Se o título deste artigo já não faz sua cabeça doer^{(head hurt)} , então o resto definitivamente vai. Bem^(Well) , espero que eu possa explicar de uma maneira que faça sentido para a pessoa não técnica. Estou escrevendo este artigo sobre video/audio codecs becauseI porque me encontrei confuso ao tentar explicá-lo a um amigo um^{(friend one)} dia.

O que exatamente é um codec? Eu sei que você precisa deles para passar um filme aqui e ali, mas o que diabos é realmente? O que realmente me confundiu foram todos os termos que ouvi, mas nunca entendi: H.264 , DivX , MP4 , AVI , MPEG-2 , AVCHD , AAC , OGG , MKV , etc, etc. Eram todos esses codecs? Depois de muito ler e aprender^{(reading and learning)} , percebi que o mundo dos codecs de áudio e vídeo^{(audio and video codecs)} e formatos de container^{(container format)} é muito confuso. Na verdade, eu realmente nem sabia a diferença entre um codec e um formato de contêiner^{(container format)}até que comecei a pesquisar.

Não vou entrar em muitos detalhes, só porque o assunto começa a ficar muito sucinto muito rápido. Você realmente se importa se 1 hora de vídeo RAW 1080p 60 quadros por segundo não compactado consome quase 500 GB de espaço de armazenamento^{(storage space)} ? Provavelmente não.

O que é um Codec?

Então, o que exatamente é um codec e o que ele faz? Nos termos mais simples possíveis, um codec é um codificador/decodificador ou, em sua forma original, um compressor (co) – descompressor^{(– decompressor)} (dec). Então é exatamente isso que um codec faz: ele pega um arquivo digital e o compacta (ou codifica) para armazenamento e o descompacta (ou decodifica) para visualização ou transcodificação. Eu vou te dizer o que é transcodificação um pouco mais tarde, não vamos nos confundir tão cedo.

O importante a entender é que um codec é como uma especificação de como o fluxo de bits deve ser. O que é um fluxo de bits? Para não ficar muito técnico, é como a sequência de bytes deve ser organizada para esse codec específico. Cada codec tem um conjunto específico de diretrizes. Por exemplo, pode especificar a largura, altura, proporção, etc. Confira esta página, mas não leia muito ou sua cabeça vai doer:

http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/Multimedia/node262.html

Por ser uma especificação, há muitas maneiras de converter dados nesse formato. Portanto^(Hence) , pode haver muitos codificadores para um codec. Explicarei mais sobre codificadores na seção Codecs populares^{(Popular Codecs section)} abaixo.

Então, por que precisamos de toda essa compactação e descompactação^{(compression and decompression)} ? Bem^(Well) , como mencionei acima, um arquivo RAW de 1080p não compactado é quase 500 GB por apenas uma hora. Você precisaria de seu próprio data center para armazenar todos os seus vídeos de família se tudo fosse gravado nesse formato. É aí que as compressões entram em ação. Existem diferentes tipos de compressão, que se traduzem em diferentes tipos de codecs. Então, quais são alguns codecs populares?

Codecs populares

H.264  (MPEG-4 Parte 10 AVC)^{((MPEG-4 Part 10 AVC))} – Isso também é oficialmente conhecido como MPEG-4 Parte 10^{(MPEG-4 Part 10)} , mas H.264 é o que você normalmente ouve. Sim, também existem vários nomes para a mesma coisa. H.264 é de longe o formato mais popular para codificação de vídeos. O H.264^(H.264) oferece o melhor de todos os mundos: tamanhos de arquivo menores com maior qualidade.

Novamente^(Again) , lembre-se, H.264 é apenas o codec, você não encontrará nenhum arquivo com extensões .h264. É para isso que servem os formatos de contêiner, que explicarei na seção abaixo. Este codec é usado em todos os lugares, de smartphones a filmadoras digitais e discos Blu-ray^{(Blu-ray discs)} . Ele também é usado para fornecer muitos vídeos da Web hoje^{(web video today)} devido à sua capacidade de fornecer excelente qualidade de imagem^{(image quality)} com uma alta taxa de compactação^{(compression ratio)} e uma baixa taxa de bits^{(bit rate)} , o que significa menos esforço nos servidores de streaming.

