Videoformaten: een verhelderende kijk!

Tom van der Hoff, van Filmclub Maassluis, schreef dit artikel en gebruikte daarvoor informatiebronnen van onder andere de Futurestore, Kyle Cassidy en Frederik Meuris. Dit artikel beoogt niet compleet te zijn, maar om minder technische amateurfilmers op weg te helpen!



Vroeger was het stukken eenvoudiger om films te maken. Je kocht een 8mm of Super 8 camera, of als je het professioneler wilde, een 16 mm camera en opnemen maar, ook al koste je het een vermogen als je een lange film wilde maken. In de jaren ‘80 van de vorige eeuw werd filmen, met de introductie van VHS, S-VHS en Betamax en later VHS-C en Hi-8 al een stuk goedkoper maar ook ingewikkelder. Op één A-viertje pasten alle verschillen over de elkaar beconcurrerende videoformaten.
Toen het digitale tijdperk zijn intrede deed werd er steeds meer mogelijk, maar werd de video-informatiestroom zo groot dat de (data)stromen fors gecomprimeerd moesten worden om op een bandje te passen. De komst van (mini) DV leek aanvankelijk een universele aanwinst! Wow! werd er unaniem geroepen. Maar niet lang daarna kon met de komst van HD (High Defenition), multi media en geheugenkaartjes bijna alle simpelheid het raam uit…



Opname-, videoproductie- en internetformaten
Een verbijsterende reeks van nieuwe ‘formaten’ volgde, te beginnen met opnameformaten. De meest gebruikte HD opnameformaten zijn HDV en AVCHD. Maar let op! Daar bleef het niet bij. Er volgden ook een aantal Video(productie)formaten, bedoeld voor hoogwaardige opslag, te herkennen aan hun extensie-afkortingen achter de filenaam, dus met een puntje ervoor zoals: .wmv, .asf, .rm, .mov, .mpeg, enzovoort. Daarbij kregen veel van deze normen hun eigen sub- standaarden zoals (mpeg-1, mpeg-2, mpeg-4, H-264, enz).
Tenslotte zijn er ook nog Internet formaten, die de data zo klein mogelijk willen maken en waarbij er dus best wat informatie overboord gegooid gaat worden. Dat is voor de kleinere schermpjes van YouTube, iPhone enz geen ramp.
Van gewone stervelingen werd aangenomen dat iedereen, zonder expliciete technische kennis hierover, door al die bomen het bos nog kon ontwaren… Tja!



Containers en Codecs
De meest verwarrende aanduidingen binnen digitale videoformaten is misschien nog wel het concept van ‘(Multimedia)containers’ en ‘codecs’.
De overvloed van videoformaten betekent dat elk type videoproduct dat je wilt gaan gebruiken, ook daadwerkelijk te maken valt, zoals een dvd of  Blu-ray. Dat klinkt eenvoudig, maar zo eenvoudig is het eigenlijk niet. Op zich zijn dat namelijk al complexe systemen, die audio, video en ondertiteling niet op dezelfde wijze opslaan. Maar daar bleef het niet bij. Vandaag de dag bestaan er vele mogelijkheden, vanaf High-End-Super-HD video met 6 kanaals Surround-geluid en 20 talen of onderschriften voor luxe huistheaters, tot video streaming naar internet, iPhone, en afspelen op een mediaspeler toe. Heel vaak wordt daarbij gebruik gemaakt van verschillende toegesneden formaten want bijvoorbeeld een groot mooi tv beeld betekent dus ook meer info dan een klein iPhone schermpje!



Containers
Om een beetje begrip te krijgen voor de diverse formaten, beloven fabrikanten dat de door hen ontwikkelde containers ervoor zorgen, dat uw video overal correct aankomt en te gebruiken is. Eenvoudig gezegd is een ‘container’ een combi-bestand dat bestaat uit afzonderlijke audio-, video- en ondertitelingbestanden (ofwel tracks) die gecomprimeerd zijn. Gecomprimeerde containerbestanden maken het bijvoorbeeld mogelijk om een complete film op een cd, dvd of bd te zetten, of op te slaan in één enkel bestand. Zonder compressie zou dat niet mogelijk zijn vanwege de enorme dataruimte die daarvoor anders nodig zou zijn. Bekende en vaak gebruikte container bestandsnamen zijn: AVI  (extensie: .avi), MOV (extensie: .mov),  MP4 (extensie: .mp4, .m4a, .m4p of .m4v). of de open source container: Matroska - extensie: .mkv, (zie voor meer informatie de kaders).



