You are here

Všeobecné informácie o audio a video formátoch

Audio a video sa vo verejnej správe používajú napríklad na audio a video záznamy (z rôznych rokovaní, tlačových besied, konferencií, verejných príhovorov a vyhlásení), na mediálne propagačné "šoty" a znelky, sprístupňovanie textového obsahu v audio podobe (audio knihy), inštruktážne videá, piesne (napríklad štátna hymna), filmy a podobne.

Zverejňovanie videa a audia na webových stránkach: Z hľadiska prístupnosti nie je vhodné vkladať do obsahu webstránky prehrávanie videa a audia priamym zobrazením (načítaním) v jednom konkrétnom prehrávači (programe), pokiaľ tento prehrávač nie je bez obmedzení dostupný pre rôzne platformy. V prípade nutnosti chrániť autorské a iné práva pri video a audio súboroch je vhodné zvážiť iné formy ochrany než sú rôzne patentované ochrany ako je DRM (Digital rights management), ktoré nepatria medzi otvorené štandardy. Takéto ochrany často znemožňujú prehrávanie obsahu na väčšine platforiem kvôli nedostupnosti kompatibiliných programov.

V prípade zverejňovania video súborov pri ktorých nie je nutné zachovať orginálnu kvalitu obrazu na webových stránkach, je vhodné z videa obsahujúceho prekladané polsnímky tieto polsnímky odflitrovať, pretože pri prezeraní videa s pomocou počítača narušujú kvalitu obrazu.

Kontajnerové formáty predstavujú "obal" pre rôzne typy obsahu. Kontajnerové formáty audio a video súborov sú také formáty, ktoré v sebe dokážu uchovávať rôzne formáty audia a videa a ďalšie dodatočné informácie. Kontajnerové formáty audio a video súborov môžu obsahovať rôzne kombinácie obsahu - iba video, iba audio alebo video a audio súčasne, ale napríklad aj titulky a iný obsah.

To znamená, že kontajnerový formát OGG (.ogg, .ogv, .oga, .ogx) môže napríklad obsahovať audio v kompresnom formáte Vorbis a video v kompresnom formáte Theora (ale aj v ďalších formátoch). Podobne môže kontajnerový formát MP4 (MPEG-4 part 14) (.mp4, .m4a, ...) napríklad obsahovať audio v kompresnom formáte MP3 (MPEG-1/MPEG-2 part 3 layer III) alebo AAC (MPEG-4 part 3 subpart 4) a video v kompresnom formáte H.264 alebo MPEG-4 part 2. Kontajnerový formát MPEG program stream (MPEG-PS) (.mpg, .mpeg, ...) môže napríklad obsahovať audio v kompresnom formáte MP2 (MPEG-1 part 3 layer II) a video v kompresnom formáte MPEG-1 alebo MPEG-2. Uvedené príklady sú však len ilustračné a nepopisujú všetky možné kombinácie. Neštandardné kombinácie obsahu v kontajneroch však môžu obmedziť ich prístupnosť pre prijímateľa.

Moderné kontajnerové audio a video formáty sú obvykle vhodné pre ukladanie na rôznych médiách a v počítačoch, avšak zároveň sú vhodné aj pre streamovanie cez sieť alebo cez internet. Formáty pre audio a video sa preto v značnej miere zhodujú s formátmi pre audio a video streaming.

Existuje množstvo rôznych kontajnerových formátov, avšak len niektoré z nich umožňujú prehrávanie ich obsahu na rôznych hardwarových a softwarových platformách. Kontajnerový formát je preto veľmi dôležitý z hľadiska prístupnosti obsahu a je preto dôležité používať otvorené formáty uvedené vo Výnose o štandardoch.

Príklady programov na identifikovanie kontajnerových formátov, audio formátov a video formátov:

