Wszystko, co chcielibyście wiedzieć o współczynnikach kompresji

jesteśmy tutaj, aby odpowiedzieć na kilka pytań – co to są współczynniki kompresji, jak wpływają na film cyfrowy i co mają wspólnego z kodekami?

w tym artykule usuniemy tajemniczy współczynnik kompresji, podzielimy się tym, w jaki sposób możesz czerpać z niego użyteczne znaczenie, a następnie pokażemy kilka sztuczek dotyczących oceny kodeków w celu określenia najlepszej opcji dla twojej produkcji.

podstawy kompresji danych

Obraz via Avid.

omówiliśmy już wcześniej podstawy kompresji, więc szybko je omówimy.

wszystkie kompresje dzielą się na dwa typy: kompresję stratną (która odrzuca informacje ze względu na rozmiar pliku lub szybkość transmisji danych) lub kompresję bezstratną (która tymczasowo kompresuje dane podczas procesu kodowania, aby umożliwić pełne lub prawie pełne odtworzenie nieskompresowanego zestawu danych podczas dekodowania). Materiał nagrany bez użycia jakiegokolwiek algorytmu kompresji jest uważany za nieskompresowany.

teraz, musimy pokryć trochę informatyki 101 Przed zagłębianiem się w współczynniki kompresji. (Będzie szybko, obiecuję.)

podstawowa cząstka Świata informacji nazywana jest “bitem”, reprezentowanym przez małe litery “b” (tak, przypadek jest ważny). Na tym poziomie informacja jest w swojej najbardziej podstawowej, binarnej formie-1 lub 0.

8 bitów składa się z” bajtu “(wymawianego” bite”), reprezentowanego przez wielką literę” B”. na tym i na każdym kolejnym poziomie reprezentowane dane stają się bardziej złożone.

1000 bajtów tworzy kilobajt. Nie należy tego mylić z “Kilobitem” (“Kb”), który wynosi 1000 bajtów. Ponieważ bajty są jednostkami 8-bitowymi, kilobajt to w rzeczywistości 1024 bity.

tysiąc kilobajtów tworzy megabajt lub MB. (Ponownie, nie mylić z “Megabit” – ” Mb.”)

ten trend trwa — tysiąc megabajtów tworzy gigabajt i tak dalej, ale to jest tak daleko, jak musimy iść do tego artykułu. Jeśli chcesz wiedzieć więcej, WhatsAByte.com to fantastyczny zasób.

teraz przejdźmy do współczynników kompresji.

współczynniki kompresji

współczynniki kompresji są prostą numeryczną reprezentacją “mocy kompresji” określonych kodeków lub technik kompresji. Są one nieocenionym skrótem, ponieważ oferują znacznie uproszczony opis jakości uzyskanych danych, materiału filmowego lub dźwięku, który zamierzasz skompresować.

Więc Co To Jest?

Obraz przez Blackmagic.

dwie liczby w współczynniku kompresji odnoszą się do skompresowanego lub nieskompresowanego rozmiaru danych. Pierwsza liczba oznacza moc kompresji, gdzie druga (zwykle tylko “1”) odnosi się do całkowitego rozmiaru nieskompresowanych danych.

jeśli kiedykolwiek chcesz znaleźć współczynnik kompresji dla dowolnych danych, które kompresujesz, oto formuła: współczynnik kompresji = rozmiar nieskompresowany/rozmiar skompresowany

jeśli chcesz poznać oszczędności pamięci przyznane przez dany kodek, dwie proste korekty formuły i jesteś ustawiony: oszczędność miejsca = 1 – (rozmiar skompresowany/rozmiar nieskompresowany)

więc plik 10MB kompresuje się do 2MB za pomocą kodeka X, co daje nam stopień sprężania 5:1. Aby znaleźć oszczędności, po prostu wprowadzamy nasze wartości do Formuły.

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

tak więc codec X oferuje nam oszczędność pamięci masowej wynoszącą 80 procent w stosunku do nieskompresowanych danych. Całkiem sprytnie.

i co teraz?

wybór kodeka

Obraz przez Apple.

teraz, gdy mamy już podstawy, jak zdecydować, który kodek jest najlepszy dla Twojego projektu? Przyjrzyjmy się parametrom stosowanym przez inżynierów przy opracowywaniu algorytmów kompresji, ale podejdźmy do tego jako strzelcy i edytorzy.

pytania o siebie dotyczące projektu:

• szybkość: jaka jest oś czasu projektu?
• współczynnik kompresji: potrzebujesz plików wyższej jakości lub mniejszych?
• złożoność: czy dodatkowe kodeki stworzą niepotrzebną złożoność?
• przestrzeń: Czy możesz skutecznie przechwytywać, tworzyć kopie zapasowe i archiwizować to, czego potrzebujesz?
• opóźnienie: czy będziesz odtwarzał w czasie rzeczywistym?
• : Czy kodek wymaga transkodowania dla systemu edycji?

