Videoformate von A-Z: Alles was Du darüber wissen musst

Die ultimative Einführung (Teil 2)

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Codecs gibt es nicht nur für Video, sondern auch für Audio und für Bilder. Wenn eine Software beispielsweise eine Videodatei erstellen soll, nutzt sie dazu einen Codec für Video und Audio und erstellt daraus eine Videodatei.

Was sind Codecs?

Codecs, der Name sagt es, kodieren (deutsch = „verschlüsseln“ oder auch „übersetzen“) und dekodieren („entschlüsseln“) Informationen. Das englische Wort Codec steht also für ein System von Regeln oder Abmachungen. Seine Herkunft liegt in den englischen Wörtern Encode (Enkodierung) und Decode (Dekodierung). Der Codec „übersetzt“ ein Video von einem Format, das kann das Original oder ein bereits kodiertes Format sein, in andere Videoformate und wieder zurück.

Videoformate von A bis Z: CodecsDie Aufgabe des Codec ist es, zu „wissen“, wie Daten komprimiert sind und sich wiederherstellen (= abspielen) lassen. Software und Abspielprogramme, beispielsweise der Windows Media Player oder der portable und frei nutzbare VCL-Player, profitieren von Codecs.

Sie können den Codec einer Datei oftmals automatisiert erkennen und suchen den richtigen Codec um die Datei abzuspielen. Oder anders formuliert: solange ein Player den Codec erkennt und Zugang zu diesem hat, kann er die entsprechende Datei abspielen. Dem User kann es in diesem Fall gleichgültig sein, in welchem Videoformat eine Videodatei vorliegt.

Ein Video, oder ein professioneller Film, ist nie an ein spezifisches Kompressionsverfahren oder einen Codec und Videoformate gekoppelt. Je nach Anwendungsfall (Distribution am TV, als Web-Content oder auf Blu-Ray Disc) kann ein Film oder Video in den unterschiedlichsten Arten in Erscheinung treten.

Technisch betrachtet ist ein Codec ein Algorithmen-Paar, das digitale Daten enkodiert oder dekodiert.

Technik-Profis werden feststellen, dass einige der Formate in diesem Artikel als Codec bezeichnet werden, streng genommen aber keine Codecs sind. Im engeren Sinne definiert ist ein Codec nur dann ein Codec, wenn auf der einen Seite ein Encoder und auf der anderen ein Decoder als „Gegenstück“ vorhanden ist. Wird nur kodiert oder nur komprimiert – oder umgekehrt nur dekodiert oder nur dekomprimiert –  entspricht das strenggenommen nicht der wissenschaftlichen Definition eines Codecs. Im Alltag der Videoformate wird diese Unterscheidung aber ignoriert.

Codecs legen fest, wie Daten komprimiert werden.

Was bedeutet Komprimierung?

Die Bildinformationen zu einem durchschnittlichen hoch-aufgelösten Spielfilm beträgt mit den heutigen Technologie-Standards mindestens 131 GByte – ohne Ton. Diese Datenmenge macht es unmöglich, dass ein Film auf einen handelsüblichen Datenträger (Video DVD, Blue Ray Disc) passen würde.

Je geringer die Datenmenge einer Videodatei ist, desto einfacher lässt sich diese Datei streamen, bearbeiten oder speichern. Gleichzeitig aber soll die Qualität eines Films oder Videos nicht sichtbar reduziert werden. Die Algorithmen zur Kompression verwenden darum ausgeklügelte Mechanismen und vereinfachen die Daten und fassen diese zusammen. Aus Sicht des Algorithmus „weniger wichtige“ Informationen werden nicht gespeichert. Sie gehen beim Prozess der Komprimierung verloren und sich auch mittels Dekomprimierung nicht mehr rekonstruierbar.