Também é altamente suportado e provavelmente será o codec mais popular por muito tempo. É suportado pela Apple , YouTube , HTML 5 e até mesmo no Adobe Flash .

A única desvantagem do H.264 é que seus algoritmos de compactação são tão bons que é muito mais lento codificar um vídeo nesse formato. Você descobrirá mais sobre isso quando falarmos sobre transcodificação abaixo.

Como mencionei acima, existem vários codificadores para um único codec. Para o codec H.264^{(H.264 codec)} , um dos codificadores mais populares é o x264 da VideoLAN , as mesmas pessoas que criam o VLC Media Player . x264 é gratuito e de código aberto, mas também existem muitos codificadores H.264 comerciais. ^(H.264)Não importa como o fluxo de vídeo^{(video stream)} é convertido para este formato, qualquer decodificador H.264^{(H.264 decoder)} (como VLC ) poderá visualizar o arquivo.

MPEG-2 – Ainda tem uma grande coleção de DVDs^{(DVD collection)} ? Isso tudo é feito usando o codec MPEG-2^{(MPEG-2 codec)} . É bem antigo, mas muito comum. O outro lugar onde você encontra compressão MPEG-2^{(MPEG-2 compression)} é quando você assiste esses canais HD transmitidos pelo ar. Isso é tudo compressão MPEG-2^{(MPEG-2 compression)} . Coisas interessantes para saber, certo?

Como o algoritmo de compressão usando MPEG-2 é muito inferior ao H.264 , ele tem a vantagem de ser muito mais rápido para codificar. No entanto, nunca funcionou para streaming na Web^{(web streaming)} porque, com uma taxa de bits mais baixa, a qualidade cairia rapidamente e você acabaria com um vídeo pixelizado. É por isso que eles criaram o MPEG-4 Part 2 .

MPEG-4 Parte 2^{(MPEG-4 Part 2)} – Você provavelmente se lembra dos dias em que tudo falava em DivX e Xvid^{(DivX and Xvid)} certo? Esses eram codificadores para o formato MPEG-4 Parte 2^{(MPEG-4 Part 2)} , também conhecido como H.263 . Muitos filmes que você baixou no passado foram compactados usando esse codec porque ele forneceu um bom tamanho de arquivo^{(file size)} e manteve uma qualidade razoável. No entanto, o único grande problema é que o conteúdo de alta definição^{(high-definition content)} ainda sofria em termos de qualidade de imagem^{(image quality)} e foi aí que o H.264 que mencionei acima assumiu.

Windows Media Video – Esta é basicamente a versão da Microsoft dos codecs MPEG-4^{(MPEG-4 codecs)} . O WMV 7 foi introduzido em 1999 e era uma cópia do MPEG-4 Part 2 . Mais tarde, vieram os WMV 8 e 9, seguidos pelo VC-1 , um codec que copia principalmente MPEG-4 Parte 10^{(MPEG-4 Part 10)} e atualmente também é usado em discos Blu-ray^{(Blu-ray discs)} . Os únicos outros lugares que você vê WMV e VC-1 são principalmente em produtos relacionados à Microsoft , como Windows Movie Maker , Silverlight , HD DVD e Microsoft Expression Encoder^{(HD DVD and Microsoft Expression Encoder)} , etc.

Estes são apenas os codecs de vídeo^{(video codecs)} populares , você também tem seus codecs de áudio, que entram em jogo quando falamos sobre contêineres abaixo. Os codecs de áudio populares incluem FLAC , AC3 , Dolby Digital Plus , DTS-HD , ALAC , etc. Assim como o vídeo, os codecs de áudio têm seus próprios formatos de contêiner como AIFF , WAV , etc.

Estes não são de forma alguma todos os codecs disponíveis, é apenas uma lista de alguns dos mais populares. Agora vamos falar sobre formatos de contêiner.

Formatos de contêiner

Quando você reproduz um arquivo no Windows Media Player ou VLC^{(Windows Media Player or VLC)} ou Quicktime ou qualquer outro player de mídia de sua escolha, geralmente está abrindo um formato de contêiner^{(container format)} . Um formato de contêiner ou wrapper^{(container format or wrapper)} é basicamente um pacote de um ou mais codecs, vídeo ou áudio^{(video or audio)} ou ambos. Um contêiner é usado para adicionar áudio junto com vídeo e garantir que o áudio e o vídeo^{(audio and video)} sejam sincronizados perfeitamente. O contêiner também conterá outras informações necessárias para um servidor de streaming^{(streaming server)} ou pelo media player. Os fluxos de bits de vídeo e áudio são apenas agrupados em outro fluxo de bits.

