reklama

HD video vládne internetu

Před deseti lety jste se mohli seznámit s prvními filmy na CD v kodeku DivX ;-), dnes si můžete několik hodin od vysílání bleskově stáhnout aktuální díl seriálu ve vysokém rozlišení.

Tento článek najdete v rozšířené podobě v časopisu Computer 22/09, který vyšel 19. listopadu letošního roku. Najdete tu také článek o spotřebních kamerách, které zvládnou záznam do HD formátu, a také návod, jak do HD filmu vložit českou audiostopu.

Ono to na první pohled možná není až tak vidět, ale i když nepoužíváte Open Source operační systém a nejste zvyklí šťourat se ve zdrojových kódech, právě zpracování videa na počítačích je oblastí, do které Open Source pronikl nejúspěšněji. Počátky byly, jak už to bývá, spíše hackerské. V roce 1998 byl uveden standard MPEG-4 nabízející výrazně lepší kompresi než v té době díky DVD převažující MPEG-2. MPEG-4 původně směřoval spíše na malé displeje a nízké datové toky v internetu. Postupnou evolucí se ale z MPEG-4 stal nakonec hlavní formát moderního videa.

První DivX ;-) (opravdu je ten smajlík součástí názvu) vznikl hacknutím MPEG-4v3 kodeku Microsoftu. Ten totiž uměl ukládat jen do formátu ASF a Jerome Rota jej upravil pro podporu AVI. Dnes je tato raná verze označována jako DivX 3.11, a už řadu let se vůbec nepoužívá. Kvůli ne zrovna košer původu se v roce 2000 začalo pracovat na „čistém“ DivX kodeku a vývoj probíhal ze začátku v rámci Open Source. A tehdy došlo i k dalšímu historicky důležitému okamžiku, v roce 2001 se totiž kód DivX uzavřel a naštvaná Open Source komunita pokračovala ve vlastním vývoji, čímž vznikl XviD. DivX i XviD jsou z pohledu uživatele zcela zaměnitelné kodeky. Přehrajete oba dva, XviD má navíc jen některá rozšíření, kterými DivX nevládne. V praxi se ale příliš nepoužívají kvůli kompatibilitě s přehrávači. XviD je však populárnější – je zdarma i v plné verzi a může být součástí zdarma dostupných programů pro konverzi videa.

Když AVI umíralo

Příchod videa ve vysokém rozlišení ať z televizního vysílání nebo Blu-ray a HD DVD disků však přinesl nutnost změny. DivX, dokonce i v původní verzi 3.11, umí video ve vysokém rozlišení, už se ale ukazovalo, že nová doba si žádá odpovědi na více problémů. To, kvůli čemu původně DivX vznikl, se nakonec stalo jeho přítěží. Úzké svázání DivX s kontejnerem AVI totiž přineslo nové problémy. AVI je zkratka pro Audio Video Interleave a popravdě neumí nic moc jiného než právě audio a video.

Klepněte pro větší obrázek
Vertikálním rozlišením 1080 řádků HD technologie rozhodně nekončí

AVI v základu nepodporuje pixely o jiném poměru stran (obdélníkové), vnoření titulků, více různých zvukových stup nebo B-Frames (rozdílový rámeček počítající s rozdíly z obou sousedních políček, ne jen z předcházejícího) ze standardu MPEG-4. Existují hacky, které některé tyto rozšíření dovolí, současně ale vnáší nové nekompatibility. Základní AVI to prostě neumí. DivX se pokusil vyřešit některé problémy pomocí nového kontejneru divx, ten je ale právě jen ohackovanou vezí AVI a podstatu problému neřeší. Přesto se v první vlně nadšení objevily i stolní přehrávače, které si s formátem označeným DivX HD poradily.

Když už tu bylo vysoké rozlišení, začaly se objevovat nové způsoby ukládání dat. A to jak z komerční sféry, tak z Open Source. Komerční řešení nám dala AVCHD pro videokamery nebo Blu-ray pro filmy, hlavním přínosem Open Source je pak knihovna x264 pro vytváření H.264 a kontejner MKV.

Jaký kodek pro vysoké rozlišení

Kodek    KladyZápory
MPEG-2Nenáročné zpracováníVelké soubory, postprocessing
Divx HDŠiroká podporaSvázanost s AVI, max. 20 Mb/s
H.264Nejúčinnější komprese, připraveno pro budoucnostNáročné na výkon při přehrávání i tvorbě
VC-1široká podpora přehráváníMenší výběr nástrojů na tvorbu

264: číslo bestie

Hlavním formátem pro vysoké rozlišení se stal H.264/MPEG-4 AVC. Finální verze se objevila v roce 2003, byť se prosadila až později, a už z názvu je patrné, že se na tomto standardu podílely Moving Picture Experts Group (standardy MPEG) s Video Coding Experts Group (mají na svědomí formáty H.26x). H.264 je tak totéž, co MPEG-4 AVC. Hlavním přínosem H.264 je účinnější komprese než v případě základního MPEG-4, současně připravenost na vyšší rozlišení a vyšší datové toky.

