Multimediakurs Leinfelder: Modul 11 - Anlagen: Anlage 25-1: Videoformatcontainer und Codecs - Recap
(© copyright)     Letzte Änderungen:19.01.2004

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Anlage 25-1

Videoformatcontainer und Codecs -

eine kurze Wiederholung und Präzisierung

von Reinhold Leinfelder

Falls Sie ein bisschen mit Begriffen wie Video-Formatcontainer und Codecs durcheinander sind, könnten Ihnen nachfolgende Erläuterungen vielleicht ein bisschen hilfreich sein. Sie können auch gleich die Zusammenfassung lesen.

Medien-Format-Container: Sie kennen wahrscheinlich Videodateien mit folgenden Endungen.

.avi, .mov, .wmv, .mpg, mp4, ra bzw. rm

Dies sind die jeweiligen Endungen für sog. Medien-Formatcontainer (oder oft auch Videoformate genannt) für AudioVideoInterleave-Format (avi), Quicktime-Format (mov), WindowsMedia-Video (wmv), Motion Picture Group (mpg) sowie Motion Picture Group 4 (mp4) und Real Audio (ra bzw. rm)

Ein Formatcontainer kann verschiedene Medienspuren beinhalten. Im einfachsten Fall ist es nur eine Videospur oder eine Tonspur, häufig sind es eine Videospur und eine Tonspur. Etliche Formatcontainer können aber noch vieles mehr, sie können z.B. folgendes aufnehmen:

Manche Formatcontainer können auch die Spuren anderer Filme, die ganz woanders liegen importieren oder an bestimmten Stellen eines Filmes bzw. nach Ablauf des Filmes Effekte auslösen (z.B. Webseiten aufrufen, andere Filme aufrufen etc.). Die weitesten Möglichkeiten hat hier der Mov-Formatcontainer. Der AVI-Formatcontainer hingegen ist z.B. überaus einfach und mit einer Ton- und Videospur bereits voll ausgelastet. Klar, dass diese Formatcontainer untereinander nicht einfach austauschbar sind.

Spurformate und Codecs:

All diese Spuren können nun wieder unterschiedliche Spurformate haben. So verwenden wmv und mov z.B. unterschiedliche Methoden bzw. Spurformate für die sog. Streamingssteuerspuren (hint tracks). Beim Abspeichern eines Filmes wird dies idR ziemlich automatisch geregelt, dh. die korrekten, mit dem jeweiligen Container compatiblen Formate angelegt.

Anders ist dies bei den Video- und Tonspuren. Eine Videospur kann eigentlich nie in unkomprimierter Form vorliegen, da die resultierenden Dateigrößen viel zu groß würden und derartige Filme nie in Echtzeit (d.h. ohne Stottern und Verzögerungen) abgespielt werden können. Gerade auch bei Webfilmen muss deshalb stark komprimiert werden, dies gilt auch für Tonspuren. Man spricht dabei auch vom Kodieren der Video- und Audiospuren. Entsprechend muss beim Abspielen auch wieder Dekodiert werden. Denken Sie an ein Zip-File. Hier können sie z.B. eine dicke Word-Datei für den Vesand via Email kleiner kriegen, indem Sie sie im Zip-Format kodieren (=komprimieren). Sie können aber diese Zip-Datei nicht direkt in Word öffnen, sondern müssen Sie erst wieder dekodieren ("entzippen"). Dies kann auch automatisiert geschehen.

Für dieses Komprimieren und Dekomprimieren sind die Codecs zuständig. Manche komprimieren stärker als andere, dafür ist die Bildqualität dann entsprechend schlechter. Starke Komprimierung erfordert weiterhin höhere Rechnerleistung beim Abspielen, da ja in Echtzeit dekomprimiert (= decodiert) werden muss. Auch die grundsätzlichen Komprimierungsverfahren sind stark unterschiedlich. Manche komprimieren jedes Bild eines Filmes (z.B. der DV-Codec), andere nur jedes zehnte hunderste oder zweihunderste (sog. Keyframes), dazwischen wird quasi interpoliert bzw. nur Änderungen zu den vorherigen Bildern registriert. Sie können sich vorstellen, dass dies bei stark bewegten Filmabschnitten schwieriger ist als bei wenig stark bewegten Filmabschnitten. Wieder andere legen automatisch Keyframes dort an, wo sich besonders viel zwischen den Bildern ändert.

Jeder Formatcontainer kann nun ganz verschiedene Codecs verwenden. Viele davon sind nur mit dem jeweiligen Formatcontainer kompatibel (z.B. WindowsMedia9-Codec nur für den wmv-Container; Sorenson-Codec nur für mov-Container), andere sind flexibler (z.B. Cinepak-Codec, Pal-DV-Codec oder DivX-Codec für avi und mov-Container, mp3-Audiocodec für wmv, avi, mpeg und mov-Container). Wegen der Unterschiede in den Container-Formaten ist aber klar, dass ein DivX-codiertes .mov-Video noch längst nicht auf einem WindowsMediaPlayer läuft, obwohl ein DivX-codiertes .avi-Video dort läuft (sofern der DivX-Codec installiert ist). Selbst zwischen den Plattformen kann es bei den Containern Unterschiede. Ein DivX-codiertes Quicktime-Movie (.mov) läuft auch nicht im Quicktime-Player unter Windows, ganz einfach, weil dort keine nachträgliche Implementierung des DivX-Codecs vorgesehen ist.

Verwirrung: Manche Container sind gleichzeitig Codecs?

