O que são formatos de codificação de vídeo? | Formatos de vídeo

Os formatos de codificação de vídeo são esquemas para arquivos de vídeo digital que foram otimizados para diferentes plataformas e dispositivos. Cada formato de vídeo é composto de um codec de áudio, um codec de vídeo e um contêiner.

Objetivos de aprendizado

Após ler este artigo, você será capaz de:

  • Entender o que são formatos de codificação de vídeo
  • Saber como a compressão com e sem perdas afeta a entrega do vídeo
  • Comparar formatos comuns de codificação de vídeo

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O que são formatos de codificação de vídeo?

Os formatos de codificação de vídeo, também chamados de formatos de arquivos de vídeo, são métodos de otimização de arquivos de vídeo digital para diferentes plataformas, programas e dispositivos. Existem muitos tipos diferentes de formatos de codificação de vídeo, mas cada um é composto de duas partes principais: um codec e um contêiner. O codec e o contêiner especificam a maneira como a entrada de vídeo não compactada é armazenada, transmitida e visualizada. Em streaming, é importante que o formato de codificação seja compatível com a mais ampla gama de dispositivos possível para que o stream esteja disponível para todos os usuários.

A seleção do formato de vídeo adequado depende de três fatores principais: disponibilidade de armazenamento, qualidade da saída de vídeo e compatibilidade com diferentes reprodutores de vídeo ou programas.

Por exemplo, digamos que Bob deseja carregar um portfólio de vídeo profissional para seu site. Ele precisa considerar as restrições de largura de banda para upload, bem como a qualidade geral do vídeo em si. Ele pode escolher WebM, um formato de arquivo livre de royalties que é compatível com dispositivos Android, a maioria dos navegadores web e sites de streaming de vídeo em HTML (por exemplo, YouTube). O WebM permite que ele compacte seu arquivo de vídeo para que seja reproduzido sem problemas, sem perder qualidade de vídeo significativa.

Alice, por outro lado, tem horas e horas de vídeos caseiros que ela deseja converter em um formato de vídeo digital amplamente utilizado por segurança. Ela pretende armazenar a maioria dos arquivos de vídeo em seu disco rígido. Ela pode selecionar MPEG-4 Parte 14 (MP4), que preserva a qualidade do vídeo após a compactação e provavelmente permanecerá compatível com a maioria dos programas e dispositivos por muitos anos.

Como funciona a codificação de vídeo?

Codificação de vídeo é o processo de transformar a entrada de vídeo não compactado em uma forma que pode ser armazenada e reproduzida por uma variedade de dispositivos. A codificação de vídeo envolve dois processos principais: compactação e transcodificação.

A compactação, ou o descarte de dados supérfluos, diminui significativamente o tamanho de um arquivo de vídeo para que seja mais gerenciável. Sem a compactação adequada, a maioria dos arquivos seria muito grande para carregar facilmente e rapidamente ou reproduzir sem problemas nos dispositivos dos usuários.

A transcodificação se refere ao processo total de conversão de áudio e vídeo de um formato de vídeo para outro. Ela garante que um arquivo de vídeo seja compatível com o reprodutor de vídeo e/ou plataforma que está usando. Sem a transcodificação, os usuários não seriam capazes de assistir ao arquivo de vídeo.

O streaming de vídeo sob demanda é codificado para que possa ser enviado pela internet e reproduzido em uma variedade de dispositivos de usuários. Durante o streaming ao vivo, o stream de vídeo é segmentado, compactado e codificado em tempo real.

Os usuários podem receber o stream ao vivo codificado em diferentes dispositivos, usando diferentes players de vídeo. Os dispositivos decodificam e descompactam o vídeo segmentado antes de reproduzi-lo.

O que é um codec?

Um codec (codificador/decodificador) é um método para compactar e descompactar dados para que possam ser facilmente transportados e recebidos por diferentes aplicativos. Codecs separados são usados para compactar arquivos de áudio e vídeo, mas geralmente funcionam da mesma maneira.

Codecs codificam arquivos usando compactação com ou sem perdas. A compactação com perdas simplifica os dados em um arquivo de vídeo e mantém apenas as partes essenciais. É por isso que um vídeo que usa compactação com perdas pode parecer pixelado ou “distorcido”. Imagine que Frank decide enviar à irmã um vídeo de seu jardim de rosas: a compactação com perdas mostrará com precisão todas as rosas, mas pode escolher um único tom de rosa para as flores em vez de representar as variações sutis de rosa em cada pétala.

A compactação sem perdas preserva a alta qualidade do arquivo de vídeo original, copiando exatamente todos os dados. Frank pode preferir enviar à irmã um vídeo de alta definição de seu jardim — um que capture todos os tons de rosa em cada botão de rosa — mas o tamanho do arquivo resultante provavelmente seria muito grande para enviar por mensagem de texto ou e-mail.