Videoformate von A bis Z: KomprimierungDie jüngsten Codecs erzielen sensationelle Kompressionsraten von bis zu 1 : 500. Ältere Verfahren zur Videokompression, die auch heute oftmals noch in Form älterer Codec eingesetzt werden, können umgekehrt „nur“ Werte von 1:5 (= 100 x schlechter!) erreichen.

Seine Ursprünge hat die Videokompression in der Einzelbild-Kompression (sog. Standbild-Kompression). Codecs zur Einzelbild-Kompressionen optimieren jedes Bild einzeln und nacheinander. Moderne Videoformate erzielen damit über das gesamte Video eine Kompressionsrate von 1 : 10.

Neuere Codecs haben diesen Prozess optimiert: sie nutzen wo immer vorhanden Ähnlichkeiten zwischen den einzelnen Teilbildern, was bei 25 Einzelbilder pro Sekunde ein riesiges Sparpotential ergibt.  Das zeigt sich auch in den Kompressionsraten, die mit neuen Verfahren weit oberhalb von 1 : 100 liegen, und dies bei kaum reduzierter Qualität.

Verfahren zur Video-Kodierung und -komprimierung für Videoformate setzen sich im Markt nur durch, wenn ein möglichst großer Kreis von Nutzern sie benutzen kann. Darum gibt es nicht nur Codecs, die durch globale Konzerne wie Microsoft und Apple etabliert werden, sondern auch Codecs,  die von internationalen Organisationen normiert worden sind. Bekanntestes Gremium dieser Art ist die Moving Expertes Group (MPEG). Gut zu wissen: Weil MPEG beispielsweise mit der International Telecommunication Union (ITU) kooperiert, werden identische Verfahren von den Kooperationspartnern verschieden bezeichnet. Das ist der Grund, warum H.264, MPEG-4 AVC, MPEG-4/Part 10 oder ISO/IEC 14496-10 ein und dasselbe Format sind.

Um eine maximale Datenreduktion bei möglichst wenig Verlust an Qualität zu erreichen, verbinden aktuelle Codecs verlustfreie und verlustbehaftete Methoden zur Kompression. Videoformate suchen damit den optimalen Kompromiss zwischen geringstmöglichem Datenvolumen und bestmöglicher Qualität von Bild und Ton.

Formate zur Kompression sind nicht identisch mit sog. Container-Formaten (mehr dazu später im Artikel). Das Format MPEG-4 beispielsweise „verkleinert“ (komprimiert) Ton und Bild. Insgesamt besteht das standardisierte MPEG-4 aus 31 Teilen, die Standards genannt werden.

MP4 dagegen ist ein Video-Container-Format. Es besteht nur aus den MPEG-4 Teilen 2, 3, 10, 12 und 14 und fasst diese in einem Container zusammen. Die Standards bestimmen, wie das Bewegtbild in der Datei gespeichert wird. Dateien im Format *.mp4 sind meist kleiner als solche im Format *.mpeg4, ganz einfach, weil 5 Standards weniger Speichervolumen benötigen als 31 Standards.

1. Verlustbehaftete Videocodecs

Es gibt zwei Arten der Kompression für Videoformate: Kompression ohne Verzicht auf Daten (verlustfreie Kompression)  und Kompression mit Datenreduktion, die sog. verlustbehaftete Kompression.

Die verlustbehaftete Kompression löscht ganz gezielt Informationen. Die Idee dahinter: alles was für das menschliche Auge oder Ohr nicht wahrnehmbar ist, wird für die Reduktion der Dateigröße ersatzlos gestrichen. Dazu gehören extrem subtile  Farbunterschiede oder Veränderungen auf der Ton-Ebene, der Abstufung oder Frequenzen für das Ohr des Menschen kaum oder nicht wahrnehmbar sind.

