Wenn Ihnen der Titel dieses Artikels nicht schon Kopfschmerzen bereitet, dann tut es der Rest auf jeden Fall. Nun^(Well) , ich hoffe, ich kann es auf eine Weise erklären, die für die nicht-technische Person sinnvoll ist. Ich schreibe diesen Artikel über Video-/Audio-Codecs, weil ich verwirrt war, als ich eines Tages versuchte, es einem Freund zu erklären.

Was genau ist ein Codec? Ich weiß, dass Sie sie brauchen, um hier und da einen Film zu spielen, aber was zum Teufel ist das wirklich? Was mich wirklich verwirrt hat, waren all die Begriffe, von denen ich gehört, aber nie wirklich verstanden habe: H.264 , DivX , MP4 , AVI , MPEG-2 , AVCHD , AAC , OGG , MKV , etc, etc. Waren das alles Codecs? Nach viel Lesen und Lernen wurde mir klar, dass die Welt der Audio- und Videocodecs und Containerformate sehr verwirrend ist. Eigentlich kannte ich nicht einmal den Unterschied zwischen einem Codec und einem Containerformat, bis ich anfing zu recherchieren.

Ich werde nicht sehr ins Detail gehen, nur weil das Thema sehr schnell sehr knapp wird. Interessiert es Sie wirklich, wenn 1 Stunde unkomprimiertes RAW -Video mit 1080p und 60 Bildern pro Sekunde fast 500 GB Speicherplatz verschlingt? Wahrscheinlich nicht.

Was ist ein Codec?

Was genau ist ein Codec und was macht er? Vereinfacht ausgedrückt ist ein Codec ein Encoder/Decoder oder in seiner ursprünglichen Form ein Kompressor (co) – Dekompressor (dec). Das ist also genau das, was ein Codec tut: Er nimmt eine digitale Datei und komprimiert (oder codiert sie) zum Speichern und dekomprimiert (oder decodiert sie) zum Anzeigen oder Transcodieren. Ich werde Ihnen etwas später sagen, was Transkodierung ist, lassen Sie uns nicht so früh verwirren.

Es ist wichtig zu verstehen, dass ein Codec so etwas wie eine Spezifikation dafür ist, wie der Bitstream aussehen soll. Was ist ein Bitstream? Um nicht sehr technisch zu werden, so sollte die Folge von Bytes für diesen bestimmten Codec arrangiert werden. Jeder Codec hat einen bestimmten Satz von Richtlinien. Zum Beispiel kann es die Breite, Höhe, das Seitenverhältnis usw. angeben. Sehen Sie sich diese Seite an, aber lesen Sie nicht zu viel, sonst tut Ihnen der Kopf weh:

http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/Multimedia/node262.html

Da es sich um eine Spezifikation handelt, gibt es viele Möglichkeiten, Daten in dieses Format zu konvertieren. Daher^(Hence) kann es viele Encoder für einen Codec geben. Ich werde mehr über Encoder im Abschnitt „Beliebte Codecs^{(Popular Codecs)} “ weiter unten erklären.

Warum brauchen wir überhaupt diese ganze Komprimierung und Dekomprimierung? Nun^(Well) , wie ich oben erwähnt habe, ist eine unkomprimierte RAW -1080p-Datei für nur eine Stunde fast satte 500 GB groß. Sie würden Ihr eigenes Rechenzentrum benötigen, um alle Ihre Familienvideos zu speichern, wenn alles in diesem Format aufgezeichnet würde. Hier kommen Kompressionen ins Spiel. Es gibt verschiedene Arten der Komprimierung, die sich in verschiedenen Arten von Codecs niederschlagen. Was sind einige beliebte Codecs?

Beliebte Codecs

H.264  (MPEG-4 Part 10 AVC) – Dies ist offiziell auch als MPEG-4 Part 10 bekannt , aber H.264 ist das, was Sie normalerweise hören. Ja, es gibt auch mehrere Namen für dasselbe. H.264 ist bei weitem das beliebteste Format zum Kodieren von Videos. H.264 bietet das Beste aus allen Welten: kleinere Dateigrößen bei höherer Qualität.

