Jsme zde, abychom odpověděli na některé otázky – co jsou kompresní poměry, jak ovlivňují tvorbu digitálního filmu a co mají společného s kodeky?
V tomto článku demystifikujeme kryptický kompresní poměr, rozebereme, jak z něj můžete odvodit užitečný význam, a poté vám ukážeme několik triků pro vyhodnocování kodeků, abyste určili nejlepší možnost pro vaši produkci.
Základy komprese dat
Základy komprese jsme probrali dříve, takže je zde rychle projdeme.
Veškerá komprese se dělí na jeden ze dvou typů:ztrátová komprese (která zahazuje informace kvůli velikosti souboru nebo rychlosti přenosu dat) nebo bezztrátová komprese (která dočasně komprimuje data během procesu kódování, aby umožnila úplné nebo téměř úplné obnovení nekomprimovaný soubor dat při dekódování). Záznam zaznamenaný bez použití jakéhokoli kompresního algoritmu je považován za nekomprimovaný.
Nyní musíme pokrýt některé počítačové vědy 101, než se ponoříme do kompresních poměrů. (Bude to rychlé, slibuji.)
Základní částice informačního světa se nazývá „bit“, reprezentovaný malým písmenem „b“. (Ano, případ je důležitý). Na této úrovni jsou informace ve své nejzákladnější, binární formě – 1 nebo 0.
8 bitů obsahuje „Byte“ (vyslovuje se „bite“), reprezentované velkým „B“. Na této a každé další úrovni se reprezentovaná data stávají složitější.
1 000 bajtů tvoří kilobajt. Nezaměňujte to s „Kilobitem“ („Kb“), což je 1 000 bajtů. Protože bajty jsou 8bitové jednotky, kiloByte je ve skutečnosti 1024 bitů.
Tisíc kilobajtů tvoří megabajt neboli MB. (Opět nezaměňujte s „Megabit“ — „Mb.“)
Tento trend pokračuje – tisíc megabajtů dělá gigabajt a tak dále, ale to je zhruba tak daleko, jak musíme pro tento článek zajít. Pokud se chcete dozvědět více, WhatsAByte.com je fantastický zdroj.
Nyní se pojďme ponořit do kompresních poměrů.
Kompresní poměry
Kompresní poměry jsou jednoduchým číselným vyjádřením „kompresního výkonu“ konkrétních kodeků nebo kompresních technik. Jsou neocenitelnou zkratkou, protože nabízejí značně zjednodušený popis kvality výsledných dat, stopáže nebo zvuku, který chcete komprimovat.
Tak co jsou?
Dvě čísla v kompresním poměru označují komprimovanou a nekomprimovanou velikost dat. První číslo představuje kompresní výkon, kde druhé (obvykle jen „1“) označuje celkovou velikost nekomprimovaných dat.
Pokud byste někdy chtěli zjistit kompresní poměr pro jakákoli data, která komprimujete, zde je vzorec:Kompresní poměr =nekomprimovaná velikost/komprimovaná velikost
Pokud potřebujete znát úsporu úložiště poskytnutou daným kodekem, dvě jednoduché úpravy vzorce a máte hotovo:Úspora místa =1 – (komprimovaná velikost/nekomprimovaná velikost)
Soubor o velikosti 10 MB se tedy komprimuje na 2 MB pomocí kodeku X, což nám dává kompresní poměr 5:1 . Abychom našli úspory, jednoduše zadáme naše hodnoty do vzorce.
Úspora místa =1 – (2/10) -> =1 – (0,2) -> =0,08 -> 0,08*100 =80
Kodek X nám tedy nabízí úsporu úložiště o 80 procent oproti nekomprimovaným datům. Docela šikovné.
Tak co teď?
Rozhodování o kodeku
Nyní, když jsme probrali základy, jak se rozhodnete, který kodek je pro váš projekt nejlepší? Pojďme se podívat na parametry, které inženýři používají při vývoji kompresních algoritmů, ale pojďme k tomu přistupovat jako ke střelcům a editorům.
