Pro začátek si vysvětlíme, v čem a proč je takové CD lepší než vaše stará dobrá VHS kazeta, a co to vlastně ten "mpeg" je...

Jistě si každý položí otázku: Proč vlastně komprimovat video ? Není snad nekomprimované video nejkvalitnější? V podstatě ano, jenže nekomprimovaný signál v normě PAL má datový tak zhruba 25 MB/s, což jednak nestíhá normální počítač zpracovávat, a za druhé by vám asi brzy došlo místo na disku. Na 1 CD (680 MB) by se vešlo 27 sekund videa, což je velmi neoptimální a v praxi ne zrovna použitelné (max. při výrobě reklamních klipů). Proto byla vynalezeno několik druhů komprese videa. V současnosti se setkáme s těmito druhy komprese obrazu, využitelnými při běžném zpracování videa:

MJPEG - Motion JPEG - jedná se v podstatě o film, ve kterém každé políčko tvoří jeden JPG obrázek. Čím je datový tok menší, tím je každé políčko "čtverečkovatější", a tím horší je obraz. Tato komprese se používá ve většině analogových karet, které obsahují HW MJPEG CODEC (video je komprimováno procesorem na kartě). Je také velmi vhodná pro další zpracování, protože jsou všechny snímky komprimovány stejně.

DV - Digital Video - používá se v DV (Digital8 a MiniDV) kamerách. Obraz je kompresován DV procesorem v kameře a následně ukládán v digitálním formátu na kazetu. Při přehrávání na analogový výstup se zpětně provádí dekomprese. Při připojení DV kamery přez firewire rozhraní lze obsah kazety okopírovat přímo na hardddisk počítače (bez ztráty kvality), v počítači upravit, a zase nahrát zpět. Rekomprese se provádí DV kodekem pouze pokud nějak změníte obrazovou informaci v souboru (titulky, efekty).

MPEG-2 (I-frame, IPB) - karty s touto kompresí obsahují hardwarový MPEG kompresor. Mohou pracovat v módu buď tzv. I-framů, kdy karta nahrává všechny snímky se stejnou kompresí, nebo IPB, kdy procesor na kartě automaticky počítá P a B framy. Soubory, které obsahují pouze I-framy, se musí pro vypálení rekompresovat do IPB formátu. Tato operace je většinou akcelerována procesorem na kartě. Produkce digitálního videa je s těmito kartami proto nejjednodušší. Video nahrané v módu I-framů lze použít bez problémů k dalším úpravám, IPB video se použije jako konečný produkt (zabírá méně prostoru, ale kompletně je uložen každý X-tý snímek).

RGB, YUV, žádná komprese - tyto módy podporují všechny levné TV tunery (a také ty nejdražší karty). Video není nijak koprimováno, je tedy z karty posíláno maximální rychlostí 25 MB/s. Pokud vám tuto rychlost nestíhá počítač nahrávat (RAID-1 diskové pole celkem zvládá), musíte použít nějaký softwarový kodek, nebo RGB a YUV kompresi. RGB a YUV komprese je velmi rychlá, zmenší datový tok zhruba na 1/3 původní hodnoty. Ale při použití softwarových kodeků se mohou vyskytnout různé problémy s kvalitou a synchronizací videa, takže toto řešení doporučuji pouze v případě, když nelze použít žádné z předchozích.

MPEG-4 - komprese videa, určená zejména pro velmi malé datové toky. Na střih videa se nehodí pro svou velmi nízkou kvalitu a nároky na přehrávání - aby obraz vypadal lépe, musí se používat softwarové filtry na zahlazení a jiná vylepšení obrazu při přehrávání. Tato komprese neobsahuje synchronizační údaje, takže MPEG-4 video nelze nijak upravit, a také kvalita obrazu je zcela nedostatečná. Poměrně kvalitního obrazu dosáhnete pouze s použitím neprokládaného čistého obrazu (žádné ruchy) jako zdroje. S tímto formátem nepracuje žádná střihová karta ani hardwarový dekodér, hodí se pouze pokud chcete svoje výtvory někomu nahrát po Internetu (zde se uplatní zejména malá velikost souborů).

