Cosa sono i formati di codifica video? | Formati video

I formati di codifica video sono schemi per file video digitali ottimizzati per diverse piattaforme e dispositivi. Ogni formato video è composto da un codec audio, un codec video e un contenitore.

Obiettivi di apprendimento

Dopo aver letto questo articolo sarai in grado di:

  • Comprendere cosa sono i formati di codifica video
  • Comprendere come la compressione lossy e lossless influisce sulla distribuzione dei video
  • Mettere a confronto i formati di codifica video più comuni

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Cosa sono i formati di codifica video?

I formati di codifica video, detti anche formati di file video, sono metodi per ottimizzare i file video digitali per diverse piattaforme, programmi e dispositivi. Esistono molti tipi diversi di formati di codifica video, ma ognuno di essi è composto da due parti principali: un codec e un contenitore. Il codec e il contenitore specificano il modo in cui l'input video non compresso viene archiviato, trasmesso e visualizzato. Nello streaming, è importante che il formato di codifica sia compatibile con la più ampia gamma di dispositivi possibile, in modo che lo stream sia disponibile per tutti gli utenti.

La selezione del formato video corretto dipende da tre fattori principali: la disponibilità di spazio di archiviazione, la qualità dell'output video e la compatibilità con diversi lettori o programmi.

Ad esempio, supponiamo che Carlo voglia caricare un portfolio video professionale sul suo sito web. Dovrà tenere conto sia i vincoli di larghezza di banda in upload, sia la qualità complessiva del video. Potrebbe scegliere WebM, un formato di file esente da royalty supportato dai dispositivi Android, dalla maggior parte dei browser Web e dai siti di streaming video HTML5 (ad esempio, YouTube). WebM gli consente di comprimere il file video in modo da riprodurlo fluidamente senza una degradazione significativa della qualità.

Ornella, invece, ha ore e ore di video amatoriali che vuole convertire in un formato video digitale ampiamente utilizzato, con lo scopo di archiviarli in modo sicuro. La sua intenzione è memorizzare la maggior parte dei file video sul suo disco rigido. Potrebbe selezionare MPEG-4 Part 14 (MP4), un formato preserva la qualità del video dopo la compressione e che probabilmente rimarrà compatibile con la maggior parte dei programmi e dei dispositivi negli anni a venire.

Come funziona la codifica video?

La codifica video è il processo di trasformazione di input video non compressi in un formato che può essere archiviato e riprodotto su diversi dispositivi. Essa consta di due processi principali: la compressione e la transcodifica.

La compressione, ovvero l'eliminazione dei dati superflui, riduce significativamente le dimensioni di un file video, rendendolo più gestibile. Senza un'adeguata compressione, la maggior parte dei file sarebbe eccessivamente grande per essere caricata rapidamente o riprodotta senza problemi sui dispositivi degli utenti.

La transcodifica si riferisce al processo di conversione totale audio e video da un formato video a un altro. Essa garantisce che un file video sia compatibile con il lettore video e/o la piattaforma utilizzata. Senza la transcodifica, gli utenti non sarebbero assolutamente in grado di guardare un file video.

Un video in streaming on demand è codificato in modo da poter essere inviato su Internet e riprodotto su una varietà di dispositivi. Durante lo streaming live, il flusso video viene segmentato, compresso e codificato in tempo reale.

Gli utenti possono ricevere lo streaming live codificato su diversi dispositivi utilizzando diversi lettori video. I dispositivi, quindi, decodificano e decomprimono il video segmentato prima di riprodurlo.

Che cos'è un codec?

Un codec (codificatore/decodificatore) è un metodo per comprimere e decomprimere i dati in modo che possano essere trasportati e ricevuti da applicazioni diverse. Per comprimere file audio e video sono usati dei codec diversi, ma generalmente funzionano nello stesso modo.

I codec codificano i file utilizzando la compressione con perdita di dati o la compressione senza perdita di dati. La compressione lossy semplifica i dati in un file video e conserva solo le parti essenziali. Questo è il motivo per cui un video che utilizza la compressione lossy può apparire pixelato o “sfocato”. Immaginiamo che Luigi decida di inviare a sua sorella un video del suo roseto: la compressione lossy mostrerà accuratamente ogni rosa, ma potrebbe scegliere una singola sfumatura di colore per tutti i fiori invece di mostrare le tenui variazioni cromatiche di ciascun petalo.