Os formatos de contêiner^(Container) são onde você vê as extensões de arquivo comuns que todos nós também usamos, como MP4 , MOV , WMV , AVI , etc. Vamos ver alguns dos contêineres mais comuns:

MP4 – Você provavelmente baixou uma música com extensão .MP4, que é um wrapper para vários codecs de vídeo e áudio. Mais comumente, é usado para encapsular vídeo H.264 e^{(H.264 video and AAC)} áudio codificado em AAC. Ele também suporta codecs de vídeo MPEG-4 Parte 2^{(MPEG-4 Part 2)} e MPEG-2 . ^{(MPEG-2 video)}Além disso, o áudio pode ser codificado usando outros codecs além de AAC .

AVI – Este é um formato de contêiner da Microsoft^{(Microsoft container)} de 1992. Era muito popular na minha época e ainda existe bastante. Se você fizer qualquer codificação, nunca mais deve usar o formato de contêiner AVI^{(AVI container)} . Em primeiro lugar, ele não suporta codecs mais recentes como H.264 . Ele também tem alguns outros problemas importantes, e é por isso que não é mais usado.

ASF – O Advanced Systems Format da Microsoft^{(Microsoft don)} normalmente não usa a extensão de arquivo .ASF^{(.ASF file extension)} . Em vez disso, você verá que a maioria dos contêineres ASF usa .WMA ou .WMV. Você verá esses arquivos se estiver usando todos os produtos da Microsoft^(Microsoft) . Depois de deixar o mundo da Microsoft^{(Microsoft world)} , você terá problemas para reproduzir os arquivos, especialmente se usar o codec H.264^{(H.264 codec)} .

AVCHD – AVCHD é o ^(AVCHD)formato de contêiner^{(container format)} mais comum para filmadoras HD. O vídeo normalmente será H.264 com áudio AC3^(AC3) ( Dolby Digital ) ou ^{(Dolby Digital)}PCM Linear .

MKV – Baixe^(Download) um filme ultimamente? Provavelmente está no formato de contêiner MKV^{(MKV container)} , que abriga arquivos de vídeo H.264 . ^{(H.264 video)}Algumas ferramentas suportam MKV como Boxee , PS3 Media Server , XMBC , VLC , etc, mas ainda não é tão amplamente suportado quanto outros formatos de contêiner.

FLV – Este é o Adobe Flash^{(Adobe Flash)} , que suporta vários codecs diferentes, sendo os mais comuns H.264 e AAC^{(H.264 and AAC)} . O vídeo em Flash^{(Flash video)} é uma das formas mais populares de transmissão de vídeos pela Internet . Está perdendo terreno^{(losing ground)} por causa do HTML 5 e do fato de a Apple não deixar o flash^{(let flash)} rodar em nenhum de seus iDevices, mas ainda é muito comum.

Existem outros formatos de contêiner como o QuickTime File Format , OGG , WebM , etc, mas você meio que entendeu agora.

Transcodificação

A última coisa a entender sobre tudo isso é que você provavelmente terá que converter o vídeo AVCHD^{(AVCHD video)} que você baixou da sua filmadora para um formato diferente que você pode importar para o iTunes e reproduzir no seu iPhone. Como existem muitos codecs e formatos de contêiner^{(codecs and container formats)} e cada formato^{(container format)} de contêiner pode ter diferentes combinações de codecs de vídeo e áudio, você precisa de um transcodificador para obter o tipo de arquivo desejado para seu dispositivo específico.

Existem muitos transcodificadores também conhecidos como conversores de vídeo: HandBrake , FFmpeg , SUPER , VirtualDub , etc. Alguns são pagos e outros são ferramentas de código aberto gratuitas. Algumas ferramentas, como HandBrake , fornecem predefinições para que você possa simplesmente escolher seu arquivo de origem^{(source file)} e escolher um formato de saída^{(output format)} como iPod ou iPhone^{(iPod or iPhone)} e clicar em Iniciar^(Start) . Ele escolherá todas as configurações, contêiner, codec etc. para você. No entanto, espero que depois de ler este post, você agora entenda um pouco mais e possa converter vídeos entre formatos e entender um pouco melhor o processo subjacente. Aproveitar!