Proč se ale namáhat s výrobou digitálního videa, když máme to samé na VHS kazetách? Důvodů je více, nejdůležitější výhody a nevýhody obou řešení shrnuje tato tabulka

Jestli jsem vás přesvědčil o výhodách digitálního videa, můžeme si něco povědět o formátech, ve kterých budeme disky vytvářet. Z důvodu kompatibility a podpory budeme používat pouze MPEG-1 a MPEG-2. Ostatní formáty nejsou tak oblíbené, a ani nelze snadno pořídit zařízení pro jejich přehrávání (to platí zejména o MPEG-4, QuickTime a ostatních komprimačních technologiích, které jsou určeny především pro přehrávání na počítačích - např. MPEG-4 neumí korektně zpracovat prokládaný obraz, se kterým pracují všechny videokamery a TV).

Všechny údaje uvedené v tomto článku se týkají normy PAL, protože je nepravděpodobné, že by český uživatel měl nějakou vetší potřebu vytvářet NTSC disky. Pokud ale bez kompletních specifikací a technických informacích o formátech MPEG-1 a MPEG-2 nemůžete vydržet, tak je najdete na http://www.mpeg.org/.

MPEG (Moving Picture Experts Group) je definice ztrátové komprese dat v poměru cca. 10:1 až 200:1. Podle normy PAL obsahuje signál 25 snímků (obrázků) za sekundu, aniž by byla použita nějaká komprese, a datový tok je cca. 25 MB/s. MPEG komprese spočívá v tom, že každý X-tý (třeba patnáctý) snímek je uložen kompletní (tzv. I-frame), a ostatní jsou definovány jako rozdíly mezi nimi (P-frame a B-frame). Při produkc digitálního videa se v praxi používají dva typy - MPEG-1 a MPEG-2. MPEG-1 je starší, a používá se např. pro VCD, CDI a jiné formáty, založené na použití obyčejného CD a s rozlišením 1/4 PAL signálu (rozlišení nejčastěji 352x288 a 384x288 bodů). MPEG-2 je standardem pro kompresi videa pro DVD, digitální TV vysílání (satelit, kabelová televize) a pro ostatní obory, kde je potřeba vysoká kvalita, ale ještě je akceptovatelné použití komprese. Datový tok se používá u MPEG-1 600-3000 kb/s a u MPEG-2 1200-11000 kb/s. Tento datový tok obsahuje video+audio dohromady (video datarate + audio datarate = celkový datový tok MPG streamu). Pokud budete chtít počítat datový tok z kapacity média a délky souboru, nezapomeňte od výsledku odečíst audio, a teprve tento údaj použít pro video. Jako audio stopu používejte zásadně MPEG-1 layer I a II. Při použití jiné komprese vám vytvořený disk půjde přehrát pouze na počítačích. Pro MPEG soubory se používá přípona MPG, pro samostatné video M1V, VBS (MPEG-1) a M2V, MPV ž(MPEG-2). Pro audio pak MPA nebo MP2, případně AC3 pro šestikanálový zvuk u DVD (ale to je jiná komprese než MPEG). Formát MP3 (MPEG-1 layer 3) nelze pro MPEG-1 ani pro MPEG-2 video použít (žádný přehrávač ho neumí dekódovat). Použití MPEG-4 komprese pro obraz se zásadně nedoporučuje, neboť tato kompresní technologie neobsahuje některé důležité údaje o datovém toku a synchronizaci videa. Tento formát již také nelze nijak dále zpracovat.

VCD = Video Compact Disc

Standardní formát pro zápis videa na kompaktní disk. Na jeden 74 minutový disk se vejde až 74 minut videa ve formátu MPEG-1, normě PAL, rozlišení 352x288 bodů a 25 snímcích za sekundu. Datový tok je 1150 kb/s u videa a 224 kb/s u audia (stereo), celkový datový tok je 1374 kb/s. Teoreticky lze vytvořit i video 600-1150 kb/s, ale takovýto disk už nemusí jít přehrát ve stolních přehrávačích. Je zde použitá jiná velikost sektorů než u datového CD, takže to při měření zapsaných dat vypadá, že se na disku nachází až 760 MB dat. Protože datový tok je pevně daný, nelze využít prázdné místo na disku pro zlepšení obrazu (pokud je video kratší než 74 minut). Na VCD lze umístit současně 1 videostopu a 1 audiostopu, lze použít funkci menu nebo kapitol. Vizuálně lze kvalitu obrazu srovnat s kvalitní VHS kazetou, které se nejvíce přibližuje rozlišením (zhruba 320x300 pro VHS a VHSC).