Hlavní změna v přístupu ke kompresi videa leží u H.264 ve zpracování snímků. Klasický postup spočívá v jednom klíčovém snímku a několika následujících, které jen popisují rozdíly oproti předchozímu políčku filmu. H.264 už nemusí běžet na úrovni celých snímků, ale na úrovni vybraných částí snímku. Vybraná oblast videa se tak může komprimovat menším datovým tokem než jiná a výsledkem je menší objem dat bez vlivu na kvalitu obrazu.

Klepněte pro větší obrázek
Se skutečným HD koketuje také YouTube

H.264 se dnes vnímá téměř výhradně jako formát pro vysoké rozlišení, poradí si ale velmi dobře i na malých obrazovkách. Rodinu H.264 totiž tvoří několik profilů, které jsou odstupňované podle velikosti videa a schopností hardwaru pro dekódování. Například na malých obrazovkách iPodů sledujete H.264 v profilu Baseline, na Blu-ray pak najdete profil High, přičemž existují i vyšší profily pro budoucí nasazení.

Většinu slávy si dnes užívá H.264, nesmíme ale zapomínat ani na formát VC-1, který je spjat s Microsoftem. Videa na Blu-ray totiž mohou být uložena kromě H.264 i ve formátu VC-1, takže se s ním můžete běžně setkávat. VC-1 používá podobné principy jako H.264, byl přitom navržený s větším důrazem na prokládaný obsah, který se používá v televizním vysílání. VC-1 je úzce svázaný s aplikacemi Microsoftu, pro Xbox 360 je to hlavní video kodek a spoléhají na něj i videa ve vysokém rozlišení v kontejneru WMV.

Zvuk o chlup lepší

Zatímco ve videu jsme poskočili od malých kostičkujících videí k jemnému vysokému rozlišení, podobným pokrokem musel projít i zvuk, nebylo to ale tak razantní. Na DVD se poprvé objevil prostorový zvuk AC3 případně lepší DTS, který se v rámci úspory místa v počítači obvykle převedl do stereo formátu MP3. Kupodivu tento postup platí dodnes, pouze Blu-ray a HD-DVD přinesly několik dalších zvukových kodeků s vyšší kvalitou případně větším počtem kanálů než je obvyklých 5+1.

Jediným pozorovatelným trendem je opouštění AC3 zvuku a příklon k DTS i v rámci HD kopií filmů. Proto je vhodné vybírat přehrávač, který si s DTS zvukem poradí. Pro plný zvukový zážitek je ale nutný dekodér prostorového zvuku, který zvládne i moderní kodeky, jako třeba Dolby True HD nebo DTS-HD Master Audio z Blu-ray.

Kostky začínají zapadat

Když se řekne kontejner

Velmi často narazíte na věty typu „Nejlepší je MKV video ve vysokém rozlišení“ či „komprimuji do AVI“. Problém spočívá v časté záměně pojmů kodek a kontejner. Kodek označuje použité kódování videa či zvuku, kontejner pak uložení obrazu a zvuku do jediného souboru. Kontejner je opravdu jen obalem, nádobou na samotná data. Konkrétním kontejnerům přísluší obvykle používané kodeky, nelze ale posuzovat kvalitu obrazu nebo rozlišení podle použitého kontejneru.

Kontejnery obvykle poznáte podle přípony souboru – AVI, MKV, MP4, MOV, WMV či MPG. Ve specifikacích kontejneru se obvykle uvádí, v jakých kodecích mohou obsahovat video a audio, některé mají tento seznam hubený (MP4), jiné zase téměř neomezený (MKV). Důvod, proč jich je tolik, pramení jednak v historii („kdo mohl tušit, že budeme potřebovat zrovna tohle“), jednak v licenční politice („proč bychom platili licenci jim, když si můžeme vymyslet vlastní“). Ačkoli těch standardů hodně, nemusí se běžný člověk zabývat detaily. Buď je zcela odstíněn od struktury dat (případ Blu-ray či DVD), nebo je mu v programu automaticky nastaven vhodný kontejner pro danou kombinaci videa a zvuku.

