Kontener, format, kodek i kompresja – co warto o nich wiedzieć?

Świadome zarządzanie strumieniami danych

Współczesne aparaty i kamery są wyposażone w wysoce zaawansowane możliwości zapisu materiałów audiowizualnych, których poszczególne właściwości mają niebagatelne znaczenie w kontekście rejestracji ich określonej jakości, a także w sytuacji ich dalszego przetwarzania w czasie postprodukcji. 

Wśród najważniejszych terminów technicznych związanych z multimediami oraz sposobem ich zarządzania znajdują się takie hasła jak format, kontener, kodek i kompresja – zrozumienie ich właściwego znaczenia jest niezbędne w przypadku profesjonalnej produkcji filmowej, ale także w odniesieniu do wszystkich posiadaczy urządzeń filmujących, którzy pragną bardziej metodycznie zarządzać swoimi materiałami.

Jeżeli więc jesteś zainteresowany tym, jak maksymalnie zoptymalizować swoje działania w czasie nagrywania, montażu, czy też eksportu plików, ten artykuł jest właśnie dla Ciebie.

Kontener

Kontener to swoisty rodzaj „organizera" służącego do przechowywania oraz konfiguracji różnych typów danych, takich jak ścieżek wideo i audio, napisów oraz innych elementów; w przypadku filmu oraz jego metadanych będą to na przykład informacje o użytym przez autora sprzęcie – konkretny model aparatu, kamery, obiektywu – oraz takie niuanse jak klatkaż, rozdzielczość, bitrate czy też liczba kl./s.

W ramach określonego kontenera, wszystkie dane są ze sobą zsynchronizowane, a to oznacza, że mogą być one jednocześnie odtwarzane przez użytkownika; co ważne, każdy z kontenerów może być także opakowaniem dla różnych formatów plików. No właśnie – trzeba podkreślić, że kontenera nie należy mylić z pojęciem formatu pliku, ponieważ nie są to słowne zamienniki.

Bardzo często przypisuje się także plikowym rozszerzeniom – przykładowo widocznym w ich nazwach słowom .mp4, .avi lub .mkv – sygnalizację o tym, z jakim formatem pliku ma się do czynienia; w przypadku materiałów wideo sprawa jest jednak trochę bardziej skomplikowana. 

Rozszerzenie pliku filmowego wskazuje tylko i wyłącznie na rodzaj zastosowanego kontenera i nie ma związku z jego formatem, czy też użytym kodekiem. Niebawem powrócimy do tego tematu.

Przykładowe kontenery multimedialne:

• MP4 – najbardziej rozpowszechniony i uniwersalny, wspierany przez większość urządzeń i platform.
  
  
• AVI – starszy kontener o dużej kompatybilności, jednak mniej wydajny w kompresji danych.
  
  
• MKV (Matroska) – elastyczny kontener o wysokiej funkcjonalności, umożliwiający zapis wielu ścieżek audio i napisów.
  
  
• MXF – to profesjonalny kontener multimedialny opracowany z myślą o przemysłach filmowym, telewizyjnym i postprodukcyjnym.
  
  
• MOV – zaprojektowany przez Apple, popularny w edycji wideo i profesjonalnych produkcjach.

Kodek

Można go porównać do tłumacza, którego najważniejszym zadaniem jest przekształcanie zróżnicowanych danych – strumieni widea, audio, grafik oraz tekstów – poprzez procesy ich kodowania lub odkodowywania za pomocą specjalnych algorytmów lub oprogramowania. 

Dzięki kodekom pliki mogą być odpowiednio przechowywane, przesyłane, odtwarzane, a także edytowane; co ważne, każde przekształcenie danych ma również związek z ich określoną kompresją, czyli mniejszą lub większą redukcją zawartych w owym pliku informacji. 

W tym kontekście można wyróżnić następujące rodzaje kodeków:

• bezstratne – Intraframe – czyli takie, które przekształcają pliki bez jakiejkolwiek utraty informacji, oraz których oryginalne dane można w pełni odzyskać podczas dekompresji. W przypadku ścieżki wideo, zapisanej w bezstratnym kodeku, każda z jej pojedynczych klatek poddawana jest niezależnej kompresji All-Intra (one-frame-only), co skutkuje wysoką jakością pliku, ale także zwiększeniem się jego rozmiaru. 
  
  
• stratne – Interframe – kompresują dane poprzez usuwanie informacji, które są uznawane za mniej istotne, aby zmniejszyć rozmiar pliku. Materiały wideo zapisane w tym kodeku często wykorzystują kompresję międzyklatkową Long GOP (Group of Pictures), w której tylko wybrane klatki – tzw. klatki kluczowe – zawierają pełne dane, a pozostałe z nich są porównywane przez algorytm, który zapisuje różnice między nimi.