XVCD = Extended Video Compact Disc

V podstatě se jedná o standardní VCD, které má jen větší datový tok a případně rozlišení. Jedná se opět o 1 audio stopu (224 kb/s stereo) a jednu videostopu ve formátu MPEG-1. Rozlišení je znovu 352x288 při 25 snímcích za sekundu, datový tok může být až 2500 kb/s. Při něm se na jeden disk vejde 35 minut videa (je stejná velikost sektorů a struktura disku jako u VCD). Můžete klidně experimentovat s vlastním nastavením a datovým tokem, jediný limit je, že jednotlivé parametry rozlišení musí být dělitelné 16. U tohoto formátu lze beze zbytku využít plochu disku tak, že si ze známé max. délky souboru a délky vašeho souboru v sekundách vypočtete nejvyšší datový tok, při kterém disk ještě půjde vypálit. Tento disk není kompatibilní s VCD, protože vyžaduje schopnost přehrávače zpracovat větší datový tok než má VCD. Odpadají tak stolní CDI a VCD přehrávače. Zaručeně lze disk přehrát na počítačích a některých stolních DVD přehrávačích.

SVCD = Super Video Compact Disc

Jedná se o nový datový standard, komerčně používaný hlavně v Číně a HongKongu. Jde o MPEG-2 kompresi videa, rozlišení 480x576, 25 snímkú za sekundu, maximální datový tok 2600 kb/s (audio+video dohromady) a to VBR nebo CBR (VBR - variable bitrate, neboli proměnný datový tok - kompresní poměr se mění podle složitosti scény, při rychlém pohybu je komprese nejmenší (a datový tok největší). CBR - constant bitrate, neboli stálý datový tok - datový tok je stejný po celou dobu přehrávání. Je sice jednodušší na kompresi, ale data proudí pořád stejnou rychlostí i na místech, kde to není bezpodmínečně potřeba (klidný obraz, málo pohybu) a zabírají tak místo na médiu. Obecně platí, že při VBR lze na jeden disk nahrát více dat (delší video) než u CBR, aniž by se to nějak viditelně projevilo na kvalitě obrazu). MPEG-2 může obsahovat buď 25 celých snímků/s ("non-interlaced" = "neprokládaně") nebo 50 půlsnímků/s ("interlaced" = "prokládaně")(v druhém případě obraz vypadá na TV trochu lépe. Komerční DVD mají 25 snímků/s, protože jako zdroj je použit filmový pás (24 fps, samozřejmě bez půlsnímků). Pokud jde o audio, používá se MPA layer II, 224 kb/s stereo. Na rozdíl od VCD a XVCD mohou být audiostopy dvě, z nichž se přehrává vždy jen jedna (s výhodou lze použít na vícejazyčnou verzi téhož záznamu). Lze použít také strukturu menu, indexů a kapitol. U MPEG-2 můžete použít i širokoúhlý formát obrazu 16:9. Ten lze získat třeba "oříznutím" klasického 4:3 obrazu z kamery nebo použitím širokoúhlého objektivu. Rozlišení obrazu je stejné, ale údaj o poměru stran je součástí MPEG-2 streamu. Pokud bude zadán korektně, DVD přehrávací software správně nastaví poměr jednotlivých stran obrazu, i když poměr velikostí stran obrazu v bodech je jiný (MĚL by to udělat i stolní přehrávač, ale u některých přístrojů to musíte udělat sami). Pokud se zamyslíte nad rozlišením, uvídte že ani 480x576 není 4:3 - směrodatný je údaj o poměru stran, zadaný při tvorbě MPEG-2 souboru. V některých enkodérech lze nastavit i 21:9, takže pokud máte v tomto formátu nějaký film, můžete ho použít (bez černých pruhů nahoře a dole). Ale počítejte s tím, že většina stolních přehrávačů a TV zvládá jen 16:9 a 4:3. Zaručený výsledek máte pouze při přehrávání softwarovým DVD přehrávačem na počítači. Pokud použijete některý přehrávač, který neumí nastavit poměr stran (Media player), budete mít obraz přesně ve stejném poměru, jako je rozlišení obrazu. Pozor! Ne každý softwarový přehrávač umí SVCD přehrát (v nejhorším případě načtěte přímo mpg soubor z cd disku). Většina stolních DVD přehrávačů také neumí automaticky nastavit poměr stran na 16:9, musíte do tohoto režimu přepnout TV (nebo přehrávač) ručně.