Názov

Dodávateľ

Platforma

Dostupnosť

MediaInfo

otvorený SW

MS Windows, Mac OS, GNU/Linux

zdarma

Bezstratové formáty audia a videa: Niektoré formáty umožňujú uchovávanie audia a videa (v kontajneroch alebo mimo nich) aj bez kompresie, prípadne s bezstratovou kompresiou. Vďaka tomu je možné uchovávať audio alebo video v pôvodnej kvalite bez jej zníženia. Takéto záznamy však mávajú obrovskú dátovú veľkosť. Nie sú preto obvykle vhodné na odosielanie a zverejňovanie cez internet. Výnos o štandardoch však zatiaľ definuje takmer výlučne len formáty so stratovou kompresiou. Bezstratová kompresia pre audio je síce definovaná v rámci štandardov MPEG-4 DST (Direct Stream Transform) z roku 2005, MPEG-4 ALS (Audio Lossless Coding) a MPEG-4 SLS (Scalable Lossless Coding) vydaných v roku 2006, avšak tieto formáty sa v praxi takmer vôbec nepoužívajú a nie sú podporované. V praxi sú už dlhodobo rozšírené a podporované úplne iné bezstratové audio kompresie, ako napríklad FLAC. Podobne MPEG-4 Part 10 od roku 2007 umožňuje okrem stratovej použiť aj bezstratovú kompresiu videa, ale táto funkčnosť štandardne nie je podporovaná. Podľa Výnosu o štandardoch teda prijímanie a čítanie audio a video formátov bez kompresie alebo s bezstratovou kompresiou pravdepodobne nie je povinné. Pri odosielaní alebo zverejňovaní takýchto "bezstratových formátov" však platí povinnosť zároveň odoslať/zverejniť aj jeden z povinných stratových formátov. Audio bez kompresie vo formáte LPCM (Linear PCM) je napríklad používané pri štandardnom formáte Audio CD (známom aj ako "hudobné CD" - medzinárodný štandard IEC 60908). V nekomprimovanom formáte LPCM sa obvykle audio ukladá do počítača v kontajnerových audio súboroch ako AU, AIFF, WAV alebo bez kontajnera ako RAW PCM. (Poznámka: Existujú rôzne varianty PCM, pričom môžu byť bezstratové a aj stratové, komprimované aj nekomprimované. LPCM formát je nekomprimovaný a štandardne používaný na bezstratové uchovávanie audia. Formát G.711 je príklad stratového audia vo formáte PCM.) Niekedy sa používa aj s MPEG-2 videom na DVD-Video a tiež s videom na Blu-ray. (Bez kompresie môže mať 1 minúta videa napríklad viac ako 1500MB a 1 minúta audia 10MB, s bezstratovou kompresiou môže mať 1 minúta videa napríklad 500MB a 1 minúta audia 6MB. Pri kompresiách používaných na DVD-Video máva 1 minúta videa napríklad viac ako 30MB a 1 minúta audia napríklad 3MB. Pri kompresiách používaných na streaming cez internet môže mať 1 minúta videa spolu s audiom aj menej ako 1MB.)

Štandardy pre video: Z dôvodu kompatibility a možnosti ďalšieho použitia alebo spracovania videa je vhodné dodržiavať existujúce štandardy pre video, ktorými sú napríklad:
- Rozmery obrazu predpísané štandardami ako PAL, NTSC (používaný najmä na americkom kontinente), CIF a inými - v závislosti od účelu použitia.
- Frekvencia snímkov za sekundu (frame rate / fps) definovaná v štandardoch PAL, NTSC alebo v ďalších špecifických formátoch.
- Obmedzenia pre formáty a nastavenia kompresných formátov, ako aj pre dátové toky definované v štandardoch ako napríklad Video CD, DVD-Video, DVB a podobne.

Prehrávanie audia a videa v počítači: Pri programoch na prehrávanie audia a videa sa často uvádza potreba inštalácie "kodekov, DirectShow filtrov, splitterov, komponentov, doplnkov, špeciálnych prehrávačov" a podobne. Prečo?
Programy na prehrávanie multimédií obvykle využívajú takzvanú "multimediálnu štruktúru" (framework) operačného systému, alebo (aj) svoju vlastnú. Takéto "multimediálne štruktúry" obsahujú určitú sadu "filtrov", kodekov a protokolov, ktoré umožňujú vytvárať a prehrávať niektoré multimediálne formáty. Podporu pre rôzne formáty je obvykle možné do "multimediálnej štruktúry" variabilne pridávať. Pokiaľ program na prehrávanie multimédií nedokáže nejaký typ súboru prehrať, často stačí do "multimediálnej štruktúry" využívanej týmto prehrávačom pridať (nainštalovať) doplnok obsahujúci chýbajúce filtre alebo kodeky. Nie vždy je to však možné, pretože potrebný doplnok nemusí byť dostupný pre každú "multimediálnu štruktúru" a väčšina prehrávačov podporuje len niektoré formáty súborov. V niektorých prípadoch preto môže byť potrebný špeciálny prehrávač podporujúci špecifické funkčnosti formátu súboru.
Na prehratie kontajnerového súboru je potrebný špeciálny "filter" pre kontajnerový formát a tiež "dekódery" pre audio a video formáty. (Čiže na prehratie MP4 video súboru s obsahom H.264 videa a AAC audia nestačí len dekóder pre formát H.264 a ďalší dekóder pre AAC audio, ale je nutný aj "filter" (demuxer/splitter/parser) pre samotný kontajnerový formát MP4.)

"Multimediálna štruktúra" pre narábanie s multimediálnymi formátmi je obvykle súčasťou moderných desktopových operačných systémov. V Microsoft Windows to je štandardne DirectShow, prípadne Video for Windows (VfW) alebo Media Foundation, v Apple Mac OS X to je štandardne QuickTime a v GNU/Linux sa využíva napríklad multiplatformový GStreamer, Xine, FFmpeg, či prípadne ďalšie. Prehrávače môžu využívať multimediálnu štruktúru operačného systému a jej filtre/kodeky, ale môžu využívať aj svoju vlastnú multimediálnu štruktúru s vlastnými filtrami/kodekmi. Aj vďaka tomu sa jednotlivé programy často líšia v schopnosti prehrávať jednotlivé formáty. Filtre, kodeky a rôzne doplnky používané v jednotlivých multimediálnych štruktúrach sú často neprenosné a musia existovať pre každú z nich zvlášť. Čiže filter pre DirectShow nie je priamo použiteľný pre QuickTime alebo pre GStreamer či FFmpeg a podobne to platí aj opačne.