Nejobecnějším kontejnerem je MKV, který může obsahovat různý počet video a audio stop, titulky včetně uživatelských fontů nebo interaktivní nabídky. Právě kvůli širokému rozkročení je podpora MKV zatím slabší a u přehrávačů se může omezit třeba jen na kombinaci videa v MPEG-2/H.264 se zvukem v AC3 nebo DTS. Sice tím přehrávač obsáhne drtivou většinu souborů, které mu dnes předhodíte, současně tím ale upevňuje nutnou podporu dalších kontejnerů. Nemá proto příliš smysl mluvit o „plné kompatibilitě s MKV“ – přehrávač sice dokáže z MKV dostat všechny stopy, může se ale stát, že mu bude chybět nějaký obskurní kodek třeba pro video v rozlišení 160 × 120 ve čtyřech barvách. I takovéto kombinace totiž může MKV ukrývat.

Doposud jsme se věnovali jen jednotlivým dílkům mozaiky vysokého rozlišení. Uživatelský zážitek z vysokého rozlišení je ale kombinací obrazu, zvuku a doplňkových funkcí, jako jsou titulky nebo interaktivita. Divák, jehož technické znalosti sahají k umístění pauzy na dálkovém ovládání, to určitě neocení, my od počítačů ale šťouráme pod povrch. V rámci vytvoření výsledného produktu existují dva hlavní způsoby – struktura dat na úrovni disku a struktura na úrovni souboru. Zástupcem té první je DVD a Blu-ray, kde jsou v přesně definovaných složkách jednotlivé soubory spojené ve výsledný produkt dalšími indexovacími soubory. Zástupcem té druhé například kontejner MKV, který může v jediném souboru obsahovat video i interaktivní nabídky.

Trochu na pomezí těchto dvou konceptů je standard AVCHD používaný ve videokamerách. Jednotlivé záběry totiž ukládá do samostatných souborů MTS, které kombinují video ve formátu H.264 se zvukem v kódování AC3, současně se ale na disku kamery vytváří struktura složek a pomocných souborů, které skrývají náhledy, indexové informace a mohou obsahovat i jednoduché nabídky s obrázky ve stylu DVD. Při zpracování videa v počítači tak kopírujete jen jednotlivé soubory se záběry, současně můžete vypálit AVCHD disk, který se při vložení do Blu-ray přehrávače bude chovat jako DVD ve vysokém rozlišení.

Zatím se nedá říci, že by byl nějaký standard silnější do budoucna a zcela nahradil ty ostatní, spíše budou existovat různé normy pro různá použití. Z kodeků videa má jednoznačně nejsilnější pozici H.264, kde s rostoucím výkonem systémů klesá význam jeho náročnosti při zpracování. Současně je H.264 nejlépe připraven na nové výzvy – už nyní má normy pro videa s rozlišením nad 1 920 × 1 080, případě s více než 60 snímky/s. To vše přijde vhod, až se více začne prosazovat 3D video.

V poslední době se také daří kontejneru MKV, který se prosazuje už i v produktech věhlasných značek. Jak se v prvních přehrávačích objevily čipy schopné dekódovat H.264, byla podpora MKV jasným požadavkem ze strany zákazníků, protože se MKV mezitím stal de facto standardem pro distribuci videa ve vysokém rozlišení po internetu. Poptávka po MKV je ale tak hlasitá, že na ni začínají reagovat i velké firmy. Například televizory a přehrávače LG či Samsung už umí MKV přehrávat, a tak stačí do televize strčit USB disk s filmem a přehrávač nepotřebujete.

Příběh MKV

MKV, Matroska či, chcete-li, Matrjoška je z pohledu videa klíčovým formátem pro budoucnost vysokého rozlišení. Při jeho vzniku v roce 2002 to tak přitom vůbec nevypadalo. MKV vznikl jako otevřený standard kontejneru pro video se zvukem a titulky. Není svázán žádnými licenčními omezeními a už od počátku byl navržený jako univerzální pro libovolné kodeky videa či zvuku, kde je možné kombinovat více stop pro audio i video.

Klepněte pro větší obrázekMKV žil dlouho na okraji společnosti. DivX a XviD si naprosto vystačily s kontejnerem AVI, titulky v externím souboru nikomu nevadí doteď a důvod pro nějaký v té době obskurní formát chyběl. V éře základního rozlišení se tak MKV prosadil jen u anime (japonských animovaných seriálů), kde byl v jednom souboru dabing i původní zvuk s titulky.

Zlom ovšem nastal v roce 2006, kdy pronikl formát H.264 do běžného používání na počítači a začaly se objevovat videa ve vysokém rozlišení. Jako oficiální kontejner pro H.264 videa byl definován MP4, jeho hlavním problémem ale byla nemožnost propojení s prostorovým zvukem v AC3. Jediným kontejnerem schopným pojmout video v H.264 spolu s AC3 zvukem, byl právě MKV. Navíc v té době již existovalo dost nástrojů pro zpracování MKV souborů, takže netrvalo dlouho a formát MKV se prosadil jako dominantní formát pro šíření H.264 videa ve vysokém rozlišení s prostorovým zvukem.