Mini DVD = Mini Digital Video Disc

Není to sice standard, ale při způsobu přehrávání tohoto disku to vůbec nevadí. Jedná se v podstatě o DVD disk (s UDF filesystémem), ale vypálený na CD - musí se tam tedy velikostí vejít. Datový tok je stejný jako u DVD, tedy 1200 - 11000 kb/s a rozlišení 720x576 (352x576, 352x288). V praxi se používá datový tok 2000 - 4000 kb/s, kdy se v přijatelné kvalitě na disk vejde relativně dlouhé video (20 - 35 minut). Jako audio lze použít MPA layer I a II (64, 128, 224 kb/s) nebo AC3 (nejlépe 192 nebo 384 kb/s). Jiná rozlišení nejsou možná, protože je žádný DVD autorizační program nepodporuje. Opět se používá prokládaný (TV) nebo neprokládaný (film) MPEG2 s VBR nebo CBR. Lze samozřejmě použít strukturu menu stejnou jako u DVD (pokud se vám ji povede nadefinovat,
samozřejmě). Takto vytvořený disk lze přehrát pouze na počítačích, protože
žádný stolní přehrávač neroztočí CD disk na rychlost DVD (na čtení CD se používá laser o jiné vlnové délce než na čtení DVD, takže přístroj rozdíl snadno pozná). Na počítači je k přehrávání potřeba jakýkoliv hardwarový nebo softwarový DVD přehrávač. Samozřejmě můžete mít i širokoúhlý obraz - 16:9. takto je vyrobena i většina DVD disků.

DVD = Digital Video Disc

DVD disk. Výborná kvalita obraz a zvuku (pokud se disk povede), rozlišení obrazu je 720x576 (25 fps), komprese MPEG-2, zvuk je šestikanálový (5+1), nebo dvoukanálový v různých zvukových normách (DTS, Dolby Digital, Dolby Surround....). Disky existují jednovrstvé (4,5 GB), dvouvrstvé (9 GB), jednostranné (9 GB - dvě vrstvy na jedné straně) a oboustranné (až 18 GB). Filmové DVD mají většinou neprokládaný obraz, protože jsou vyrobeny z filmových pásů (24 fps, samozřejmě neprokládaný obraz). Na přehrávání DVD disků je potřeba buď počítač s DVD mechanikou, nebo stolní DVD player. Stolní přístroje mají mnohem lepší obraz než projekce DVD na monitoru počítače (kdo viděl kompletní sestavu domácího kina v provozu, pochopí). Pokud se budete chtít pustit do výroby DVD disků (nestačí vám už miniDVD), budete potřebovat DVD autorizační software, DVD-R vypalovačku, a určitě také stolní DVD přehrávač, na kterém budete svoje dílo průbežně zkoušet. DVD mají také tu výhodu, že všechny autorizační programy umí vytvořit strukturu DVD (adresář VIDEO_TS a jeho obsah) na disku počítače, takže si funkci menu, MPG tracků a všech ostatních funkcí budete moci ověřit nanečisto, a nebudete ničit jedno DVD-R medium za druhým. Jelikož DVD-R disky mají kapacitu 3760 MB (další generace 4700), vejde se vám na jeden disk přibližně 120 minut videa při průměrném datovém toku 5 MB/s. Ale kvalita videa bude nerozeznatelná od DV formátu nebo běžného TV vysílání.

Petr Beránek