OTT Guide to Codecs, Container Formats and Transcoding

If the title of this article doesn’t already make your head hurt, then the rеst of it definitely will. Well, hopefully I can explain it in a way that makes sense to the non-technicаl person. I am writing thіs article about video/audio codecs becauseI found myself confused when tryіng to explain it to a friend one day.

What exactly is a codec? I know you need them to play a movie here and there, but what the heck is it really? What really confused me were all the terms I’ve heard of, but never really understood: H.264, DivX, MP4, AVI, MPEG-2, AVCHD, AAC, OGG, MKV, etc, etc. Were these all codecs? After much reading and learning, I realized that the world of audio and video codecs and container formats is very confusing. Actually, I really didn’t even know the difference between a codec and a container format until I started researching.

I won’t be going into much detail, just because the topic starts to become very terse very fast. Do you really care if 1 hour of RAW uncompressed 1080p 60 frames per second video eats up almost 500 GB of storage space? Probably not.

What is a Codec?

So what exactly is a codec and what does it do? In the most simple terms possible, a codec is an encoder/decoder or, in it’s original form, a compressor (co) – decompressor (dec). So that is exactly what a codec does: it takes a digital file and compresses it (or encodes it) for storage and decompresses it (or decodes it) for viewing or transcoding. I’ll tell you what transcoding is a little bit later on, let’s not confuse ourselves this early on.

The important thing to understand is that a codec is kind of like a specification of how the bitstream should look. What is a bitstream? To not get very technical, it’s how the sequence of bytes should be arranged for that particular codec. Each codec has a specific set of guidelines. For example, it can specify the width, height, aspect ratio, etc. Check out this page, but don’t read too much or your head will hurt:

http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/Multimedia/node262.html

Because it’s a specification, there can me many ways to convert data into that format. Hence, there can be many encoders for one codec. I’ll explain more about encoders in the Popular Codecs section below.

So why do we even need all this compression and decompression? Well like I mentioned above, a RAW uncompressed 1080p file is almost a whopping 500GB for just one hour. You would need your own data center to store all your family videos if everything was recorded in that format. That’s where compressions comes into play. There are different types of compression, which translates into different types of codecs. So what are some popular codecs?

Popular Codecs

H.264 (MPEG-4 Part 10 AVC) – This is also officially known as MPEG-4 Part 10, but H.264 is what you commonly hear. Yes, there are also multiple names for the same thing. H.264 is by far the most popular format for encoding videos. H.264 offers the best of all worlds: smaller file sizes with higher quality.

Again, remember, H.264 is just the codec, you won’t find any files with .h264 extensions. That’s what container formats are for, which I’ll explain in the section below. This codec is used all over the place from smartphones to digital camcorders to Blu-ray discs. It’s also used for delivering a lot of web video today because of it’s ability to give you great image quality with a high compression ratio and a low bit rate, meaning less strain on streaming servers.

It’s also highly supported and probably will be the most popular codec for a long time to come. It’s supported by Apple, YouTube, HTML 5, and even in Adobe Flash.

The only downside to H.264 is that it’s algorithms for compression are so good, it’s a lot slower to encode a video into this format. You’ll find out more about that when we talk about transcoding down below.

As I had mentioned above, there are multiple encoders for a single codec. For the H.264 codec, one of the most popular encoders is x264 from VideoLAN, the same people who create VLC Media Player. x264 is free and open-source, but there are many commercial H.264 encoders also. It doesn’t matter how the video stream gets converted into this format, any H.264 decoder (like VLC) will be able to view the file.

MPEG-2 – Still have a large DVD collection? That’s all done using the MPEG-2 codec. It’s pretty old, but very common. The other place where you find MPEG-2 compression is when you watch those HD channels broadcast over-the-air. That’s all MPEG-2 compression. Interesting stuff to know, right?

Since the algorithm for compression using MPEG-2 is vastly inferior to H.264, it’s got the advantage of being a lot faster to encode. However, it never worked for web streaming because at a lower bitrate, the quality would quickly nosedive and you’d end up with pixelated video. That’s why they came up with MPEG-4 Part 2.

