Alles, was Sie schon immer über Komprimierungsverhältnisse wissen wollten

Wir sind hier, um einige Fragen zu beantworten – Was sind Komprimierungsverhältnisse, wie wirken sie sich auf das digitale Filmemachen aus und was haben sie mit Codecs zu tun?

In diesem Artikel werden wir das kryptische Komprimierungsverhältnis entmystifizieren, aufschlüsseln, wie Sie daraus nützliche Bedeutungen ableiten können, und Ihnen dann einige Tricks zur Bewertung von Codecs zeigen, um die beste Option für Ihre Produktion zu ermitteln.

Grundlagen der Datenkompression

Bild über Avid.

Wir haben die Grundlagen der Komprimierung bereits behandelt, daher werden wir sie hier schnell durchblättern.

Die gesamte Komprimierung gliedert sich in einen von zwei Typen: verlustbehaftete Komprimierung (die Informationen aus Gründen der Dateigröße oder Datenrate verwirft) oder verlustfreie Komprimierung (die Daten während des Codierungsprozesses vorübergehend komprimiert, um die vollständige oder nahezu vollständige Wiederherstellung des unkomprimierten Datensatzes beim Decodieren zu ermöglichen). Filmmaterial, das ohne Verwendung eines Komprimierungsalgorithmus aufgenommen wurde, gilt als unkomprimiert.

Nun müssen wir einige Informatik 101 abdecken, bevor wir uns mit den Komprimierungsverhältnissen befassen. Es wird schnell gehen, versprochen.)

Das fundamentale Teilchen der Informationswelt heißt “Bit”, dargestellt durch den Kleinbuchstaben “b”. (Ja, der Fall ist wichtig). Auf dieser Ebene liegt die Information in ihrer grundlegendsten binären Form vor – einer 1 oder 0.

8 Bits umfassen ein “Byte” (ausgesprochen “bite”), dargestellt durch einen Großbuchstaben “B”. Auf dieser und jeder weiteren Ebene werden die dargestellten Daten komplexer.

1.000 Bytes ergeben ein KiloByte. Dies ist nicht zu verwechseln mit dem “Kilobit” (“Kb”), das 1.000 Bytes beträgt. Da Bytes 8-Bit-Einheiten sind, ist ein KiloByte tatsächlich 1024 Bit.

Eintausend Kilobyte ergeben ein MegaByte oder MB. (Wieder nicht mit dem “Megabit” zu verwechseln — “Mb.”)

Dieser Trend setzt sich fort – tausend Megabyte machen ein Gigabyte und so weiter, aber das ist ungefähr so weit, wie wir für diesen Artikel gehen müssen. Wenn Sie mehr wissen wollen, WhatsAByte.com ist eine fantastische Ressource.

Lassen Sie uns nun in die Kompressionsverhältnisse eintauchen.

Komprimierungsverhältnisse

Komprimierungsverhältnisse sind eine einfache numerische Darstellung der “Komprimierungsleistung” bestimmter Codecs oder Komprimierungstechniken. Sie sind eine unschätzbare Abkürzung, da sie eine erheblich vereinfachte Beschreibung der Qualität der resultierenden Daten, des Filmmaterials oder des Audios bieten, das Sie komprimieren möchten.

Also, was sind sie?

Bild über Blackmagic.

Die beiden Zahlen im Komprimierungsverhältnis beziehen sich auf die komprimierte vs. unkomprimierte Größe der Daten. Die erste Zahl stellt die Komprimierungsleistung dar, während sich die zweite (normalerweise nur “1”) auf die Gesamtgröße der unkomprimierten Daten bezieht.

Wenn Sie jemals das Komprimierungsverhältnis für Daten ermitteln möchten, die Sie komprimieren, finden Sie hier die Formel: Komprimierungsverhältnis = Unkomprimierte Größe / komprimierte Größe

Wenn Sie die Speichereinsparungen eines bestimmten Codecs kennen müssen, zwei einfache Anpassungen an der Formel und Sie sind eingestellt: Platzersparnis = 1 – (komprimierte Größe / unkomprimierte Größe)

So komprimiert eine 10-MB-Datei mit Codec X auf 2 MB, geben Sie uns das Kompressionsverhältnis 5:1. Um die Einsparungen zu finden, geben wir einfach unsere Werte in die Formel ein.

Platzersparnis = 1 – (2/10) -> = 1 – (.2) -> = .08 -> .08*100 = 80

Codec X bietet uns also eine Speicherersparnis von 80 Prozent gegenüber den unkomprimierten Daten. Ziemlich raffiniert.

Was nun?

Entscheidung für einen Codec

Bild über Apple.

Nun, da wir die Grundlagen behandelt haben, wie entscheiden Sie, welcher Codec für Ihr Projekt am besten geeignet ist? Schauen wir uns die Parameter an, die Ingenieure bei der Entwicklung von Komprimierungsalgorithmen verwenden, aber lassen Sie uns dies als Schützen und Editoren angehen.

