Come sono organizzati i file video

Probabilmente ci sono file video su qualsiasi computer di casa. Sono facili da riconoscere per estensioni specifiche e dimensioni sufficientemente grandi rispetto ad altri tipi di file. Il mondo dei formati video è enorme ed è facile confondersi. Tuttavia, per navigare facilmente in un numero enorme di tipi di video, è sufficiente sapere solo alcune cose. Che cos’è intrinsecamente un file video? Che cos’è un container e un codec video? Le risposte a queste domande forniscono una chiave per capire come si formano i file video e facilitano la navigazione in un numero enorme di formati video.
Che cos’è un file video?
Che cos’è un codec video?
Codec video popolari
Che cos’è un contenitore video?
Video ad alta definizione

Che cos’è un file video?

Alla base, un file video è un insieme di immagini che si sostituiscono a una certa velocità. Ciascuna di queste immagini è una cornice cinematografica. Ecco come funziona il video non compresso. Ma in realtà, tutto non è così semplice. Ogni immagine ha un peso considerevole, specialmente quando si tratta di pellicole a colori ad alta risoluzione. Un video non compresso della durata di un secondo occuperebbe spazio su disco di circa 30 MB. E per posizionare un film integrale richiederebbe centinaia di gigabyte. Certo, un tale video è di qualità perfetta, ma non abbiamo ancora tali apparecchiature che supportano queste tecnologie.

Al fine di rendere conveniente l’uso dei file video, vengono compressi, ovvero utilizzando tecnologie speciali riducono le dimensioni dei file video. Tuttavia, il suono e l’immagine si deteriorano così leggermente da rimanere di qualità eccellente. Esistono numerosi algoritmi di compressione video, ma tutti si basano su due principi importanti:

  1. Ridondanza spaziale. Questo è inerente a ogni fotogramma del filmato. Si basa sul fatto che spesso i colori dei punti vicini nell’immagine sono gli stessi. Viene eliminato sopprimendo piccoli dettagli della scena ed eliminando alcune informazioni sul colore.
  2. Ridondanza temporanea. Questo principio si basa sul fatto che ogni fotogramma di un video è molto simile al fotogramma precedente per la maggior parte del tempo.

Sulla base di questi principi, la compressione inizia con il fatto che utilizzando l’algoritmo di compressione dell’immagine, viene codificato il primo fotogramma della sequenza video. Quindi viene codificato ogni fotogramma successivo. Le tecnologie di compressione sono piuttosto complesse e diverse e queste sono solo le direzioni principali di questo processo.

Che cos’è un codec video?

Per comprimere video e audio in un formato compresso, quindi riprodurlo, utilizzare set speciali di file, librerie e driver, chiamati codec.

Quindi, il codec comprime e decomprime i dati del file video. Interpreta il file video e determina come deve essere riprodotto sullo schermo. Qualsiasi computer nella sua struttura di base ha un certo numero di codec. Inoltre, l’utente ha l’opportunità di installare autonomamente i codec di cui ha bisogno o di utilizzare programmi per guardare video che supportano un gran numero di codec.

Come sono organizzati i codec? Il processo di lavoro con i video può essere suddiviso in 3 semplici passaggi: registrare un film utilizzando una videocamera, scaricarlo su un computer e riprodurlo utilizzando un lettore. Tuttavia, tutto non è così semplice. Al momento della registrazione sulla videocamera, sono inclusi nel lavoro codec video e audio, che comprimono l’immagine e il suono durante il processo di registrazione. Quindi sincronizzano tutto e lo mettono in un contenitore.  Che cos'è un codec video
Dopo aver trasferito questo file contenitore sul computer, entrano in gioco i codec installati sul PC. Questi codec decomprimono l’immagine e l’audio e utilizzano il lettore video per inviarli allo schermo del computer, nonché ai suoi altoparlanti o cuffie. Tutte queste difficoltà sono necessarie per ridurre le dimensioni dei file video a un livello accettabile per i dispositivi moderni.