Napríklad multiplatformové programy VLC Media Player a MPlayer používajú vlastné filtre/kodeky podporujúce veľkú väčšinu existujúcich formátov a preto nepotrebujú a ani nevyužívajú filtre/kodeky operačného systému. Podobne QuickTime Player v MS Windows používa len vlastné filtre/kodeky a inštalácia DirectShow filtrov alebo VfW kodekov naňho nemá vplyv. QuickTime totiž pre rozšírenie podpory formátov (napr. o MPEG-2) vyžaduje špeciálny doplnok (komponent) funkčný len v multimediálnej štruktúre QuickTime. Ďalšie prehrávače používajú časť filtrov/kodekov z multimediálnej štruktúry operačného systému a časť "svojich" (ako napríklad Media Player Classic, RealPlayer alebo Winamp v MS Windows, ktoré čiastočne využívajú DirectShow filtre - najmä pre video). Niektoré prehrávače používajú len multimediálnu štruktúru operačného systému, ktorá obvykle obsahuje len niektoré základné filtre/kodeky a preto sú pri väčšine formátov plne závislé od dodatočnej inštalácie filtrov/kodekov (napr. Windows Media Player).

Kodek (kóder-dekóder) sa štandardne používa na označenie programu, ktorý dokáže kódovať a dekódovať určitý formát dát alebo signálov. Pre jednotlivé formáty audia a videa obvykle existuje viacero "kodekov" od viacerých výrobcov a s rôznymi názvami. Kodeky dodržujúce jeden konkrétny štandard sa obvykle líšia kvalitou výsledného audia alebo videa a tiež podporou pre niektoré špecifické vlastnosti štandardu. Nie vždy je však kóder a dekóder jeden program a nie vždy je nutné používať oba. Na prehrávanie postačuje dekóder, pričom na vytváranie súborov je potrebný kóder. Napríklad na vytváranie a prehrávanie videa vo formáte MPEG-4 Part 2 sa používajú kodeky XviD, DivX, 3ivX, FFmpeg a ďalšie. Na vytváranie videa vo formáte H.264 sa môže používať napríklad kóder x264 a na prehrávanie napríklad FFmpeg (libavcodec) a podobne.

Označenie filter sa v súvislosti s videom a audiom niekedy používa na označenie kodeku, avšak obvykle je myslené v širšom zmysle ako jeden z krokov počas spracovania dát (audia a videa). Filter môže napríklad vkladať do obrazu videa titulky, znižovať šum, odstraňovať polsnímky, meniť rozmery obrazu, upravovať farebnosť a podobne. Označenia "demuxer" (demultiplexer), či prípadne "splitter" alebo "parser" sa obvykle používajú pre program alebo doplnok potrebný na prehrávanie alebo "rozbalenie" obsahu kontajnerového formátu. Nejde o dekóder, pretože zabezpečuje len "rozbalenie" obsahu kontajneru, čiže rozdelenie základných streamov (audio, video, titulky ...), ktoré sú potom pri prehrávaní dodané jednotlivým dekóderom. Bez takéhoto "rozdeľovača" obvykle nie je možné prehrávať obsah kontajneru, a to ani v prípade, že dekódery pre samotné audio a video formáty má prehrávač k dispozícii.

Doplnky pre multimediálne štruktúry: Filtre, "rozdeľovače", kódery a dekódery môžu byť napríklad aj doplnkom alebo súčasťou konkrétneho počítačového programu určeného na upravovanie audia alebo videa. Častejšie však majú podobu doplnkov pre jednotlivé "multimediálne štruktúry", ktoré sú potom využívané niektorými programami na vytváranie a upravovanie videa/audia a tiež prehrávačmi. Ich inštalácia je obvykle veľmi jednoduchá, avšak vyžaduje administrátorské práva. V MS Windows sa takéto doplnky označujú napríklad ako DirectShow filter, Video for Windows codec, Audio compression manager (ACM) codec a podobne. V Apple Mac OS X sa označujú napríklad ako QuickTime component alebo plugin (doplnok). V prípade GStreamer sa tiež označujú ako component alebo plugin. Výnimkou v jednoduchosti inštalácie doplnkov je trochu FFmpeg, pre ktorý však doplnky obvykle nie je potrebné pridávať kvôli už obsiahnutej veľmi širokej podpore multimédií. Je to však možné s pomocou knižníc (library) a opätovným vytvorením "rozšíreného" spustiteľného programu zo zdrojových kódov.