего достигается заметно более высокая четкость изображения, но, с другой стороны, обычно по размеру диагонали экрана мониторы сильно проигрывают телевизорам. А чем больше размер экрана, тем дальше располагается зритель от последнего - в результате повышенная зернистость изображения становится незаметной для человеческого глаза. Исходя из этих соображений, можно посоветовать следующее: если вы являетесь обладателем 17-дюймового монитора и 21-дюймового телевизора, то предпочтительнее все-таки смотреть фильмы на компьютерном мониторе. В случае если ваш телевизор 25 и более дюймов, то лучше использовать для просмотра фильмов телевизор. Естественно, подключить телевизор к компьютеру можно только в том случае, если ваша видеокарта обладает TV выходом. Можно установить вторую PCI видеокарту с TV-OUT, но в этом случае не исключены трудности с софтом, откровенная кривизна которого может свести на нет все преимущества телевизионного просмотра.

  Способы подключения к телевизору, выбор стандарта изображения, сравнение качества видеовыходов различных видеокарт и решения возникающих при этом проблем - это тема для отдельной статьи. Качество изображения на экране телевизора зависит также от соединительного кабеля.

  И напоследок о самом важном. Возможно, вам приходилось замечать при подключении антенного штекера к работающему телевизору проскакивающую между соединяемыми разъемами искру. Так вот, такая искра практически гарантированно выведет из строя микросхему, отвечающую за TV-OUT. Поэтому перед коммутацией соединительных кабелей не пренебрегайте инструкциями и вынимайте из розетки питающие вилки компьютера и телевизора!

  Мне встречались следующие интересные ресурсы, из которых можно почерпнуть достаточно много полезной информации.