Codec video popolari

Attualmente, è stato sviluppato un gran numero di codec video e audio. Spesso, su alcuni siti, gli utenti sono invitati a scaricare non un solo codec, ma immediatamente un intero pacchetto di essi. I codec possono differire nei formati di file per i quali sono destinati, specializzazione in sistemi operativi specifici e costi. Per l’utente medio, molto probabilmente, è adatto uno dei set gratuiti di codec. Ad esempio, K-Lite Codec Pack è molto popolare. Ecco alcuni esempi di codec video popolari:

  • FFmpeg. Include i formati MPEG-2 e MPEG-4. Il formato MPEG-4 viene utilizzato, in particolare, da Apple per i film dell’iTunes Store. Questo codec può convertire il formato mov in mp4, incollare più file video in un file, tagliare un frammento video, filigranarlo. Usando questo codec, puoi cambiare la risoluzione del video o transcodificare il video in streaming. FFmpeg è controllato dalla riga di comando. Questo è un potente strumento video.  Codec ffmpeg
  • DivX. Questo codec è progettato in base al formato MPEG-4. DivX è una tecnologia di registrazione video che consente di creare e visualizzare file multimediali con un elevato grado di compressione. Questo codec viene utilizzato per archiviare video di alta qualità con alta risoluzione. Campi di applicazione: applicazioni multimediali per Internet e dispositivi mobili, televisione digitale, video, comunicazioni mobili. Il codec DivX veniva spesso utilizzato per estrarre DVD.
  • XviD. Questo codec è stato sviluppato da versioni precedenti del codec DivX, poiché le versioni precedenti erano open source. Attualmente, a differenza di DivX, questo codec è un prodotto non commerciale e i suoi file possono essere facilmente scaricati da Internet.
  • x264. Ora è uno dei migliori codec multimediali che comprime i file video e li converte in formato avc h.264 / mpeg-4. È in concorrenza con altri prodotti simili e consente di creare e riprodurre video di alta qualità con un elevato livello di compressione. Un’altra caratteristica distintiva di questo codec è la sua alta velocità. Inoltre, questo codec è distribuito liberamente, il che è anche importante.  Codec x264

Che cos’è un contenitore video?

I concetti di “formato file” e “contenitore” non devono essere confusi. Un contenitore è, infatti, una shell di un file in cui sono memorizzati una sequenza video, una colonna sonora, i sottotitoli e altre informazioni generali. È il contenitore che determina il formato del file.  Contenitore video
Di seguito sono riportati alcuni dei contenitori video più popolari.

  • AVI . Questo è il contenitore più famoso per le registrazioni video (interfacce audio e video). Questo video può essere riprodotto su computer con qualsiasi versione di Windows, poiché i mezzi per riprodurlo sono già integrati nel sistema operativo. Sfortunatamente, non tutti i programmi possono riprodurre i sottotitoli di questo contenitore, che è uno dei suoi svantaggi. Ci sono anche limitazioni in alcuni parametri delle tracce audio. Tuttavia, avi è un contenitore video standard per Windows e tutti i lettori installati sul tuo computer lo supportano.
  • Ogg (OGM). Inizialmente, questo formato doveva essere utilizzato solo per il suono, ma si è scoperto che anche il video può essere inserito in esso. Un ruolo importante nella distribuzione di questo contenitore è stato giocato dal fatto che può contenere sottotitoli, suono VBR e una traccia audio nel formato Ogg Vorbis. Questo contenitore è principalmente destinato allo streaming di dati su Internet, quindi non è molto adatto per l’archiviazione di video. Ad esempio, potresti avere problemi a riavvolgere un file video nella posizione desiderata.
  • MKV. Questo è un progetto open source. Supera significativamente le capacità del contenitore AVI. Ad esempio, MKV può memorizzare i sottotitoli in formato Unicode, evitando problemi di codifica. Utilizzando questo contenitore, è possibile abilitare il menu di navigazione e i collegamenti alle sezioni del film. MKV offre compatibilità bidirezionale. Ciò significa che la registrazione può essere effettuata da qualsiasi lettore utilizzando qualsiasi decodificatore di questo formato.
  • MP4. Questo è uno dei contenitori video più comuni. È supportato da quasi tutti i giocatori. Ha un alto rapporto di compressione. Spesso questo contenitore viene utilizzato in vari dispositivi portatili.
  • Quick Time . Questo contenitore viene utilizzato principalmente su dispositivi Apple. I file di questo contenitore hanno l’estensione MOV e includono video compresso e audio di alta qualità.

