Slovníček multimediálních souborů

Současný technologický svět si umí poradit s čímkoliv. Ještě před pár lety bylo pár základních formátů a ke všemu na každý bylo třeba jiného přehravače. Nyní je formátů mnohonásobě větší množství, leč poradí si s nimi většinou jediný stroj, co se vejde i do průměrně velké kapsy. Možná vám stačí vědět, že to “funguje”, nicméně pokud vás zajímá, co jednotlivé multimeidální přípony souborů znamenají a v čem se od sebe liší, podívejte se na náš multimediální slovníček.

Multimediální přehravače jsou dnes již technicky téměř dokonalé. častokrát se však stane, že valná většina technické specifikace daného produktu je seznam multimediálních souborů, které přístroj podporuje. Co vlastně který znanemá se dočtete níže.

Hudební formáty

MP3 – tento formát představuje ztrátovou kompresi zvukových souborů založený na kompresním algoritmu MPEG (Motion Picture Experts Group). Při zachování poměrně vysoké kvality umožňuje zmenšit velikost hudebních souborů v CD kvalitě přibližně na desetinu, u mluveného slova však dává výrazně horší výsledky.

MP3 se snaží odstranit redundanci zvukového signálu na základě psych akustického modelu. Tedy ze vstupního signálu se odeberou informace, jež člověk neslyší, nebo si je neuvědomuje. Využívá se principů časového a frekvenčního maskování.

skutečná velikost: 1 minuta záznamu hudby = cca 1 MB
plusy: nejrozšířenější formát, hudební soubor 10x menší, než klasický “wav” a takřka neslyšitelný kvalitativní rozdíl
minusy: komprese mluveného slova výrazně horší

OGG – Ogg je projekt, který si klade za cíl vytvořit svobodný software pro digitální multimédia. Datový formát Ogg propagovaný nadací Xiph.org byl vytvořen jako výchozí materiál větší iniciativy, která si klade za cíl vyvinout komponenty pro kódování a dekódování multimediálního obsahu, přičemž tyto komponenty budou svobodně dostupné a svobodně re implementovatelné v softwaru (BSD licence).

Různé části projektu jsou zamýšleny jako alternativy k nesvobodným standardům, jakými jsou kodeky MPEG, Real, QuickTime, Windows Media; formáty RIFF – WAV a AVI.

skutečná velikost: podobně jako MP3, teda 1 minuta hudebního záznamu = cca 1 MB
plusy: volná šiřitelnost
zápory: poměrně nový a málo rozšířený formát, který dosud podporuje jen omezený počet přehrávačů.

WMA – tento formát je komprimovaný zvukový formát vyvinutý jako součást Windows Media a byl původně určen jako náhrada za MP3 (které bylo patentované a Microsoft musí platit za jeho začlenění ve Windows). Dnes spíše soupeří s Applovým AAC.

Kvalita zvuku WMA velmi slušná, dosahuje téměř ke špičce. Známým problémem je příliš časné ořezávání vyšších frekvencí při nižších bitrate. Zato WMA neobsahuje ani při nižších bitrate tolik artefaktů jako konkurence.

skutečná velikost: stejně jako předešlé formáty
plusy: velmi kvalitní zvuk (více, než MP3), v prostředí systému Windows velmi spolehlivý formát
minusy: mimo prostředí Windows je třeba patřičných pluginů, oficiálně existuje pouze jediný enkoder

WAV – tento formát je zkratkou a běžně používanou příponou pro Waveform audio format. Tento zvukový formát vytvořily firmy IBM a Microsoft pro ukládání zvuku na PC. Je to speciální varianta obecnějšího formátu RIFF. Přestože je možné ukládat do WAV souboru zvuk komprimovaný, například pomocí GSM komprese, ADPCM, µ-Law či v MP3.

