Opis popularnych kodeków dźwięku i obrazu.

MPEG 1

Kodek opracowany w 1991 roku przez firmę Moving Picture Experts Group przeznaczony do kompresowania popularnych do dziś płyt VCD. W ciągu swojego istnienia doczekał się dwóch odmian mianowicie VCD 1.1 i VCD 2.0. Wersja 2.0 obsługuje system PAL, oferuje lepszą jakość dźwięku oraz interaktywną obsługę. Film skompresowany kodekiem MPEG - 1 porównać możemy jakościowo do filmu zapisanego na kasecie VHS. Oferuje on stereofoniczny dźwięk jakościowo zbliżony do dźwięku zapisanego na płycie CD - audio. Na jednej płycie CD możemy zmieścić ok. 70 min filmu wraz z dźwiękiem. Kodek ten przyczynił się w znaczący sposób do rozpowszechnienia cyfrowego wideo ponieważ za jego pomocą w znaczący sposób można było zredukować ilość danych potrzebnych do odtworzenia materiału filmowego w ciągu jednostki czasu (sekundy). Wyobraźmy sobie, że jedna sekunda nie skompresowanego filmu o rozdzielczości PAL  wraz z dźwiękiem zajmuje 30 MB. Jak łatwo policzyć film 90 minutowy zajmował by 90X60X30=ok. 158 Gb. W latach 90 przepustowość 30 MB/s była nieosiągalna, rozmiar pliku także. Dzięki zakodowaniu filmu jednosekundowy fragment filmu można było skompresować do około 200 KB.

Kodek MPEG - 1 oferuje kompresje stratną, czyli zmniejszenie objętości pliku poddanego kompresji uzyskujemy kosztem jakości materiału poddanego kompresji. Z obrazu usuwane są te dane, które  są słabo zauważalne dla ludzkiego oka. Strumień danych zostaje częściowo zubożony o informacje o kolorze, klatki dzielone są na bloki o rozmiarze 8X8 co pozwala na zapisanie ich za pomocą znacznie mniejszych ilości danych. Proces kompresji ruchu ma kluczowe znaczenie podczas kodowania. Klatki zostają dzielone na bloki o rozmiarze 16X16 względem klatki kluczowej (pierwsza klatka z kompresowanej sekwencji podobnych do siebie klatek). Podzielone bloki następnej klatki uzupełniane są danymi podobnymi do danych bloków klatki poprzedniej. Kodowanie dźwięku polega na usunięciu słabo słyszalnych lub niesłyszalnych dla ludzkiego ucha wysokich częstotliwości oraz wymazaniu sygnałów o wysokiej amplitudzie. W przypadku ścieżki stereofonicznej upraszczana jest też różnica między kanałami.

Wymagania sprzętowe w przypadku formatu VCD nie są wygórowane. Do odtworzenia płyty z filmem zapisanym w tym formacie wystarczy komputer z procesorem 166 Mhz z MMX lub dowolny odtwarzacz DVD.

MPEG-2

Ulepszona wersja kompresora MPEG-1 opracowana w 1994 roku. MPEG-2 stał się standardem dla telewizji DVB a po modyfikacji zaczęto go używać do kodowania filmów DVD. W porównaniu ze swoją wcześniejszą wersją kodek oferuje lepszy stopień kompresji oraz mniejsze straty jakości kodowanego materiału. Dzięki wprowadzeniu na rynek płyt DVD stało się możliwe kompresowanie obrazu w pełnej rozdzielczości PAL lub NTSC. Wymagania sprzętowe w zakresię przepustowości znacznie wzrosły. Od 1.5 Mb/s dla wersji MPEG-1 do 10.08 Mb/s dla wersji MPEG-2. Dźwięk w strumieniu MPEG-2 uległ znacznej poprawie poprzez zwiększenie częstotliwości próbkowania. Nowy standard pozwala także na umieszczeniu do sześciu wysokiej jakości ścieżek dźwiękowych, list dialogowych w różnych językach oraz interaktywnego menu.

SVCD

Młodszy brat formatu DVD o rozdzielczości obrazu 480X576 punktów (PAL) i 480X480 (NTSC). W strumieniu SVCD można umieścić dwie ścieżki dźwiękowe oraz 4 listy dialogowe. Wymagana przepustowość dla tego standardu to ok.2,7 Mb/s. Ścieżki dźwiękowe zakodowane są kodekiem MPEG Layer II. Na zwykłej płycie CD możemy zapisać do 60 minut materiału filmowego w standardzie SVCD.