Denken Sie noch einmal^(Again) daran, dass H.264 nur der Codec ist, Sie werden keine Dateien mit der Erweiterung .h264 finden. Dafür gibt es Containerformate, die ich im folgenden Abschnitt erläutern werde. Dieser Codec wird überall verwendet, von Smartphones über digitale Camcorder bis hin zu Blu-ray- Discs. Es wird heute auch für die Bereitstellung vieler Webvideos verwendet, da es Ihnen eine hervorragende Bildqualität mit einem hohen Komprimierungsverhältnis und einer niedrigen Bitrate bietet, was eine geringere Belastung der Streaming-Server bedeutet.

Es wird auch stark unterstützt und wird wahrscheinlich für lange Zeit der beliebteste Codec sein. Es wird von Apple , YouTube , HTML 5 und sogar von Adobe Flash unterstützt .

Der einzige Nachteil von H.264 ist, dass seine Komprimierungsalgorithmen so gut sind, dass es viel langsamer ist, ein Video in dieses Format zu codieren. Sie werden mehr darüber erfahren, wenn wir weiter unten über die Transcodierung sprechen.

Wie ich oben erwähnt hatte, gibt es mehrere Encoder für einen einzelnen Codec. Für den H.264- Codec ist einer der beliebtesten Encoder x264 von VideoLAN , denselben Leuten, die VLC Media Player erstellen . x264 ist kostenlos und Open Source, aber es gibt auch viele kommerzielle H.264 - Encoder. Es spielt keine Rolle, wie der Videostream in dieses Format konvertiert wird, jeder H.264 - Decoder (wie VLC ) kann die Datei anzeigen.

MPEG-2 – Sie haben noch eine große DVD - Sammlung? Das alles geschieht mit dem MPEG-2- Codec. Es ist ziemlich alt, aber sehr verbreitet. Der andere Ort, an dem Sie die MPEG-2- Komprimierung finden, ist, wenn Sie sich diese HD-Kanäle ansehen, die drahtlos übertragen werden. Das ist alles MPEG-2- Komprimierung. Interessantes zu wissen, oder?

Da der Algorithmus für die Komprimierung mit MPEG-2 H.264 weit unterlegen ist , hat es den Vorteil, dass es viel schneller zu codieren ist. Für Web-Streaming hat es jedoch nie funktioniert, da bei einer niedrigeren Bitrate die Qualität schnell einbrechen würde und Sie am Ende ein verpixeltes Video erhalten würden. Aus diesem Grund haben sie MPEG-4 Part 2 entwickelt .

MPEG-4 Teil 2^{(MPEG-4 Part 2)} – Sie erinnern sich wahrscheinlich an die Zeit, als alles über DivX und Xvid sprach, richtig? Das waren Encoder für das Format MPEG-4 Part 2 , auch bekannt als ^{(MPEG-4 Part 2)}H.263 . Viele Filme, die Sie damals heruntergeladen haben, wurden mit diesem Codec komprimiert, weil er Ihnen eine gute Dateigröße und eine angemessene Qualität bescherte. Das einzige große Problem ist jedoch, dass hochauflösende Inhalte immer noch in Bezug auf die Bildqualität gelitten haben und hier hat H.264 , das ich oben erwähnt habe, übernommen.

Windows Media Video – Dies ist im Grunde die Microsoft -Version der MPEG-4- Codecs. WMV 7 wurde 1999 eingeführt und war eine Kopie von MPEG-4 Part 2 . Später kamen WMV 8 und 9, gefolgt von VC-1 , einem Codec, der hauptsächlich MPEG-4 Teil 10^{(MPEG-4 Part 10)} kopiert und derzeit auch in Blu-ray- Discs verwendet wird. Die einzigen anderen Orte, an denen Sie WMV und VC-1 sehen , befinden sich hauptsächlich in Microsoft - bezogenen Produkten wie Windows Movie Maker , Silverlight , HD DVD und Microsoft Expression Encoder usw.

Dies sind nur die beliebten Video-Codecs, Sie haben auch Ihre Audio-Codecs, die ins Spiel kommen, wenn wir weiter unten über Container sprechen. Zu den beliebten Audio-Codecs gehören FLAC , AC3 , Dolby Digital Plus , DTS-HD , ALAC usw. Wie bei Video haben Audio-Codecs ihre eigenen Containerformate wie AIFF , WAV usw.

Dies sind keineswegs alle Codecs da draußen, es ist nur eine Liste mit einigen der beliebtesten. Lassen Sie uns nun über Containerformate sprechen.