Sui computer con Windows, è possibile utilizzare anche il contenitore Quick Time, ma ciò richiederà l’installazione di un codec appropriato.

Video ad alta definizione

Il video HD (alta definizione) comporta l’uso di formati di file video ad alta definizione. Questi sono i formati più moderni. Il loro importante vantaggio è che ti consentono di ottenere un’immagine ad alta risoluzione. I più popolari di questi sono i seguenti formati.

  1. 720p. I file di questo formato hanno una risoluzione di 1280 × 720 pixel e scansione progressiva. Nella scansione progressiva, le linee di ciascun fotogramma vengono visualizzate in sequenza una dopo l’altra.
  2. 1080i. Un formato con una risoluzione di 1920 × 1080 pixel e interlacciato. Con questo tipo di scansione, ogni fotogramma è diviso in due parti. Ognuna di queste parti è composta da righe selezionate attraverso una riga.
  3. 1080p. Un formato con una risoluzione di 1920 × 1080 pixel con scansione progressiva.

Ci sono due formati apparentemente molto simili in questo elenco: 1080i e 1080p. In realtà non è così. Ognuno di essi utilizza un modo completamente diverso di trasformare un’immagine statica in un’immagine in movimento. Il formato 1080i utilizza la scansione interlacciata. In questo caso, la cornice viene riprodotta scansionando due serie di linee alternate. Al contrario, in 1080p, un fotogramma si forma in una corsa perché viene utilizzata la scansione progressiva. Pertanto, se in entrambi i formati l’immagine viene scansionata alla stessa velocità, i vantaggi della scansione progressiva diventano evidenti, poiché l’intero fotogramma viene scansionato e non metà di esso. Di conseguenza, la qualità dell’immagine nella scansione progressiva è molto più elevata.

Tuttavia, ciascuno di questi formati ha i suoi vantaggi in diverse condizioni ambientali. Ad esempio, 1080i riproduce i dettagli più fini molto meglio con un’immagine statica o che cambia lentamente. Questo formato è ottimale per la risoluzione spaziale. Tuttavia, non appena gli oggetti nella foto iniziano a muoversi, la traiettoria dei campi alternati cambia. Di conseguenza, sorgono artefatti del movimento, cioè interferenza sotto forma di un modello graduale.  Video ad alta definizione
Il formato 1080p non distorce l’immagine, indipendentemente dal fatto che il soggetto sia statico o che si sposti a qualsiasi velocità. Tuttavia, quando si interrompe l’immagine, i fotogrammi non appariranno chiari come quando si utilizza il formato 1080i. Il motivo è che nel video 1080p vengono utilizzati molti meno punti e linee.

I moderni televisori inoltre elaborano il segnale 1080i, uniformando l’immagine, mentre il segnale standard HD con un valore di “p” non ha bisogno di questo.

Nonostante il fatto che i file video siano di dimensioni ridotte quando compressi, occupano ancora molto spazio sul tuo computer. Un gran numero di film ridurrà significativamente la quantità di spazio libero sul tuo PC. Gli esperti raccomandano di sottoporre a scansione cartelle video di volta in volta per trovare file duplicati. L’ordine nella cineteca non solo aumenta lo spazio libero su disco, ma consente anche di navigare rapidamente e facilmente un gran numero di file video.