V roce 2006 se také objevil první stolní přehrávač s podporou MKV souborů, byť ještě bez podpory vysokého rozlišení. Klíčovým produktem pro šíření MKV byl na konci roku 2007 levný přehrávač Popcorn Hour A-100, který nabídl MKV ve vysokém rozlišení díky novému čipu Sigma 8635. Tento čip se pak prosadil v desítkách dalších přehrávačů a jeho novější verze je i v dnes nejvybavenějším přehrávači Popcorn Hour C-200.

Letos pak formát MKV pronikl masivně také do produktů velkých výrobců spotřební elektroniky. Samsung, LG, Philips nebo JVC už uvedli Blu-ray přehrávače nebo televizory s podporou MKV, brzy se k nim přidá i Panasonic. Zatím odolává Sony, tam jsou ale pochopitelné tlaky ze strany filmového studia Sony, které nechce podporovat formát, tak oblíbený mezi piráty. Dnes, kdy i nová verze DivX HD Plus podporuje kontejner MKV, je jasné, že MKV tu s námi bude ještě dlouhou dobu.

Leštíme křišťálovou kouli

Za deset let jsme prošli obrovským skokem, současně ale používáme stále to samé. Běžně sledujeme filmy a natáčíme videa ve vysokém rozlišení, současně základní rozlišení většině bohatě stačí. Během dalších deseti let můžeme čekat nástup prostorového obrazu, který se již prosazuje v kinech (v USA už dokonce i v televizi) a jeho Blu-ray verze je na spadnutí (ty dnešní 3D filmy s barevnými brýlemi opravdu mezi životaschopné 3D nepočítám). Do deseti let by mohly být běžné i spotřebitelské kamery natáčející prostorová videa.

Podstatné ale je, že se už dramaticky nezmění kodeky. H.265, který by měl přinést o polovinu menší bitrate při stejné kvalitě jako profil H.264 High používaný třeba na Blu-ray, je zatím na kreslícím prkně, ale už je označován spíše jako H.264+. Půjde tedy zřejmě jen o mírnou evoluci. Současně dnes není na obzoru nějaká klíčová funkce, kvůli které by bylo nutné přidávat další kontejnery. Nabídky jako z DVD jsou možné už řadu let, ale neujaly se, lidé chtějí jen pouštět filmy a stačí jim prostředí přehrávačů.

Za deset let se budeme smát dnešnímu shromažďování filmů na lokálních discích – co budeme chtít, budeme si pouštět z internetu ve vysokém rozlišení. Distribuce videa po internetu si ale stále vystačí s dnešním H.264 kodekem případně jeho aktualizovanou verzí. Zkrátka svět nebude nějak dramaticky odlišný od toho dnešního. Formátovou revoluci, jako znamenal v audiu MP3 nebo ve videu H.264 nečekejte. Co se ale změní, bude způsob, jakým budeme video přijímat.

Témata článku: Internet, Video, Hudba, filmy, seriály, Blu Ray, Blu-Ray, Xvid, Origin, Popcorn, Clip, USB Disk, Rota, Anime, Sigma

75 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Olda_rab 10. 12. 2009 3:16:57
    Kdyz je film zabany - cti dobry, dobry ne vzdy nutne musi byt zabavny -...
  • JeCh 9. 12. 2009 23:04:45
    Bez vzorků je to střelba od boku, ale to, co popisuješ, vypadá na...
  • JeCh 9. 12. 2009 22:58:53
    VHS má rozlišení 576 řádků stejně jako DVD. Kde je rozdíl, je v počtu...
reklama
Určitě si přečtěte

UPC překopli páteřní kabel. V Brně i druhý den nejede internet ani kabelovka

UPC překopli páteřní kabel. V Brně i druhý den nejede internet ani kabelovka

** V Brně byl velký výpadek služeb UPC ** Důvodem je překopnutý páteřní kabel ** V některých lokalitách služby stále nefungují

5.  12.  2016 | Jakub Čížek | 100

17 expertek Microsoftu předpovědělo rok 2027. Splní se alespoň něco?

17 expertek Microsoftu předpovědělo rok 2027. Splní se alespoň něco?

** Zmizí klasické vyhledávače ** Budeme programovat buňky ** Kvantové počítače překonají šifry

6.  12.  2016 | Jakub Čížek | 36

11 tipů na dobrý stolní počítač: od základu po herní mašiny

11 tipů na dobrý stolní počítač: od základu po herní mašiny

** Postavte si stolní počítač! Máme pro vás 11 vzorových sestav s rozpisem komponent ** Většina tipů cílí na hráče, věnujeme se ale i základnímu PC a počítačům na střih videa ** Nadělte si nový počítač třeba pod stromeček

5.  12.  2016 | Adam Kahánek | 73


reklama