Otázky, které si o projektu můžete položit:
- Rychlost:Jaká je časová osa projektu?
- Poměr komprese:Potřebujete kvalitnější nebo menší soubory?
- Složitost:Budou další kodeky vytvářet zbytečnou složitost?
- Vesmír:Dokážete efektivně zachytit, zálohovat a archivovat, co potřebujete?
- Latence:Budete přehrávat v reálném čase?
- Interoperabilita:Bude kodek vyžadovat překódování pro váš systém úprav?
Nyní, když máme představu o specifických potřebách naší produkce, co dalšího musíme udělat, než si vybereme kodek?
Kromě vyhodnocení kompresního výkonu kodeku můžeme použít vše, co jsme se dosud naučili, k předpovědím úložiště pro data, která budeme komprimovat po celé natáčení. To přináší řadu výhod – od výběru mezi dvěma podobně klasifikovanými kodeky až po zjištění, kolik pevných disků budete potřebovat pro zálohování a archivaci.
Řekněme, že jsme vyhodnotili potřeby naší produkce a přikláníme se k nahrávání videa pomocí ProRes 422 HQ nebo DNxHD 145 pro náš projekt 1920×1080, 29,97 snímků za sekundu. Při tomto rozlišení a snímkové frekvenci má ProRes 422 přenosovou rychlost 220 Mbps (Mega bitů za sekundu), zatímco DNxHD od Avidu je 145 Mbps.
Takže pomocí jednoduché matematiky můžeme předpovědět, jak velký bude náš hodinový klip rozhovoru, než se vůbec začneme točit.
Pro ProRes:
220 Mb/s =220 000 000 bitů za (/) sekundu
220 000 000 bitů/sekundu * 60 =13 200 000 bitů/minutu
13 200 000 bitů/minutu * 60 =700 000 bitů/00,00 bitů/0,0 092 bitů za hodinu /hodina / 8 =99 000 000 000 bajtů/hodinu
99 000 000 000 bajtů / 1 000 =99 000 000 megabajtů/hodinu
99 000 000 megabajtů / 1 000 h/99 gp>
Pro DNxHD:
145 Mbps =145 000 000 bitů za (/) sekundu
145 000 000 bitů/sekundu * 60 =8 700 000 000 bitů/minutu
87 000 bitů/minutu * 60 =520 bitů /0,00 /hodina / 8 =65 250 000 000 bajtů/hodinu
65 250 000 000 bajtů / 1 000 =65 250 000 megabajtů/hodinu
65 250 000 megabajtů / 1 000 gb / 1 000 g/65,25 p.
Takže náš hodinový rozhovor vyústí v soubor, který má zhruba 99 koncertů s ProRes 422 HQ a asi 65 GB pro DNxHD 145.
Nyní je naše volba jednoduchá. Jednoduše se vrátíme k otázkám, které jsme si před chvílí položili ohledně naší konkrétní produkce, abychom se rozhodli, zda úspora ~35 GB/hodinu DNxHD je více či méně důležitá než přibližné 50% zvýšení rychlosti přenosu dat, které nám poskytuje 422 HQ.
Je náš hodinový rozhovor pro 30sekundovou webovou reklamu? Pokud ano, DNxHD by měl nabízet kvalitu obrazu téměř stejnou jako 422 HQ, ale po dokončení zabere o 40 procent méně úložiště – v tomto případě je jasným vítězem.
Co když je rozhovor jen jedním z několika desítek celovečerního dokumentu, který plánujete nakupovat po festivalech? V tomto případě musíte klást důraz na maximalizaci kvality obrazu nad úložištěm (v rámci daných parametrů) a o 50 procent vyšší datový tok ProRes 422 HQ dokonale vyhovuje potřebám.
S trochou základních znalostí o základní vědě, která stojí za kompresními technikami používanými v moderních kodecích, můžeme posoudit potřeby naší produkce, prověřit kodeky pro potřeby produkce a poté učinit kvalifikované rozhodnutí na základě rozsahu projektu. Docela užitečné věci, pokud se mě zeptáte.