Containerformate

Wenn Sie eine Datei in Windows Media Player oder VLC oder Quicktime oder einem beliebigen Mediaplayer Ihrer Wahl abspielen, öffnen Sie normalerweise ein Containerformat. Ein Containerformat oder Wrapper ist im Grunde ein Paket aus einem oder mehreren Codecs, Video oder Audio oder beidem. Ein Container wird verwendet, um Audio zusammen mit Video hinzuzufügen und sicherzustellen, dass Audio und Video perfekt synchronisiert sind. Der Container enthält auch andere Informationen, die von einem Streaming-Server oder dem Mediaplayer benötigt werden. Die Video- und Audio-Bitstreams werden einfach in einen anderen Bitstream verpackt.

In Containerformaten^(Container) sehen Sie die gemeinsamen Dateierweiterungen, die wir alle auch verwenden, wie MP4 , MOV , WMV , AVI usw. Lassen Sie uns einige der häufigsten Container durchgehen:

MP4 – Sie haben wahrscheinlich einen Song heruntergeladen, der eine .MP4-Erweiterung hatte, die ein Wrapper für viele Video- und Audio-Codecs ist. Am häufigsten wird es verwendet, um H.264 -Video und AAC - codiertes Audio zu umschließen. Es unterstützt auch MPEG-4 Part 2 und MPEG-2 -Videocodecs. Audio kann auch mit anderen Codecs als AAC codiert werden .

AVI – Dies ist ein Microsoft -Containerformat aus dem Jahr 1992. Es war zu meiner Zeit sehr beliebt und ist immer noch ziemlich weit verbreitet. Wenn Sie codieren, sollten Sie niemals das AVI -Containerformat mehr verwenden. Erstens werden neuere Codecs wie H.264^(H.264) nicht unterstützt . Es hat auch ein paar andere große Probleme, weshalb es nicht mehr verwendet wird.

ASF – Das Advanced Systems Format von Microsoft verwendet normalerweise nicht die . ASF -Dateierweiterung. Stattdessen sehen Sie, dass die meisten ASF -Container .WMA oder .WMV verwenden. Sie werden diese Dateien überall sehen, wenn Sie alle Microsoft- Produkte verwenden. Sobald Sie die Microsoft -Welt verlassen, werden Sie auf Probleme beim Abspielen der Dateien stoßen, insbesondere wenn Sie den H.264 - Codec verwenden.

AVCHD – AVCHD ist das gebräuchlichste Containerformat für HD-Camcorder. Das Video wird normalerweise H.264 mit AC3 ( Dolby Digital ) Audio oder Linear PCM sein .

MKV – Laden^(Download) Sie in letzter Zeit einen Film herunter? Es ist wahrscheinlich im MKV - Containerformat, das H.264 -Videodateien enthält. Nicht wenige Tools unterstützen MKV wie Boxee , PS3 Media Server , XMBC , VLC usw., aber es wird noch nicht so weit unterstützt wie andere Containerformate.

FLV – Dies ist Adobe Flash , das viele verschiedene Codecs unterstützt, am häufigsten sind H.264 und AAC . Flash -Video ist eine der beliebtesten Arten, wie Videos über das Internet gestreamt werden . Es verliert an Boden aufgrund von HTML 5 und der Tatsache, dass Apple Flash auf keinem seiner iDevices laufen lässt, aber es ist immer noch sehr verbreitet.

Es gibt andere Containerformate wie das QuickTime-Dateiformat^{(QuickTime File Format)} , OGG , WebM usw., aber Sie haben jetzt ein gewisses Bild.

Transcodierung

Das Letzte, was Sie bei all dem verstehen müssen, ist, dass Sie wahrscheinlich das AVCHD -Video, das Sie von Ihrem Camcorder heruntergeladen haben, in ein anderes Format konvertieren müssen, das Sie dann in iTunes importieren und auf Ihrem iPhone abspielen können. Da es so viele Codecs und Containerformate gibt und jedes Containerformat unterschiedliche Kombinationen von Video- und Audio-Codecs haben kann, benötigen Sie einen Transcoder, um den gewünschten Dateityp für Ihr spezielles Gerät zu erhalten.

