Видеоинформация

Что представляет собой фильм с точки зрения информатики? Прежде всего, это сочетание звуковой и графической информации. Кроме того, для создания на экране эффекта движения используется дискретная по своей сути технология быстрой смены статических картинок. Исследования показали, что если за одну секунду сменяется более 10-12 кадров, то человеческий глаз воспринимает изменения на них как непрерывные.

Казалось бы, если проблемы кодирования статической графики и звука решены, то сохранить видеоизображение уже не составит труда. Но это только на первый взгляд, поскольку, как показывает разобранный выше пример, при использовании традиционных методов сохранения информации электронная версия фильма получится слишком большой.

Для сжатия цифрового видео используются самые разные способы. Известно, например, что два соседних кадра почти не отличаются друг от друга, что неудивительно: за несколько сотых долей секунды заметные изменения на съемочной площадке просто не успевают произойти:

Поэтому первый, или ключевой, кадр мы сохраняем в полном объеме, а вот из следующего только то, что отличает его от первого:

Как правило, отличия очень невелики и составляют буквально несколько точек. Чтобы сохранить их, много места не нужно. Это называется «сохранение разности». Разумеется, при воспроизведении такого сжатого видео нам придется выполнить обратную операцию. Например, если видео сохранено «по разности», необходимо к первому кадру добавить несколько точек, чтобы получить второй кадр, и так далее. Оба эти процесса выполняются с помощью специального программного модуля, который называется кодек– сокращение от «кодировщик-декодировщик». Таких видеокодеков создано очень много, несколько сотен, и все они используют разные способы сжатия. В комплект операционной системы Windows входит очень небольшая их часть, около десятка. Но для просмотра конкретного видеофайла обязательно нужен именно тот кодек, который был использован при его сжатии. И, если нужного кодека на нашем компьютере нет, то никакого изображения мы на экране не увидим.

Одним из первых форматов, разработанных для нужд цифрового видео, был формат AVI (сокращение от Audio Video Interleaved). Файлы в таком формате легко узнать по характерному расширению AVI. Несмотря на множество недостатков и появление новых, более совершенных форматов, в сфере мультимедиа он и сейчас является базовым форматом для цифрового видео, то есть играет ту же роль, что и формат WAV для цифрового звука.

Необходимость устанавливать дополнительные кодеки все же сдерживает использование формата AVI. Его постепенно вытесняет более прогрессивный формат MPEG (сокращение от Motion Pictures Expert Group). Формат MPEG появился позже, чем AVI, и был изначально предназначен для максимального сжатия видео. В частности, его звуковая дорожка содержит уже сжатый звук, в формате MP3. Да и видеоданные он сжимает, в среднем, более эффективно, чем формат AVI. Но самое главное состоит в том, что воспроизведение MPEG не потребует от нас поиска подходящего видеокодека среди сотен других. Все, что может потребоваться для воспроизведения MPEG, уже имеется в нашей операционной системе Windows.