Codec’s
Codec staat letterlijk voor COderen & DECoderen, dus gewoon wat het technische recept is om deze video in- en uit te pakken. Het zijn allerlei slimme trucjes en rekenmethoden om de giga grote video bestanden van de beeldchip te comprimeren, zodat ze op de huidige generatie geheugenkaartjes of -sticks passen. Pas bij vertoning wordt het weer gedecomprimeerd of uitgepakt. Ook de bitsnelheid (gegevenssnelheid) wordt lager door compressie. Hierdoor kan data eenvoudiger over het internet gestreamed (verstuurd) worden. Ook dat gaat niet op eén en dezelfde wijze. Elke videotoepassing heeft bij voorkeur zijn eigen beperking en daarom de juiste codec en container nodig. Een onjuist gekozen of ingevulde codec kan op bijvoorbeeld een mediaplayer een stotterende, hakkelende of slecht gedefinieerde film opleveren. Meestal is dat omdat hij de hoeveelheid data per seconde (bitrate) niet kan verwerken.
Het wordt steeds duidelijker dat het niet blijft bij deze brij van niet gebruiksvriendelijke technische verschillen. Om gebruikers nog verder te frustreren, mogen ze ervan uitgaan dat er voortdurend nieuwere en slimmere codecs bedacht zullen worden. Ook de ontwikkeling van steeds grotere en snellere geheugens gaat door, echter de commercieel aangestuurde kwaliteitsverhogingen zoals 4K etc. gaan daar weer tegenin! Ook zullen in de toekomst de huidige permanente dragers zoals dvd en Blu-ray minder populair worden en vluchtige dragers zoals USB sticks, mob. harddisk´s en internet steeds vaker worden gebruikt. Het lijkt erop dat we dus niet op korte termijn verlost raken van die complexe ellende, maar visionairs voorspellen gelukkig wat meer bedieningseenvoud in de toekomst.

Containers

AVI - Extensie: .avi
AVI (Audio Video Interleave) werd in 1992 door Microsoft geïntroduceerd en kan verschillende audio- en videostromen bevatten, alhoewel hij er meestal slechts eentje van elk bevat. De container is niet zo geschikt voor gebruik met moderne codecs als DivX of H.264, maar door allerlei technische hacks kan het wel. Daardoor is hij nog steeds erg populair.

MOV - Extensie: .mov
Deze container maakt deel uit van het QuickTime-multimediaframework dat ontwikkeld is door Apple. Hij kan naast audio en video ook ondertitels of speciale effecten bevatten. Bovendien kan hij verwijzingen bevatten naar gegevens in een ander bestand. Door zijn opbouw is deze container erg geschikt voor ‘in-place’ montagewerk.



MP4 Extensie: .mp4, .m4a, .m4p, .m4v
MPEG-4 Part 14: dit is een container die deel uitmaakt van de MPEG-4-standaard. Hij is gebaseerd op (en dus grotendeels hetzelfde als) de MOV-container van Apple. Naast de officiële extensie .mp4 worden .m4a, .m4p en .m4v gebruikt. Deze extensies zijn vooral door iTunes populair gemaakt en staan respectievelijk voor bestanden met enkel audio, bestanden met door FairPlay-DRM beveiligde audio en bestanden met enkel video.