Verlustbehaftete Codecs / Arten der Komprimierung
NameEndungBeschreibung
WMV*.wmvWMV Videoformate für Marketing und Kommunikation mit Film und VideoAbkürzung für Windows Media Video. Kennzeichen ist die hohe Kompression bei relativ guter Qualität, was kleine Dateien und dennoch Filme mit guter Auflösung möglich machen soll. Das Format gilt mittlerweile als veraltet.
MPEG I MPEG II*.mpgMPEG Videoformate für Marketing und Kommunikation mit Film und VideoMPEG steht für Moving Pictures Experts Group. Von dieser Expertengruppe entwickelte Methode mit standardisierten Verfahren zur Komprimierung. Die Vorteile von MPEG-Filmen sind die vergleichsweise kleinen Dateien bei dennoch guter Bildqualität.
MP4*.mp4MP4 Videoformate für Marketing und Kommunikation mit Film und VideoMPEG-IV-Filme sind deutlich stärker und ohne erkennbaren Qualitätsverlust komprimiert und ergeben kleine Dateien bei sehr guter Auflösung. Da die stark komprimierten Daten beim Abspielen wieder „entpackt“ werden müssen, ist einiges an Rechner-Leistung erforderlich.
AVI*.aviAVI Videoformate für Marketing und Kommunikation mit Film und VideoAVI für Audio Video Interleaved von Microsoft. Ehemaliger Standard: Noch heute spielen fast alle Multimedia-Programme und DVD-Player ohne Probleme AVI-Dateien. Diese erfordern allerdings einen enorm hohen Speicherbedarf (bis zu 20-fach höher als bei WMV und MPEG).
MOV*.movMOV Videoformate für Marketing und Kommunikation mit Film und VideoMOV steht für Movie und basiert auf dem Quicktime-Standard von Apple. Das Format benötigt wenig Speicherplatz, erfordert aber im Vergleich zu anderen Varianten eine hohe Leistung des Rechners. MOV ist zumeist in semi-professionellen und professionellen Anwendung zu finden.
FLV*.flv oder *.swfFLV Videoformate für Marketing und Kommunikation mit Film und VideoFLV ist Abkürzung für Flash Video und ist ein von Adobe Systems entwickeltes Containerformat, das vorzugsweise für Internetübertragungen von Videoinhalten genutzt wird. Das Abspielen erfordert den Adobe Flash Player. Flash-Video-Dateien können, in eine SWF-Datei eingebettet, einfach in eine Internetseite integriert werden. FLV besitzt aufgrund Sicherheitslücken einen extrem schlechten Ruf.
RM*.rmReal Media Videoformate für Marketing und Kommunikation mit Film und VideoReal-Media ist die übergeordnete Bezeichnung für die Dateiformate des Software-Herstellers RealNetworks. Mit Real-Video komprimierte Filme sind verlustbehaftet aber speziell bei hohen Komprimierungen von vergleichsweise guter Qualität. Das Format gilt als veraltet.

Quelle: Condor Films, Februar 2017

Eine Liste mit einer Aufzählung der gebräuchlichsten verlustbehafteten Video-Codecs und Detail-Anmerkungen findet sich ganz am Ende des Artikels (Anlage 1-3). Klicke auf das nachstehende Link für mehr Informationen über Intraframes.

2. Verlustfreie Videocodecs

Die verlustfreie Kompression hat zum Ziel, die Daten für Videoformate so zu verringern, dass keinerlei Informationen verloren gehen. Möglich wird das, in dem die Daten nicht reduziert, sondern optimiert werden: wiederholt auftauchende Muster und Serien von identischen Informationen werden als Kurzform gespeichert. Statt hundert Buchstaben „A“ wird nur noch ein „A“ gespeichert und von der Software mit dem Hinweis versehen, den Buchstaben A mit dem Faktor 100 zu wiederholen. Alleine schon dieser Kniff führt zu einer deutlich reduzierten Datenmenge.

Eine Liste mit einer Aufzählung der gebräuchlichsten verlustfreien Video-Codecs und Detail-Anmerkungen findet sich ganz am Ende des Artikels (Anlage 4).