Fragen zu sich selbst über das Projekt:

• Geschwindigkeit: Wie ist der Zeitplan des Projekts?
• Komprimierungsrate: Benötigen Sie höherwertige oder kleinere Dateien?
• Komplexität: Schaffen zusätzliche Codecs unnötige Komplexität?
• Speicherplatz: Können Sie effektiv erfassen, sichern und archivieren, was Sie benötigen?
• Latenz: Werden Sie in Echtzeit wiedergeben?
• Interoperabilität: Erfordert der Codec eine Transkodierung für Ihr Bearbeitungssystem?

Nachdem wir nun eine Vorstellung von den spezifischen Anforderungen unserer Produktion haben, was müssen wir noch tun, bevor wir uns für einen Codec entscheiden?

Über die Bewertung der Komprimierungsleistung eines Codecs hinaus können wir alles, was wir bisher gelernt haben, verwenden, um Speichervorhersagen für die Daten zu treffen, die wir für das gesamte Shooting komprimieren werden. Dies bietet eine Vielzahl von Vorteilen – von der Auswahl zwischen zwei ähnlich klassifizierten Codecs bis hin zu dem Wissen, wie viele Festplatten Sie für die Sicherung und Archivierung benötigen.

Angenommen, wir haben die Anforderungen unserer Produktion bewertet und neigen dazu, Videos mit ProRes 422 HQ oder DNxHD 145 für unser Projekt mit 1920 × 1080 und 29,97 Bildern pro Sekunde aufzunehmen. Bei dieser Auflösung und Bildrate hat ProRes 422 eine Datenrate von 220 Mbit / s (Megabits pro Sekunde), während Avids DNxHD 145 Mbit / s beträgt.

Mit einfacher Mathematik können wir also vorhersagen, wie groß unser 1-stündiger Interviewclip sein wird, bevor wir überhaupt anfangen zu rollen.

Für ProRes:
220 Mbps = 220,000,000 bits pro (/) sekunde
220,000,000 bits/sekunde * 60 = 13,200,000 bits/minute
13,200,000 bits/minute * 60 = 792,000,000,000 bits/stunde.
792.000.000.000 Bits/Stunde / 8 = 99.000.000.000 Bytes/Stunde
99.000.000.000 Bytes / 1.000 = 99.000.000 Megabyte/Stunde
99.000.000 Megabyte / 1.000 = 99 Gigabyte / Stunde

Für DNxHD:
145 Mbps = 145,000,000 bits pro (/) sekunde
145,000,000 bits/sekunde * 60 = 8,700,000,000 bits/minute
87,000 bits/minute * 60 = 522,000,000,000 bits/stunde.
522.000.000.000 Bits/Stunde / 8 = 65.250.000.000 Bytes/Stunde
65.250.000.000 Bytes / 1.000 = 65.250.000 Megabyte/Stunde
65.250.000 Megabyte / 1.000 = 65,25 Gigabyte / Stunde

Unser einstündiges Interview führt also zu einer Datei, die ungefähr 99 Gigs mit ProRes 422 HQ und ungefähr 65 GB für DNxHD 145 beträgt.

Jetzt ist unsere Wahl einfach. Wir kehren einfach zu den Fragen zurück, die wir uns vorhin zu unserer spezifischen Produktion gestellt haben, um zu entscheiden, ob die Einsparungen von DNxHD von ~ 35 GB / Stunde mehr oder weniger wichtig sind als die ungefähre Steigerung der Datenrate um 50%, die uns 422 HQ bietet.

Ist unser einstündiges Interview für einen 30-sekündigen Web-Werbespot? In diesem Fall sollte DNxHD eine nahezu gleiche Bildqualität wie 422 HQ bieten, nach Fertigstellung jedoch 40 Prozent weniger Speicherplatz beanspruchen – was es in diesem Fall zum klaren Gewinner macht.

Was ist, wenn das Interview nur eines von mehreren Dutzend für einen abendfüllenden Dokumentarfilm ist, den Sie auf dem Festivalgelände einkaufen möchten? In diesem Fall müssen Sie die Maximierung der Bildqualität gegenüber der Speicherung (innerhalb vorgegebener Parameter) in den Vordergrund stellen, und die um 50 Prozent höhere Datenrate von ProRes 422 HQ erfüllt diese Anforderungen perfekt.

Mit nur wenigen Grundkenntnissen über die Komprimierungstechniken moderner Codecs können wir die Anforderungen unserer Produktion einschätzen, Codecs für die Anforderungen der Produktion auswählen und dann eine fundierte Entscheidung treffen, die auf dem Umfang des Projekts basiert. Ziemlich praktische Sachen, wenn Sie mich fragen.

Titelbild über kayan_photo.

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