Matroska - Extensie: .mkv
Matroska is een openbron containerformaat voor multimedia. Het werd speciaal ontwikkeld met het oog op flexibiliteit en uitbreidingsmogelijkheden. Daarom is het erg populair op het internet voor het verdelen van bestanden met meerdere audio- en subtiteltracks. Ondersteuning op gewone (hardware-)spelers is eerder uitzonderlijk voor dit formaat, maar begint hier en daar toch op te duiken.
Weigert je mediaspeler een video of song af te spelen, dan ligt dat bijna altijd aan een ontbrekende codec. Hiernaast vind je de meest courante videocodecs.



Codecs
MPEG-2 Part 2 Vooral gebruikt bij: dvd’s
Dit is de videocodec die onder andere gebruikt wordt voor dvd. Hij begint ondertussen wel wat gedateerd te worden, maar is enorm wijd verspreid. Hij wordt ook ondersteund door de standaarden voor digitale tv in de VS en Europa (ATSC en DVB), en ook Blu-ray kan van deze codec gebruikmaken. Binnen de MPEG-2-standaard zijn er verschillende profielen die betrekking hebben op de manier waarop de compressie gebeurd en levels die aanduiden welke resolutie en framerates er gebruikt worden. Zo maakt dvd gebruik van Main Profile/Main Level, en HDTV van Main Profile/High Level.
Codec: MPEG-4 Part 2 (DivX, XviD) Vooral gebruikt bij: digitale filmbestanden
Sinds enige jaren een van de populairste codecs op het internet. DivX en XviD (de opensource-implementatie van DivX) zijn toepassingen van deze standaard. Jammer genoeg bestaat er ook erg veel verwarring rond deze codec, want net zoals bij MPEG-2 zijn er ook bij MPEG-4 een aantal verschillende profielen en levels. Een iPod, om maar een voorbeeld te noemen, ondersteunt naast H.264 alleen MPEG-4 SP (Simple Profile), en kan dus geen DivX-bestanden afspelen. Daarnaast gebruiken DivX-bestanden soms bepaalde technische eigenschappen die op heel wat spelers niet ondersteund worden. Wanneer een toestel MPEG-4-ondersteuning adverteert, zegt dat dus eigenlijk niet zoveel. Er is immers geen verplichting voor hardwarespelers om alle profielen en eigenschappen te ondersteunen. In zo’n geval is de kans groot dat het toestel enkel met het Simple Profile om kan, waar je eigenlijk weinig aan hebt.



MPEG-4 Part 10 (H.264, AVC) Vooral gebruikt bij: Blu-ray
Vooral gekend als H.264 of AVC (Advanced Video Coding). Dit wordt momenteel gezien als dé ‘state-of-the-art-codec’, ontworpen om een goede videokwaliteit te behouden bij een sterkere compressie dan bij de vorige standaarden. De codec is ook ontworpen met het oog op flexibiliteit, en kan gebruikt worden voor hoge en lage resoluties, en bij hoge en lage bitrates. Net zoals zijn voorgangers is hij voorzien van een heleboel profielen en levels. Net zoals bij MPEG-4 Part 2 is de kans op verwarring erg groot, wat de ondersteuning door hardwarespelers betreft.

WMV Vooral gebruikt bij: streaming video
De videocodec WMV - die door Microsoft ontwikkeld werd - is ook erg populair op het internet, vooral omdat hij erg geschikt is voor streamingdoeleinden. Er bestaat ook een HD-variant, die eigenlijk een extensie is van WMV9 en HDTV-resoluties (720p en 1.080p) ondersteunt. Enkele films werden ook op dvd gezet in WMV HD. Terminator 2 was de eerste film die zo werd uitgebracht. Deze filmbestanden kunnen afgespeeld worden op een pc.

VC-1 Vooral gebruikt bij: Blu-ray
VC-1 is de naam die gebruikt wordt voor een SMPTE-standaard (Society of Motion Picture and Television Engineers) gebaseerd op de WMV9-videocodec van Microsoft. Deze standaard wordt gezien als een alternatief voor MPEG-4 Part 10. VC-1 is eigenlijk een superset (een ‘overkoepelende’ verzameling die een deelverzameling omvat) van WMV9. Ook deze codec wordt verplicht ondersteund door blu-rayspelers, ook gebruikt in de Xbox 360.