-> Fortsetzung: Seite 3

Wer ist Redaktion Filmpuls? 82 Artikel
Unter der Bezeichnung «Redaktion Filmpuls» erscheinen Beiträge, die von mehreren Redaktionsmitgliedern gemeinsam erstellt werden.

2 Leser-Erfahrungen

  1. Sehr geehrte Damen und Herren,

    mit großem Interesse habe ich einige Artikel auf Ihrer Homepage gelesen. Mich interessiert aber vor allem die Frage, wie ich am besten Kauf-DVDs konvertieren kann.

    Es geht um Folgendes: Inzwischen hat sich eine ganze Reihe von Spielfilmen bei mir zur Hause angesammelt. Um Platz zu sparen, habe ich vor, einige dieser Filme mithilfe eines Konvertierungsprogramms auf eine Festplatte zu speichern. Derzeit arbeite ich mil dem Konvertierungsprogramm des Herstellers MOVAVI und mit damit auch sehr zufrieden. Wie gesagt, es handelt sich Spielfilme, die ich mir auf einem Notebook (17 Zoll) oder an einem größeren Bildschirm (21 Zoll und mehr) anschauen möchte.

    Aber welches Format ist nun Ihrer Ansicht am besten zur Konvertierung geeignet, um VOB-Dateien ohne Qualitätsverlust auf eine Festplatte abzuspeichern? Hier ein paar Beispiele:

    – MP4 H 264 Originalgröße
    – MP4 H 264 HD 720 p
    – MP4 H 264 Full HD 1080 p
    – MP4 H 262 HD 720 p
    – MP4 H 262 HD 1080 p

    Die Liste könnte man beliebig fortsetzen mit noch anderen Formaten.

    Ich wäre Ihnen daher sehr verbunden, wenn Sie mir in dieser Angelegenheit weiterhelfen könnten.

    Mit freundlichen Grüßen

    Andreas Blum

  2. Hallo Herr Blum

    Eine gekaufte DVD (PAL) hat eine Auflösung maximal 720×576 Pixel. Eine Konvertierung in MP4 H 264 HD 720 p reicht damit, um die Qualität zu halten.

    Natürlich können Sie mit geeigneter Software die Videos in einer scheinbar höheren Auflösung als Datei abspeichern. Nur: die Qualität wird damit nicht besser. (Siehe: https://filmpuls.info/filmformat-seitenverhaeltnis-bildgroesse/5/ Sie generieren damit einzig größere Dateien, benötigen so mehr Speicherplatz und machen nur die Anbieter von Festplatten oder Cloud-Lösungen glücklich. Ein 21-Zoll-Bildschirm hat eine Auflösung von 1920×1080 Pixel. Schauen Sie sich DVD-Spielfilme in dieser Auflösung an, macht die Qualität wenig Freude. Ausnahme: Sie setzen sich weit entfernt vom Bildschirm, dann werden Pixel und Unschärfen weniger deutlich (Mehr dazu https://filmpuls.info/filmformat-seitenverhaeltnis-bildgroesse/3/.

    Wollen Sie ihre alten Filme in guter Qualität digital genießen, droht Ihnen dasselbe Schicksal wie mir: nochmals neu auf Blu-Ray erwerben oder in einem Abo als Stream anschauen. Das ist ärgerlich, besonders wenn man denselben Spielfilm (weil man ihn schon auf VHS und DVD gekauft hatte) nun zum dritten Mal neu erwirbt.

    Tipp: In das MP4-Format umgespielte Spielfilme lassen sich mit der Software MetaX (www.danhinsley.com) automatisiert beschriften und mit dem Titelbild der originalen DVD versehen. Diese Software ist kostenpflichtig, aber aus meiner Sicht trotzdem ein Must-have für jedes größere digitale Filmarchiv. Mit den Metadaten von MetaX lässt sich ohne Archivprogramm einfach im Explorer nach Titel, Regie und Darstellern suchen.

    Freundliche Grüße, C.P.O.

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