Většinou se však používá nekomprimovaný zvuk v pulzně kódové modulaci. Stejným způsobem je uložen zvuk na Audio CD, což umožňuje snadný převod mezi těmito formáty. Velikost WAV souboru je omezena na 4 GB, což odpovídá asi 6.6 hodinám záznamu v CD kvalitě.

skutečná velikost: 1 minuta hudebního záznamu = cca 10 MB
plusy: nekomprimovaný hudební formát, snadný převod z audio CD, dobře se s ním pracuje, kvalitní zvuk
minusy: větší nároky na místo na disku

AAC – Advanced Audio Coding (zkráceně AAC) je ztrátový zvukový kodek. Byl vyvinut jako logický následovník formátu MP3 na středních až vyšších bitratech v rámci standardu MPEG4. Je to jeden z nejpokročilejších kodeků a má velmi dobré vyhlídky do budoucna. Jeho různé modifikace jako AACplus apod. obsahují velmi pokročilé technologie jako LTP (Long Term Prediction) nebo Postprocessing, které z nich na nízkých bitrate dělají nejlepší kodeky.

Softwarová podpora není zrovna nejlepší, většina přehrávačů potřebuje externí plugin (pokud nějaký existuje). V oblasti hardware se ujal především v přehrávačích firmy Apple iPod.

FLAC – Free Lossless Audio Codec je open source zvukový bezztrátový kodek. Používá lineární predikci pro konverzi zvukových vzorků do série malých čísel (známe jako reziduály), které jsou efektivně uloženy pomocí Golomb-Ricova kódování.

U formátu FLAC se žádná informace nevypouští. Princip jeho fungování se dá přirovnat k univerzálním komprimačním programům typu RAR nebo Zip, které se používají na jakákoliv data a jejich stupeň komprese zvukových dat bývá nižší a komprimace a dekomprimace pomalejší než u FLACu, který se specializuje na hudbu. Použijeme-li ztrátový formát, tak velikost výsledného souboru je rovna přibližně 10-16% původního souboru (při běžně používaných nastaveních). U FLACu to bývá kolem 60%.

plusy: volná šiřitelnost, kvalitná obdobná formátu WAV
minusy: malá rozšířenost, menší softwareová podpora

Video formáty

MPEG-2 – tato přípona představuje ztrátový komprimační datový formát, který slouží ke snížení datového toku a tím i velikosti výsledného souboru u digitálně zpracovávaných videozáznamů při co nejmenším viditelném zhoršení kvality po dekomprimaci.

Jeho předchůdcem je formát MPEG-1 a dokonalejším technologickým nástupcem formát MPEG-4. MPEG-2 je standardním formátem užívaným pro ukládání a přenos videa na DVD, nebo při distribuci digitálního televizního signálu DVB-T.

plusy: umí pracovat s prokládanými snímky (tzv. půlsnímky), MPEG-2 byl vyvinut pro rozlišení 720×576 obrazových bodů. V praxi je možné ale kódovat jakýkoliv vstupní rozměr

WMV – tento formát je komprimovaný souborový videoformát pro několik kodeků vyvinutých společností Microsoft, chráněných zákonem. Originální kodek známý jako WMV, byl původně navržen pro internetové streamingové aplikace jako konkurence pro již zavedený RealVideo.

plusy: široce rozšířený formát, který přehrajete na všech známých přehravačích

AVI – Audio Video Interleave, známější pod zkratkou AVI, je multimediální kontejner, uvedený firmou Microsoft v listopadu roku 1992 jako součást multimediální technologie Video for Windows. Soubory typu AVI mohou obsahovat zvukovou i video stopu, což umožňuje synchronní přehrávání videa a zvuku. Mnohými je považován za zastaralý formát.

Když je používán s populárními MPEG-4 kodeky (např. DivX nebo Xvid), má značné nedostatky, které zvětšují velikost souboru víc, než je nezbytné. Navzdory limitujícím faktorům a dostupnosti nových, modernějších multimediálních kontejnerů, zůstává AVI populární mezi komunitou sdílející data díky vysoké kompatibilitě s existujícími programy pro přehrávání videa a jeho editaci (jako je například Windows Media Player a VirtualDub). Formát AVI a MPEG také využívá většina digitálních fotoaparátů.

plusy: velké rozšíření a podpora
minusy: zastaralý formát, větší velikost multimediálních souborů

MP4 – tento formát te také známý pod názvem MPEG-4 Part 14, je tedy součástí MPEG-4 standardu. Jako jeho základ posloužil kontejner MOV přehrávače QuickTime od společnosti Apple. Je to moderní a otevřená alternativa k zastaralému AVI kontejneru. Oproti AVI může MP4 obsahovat menu, více titulků i zvukových stop a dokonce i 3D objekty.

