V úvodu si musíme říct, k čemu je nám takový kodek dobrý a proč se bez něj obejdeme velice těžko. Samotné surové video je velmi náročné na místo. Pokud máte video v rozlišení 720x576 v barevném formátu RGB (standardně 3x8bitů, tedy 3 bajty na jeden pixel) se snímkovou frekvencí 25fps (snímků za sekundu), potřebujete pro uložení jedné sekundy videa zhruba 3,8 MB. K tomu, abyste se dostali na nějakou rozumnou velikost, potřebujete video zkomprimovat a k tomu se používají kodeky (zkratka z KOmpresor + DEKompresor).
Principem kodeku je zakódováním zmenšit snímky videa a při přehrávání je v reálném čase zase dekódovat. Kodeky si můžeme rozdělit do dvou základních skupin a to na bezeztrátové a ztrátové. Největší výhodou bezeztrátových kodeků je fakt, že video neztratí žádnou informaci. Na druhou stranu však nabízejí nízký komprimační poměr, který se většinou pohybuje okolo 1:2.
Naproti tomu ztrátové kodeky využívají toho, že obraz nemusí být vždy a za každou cenu perfektní. V některých případech může být až drasticky zkreslený. Ztrátové kodeky se od sebe liší hlavě kvalitou, rychlostí a výslednou velikostí komprimovaného videa. Kompresní poměr se u těchto kodeků pohybuje mezi 1:4 až 1:100. Poté co jsme si ujasnili, co to kodeky jsou, podívejme se na nejdůležitější z nich.
Bezeztrátové kodeky
RAW
V tomto případě se vlastně nejedná o žádný kodek, ale o samotný nekomprimovaný formát. Pro plný PAL (720x576) má datový tok 31,1 Mbit/s a jedna hodina záznamu, tak zabere 110 GB, pro poloviční PAL (352X288) má datový tok 7,6 MBit/s
HuffYUV
Velmi rychlý bezeztrátový Win32 video kodek, který využívá Huffmanovo kódování. Používá podobné komprimační metody jak ZIP a dokáže výsledný soubor zmenšit 1,5-3x. Mezi jeho přednosti patří vysoká rychlost a podpora barevných formátů RGB i YUV. Navíc je k dispozici zdarma.
Ztrátové kodeky
DV
Formát videozáznamu v digitálních kamerách, který využívá hardwarovou DCT kompresi obrazu. Používá rozlišení obrazu 720x576 pixelů, snímkovou frekvenci 25 snímků/s a prokládaný obraz při datovém toku 3.6 MB/s.
MJPEG
Kompresní kodek MJPEG (Motion JPEG) je založen na kompresi jednotlivých snímků použitím komprese JPEG. Díky tomu, že každý snímek je komprimován zvlášť a je tedy vždy klíčový, je tento kodek vhodný pro použití v případech, kdy chcete video dále editovat.
Kompresní poměr tohoto kodeku se většinou pohybuje v rozmezí od 1:6 do 1:16, přičemž při kompresním poměru 1:8 je obraz stále velmi kvalitní a datový tok dosahuje 4 MB/s, což představuje velice dobrý poměr velikost/kvalita. Kodek MJPEG bývá implementován hardwarově. Mezi nevýhody patří vysoké zatížení CPU a velký datový tok.
MPEG-1
Kodek z roku 1989 vytvořený Motion Pictures Experts Group (MPEG), která si dala za cíl standardizovat metody komprese videosignálu a vytvořit otevřenou a efektivní kompresi. Byl navržen pro práci s videem o rozlišení 352x288 bodů a 25 snímků/s při datovém toku 1500kbit/s. Ke kompresi videa využívá tří typů snímků: I, P a B. Klíčové I-snímky (Intra Pictures) jsou komprimovány obdobně jako MJPEG, ale navíc s možností komprimovat různé části obrazu různým stupněm komprese. P-snímky (Predicted Pictures) jsou kódovány s ohledem na nejbližší předchozí I nebo P-snímek. B-snímky (Bidirectional Pictures) jsou pak dopočítávané jako rozdílové snímky mezi nejbližším předchozím I nebo P-snímkem a nebližším následujícím I nebo P-snímkem.