Najpopularniejsze kodeki wideo:

• H.264 (AVC) – standardowy kodek, używany w większości wideo na YouTube czy w transmisjach online. Charakteryzuje się dobrą jakością przy stosunkowo małym rozmiarze pliku.
  
  
• H.265 (HEVC) – nowsza wersja H.264, oferująca jeszcze lepszą jakość przy mniejszym rozmiarze pliku, ale wymaga więcej mocy obliczeniowej.
  
  
• VP9 – kodek rozwijany przez Google, stosowany głównie na YouTube w materiałach o wysokiej rozdzielczości.
  
  
• ProRes – to rodzina kodeków wideo opracowanych przez firmę Apple, która umożliwia pracę w wysokiej rozdzielczości, w tym 4K i 8K, przy minimalnej utracie jakości.
  
  
• DNxHD, DNxHR – to rodzaje profesjonalnych kodeków wideo opracowanych przez firmę Avid. Są powszechnie stosowane w branży filmowej i telewizyjnej.

Format

Jest to pewien standard zapisu informacji w odniesieniu do konkretnego pliku cyfrowego, który określa:

• rodzaj danych przechowywanych w pliku (czy to wideo, audio, grafika albo tekst)
  
  
• zapis i odczyt danych; jak te dane są zorganizowane i „czytane" przez oprogramowanie np. komputera 
  
  
• jakość zapisu, choć tutaj nie jest to jednoznaczne, ponieważ w ramach danego formatu możemy przykładowo zapisać wideo o różnej rozdzielczości lub stopniu kompresji
  
  

W kontekście plików wideo format stanowi jednak przede wszystkim połączenie dwóch poprzednich pojęć – kontenera oraz kodeku – które mogą tworzyć nieskończone wariacje formatów wideo przeznaczonych bezpośrednio do nagrywania lub odtwarzania strumienia danych.

To właśnie z tego powodu bazując tylko i wyłącznie na rozszerzeniu pliku nie ma się absolutnej pewności z jakim formatem filmowym ma się do czynienia i czy jego koder/dekoder będzie kompatybilny ze wszystkimi urządzeniami (komputerem, smartfonem) teoretycznie obsługującymi konkretne rozszerzenie.

Przykładowo formaty zastosowane w aparatach i kamerach Sony mogą używać dokładnie tego samego kontenera MXF – czyli rozszerzenia .mxf – które jednak kompletnie nie informuje o zastosowanej kompresji lub dekompresji pliku; format XAVC HS 4K potrzebuje kodeku H.265 (HEVC), natomiast XAVC-L kodeku H.264 (AVC); i może zdarzyć się sytuacja, w której dane urządzenie, teoretycznie radzące sobie z rozszerzeniem .mxf, w przypadku zastosowania różnych kodeków, zwyczajnie nie będzie w stanie ich rozkodować.

Jak te elementy ze sobą współpracują?

W ramach podsumowania tematu posłużymy się teraz prostym przykładem, który w jeszcze lepszy sposób wyeksponuje najważniejsze funkcje wszystkich czterech komponentów.

Wyobraź sobie sytuację, w której znajdujesz na strychu pudełko ze starymi kliszami filmowymi. Pudełko jest zatem Twoim kontenerem, zawierającym wspomnienia – film, ścieżkę dźwiękową oraz napisy.  Pudełko jest również podpisane, a dzięki temu wiesz, co konkretnie się w nim znajduje – to Twój format.

Co więcej, w pudełku znajdują się również klisze o zróżnicowanych wymiarach; duże taśmy w formacie 70 mm, średnie – 35 oraz 16 mm – a także te całkiem małe – 8 mm. Znalazłeś więc taśmy o różnym stopniu kompresji. Jednak żeby zobaczyć ich zawartość, musisz także zdecydować, na jakim urządzeniu będziesz chciał je obejrzeć – czy będzie to projektor albo inny nośnik? Każdy z nich będzie Twoim tłumaczem celuloidowego obrazu, a więc określonym kodekiem. 

Dlaczego zrozumienie tej prostej historii jest tak ważne? Ponieważ pozwoli Ci to na optymalizację przepływu pracy, zaoszczędzenie czasu, a także utrzymanie wysokiej jakości produkcji Twoich filmów.

Sprawdź nasze inne teksty w kategorii Poradników:

Flickering obrazu – czym jest i jak mu zapobiegać?

Rodzaje migawek w aparacie – jak działają i czym się charakteryzują?

Co to jest bokeh?

Grafika w banerze: cottonbro studio