Es gibt viele Transcoder, auch Videokonverter genannt: HandBrake , FFmpeg , SUPER , VirtualDub usw. Einige sind kostenpflichtig und einige sind kostenlose Open-Source-Tools. Einige Tools, wie HandBrake , bieten Ihnen Voreinstellungen, sodass Sie einfach Ihre Quelldatei auswählen und ein Ausgabeformat wie iPod oder iPhone auswählen und auf Start klicken können . Es wählt alle Einstellungen, Container, Codecs usw. für Sie aus. Nachdem Sie diesen Beitrag gelesen haben, verstehen Sie jedoch hoffentlich ein wenig mehr und können Videos zwischen Formaten konvertieren und den zugrunde liegenden Prozess ein wenig besser verstehen. Genießen!

OTT Guide to Codecs, Container Formats and Transcoding

If thе title of this article doesn’t already make your head hurt, then the rest of it definitely will. Well, hopefully I can explain it in a way that makes sеnѕe to the non-technical pеrsоn. I am writing thiѕ artіcle aboυt video/аudio codecs becauseI found myself confused when trying to explain it to а friend one day.

What exactly is a codec? I know you need them to play a movie here and there, but what the heck is it really? What really confused me were all the terms I’ve heard of, but never really understood: H.264, DivX, MP4, AVI, MPEG-2, AVCHD, AAC, OGG, MKV, etc, etc. Were these all codecs? After much reading and learning, I realized that the world of audio and video codecs and container formats is very confusing. Actually, I really didn’t even know the difference between a codec and a container format until I started researching.

I won’t be going into much detail, just because the topic starts to become very terse very fast. Do you really care if 1 hour of RAW uncompressed 1080p 60 frames per second video eats up almost 500 GB of storage space? Probably not.

What is a Codec?

So what exactly is a codec and what does it do? In the most simple terms possible, a codec is an encoder/decoder or, in it’s original form, a compressor (co) – decompressor (dec). So that is exactly what a codec does: it takes a digital file and compresses it (or encodes it) for storage and decompresses it (or decodes it) for viewing or transcoding. I’ll tell you what transcoding is a little bit later on, let’s not confuse ourselves this early on.

The important thing to understand is that a codec is kind of like a specification of how the bitstream should look. What is a bitstream? To not get very technical, it’s how the sequence of bytes should be arranged for that particular codec. Each codec has a specific set of guidelines. For example, it can specify the width, height, aspect ratio, etc. Check out this page, but don’t read too much or your head will hurt:

http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/Multimedia/node262.html

Because it’s a specification, there can me many ways to convert data into that format. Hence, there can be many encoders for one codec. I’ll explain more about encoders in the Popular Codecs section below.

So why do we even need all this compression and decompression? Well like I mentioned above, a RAW uncompressed 1080p file is almost a whopping 500GB for just one hour. You would need your own data center to store all your family videos if everything was recorded in that format. That’s where compressions comes into play. There are different types of compression, which translates into different types of codecs. So what are some popular codecs?

Popular Codecs

H.264 (MPEG-4 Part 10 AVC) – This is also officially known as MPEG-4 Part 10, but H.264 is what you commonly hear. Yes, there are also multiple names for the same thing. H.264 is by far the most popular format for encoding videos. H.264 offers the best of all worlds: smaller file sizes with higher quality.

Again, remember, H.264 is just the codec, you won’t find any files with .h264 extensions. That’s what container formats are for, which I’ll explain in the section below. This codec is used all over the place from smartphones to digital camcorders to Blu-ray discs. It’s also used for delivering a lot of web video today because of it’s ability to give you great image quality with a high compression ratio and a low bit rate, meaning less strain on streaming servers.

It’s also highly supported and probably will be the most popular codec for a long time to come. It’s supported by Apple, YouTube, HTML 5, and even in Adobe Flash.

The only downside to H.264 is that it’s algorithms for compression are so good, it’s a lot slower to encode a video into this format. You’ll find out more about that when we talk about transcoding down below.

As I had mentioned above, there are multiple encoders for a single codec. For the H.264 codec, one of the most popular encoders is x264 from VideoLAN, the same people who create VLC Media Player. x264 is free and open-source, but there are many commercial H.264 encoders also. It doesn’t matter how the video stream gets converted into this format, any H.264 decoder (like VLC) will be able to view the file.

MPEG-2 – Still have a large DVD collection? That’s all done using the MPEG-2 codec. It’s pretty old, but very common. The other place where you find MPEG-2 compression is when you watch those HD channels broadcast over-the-air. That’s all MPEG-2 compression. Interesting stuff to know, right?

