Digitaalvideo

Digitaalvideo on digitaalsel kujul salvestatud video. Erinevalt analoogkujul salvestatud videost on digitaalvideo puhul informatsioon talletatud digitaalkujul. Iga kaader koosneb pikslitest, nende arv ja kuvasuhe defineerib video eraldusvõime.

Igal pikslil on mingi kogus informatsiooni bittidena, mis näitab piksli värviolekut. Mida pikem video või mida suurem on kaadrisagedus, seda rohkem on kaadreid ja bitte, mida tuleb hoiustada andmekandjal ja ka kuvada ekraanile.

Ülevaade

Digitaalvideo kaader koosneb pikslitest. Piksel on videokaadri väikseim element. Igal pikslil on mingi väärtus, mis määrab selle värvi ja heledust. Kui värviväärtused on 8-bitised, video eraldusvõime on 256x144 ja video kaadrisagedus on 24 kaadrit sekundis, siis üks minut kodeerimata videot on 36 864 x 8 x 3 x 24 x 60 = 1 274 019 840 bitti ehk 159 MB.

Kaadrisagedus
Kaadrisagedus näitab mitu kaadrit kuvatakse sekundis. Kaadrisageduse suurenemise tagajärjel suureneb ka failisuurus. Väga populaarne kaadrisagedus (frame rate) videote jaoks on 30 kaadrit sekundis. Kui video filmimisel on kaadrisagedus väga suur, siis kui seda sama videot esitada näiteks kaadrisagedusega 30, on video n-ö aegluubis.

Värvisügavus

Igal pikslil on kolm värvi väärtust: punane, roheline ja sinine. Värvisügavus näitab, kui palju bitte on antud nende kolme värvi jaoks. Näiteks 24-bitine värvisügavus tähendab, et võimalik on kuvada 224 värvi. Kui kasutatakse väikest värvisügavust või tahetakse paremat värvitoonide üleminekut, saab kasutada virvtoonimist (dithering). Virvtoonimist kasutades on võimalik jätta suurema värvisügavuse mulje.

Bitikiirus
Bitikiirus näitab, kui palju bitte teatud ajaühikus töödeldakse. Kui videofail on kodeerimata siis bitikiirus näitab otseselt video kvaliteeti. Bitikiiruse vähendamiseks kasutatakse koodekeid. Seda tehakse sellepärast, et video failisuurus on proportsionaalne video bitikiirusele ja video pikkusele. 

Bitti piksli kohta näitab andmepakkimise efektiivsust. Kui true-color videol võib olla 24 bitti piksli kohta siis MPEG-1, MPEG-2 ja MPEG-4 video pakkimise algoritmid lubavad alla ühe biti piksli kohta. See arv on keskmine kõikide bitide kohta. Kui terve videol on kõik kaadrid samal tasemel kodeeritud siis võivad keerulisemad stseenid kannatada. Sellepärast osa koodekeid muudavad kodeerimise kvaliteedi ja sellest tuleb ka varieeruv bitikiirus.

Ülerealaotus
Ülerealaotus (interlacing) on kaadri kuvamise meetod, millega on võimalik näivalt kahekordistada kaadrisagedus, jättes vajamineva ribalaiuse samaks.

Video pakkimine

Tarkvara, millega saab videofaili kodeerida ja dekodeerida, on koodek. Video koodekid sarnanevad pildikodeerijatega. On nii kadudega kui ka kadudeta tihendamist. Üks kadudeta tihendamise meetod põhineb asjaolul, et osa pikslite väärtused kahel kaadril järjest võivad samad olla. Selle asemel, et igas kaadris hoida seda sama piksliväärtust, jäetakse see piksel lihtsalt sama väärtusega. Selline kodeerimisviis on kaadrite vaheline (inter frame compression). Kaadri sisene kodeerimine on (intra frame compression). Loe ka artiklit Andmete pakkimine.

Suurem osa koodekeid põhineb diskreetsel koosinus teisendusel (discrete cosine transformation, DCT). Koodekeid on palju, kuna igal koodekil on oma otstarve. Näiteks, kui vaja ruumi kokku hoida, siis saab kasutada koodekit, millega kaob rohkem informatsiooni videost.

Koodekid
 H.120
 H.264 
 H.265
 DivX
 MPEG-2
 MPEG-4

Konteinerid
Konteineris hoitakse kodeeritud videofaili ning veel lisa informatsiooni nagu heli ja andmeid video kohta. Konteinereid pigem mitte segamini ajada koodekitega.
 MP4
 AVI
 FLV
 MOV
 MKV
 WMV

Meediumid
 Optiline andmekandja
DVD
Blu-ray
VCD
 Videokassett
Mini-DV

Viited

Välislingid
https://www.youtube.com/watch?v=h9j89L8eQQk