Umožňuje také bezproblémové streamování videa. Oproti AVI má MP4 trochu jiné možnosti v použití kompresí. Je to MPEG-1, MPEG-2 a MPEG-4 pro obraz a MP3 a AAC pro zvuk, tedy kompresní audiovizuální formáty skupiny MPEG. O rozšíření MP4 do povědomí lidí se stará hlavně firma Nero, která tento formát používá pro ukládání videa s kompresí MPEG-4.

A potom také firma Apple. Modifikací MP4 je formát 3GP používaný v mobilních telefonech. MP4 je dnes často používáno pro ukládání HD videa v digitálních fotoaparátech (i kamerách).

Existuje samozřejmě celá řada dalších multimediálních formátů, nicméně ty nejpodstatnější a jejich výhody či nevýhody jsme vám dnes představili. Věříme, že v nových multimediálních přehrávačích se již budete orientovat lépe.

Zajímavosti

Multimediální soubory jsou nedílnou součástí našeho digitálního světa. Používáme je každý den, ať už si posloucháme hudbu, sledujeme filmy nebo prohlížíme fotografie. Možná si ale neuvědomujeme, jaké zajímavosti se skrývají za těmito soubory. V tomto článku vám představíme tři zajímavosti o multimediálních souborech, které vás možná překvapí.

Různé formáty pro různé účely

Existuje celá řada různých formátů multimediálních souborů, jako je například MP3, MP4, JPEG, AVI a mnoho dalších. Každý formát má své specifické vlastnosti a použití. Například formát MP3 se používá pro komprimované audio soubory a je ideální pro přenos hudby. Na druhou stranu formát JPEG je určen pro ukládání a sdílení fotografií a umožňuje zachování dobré kvality obrazu při relativně malé velikosti souboru.

Metadata skrývají další informace

Věděli jste, že multimediální soubory (zejména hudba a fotografie) mohou skrývat další informace v metadatech? Metadata jsou informace uložené přímo ve souboru, které obsahují různé údaje o souboru, jako je autor, datum vytvoření, umístění, a další.

Například u hudby mohou metadata obsahovat informace o umělci, názvu skladby, albu a dokonce i texty písní. Tato metadata pak mohou být zobrazena ve správci médií, jako je například přehrávač hudby nebo fotografická aplikace. Metadata jsou tedy skvělým způsobem, jak uspořádat a vyhledávat své multimediální soubory.

Komprese a ztráta kvality

Dalším zajímavým faktem je, že mnoho multimediálních souborů je komprimováno za účelem snížení velikosti souboru. Při kompresi dochází k odstranění některých informací z původního souboru, čímž se dosáhne menšího souboru.

To však může zapříčinit ztrátu kvality. Například u komprimovaných audio souborů se může projevit menší dynamika nebo horší zvuková kvalita v porovnání s původním nekomprimovaným záznamem.

Další zajímavostí je, že existují i bezztrátové komprese, které umožňují snížení velikosti souboru bez ztráty kvality. Tyto kompresní algoritmy jsou často využívány například v profesionální hudbě nebo ve vysokokvalitním videu.

Multimediální soubory jsou fascinující součástí digitálního světa, kterou běžně používáme. Je důležité si uvědomit, že každý formát má své specifické vlastnosti a použití. Skrývají také metadata, která nám poskytují dodatečné informace o souboru.

A konečně, komprese souborů je běžnou praxí, která umožňuje snížit velikost souboru, ale může způsobit i ztrátu na kvalitě. Přestože se může zdát, že multimediální soubory jsou jednoduché, jejich fungování a různé vlastnosti jsou skutečně zajímavé a stojí za pozornost.