MPEG-4 Part 2 – You probably remember the days when everything talked about DivX and Xvid right? Those were encoders for the MPEG-4 Part 2 format, aka H.263. A lot of movies that you downloaded back in the day were compressed using this codec because it gave you a good file size and maintained reasonable quality. However, the only major problem is that high-definition content still suffered in terms of image quality and that’s where H.264 that I mentioned above took over.

Windows Media Video – This is basically Microsoft’s version of the MPEG-4 codecs. WMV 7 was introduced in 1999 and was a copy of MPEG-4 Part 2. Later on, WMV 8 and 9 came, followed by VC-1, a codec that mostly copies MPEG-4 Part 10 and is currently used in Blu-ray discs too. The only other places you see WMV and VC-1 are mostly in Microsoft related products like Windows Movie Maker, Silverlight, HD DVD and Microsoft Expression Encoder, etc.

These are just the popular video codecs, you also have your audio codecs, which come into play when we talk about containers below. Popular audio codecs include FLAC, AC3, Dolby Digital Plus, DTS-HD, ALAC, etc. As with video, audio codecs have their own container formats like AIFF, WAV, etc.

These are not by any means all the codecs out there, it’s just a list of some of the most popular ones. Now let’s talk about container formats.

Container Formats

When you play a file in Windows Media Player or VLC or Quicktime or whatever your media player of choice, you’re usually opening a container format. A container format or wrapper is basically package of one or more codecs, video or audio or both. A container is used to add audio along with video and to make sure the audio and video are synchronized perfectly. The container will also contain other information needed by a streaming server or by the media player. The video and audio bitstreams are just wrapped in another bitstream.

Container formats are where you see the common file extensions we are all used too like MP4, MOV, WMV, AVI, etc. Let’s go through some of the most common containers:

MP4 – You’ve probably downloaded a song that had an .MP4 extension, which is a wrapper for an many video and audio codecs. Most commonly, it’s used to wrap H.264 video and AAC encoded audio. It also supports MPEG-4 Part 2 and MPEG-2 video codecs also. Also, audio can be encoded using other codecs other than AAC.

AVI – This is a Microsoft container format from 1992. It was very popular back in my day and it’s still around quite a bit. If you do any encoding, you should never use the AVI container format anymore. Firstly, it doesn’t support newer codecs like H.264. It also has a few other major problems which is why it’s not used anymore.

ASF – The Advanced Systems Format by Microsoft don’t normally use the .ASF file extension. Instead you’ll see most ASF containers use .WMA or .WMV. You’ll see these files around if you’re using all Microsoft products. Once you leave the Microsoft world, you’ll run into issues playing back the files, especially if you use the H.264 codec.

AVCHD – AVCHD is the most common container format for HD camcorders. The video is normally going to be H.264 with AC3 (Dolby Digital) audio or Linear PCM.

MKV – Download a movie lately? It’s probably in the MKV container format, which houses H.264 video files. Quite a few tools support MKV like Boxee, PS3 Media Server, XMBC, VLC, etc, but it’s not as widely supported as other container formats just yet.

FLV – This is Adobe Flash, which supports many different codecs, most common being H.264 and AAC. Flash video is one of the most popular ways videos are streamed over the Internet. It’s losing ground because of HTML 5 and the fact that Apple won’t let flash run on any of it’s iDevice’s, but it’s still very common.

There are other container formats like the QuickTime File Format, OGG, WebM, etc, but you kind of get the picture now.

Transcoding

The last thing to understand about all this is that you probably will have to convert that AVCHD video you downloaded from your camcorder to a different format that you can then import into iTunes and play on your iPhone. Since there are so many codecs and container formats and each container format can have different combinations of video and audio codecs, you need a transcoder to get you the type of file you want for your particular device.

There are many transcoders aka video converters out there: HandBrake, FFmpeg, SUPER, VirtualDub, etc. Some are paid and some are free open-source tools. Some tools, like HandBrake, give you presets so you can simply choose your source file and pick an output format like iPod or iPhone and click Start. It’ll choose all the settings, container, codec, etc for you. However, hopefully after reading this post, you now understand a little bit more and can go about converting videos between formats and understand the underlying process a little better. Enjoy!

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