A compactação com e sem perdas tem suas vantagens e desvantagens. A compactação com perdas oferece tamanhos de arquivo menores e qualidade de vídeo inferior, enquanto a compactação sem perdas oferece duplicação de arquivos de alta qualidade ficando com tamanhos de arquivo maiores.

O que é um contêiner?

Um contêiner combina um stream de áudio codificado (codec de áudio), stream de vídeo codificado (codec de vídeo) e metadados em um único arquivo de vídeo. Os metadados informam ao player de vídeo como coordenar diferentes codecs de áudio e vídeo e também podem fornecer elementos adicionais, como legendas ou streams de áudio alternativos.

Cada contêiner oferece suporte a uma gama diferente de codecs de vídeo. Alguns contêineres funcionam apenas com um único tipo de codec e player de vídeo, o que limita drasticamente as opções de reprodução. Outros contêineres são compatíveis com muitos tipos de codecs e players de vídeo.

Muitas vezes, as extensões de arquivo de vídeo são nomeadas de acordo com os contêineres que usam, em vez dos codecs de áudio e vídeo que contêm. (Por exemplo, um arquivo de vídeo MP4 é na verdade um contêiner MP4.) Um arquivo de vídeo só pode ser reproduzido corretamente se o codec e o contêiner forem compatíveis com o player de vídeo.

Quais são os tipos mais comuns de formatos de codificação de vídeo?

Existem mais de uma dúzia de tipos de formatos de codificação de vídeo e nem todos são compatíveis com as mesmas plataformas, navegadores e dispositivos. Aqui estão cinco dos formatos de vídeo mais comuns:

MP4: o MPEG-4 Parte 14 (MP4) é um formato de arquivo de vídeo criado pelo Motion Picture Expert Group. Ele compacta áudio e vídeo separadamente, o que permite que arquivos MP4 retenham uma qualidade de vídeo relativamente alta após a compactação. A maioria dos navegadores e dispositivos iOS/Android são compatíveis com arquivos MP4.

MOV: o QuickTime Movie (MOV) é um formato de arquivo de vídeo criado pela Apple. Embora possa ser executado tanto no SO Mac quanto no Windows, ele só é compatível com reprodutores de vídeo QuickTime. Ele preserva a qualidade do vídeo, mas não oferece tanta compactação de arquivo como outros formatos de vídeo comuns, como MP4.

AVI: o Audio Video Interleave (AVI) é um formato de arquivo de vídeo criado pela Microsoft. É uma das especificações de contêiner de arquivo de vídeo mais antigas. O AVI funciona com vários codecs diferentes, o que pode afetar o quanto ele é suportado por diferentes sistemas operacionais e navegadores. Ele prioriza a qualidade do vídeo sobre a compactação, o que significa que os arquivos de vídeo são maiores e têm melhor qualidade geral.

FLV: o Flash Video Format (FLV) é um formato de arquivo de vídeo criado pelo Adobe Flash. Uma vantagem clara do FLV é sua capacidade de compactar arquivos de vídeo sem perda severa de qualidade de vídeo. No entanto, é muito menos compatível entre dispositivos e sistemas operacionais do que outros formatos de arquivo: embora seja compatível com a maioria dos navegadores e dispositivos Android, não pode ser usado para reproduzir nenhum arquivo de vídeo em dispositivos iOS como iPhones ou iPads. Os navegadores abandonaram o suporte para Adobe Flash porque ele é considerado inseguro e a Adobe não oferece mais suporte para o Flash desde 31 de dezembro de 2020.

WebM: o WebM é um formato de arquivo de vídeo desenvolvido pelo Google. É um subconjunto do formato Matroska Video Container (MKV) de padrão aberto, que é altamente adaptável à maioria dos codecs de vídeo e áudio e compatível com uma ampla gama de plataformas e dispositivos. O WebM é uma alternativa de código aberto e amigável ao MP4 que mantém a alta qualidade do vídeo após a compressão. Tanto MP4 quanto WebM são compatíveis com HTML5.

Qual a compatibilidade da Cloudflare com os diferentes formatos de vídeo?

O Cloudflare Stream é compatível com muitos formatos de codificação de vídeo, incluindo MP4, MKV, MOV, AVI, FLV, MPEG-2 TS, MPEG-2 PS, MXF, LXF, GXF, 3GP, WebM, MPG e QuickTime. Apoiado por uma rede de data centers em 270 cidades ao redor do mundo, o Cloudflare Stream oferece reprodução de vídeo rápida e de alta qualidade com armazenamento de vídeo, codificação e um player de vídeo personalizável.