teraz, gdy mamy już pojęcie o konkretnych potrzebach naszej produkcji, co jeszcze musimy zrobić przed wyborem kodeka?

oprócz oceny mocy kompresji kodeka, możemy wykorzystać wszystko, czego się do tej pory nauczyliśmy, aby przewidzieć przechowywanie danych, które będziemy kompresować dla całego zdjęcia. Ma to wiele zalet — od wyboru między dwoma podobnie sklasyfikowanymi kodekami po wiedzę, ile dysków twardych potrzebujesz do tworzenia kopii zapasowych i archiwizacji.

powiedzmy, że oceniliśmy potrzeby naszej produkcji i skłaniamy się ku nagrywaniu wideo za pomocą ProRes 422 HQ lub DNxHD 145 dla naszego projektu 1920×1080, 29.97 klatek na sekundę. Przy tej rozdzielczości i szybkości klatek ProRes 422 ma szybkość transmisji danych 220 MB / s (Mega bity na sekundę), podczas gdy Avid DNxHD to 145 MB / s.

więc, używając prostej matematyki, możemy przewidzieć, jak duży będzie nasz 1-GODZINNY klip z wywiadem, zanim zaczniemy kręcić.

Dla ProRes:
220mbps = 220 000 000 bitów na (/) sekundę
220 000 000 bitów/sekundę * 60 = 13 200 000 bitów/minutę
13 200 000 bitów/minutę * 60 = 792 000 000 000 bitów/godzinę.
792 000 000 000 bitów/godzinę / 8 = 99 000 000 000 bajtów/godzinę
99 000 000 000 bajtów / 1 000 = 99 000 000 megabajtów/godzinę
99 000 000 megabajtów / 1 000 = 99 gigabajtów / godzinę

dla DNxHD:
145 MB / S = 145 000 000 bitów na (/) sekundę
145 000 000 bitów/sekundę * 60 = 8 700 000 000 bitów/minutę
87 000 bitów/minutę * 60 = 522 000 000 000 bitów / godzinę.
522 000 000 000 bitów/godzinę / 8 = 65 250 000 000 bajtów/godzinę
65 250 000 000 bajtów / 1 000 = 65 250 000 megabajtów/godzinę
65 250 000 megabajtów / 1 000 = 65,25 gigabajtów / godz

tak więc nasz godzinny wywiad spowoduje, że plik będzie miał około 99 gigów z ProRes 422 HQ i około 65 GB dla DNxHD 145.

teraz nasz wybór jest prosty. Po prostu wracamy do pytań, które zadaliśmy sobie przed chwilą na temat naszej konkretnej produkcji, aby zdecydować, czy oszczędność ~35 GB/godzinę DNxHD jest mniej lub bardziej ważna niż przybliżony 50% wzrost szybkości transmisji danych 422 HQ daje nam.

to nasz godzinny wywiad do 30-sekundowej reklamy internetowej? Jeśli tak, DNxHD powinien oferować prawie równą jakość obrazu do 422 HQ, ale po zakończeniu zajmie 40 procent mniej miejsca-co czyni go wyraźnym zwycięzcą w tym przypadku.

co jeśli wywiad jest tylko jednym z kilkudziesięciu dla pełnometrażowego dokumentu, który planujesz obejść po festiwalowym torze? W takim przypadku należy położyć nacisk na maksymalizację jakości obrazu nad pamięcią masową (w ramach podanych parametrów), a wyższa o 50 procent szybkość transmisji danych ProRes 422 HQ idealnie pasuje do potrzeb.

dzięki niewielkiej podstawowej wiedzy na temat podstawowych technik kompresji stosowanych w nowoczesnych kodekach, możemy ocenić potrzeby naszej produkcji, zweryfikować kodeki pod kątem potrzeb produkcji, a następnie podjąć świadomą decyzję w oparciu o zakres projektu. Całkiem przydatna rzecz, jeśli O mnie chodzi.

Cover image via kayan_photo.

szukasz więcej informacji na temat danych i filmów cyfrowych? Sprawdź te artykuły.

• oto, co musisz wiedzieć o kompresji danych
• Wskazówka dotycząca produkcji: Jak można zapobiec uszkodzonym materiałom
• po MP3: przeszłość, teraźniejszość i Przyszłość kodeków Audio
• zrozumienie szumu obrazu w projektach filmowych i wideo
• dlaczego podwójny natywny ISO powinien być nowym standardem branżowym