Allt du någonsin velat veta om kompressionsförhållanden

vi är här för att svara på några frågor — Vad är kompressionsförhållanden, hur påverkar de digital filmskapande och vad har de att göra med codecs?

i den här artikeln kommer vi att avmystifiera det kryptiska kompressionsförhållandet, bryta ner hur du kan härleda användbar mening från det och sedan visa dig några knep för att utvärdera codecs för att bestämma det bästa alternativet för din produktion.

grunderna för datakomprimering

bild via Avid.

vi har täckt grunderna för komprimering innan, så vi kommer att blåsa igenom dem snabbt här.

all komprimering bryts ner i en av två typer: förstörande komprimering (som kasserar information för Filstorlek eller datahastighet) eller förlustfri komprimering (som tillfälligt komprimerar data under kodningsprocessen för att möjliggöra fullständig eller nästan fullständig rekreation av den okomprimerade datamängden på decode). Footage inspelade utan användning av någon komprimeringsalgoritm anses vara okomprimerad.

nu måste vi täcka lite datavetenskap 101 Innan vi går in i kompressionsförhållanden. (Det går fort, jag lovar.)

den grundläggande partikeln i informationsvärlden kallas “biten”, representerad av små bokstäver” b. ” (ja, fallet är viktigt). På denna nivå är informationen i sin mest grundläggande binära form-a 1 eller 0.

8 bitar innefattar en ” Byte “(uttalad” Bit”), representerad av en stor bokstav” B. ” på denna och varje ytterligare nivå blir de representerade data mer komplexa.

1000 byte gör en KiloByte. Detta ska inte förväxlas med “Kilobit” (“Kb”), vilket är 1000 byte. Eftersom byte är 8-bitars enheter är en KiloByte faktiskt 1024 bitar.

tusen kilobyte gör en MegaByte eller MB. (Återigen, inte att förväxla med “Megabit” – ” Mb.”)

denna trend fortsätter-tusen megabyte gör en Gigabyte, och så vidare, men det handlar om så långt vi behöver gå för den här artikeln. Om du vill veta mer, WhatsAByte.com är en fantastisk resurs.

låt oss nu dyka in i kompressionsförhållanden.

kompressionsförhållanden

kompressionsförhållanden är en enkel numerisk representation av “komprimeringseffekten” för specifika codecs eller komprimeringstekniker. De är en ovärderlig stenografi eftersom de erbjuder en väldigt förenklad beskrivning av kvaliteten på de resulterande data, bilder eller ljud du tänker komprimera.

Så Vad Är De?

bild via Blackmagic.

de två siffrorna i kompressionsförhållandet hänvisar till den komprimerade kontra okomprimerade storleken på data. Det första numret representerar komprimeringseffekt där den andra (vanligtvis bara “1”) hänvisar till den totala storleken på de okomprimerade data.

om du någonsin vill hitta kompressionsförhållandet för alla data du komprimerar, här är formeln: Compression Ratio = okomprimerad storlek/komprimerad storlek

om du behöver veta de lagringsbesparingar som beviljas av en viss codec, två enkla justeringar av formeln och du är inställd: utrymmesbesparingar = 1 – (komprimerad storlek/okomprimerad storlek)

så en 10MB-fil komprimerar ner till 2MB med codec X, vilket ger oss kompressionsförhållande 5:1. För att hitta besparingarna matar vi helt enkelt in våra värden i formeln.

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

så, codec X erbjuder oss en lagringsbesparing på 80 procent jämfört med okomprimerad data. Ganska tjusig.

så nu vad?

besluta om en Codec

bild via Apple.

nu när vi har grunderna täckta, hur bestämmer du vilken codec som är bäst för ditt projekt? Låt oss ta en titt på de parametrar som ingenjörer använder när de utvecklar komprimeringsalgoritmer, men låt oss närma oss det som skyttar och redaktörer.

frågor att ställa om dig själv om projektet:

• hastighet: vad är projektets tidslinje?
• kompressionsförhållande: behöver du högre kvalitet eller mindre filer?
• komplexitet: kommer ytterligare codecs att skapa onödig komplexitet?
• Space: kan du effektivt fånga, säkerhetskopiera och arkivera vad du behöver?
• Latency: kommer du att spela upp i realtid?
• interoperabilitet: Kommer codec att kräva omkodning för ditt redigeringssystem?

nu när vi har en uppfattning om de specifika behoven i vår produktion, Vad behöver vi göra innan vi väljer en codec?

utöver att utvärdera komprimeringskraften hos en codec kan vi använda allt vi har lärt oss hittills för att göra lagringsprognoser för de data vi komprimerar för hela fotograferingen. Det finns en mängd fördelar med att göra detta — från att välja mellan två liknande klassade codecs till att veta hur många hårddiskar du behöver för säkerhetskopiering och arkivering.

låt oss säga att vi har utvärderat vår produktions behov, och vi lutar oss mot att spela in video med antingen ProRes 422 HQ eller DNxHD 145 för vårt 1920 1080, 29.97 bildrutor per sekund projekt. Vid denna upplösning och bildhastighet har ProRes 422 en datahastighet på 220 Mbps (Mega bitar per sekund) medan Avid ‘s DNxHD’ S är 145 Mbps.

så, med hjälp av en enkel matematik kan vi förutsäga hur stor vår 1-timmars intervju klipp kommer att vara innan vi någonsin börjar rulla.

För ProRes:
220Mbps = 220.000.000 bitar per (/) sekund
220.000.000 bitar/sekund * 60 = 13.200.000 bitar/minut
13.200.000 bitar/minut * 60 = 792.000.000.000 bitar/timme.
792 000 000 000 bitar/timme / 8 = 99 000 000 000 byte/timme
99 000 000 000 byte / 1 000 = 99 000 000 megabyte/timme
99 000 000 megabyte / 1 000 = 99 Gigabyte / timme

för DNxHD:
145mbps = 145 000 000 bitar per (/) sekund
145 000 000 bitar/sekund * 60 = 8 700 000 000 bitar/minut
87 000 bitar/minut * 60 = 522 000 000 000 bitar/timme.
522 000 000 000 bitar/timme / 8 = 65 250 000 000 byte/timme
65 250 000 000 byte / 1 000 = 65 250 000 megabyte/timme
65 250 000 megabyte / 1 000 = 65,25 Gigabyte / timme

så, vår en timmes intervju kommer att resultera i en fil som är ungefär 99 spelningar med ProRes 422 HQ, och om 65gb för DNxHD 145.

nu är vårt val enkelt. Vi går helt enkelt tillbaka till de frågor vi ställde oss för en stund sedan om vår specifika produktion för att bestämma om besparingarna på ~35 GB/timme av DNxHD är mer eller mindre viktiga än den ungefärliga 50% ökningen av datahastigheten 422 HQ ger oss.

är vår en timmes intervju för en 30-sekunders webbreklam? Om så är fallet bör DNxHD erbjuda nästan lika bildkvalitet till 422 HQ, men det kommer att ta upp 40 procent mindre lagring när den är klar — vilket gör den till den tydliga vinnaren i det här fallet.

vad händer om intervjun bara är ett av flera dussin för en långfilm som du planerar att shoppa runt festivalkretsen? I det här fallet måste du placera premien på att maximera bildkvaliteten över Lagring (inom givna parametrar), och den 50 procent högre datahastigheten för ProRes 422 HQ passar perfekt.

med bara lite grundläggande kunskaper om den underliggande vetenskapen bakom kompressionstekniker som används i moderna codecs kan vi bedöma behoven hos vår produktion, vet codecs för produktionens behov och sedan fatta ett utbildat beslut baserat på projektets omfattning. Ganska praktiska saker om du frågar mig.

omslagsbild via kayan_photo.

letar du efter mer information om data och digital filmskapande? Kolla in dessa artiklar.

• här är vad du behöver veta om datakomprimering
• Produktionstips: Hur du kan förhindra skadade bilder
• efter MP3: det förflutna, nuet och framtiden för Ljudkodek
• förstå bildbrus i dina Film-och videoprojekt
• varför Dual Native ISO bör vara den nya industristandarden