La compressione lossless preserva l'alta qualità del file video originale, copiando esattamente ogni dato. Luigi potrebbe scegliere di inviare alla sorella un video ad alta definizione del suo roseto, capace di catturare la sfumatura cromatica di ogni bocciolo, ma le dimensioni del file risultante sarebbero probabilmente troppo grandi per l'invio tramite SMS o e-mail.

Sia la compressione lossy che quella lossless presentano vantaggi e svantaggi. La compressione lossy offre dimensioni dei file inferiori e una qualità video minore, mentre la compressione lossless offre una duplicazione dei file di qualità superiore, ma con dimensioni dei file maggiori.

Che cos'è un contenitore?

Un contenitore fonde un flusso audio codificato (codec audio), un flusso video codificato (codec video) e metadati in un unico file video. I metadati comunicano al lettore video come coordinare i diversi codec audio e video, e possono anche fornire elementi aggiuntivi, come sottotitoli o flussi audio alternativi.

Ogni contenitore supporta una gamma diversa di codec video. Alcuni contenitori funzionano solo con un singolo tipo di codec e lettore video, cosa che limita drasticamente le opzioni di riproduzione. Altri, invece, sono compatibili con una pluralità di tipi di codec e di lettori.

Spesso le estensioni dei file video prendono il nome dai contenitori che utilizzano, anziché dai codec audio e video che contengono. Ad esempio, un file video MP4 è a tutti gli effetti un contenitore MP4. Un file video può essere riprodotto correttamente solo se sia il codec che il contenitore sono compatibili con il lettore.

Quali sono i tipi più comuni di formati di codifica video?

Esistono oltre una dozzina di tipi di formati di codifica video e non tutti sono compatibili con le stesse piattaforme, browser e dispositivi. Ecco cinque dei formati più comuni:

MP4: MPEG-4 Part 14 (MP4) è un formato di file video creato dal Motion Picture Expert Group. Comprime audio e video separatamente, il che consente ai file MP4 di mantenere una qualità video relativamente alta dopo la compressione. La maggior parte dei browser e dei dispositivi iOS/Android è compatibile con i file MP4.

MOV: QuickTime Movie (MOV) è un formato di file video creato da Apple. Sebbene possa essere eseguito sia su Mac OS che su Windows OS, è compatibile solo con i lettori video QuickTime. Esso preserva la qualità del video, ma non offre la stessa compressione file di altri formati video comuni, come MP4.

AVI: Audio Video Interleave (AVI) è un formato di file video creato da Microsoft, ed è una delle specifiche di contenitore di file video più datate. AVI funziona con diversi codec, il che può influire sul livello di supporto offerto dai vari sistemi operativi e browser. AVI assegna la priorità alla qualità video rispetto alla compressione, pertanto i file video sono più grandi e di qualità complessivamente superiore.

FLV: Flash Video Format (FLV) è un formato di file video creato da Adobe Flash. Uno dei maggiori vantaggi di FLV è la capacità di comprimere i file video senza una perdita significativa della qualità delle immagini. Tuttavia, è molto meno compatibile con diversi dispositivi e sistemi operativi rispetto ad altri formati: sebbene sia supportato dalla maggior parte dei browser e dei dispositivi Android, non può essere utilizzato per riprodurre file video su dispositivi iOS come iPhone o iPad. I browser hanno abbandonato il supporto per Adobe Flash perché è considerato non sicuro, e Adobe non supporta più Flash dal 31 dicembre 2020.

WebM: WebM è un formato di file video sviluppato da Google. È un sottoinsieme del formato Matroska Video Container (MKV) a standard aperto, che è altamente adattabile alla maggior parte dei codec video e audio e compatibile con un'ampia gamma di piattaforme e dispositivi. WebM è un'alternativa open source e web-friendly a MP4, e mantiene un'alta qualità video dopo la compressione. Sia MP4 che WebM sono supportati da HTML5.

In che modo Cloudflare supporta diversi formati video?

Cloudflare Stream supporta molti formati di codifica video, tra cui MP4, MKV, MOV, AVI, FLV, MPEG-2 TS, MPEG-2 PS, MXF, LXF, GXF, 3GP, WebM, MPG e QuickTime. Supportato da una rete di datacenter in 335 città in tutto il mondo, Cloudflare Stream offre una riproduzione video veloce e di alta qualità, abbinata a funzioni di archiviazione e codifica dei video e a un lettore personalizzabile.