Since the algorithm for compression using MPEG-2 is vastly inferior to H.264, it’s got the advantage of being a lot faster to encode. However, it never worked for web streaming because at a lower bitrate, the quality would quickly nosedive and you’d end up with pixelated video. That’s why they came up with MPEG-4 Part 2.

MPEG-4 Part 2 – You probably remember the days when everything talked about DivX and Xvid right? Those were encoders for the MPEG-4 Part 2 format, aka H.263. A lot of movies that you downloaded back in the day were compressed using this codec because it gave you a good file size and maintained reasonable quality. However, the only major problem is that high-definition content still suffered in terms of image quality and that’s where H.264 that I mentioned above took over.

Windows Media Video – This is basically Microsoft’s version of the MPEG-4 codecs. WMV 7 was introduced in 1999 and was a copy of MPEG-4 Part 2. Later on, WMV 8 and 9 came, followed by VC-1, a codec that mostly copies MPEG-4 Part 10 and is currently used in Blu-ray discs too. The only other places you see WMV and VC-1 are mostly in Microsoft related products like Windows Movie Maker, Silverlight, HD DVD and Microsoft Expression Encoder, etc.

These are just the popular video codecs, you also have your audio codecs, which come into play when we talk about containers below. Popular audio codecs include FLAC, AC3, Dolby Digital Plus, DTS-HD, ALAC, etc. As with video, audio codecs have their own container formats like AIFF, WAV, etc.

These are not by any means all the codecs out there, it’s just a list of some of the most popular ones. Now let’s talk about container formats.

Container Formats

When you play a file in Windows Media Player or VLC or Quicktime or whatever your media player of choice, you’re usually opening a container format. A container format or wrapper is basically package of one or more codecs, video or audio or both. A container is used to add audio along with video and to make sure the audio and video are synchronized perfectly. The container will also contain other information needed by a streaming server or by the media player. The video and audio bitstreams are just wrapped in another bitstream.

Container formats are where you see the common file extensions we are all used too like MP4, MOV, WMV, AVI, etc. Let’s go through some of the most common containers:

MP4 – You’ve probably downloaded a song that had an .MP4 extension, which is a wrapper for an many video and audio codecs. Most commonly, it’s used to wrap H.264 video and AAC encoded audio. It also supports MPEG-4 Part 2 and MPEG-2 video codecs also. Also, audio can be encoded using other codecs other than AAC.

AVI – This is a Microsoft container format from 1992. It was very popular back in my day and it’s still around quite a bit. If you do any encoding, you should never use the AVI container format anymore. Firstly, it doesn’t support newer codecs like H.264. It also has a few other major problems which is why it’s not used anymore.

ASF – The Advanced Systems Format by Microsoft don’t normally use the .ASF file extension. Instead you’ll see most ASF containers use .WMA or .WMV. You’ll see these files around if you’re using all Microsoft products. Once you leave the Microsoft world, you’ll run into issues playing back the files, especially if you use the H.264 codec.

AVCHD – AVCHD is the most common container format for HD camcorders. The video is normally going to be H.264 with AC3 (Dolby Digital) audio or Linear PCM.

MKV – Download a movie lately? It’s probably in the MKV container format, which houses H.264 video files. Quite a few tools support MKV like Boxee, PS3 Media Server, XMBC, VLC, etc, but it’s not as widely supported as other container formats just yet.

FLV – This is Adobe Flash, which supports many different codecs, most common being H.264 and AAC. Flash video is one of the most popular ways videos are streamed over the Internet. It’s losing ground because of HTML 5 and the fact that Apple won’t let flash run on any of it’s iDevice’s, but it’s still very common.

There are other container formats like the QuickTime File Format, OGG, WebM, etc, but you kind of get the picture now.

Transcoding

The last thing to understand about all this is that you probably will have to convert that AVCHD video you downloaded from your camcorder to a different format that you can then import into iTunes and play on your iPhone. Since there are so many codecs and container formats and each container format can have different combinations of video and audio codecs, you need a transcoder to get you the type of file you want for your particular device.

There are many transcoders aka video converters out there: HandBrake, FFmpeg, SUPER, VirtualDub, etc. Some are paid and some are free open-source tools. Some tools, like HandBrake, give you presets so you can simply choose your source file and pick an output format like iPod or iPhone and click Start. It’ll choose all the settings, container, codec, etc for you. However, hopefully after reading this post, you now understand a little bit more and can go about converting videos between formats and understand the underlying process a little better. Enjoy!

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