MPEG-4

Opracowany w 1998 roku kodek znalazł zastosowanie głównie do rippowania płyt DVD. Dzięki niemu film liczący sobie ponad 4 Gb upchnąć można na zwykła płytę CD, przy tym jakość zakodowanego materiału niewiele odbiega od oryginału. Kompresor doczekał się wielu implementacji. Do najbardziej znanych należą DivX oraz XviD. DivX jest piracką wersją kompresora MPEG-4 firmy Microsof stworzoną przez Francuza Jerome Rota, który złamał jego oryginalny kod. Dzięki temu możliwe stało się wykorzystanie kontenera AVI a nie jak do tej pory ASF do skompresowanych materiałów. Pierwsza wersja DivX 3.11 zapoczątkowała modę na konwersję płyt DVD do plików AVI. Komercjalizacja kodeka DivX doprowadziła do powstania w 2001 roku darmowego kompresora stworzonego na bazie DivX 4.0.  a jest nim XviD.

Windows Media

Pod tą nazwą kryją się dość enigmatyczne kodeki firmy Microsoft stworzone głównie do obsługi strumieni wideo przy niskiej przepustowości. Znalazły one zastosowanie do przesyłania filmów przez Internet. W 2006 roku powstał nowy kompresor Windows Media w wersji 9, którego możliwości nie ograniczają się tylko do przesyłania wideo przez Sieć ale wspierają też telewizję nowej generacji HD TV.

Pliki skompresowane za pomocą kodeków Windows Media wraz z dźwiękiem zakodowanym kompresorem WMA posiadają rozszerzenie ASF (Advenced System Format). Kompresor dźwięku WMA miał stać się konkurencją dla wszechobecnie panującego formatu MP3. Niestety nie zdobył tak wielkiej popularności jak MP3 i uplasował się na drugim miejscu.

Streaming wideo

Firma RealNetworks w 1997 udostępniła swój pierwszy kompresor RealVideo 7, który z założenia miał służyć do dekompresji materiałów przesyłanych w czasie rzeczywistym przez Internet. Bazował on na kodeku H.263. Najnowsza wersja kodeka RealVideo 10 oparta jest na technologii Helix. RealNetworks wypuściła też na rynek dekoder o zmiennej przepustowości (VBR) dzięki któremu możliwe stało się upakowanie na jednej płycie CD nawet dwóch filmów o jakości zbliżonej do obrazów zakodowanych za pomocą DivX czy XviD. Pliki filmowe zakodowane kodekiem RealVideo posiadają rozszerzenie RMVB (Real Media Variable Bitrate).

H.264 oraz X.264

Kodek ten powstał w 2003 roku dzięki współpracy dwóch organizacji ITU - T Video Coding Experts Group i ISO/IEC Moving Picture Experts Group które noszą wspólną nazwę Joint Video Team (JVT). Kodek bazuje na technologii znanej w MPEG-2 oraz MPEG-4 jednak jest on bardziej rozwinięty. Dzięki podziałowi na siedem profili kodek znalazł szerokie zastosowanie począwszy od wideokonferencji oraz telefonii komórkowej po telewizję cyfrową HD TV i HD DVD.

QuickTime Apple

W roku 1991 firma Apple wypuściła na rynek odtwarzacz QuickTime 1.0 zintegrowany z systemem Macintosha który obsługiwał pliki z rozszerzeniem MOV. Najnowsza wersja oznaczona numerem 7 jak i poprzednie powiązana z kontenerem MOV zawiera dane skompresowane kodekami firmy Apple, Sorenson i SuperMath. Dzięki najnowszym kompresorom H.264 oraz AVC QuickTime wspomaga najnowszy standard kodowania obrazu HD DVD.

Flash

Każdy z nas ogląda codziennie na internetowych stronach animowane reklamy. Większość z nich została utworzona przy pomocy Flasha, który pozwala na łączenie grafiki rastrowej i wektorowej w udźwiękowioną animację. Filmiki we Flashu zostają skompresowane za pomocą kompresorów VP6 firmy On2 i SVQ firmy Sorenson Media. W 2005 roku firma On2 przedstawiła nowy kompresor VP7 o możliwościach przewyższających produkty grup MPEG i ITU-T.