Ja, das ist bzw. erscheint tatsächlich in etlichen Fällen so. Mit mpeg wird gleichzeitig ein Codec bezeichnet (mpeg1) sowie ein Containerformat mpeg. Dies ist in diesem Fall ein sehr enges Containerformat, welches nur entsprechende mpeg-Codecs verwendet. Auch mp4 ist einerseits ein Formatcontainer, andererseits (unter verschiedenen Varietäten) ein Codec. So können Sie einen mp4-codierten MP4-Film, aber auch einen mp4-codierten mov-Film erstellen. Vergleichbares gilt auch für DV. Pal-DV ist ein Codec, der in .mov und .avi-Filmen verwendet werden kann. Gleichzeitig ist es jedoch auch ein Formatcontainer. Ein Formatcontainer, d.h. ein Film mit Endung .dv erlaubt nur einen Video-Codec, den DV-Codec. Was ist dann der Unterschied zwischen einem .mov-Film mit dv-codierter Video-Spur und einem .dv-Film? Der dv-codierte .mov-Film kann beliebige Größe und Bildrate haben, der .dv-Film definiert, dass die Bildrate 25Bilder/sec. sein muss und die Bildgröße 720 x 576 Pixel. In diesem Fall nur ein kleiner, aber wesentlicher Unterschied.

Der wmv-Formatcontainer nimmt eine Mittelstellung ein. Er kann zwar verschiedene allerdings fast nur "hauseigene" Windows-Codecs verwenden (siehe Anlage 25-2).

Medien-Player und Nachladen von Codecs:

In der Regel benötigt man zum Abspielen von Videos auf dem PC oder Mac eine spezielle Abspielsoftware, einen Player (z.B. WindowsMediaPlayer, QuicktimePlayer) bzw. für Webseiten ein spezielles Browserplugin. Manchmal sind die Abspielmöglichkeiten auch tief ins Betriebssystem implementiert (v.a. bei Quicktime). Diese Player kommen bereits mit einem Satz vorinstallierter Codecs, die zum Decodieren der abzuspielenden Filme verwendet werden müssen. Versuchen Sie nun einen Film abzuspielen, dessen Formatcontainer der Player kennt, der aber eine in einem Codec verschlüsselte Video- oder Tonspur beinhält, für den kein Codec im Player vorhanden ist, versucht der Player, diesen (nachdem er beim Nutzer um Erlaubnis gefragt hat), im Internet nachzuladen. Ein WindowsMediaPlayer geht auf einen speziellen Microsoft Server, ein QuicktimePlayer zu Apple. Findet er den notwendigen Codec dort, wird dieser nachgeladen und der Film kann danach abgespielt werden.

Allerdings findet der Player keinen Codec, der an anderen Stellen liegt. Erhalten Sie als PC User z.B. einen DivX-codierten AVI-Film, wird der WindowsMediaPlayer schauen, ob er den DivX-Codec auf dem Microsoft-Server findet. Dies wird ihm nicht gelingen. Sie erhalten also eine Fehlermeldung und werden nicht darauf hingewiesen, dass es eben doch einen Codec gibt, der das Abspielen auch mit dem WindowsMediaPlayer erlauben würde. Näheres speziell hierzu unter Anlage 25-3.

Hinweis zum Passwordschutz: wmv-Dateien können mit einem sog. DigitalRightManagement versehen werden, also einem Art Kopierschutz. Quicktime-.mov-Dateien haben diese Möglichkeit schon länger. Bei mp4-Dateien (incl. der reinen Audioversion .aac bzw. .m4a) ist DigitalRightManagement ebenfalls vorgesehen. Eine derartig geschützte Filmdatei oder Audio kann dann ggf. nicht kopiert oder irgendwie sonst weiter verarbeitet werden. Falls Sie also versuchen, Filme in andere Auflösungen oder Formate umzuwandeln und es funktioniert ist, könnte es auch an einem derartigen Passwortschutz liegen. Apples erfolgreicher iTunes-Musicstore lässt Sie z.B. m4a-Audiodateien kaufen, die auf insgesamt drei verschiedenen Computern oder Playern lauffähig sind, aber sich ansonsten der weiteren Verteilung sperren.


Ich hoffe, ich habe Sie jetzt nicht mehr verwirrt, sondern etwas zur Klärung beigetragen.

Zusammenfassung:

Dateiendungen .avi, .mov, .mp4 oder .wmv bezeichnen jeweils unterschiedliche Medienformatcontainer. In einem Medienformatcontainer wird definiert, wie Spuren miteinander vermischt werden können, welche Spurtypen überhaupt auftreten dürfen, ob ein Film gestreamt werden kann, ob die Spuren mit Interaktivität versehen werden können, ob ein Film bereits zu laufen anfängt, bevor er überhaupt komplett geladen wurde und vieles mehr. Es gibt einfache (.avi) und hochkomplexe (mov) Formatcontainer.

Codecs komprimieren und dekomprimieren die jeweiligen Ton- und Filmspuren. Sie müssen beim Komprimieren des Films verfügbar sein (in der jeweiligen Erstellungs- bzw. Konvertiersoftware) sowie beim Abspielen (zum Dekomprimieren) im jeweiligen Player. In der Regel ist ein Formatcontainer mit verschiedenen Codecs kompatibel (z.B. Cinepak, Animation, Sorenson, DV-Pal, Component Video, motion jpeg, mpeg4-Video) ; etliche Codecs können auch in verschiedenen Formatcontainern verwendet werden (Cinepak oder DV-Pal z.B. für .mov und .avi), andere sind spezifisch an einen Formatcontainer gebunden (mpeg1 an .mpeg-Filme).

Wird eine Video- oder Tonspur bei der Erstellung mit einem bestimmten Codec komprimiert, fehlt dieser jedoch auf dem Abspielplayer, kann dieser automatisch oder von Hand nachgeladen werden.

Externer Link:





© R. Leinfelder und Paläontologie München, letzte Änderung 19.01.2004

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