Jeho výhodou je vysoká kompatibilita (používá se pro VCD) a je vhodný i pro stream videa. Na druhou stranu nepodporuje prokládaný obraz, nabízí pouze konstantní datový tok a nízkou kvalitu při nízkém datovém toku. Díky své metodě komprese není také vhodný pro editaci videa.
MPEG-2
Nástupce kodeku MPEG-1, který byl dokončen v roce 1991. Na rozdíl od svého předchůdce nabízí podporu prokládaných snímků a podporu variabilního datového toku. Při vysokém datovém toku (6 Mbit/s a více) dosahuje vysoké kvality obrazu. Při stejném datovém toku a rozlišení 720x576 nabízí výrazně vyšší kvalitu obrazu než kodek MPEG-1. V nízkých rozlišeních se však tyto rozdíly stírají a MPEG-2 je navíc mnohem náročnější na hardware. Stejně jako jeho předchůdce není vhodný pro editaci videa. Používá pro DVD, SVCD a pro digitální vysílání.
MPEG-4
Nejedná se o přesnou definici komprese a komprimačních a logaritmů, ale pouze o množinu parametrů a vlastností, které musí kompresor splňovat, aby byl MPEG-4 kompatibilní. Různé implementace si vždy vybírají z definice MPEG-4 vždy jen to, co se jim hodí. Nejznámějšími kodeky, které využívají kompresi MPEG-4, jsou Microsoft MPEG-4 v1, v2 a v3, DivX 4, DivX 5, XviD.
Quicktime
Kodek vyvinutý společností Apple, který po nástupu formátu MPEG ustoupil do pozadí a není již tak rozšířený. Je použitelný pro PC i Macintosh a využívá kompresi 1:5 až 1:25. Jeho nevýhodou je skutečnost, že k jeho použití potřebujete přehrávač, který si musíte stáhnout z webových stránek společnosti Apple.
RealVideo
Formáty komprese od společnosti Real Networks, které nesou označení Real Video a Real System G2, nabízí obdobné vlastnosti jako Quicktime, ale jsou více zaměřeny na kompresi streamovaného videa.
ASF, WMV
Kodeky od společnosti Microsoft, kterými zareagovala na úspěchy společností Apple a RealNetworks se svými formáty Quicktime, MOV a RM v oblasti streamovaného videa. ASF (Advanced Streaming Format) je vývojově starší a je určen především pro stream video. Vychází z formátu AVI a částečně implementuje kompresi MPEG-4 (nepodporuje). Novější verzí ASF je formát WMV.
DivX
Nejrozšířenějšímu a nejpopulárnějšímu videoformátu DivX jsme se podrobně věnovali v samostatném článku, který si můžete přečíst zde. Proto jen ve zkratce. DivX je formát kompatibilní s MPEG-4, nabízí vysokou kvalitu obrazu při nízkém datovém toku a podporuje barevné formáty YUV a RGB. Umožňuje použít jakékoli rozlišení dělitelné čtyřmi až do 1920x1088 a nabízí pokročilé kompresní techniky.
XviD
Počátky tohoto formátu jsou spjaty s formátem DivX. V okamžiku, kdy se OpenDivX stal uzavřeným, vzalo několik programátorů pracujících na OpenDivXu, kteří s touto situací nesouhlasili, zdrojové kódy ještě otevřeného OpenDivXu a osamostatnili se. Na základě těchto zdrojových kódů začali vyvíjet vlastní verzi kodeku nazvanou XviD. Jedná se stejně jako u DivXu o kodek kompatibilní s MPEG-4 a implementuje mnoho jeho vlastností, ale protože se jedná o Open-Source projekt podílí se na jeho vývoji mnoho programátorů z celého světa.
