Tātad, ja esat tikuši līdz šai sadaļai, tad Jums jau ir priekšstats par to, cik svarīgs ir informācijas apjoms (faila saspiešana), krāsu daudzums (RGB) un procesora ātrums (tehnoloģijas).

MPEG formāts

MPEG - Moving Picture Experts Group - tas ir tieši tas formāts, kuru šodien izmanto visvairāk, visbiežāk, un ļoti daudzās nozarēs (viss, kas sasistīts ar audio un video ierakstīšanu un pārraidīšanu; jā, jā televīzija arī ;) ...). Tam ir ļoti labi spiešanas un krāsu attēlošanas rādītāji. Un arī tehnoloģiskajā ziņā ir sen sasniegts tas līmenis, lai MPEG formāts būtu vienkārši atkodējams.

Bišku iz vēstures Tikko parādījās pirmais Xing MPEG pleijeris, es nezināju ko ar to darīt, jo MPEG failu toreiz Latvijā nebija brīvi dabonami. Ar CDROM iekārtu parādīšanos un brīvu izplatību jau varēja dabūt Latgalītē dažādus interesantus kompaktdiskus ar video saturu. Pārsvarā pornofilmas. Esmu pat turējis rokā disku ar AVI formāta pornofilmu (20 minūtes uz 650 MB, bet neko vairāk gribēt nevar, kāpēc - sk. 1. AVI sadaļu). MPEG-1 formātā uz viena kompaktdiska var saglabāt aptuveni stundu garu videogabalu ar stereo skaņu. Tā bija revolūcija datorizācijas un digitizācijas pasaulē. Priekš 1991. gada, kad MPEG-1 formāts tika uzcepts un standartizēts, stunda video uz viena kompaktdiska, bija ļoti daudz (varat man ticēt). Bet MPEG formāts nebija domāts datoriem ar i286 vai i386 procesoru. Datoram ir jābūt pietiekami jaudīgam, lai varētu atkodēt reālajā laikā kadru pēc kadra un vēl parādīt tos uz ekrāna bez bremzēšanas un sinhroni ar skaņu. Tādu personālo datoru toreiz vēl nebija (1991., 1992. g). Tāpēc pārdošanā parādījās datori, kuriem jau dzelžos bija ielodēts MPEG dekoders. Maksāja tāds prieks ļoti dārgi, bet ārzemnieki bija bagāti un varēja atļauties viskautko krutu.

MPEG-1 specifikācija : vidēji 1.5 Mbiti sekundē audio un video, 1.2 Mbiti sekundē video un 0.3 Mbiti sekundē audio (lai dabūtu baitus, daliet to bitu skaitli ar 8), optimizēts diviem televīzijas standartiem : 1) NTSC - izšķirtspēja 352x240 punktu un 30 kadri sekundē; 2) PAL - izšķirtspēja 352x288 punktu un 25 kadri sekundē. Tātad uz normāla mūsdienīga monitora ar SVGA izšķirtspēju (800x600, kāds ir visizplatītākais uz 15" monitoriem) būs neliela izmēra lodziņš, kas rādīs PAL bildīti (tb visās krāsās). No šeit teiktā nezinātājs var stādīties priekšā, kāda ir īstā izšķirtspēja televizorā. Un tā ir drrrausmīgi zema. Ja uz monitora ekrāna skatās MPEG-1 filmas vai televīziju caur datora videoieeju vai caur televīzijas adapteri, mati ceļas stāvus, kādu, izrādās, miglu bildi, rāda mums televīzijas stacijas. Uz televizora mēs to neredzam tāpēc, ka sēžam pārāk tālu no tā. Apsēdieties pie televizora tik tuvu kā pie monitora un sajūtiet atšķirību ;)

Tātad, par MPEG-1 video formātu ievads ir beigts.

Ar MPEG formātu saistītie failu paplašinājumi ir :

MPG, MPEG Standarta paplašinājums MPEG-1 formāta failiem. Var saturēt gan audio, gan video saturu.
MPA MPEG-1 audio layer 1, MPEG-1 formāta audio fails bez video satura, viens audio līmenis, minimāli kvalitātes zudumi ar minimālu saspiešanu. Spiež aptuveni 1:4.
MP2 MPEG-1 audio layer 2, MPEG-1 formāta audio fails bez video satura, divi audio līmeņi, minimāli kvalitātes zudumi ar lielāku saspiešanu. Spiež aptuveni 1:10.
MP3 MPEG-1 audio layer 3, MPEG-1 formāta audio fails bez video satura, trīs audio līmeņi, minimāli kvalitātes zudumi ar maksimālu saspiešanu. Spiež aptuveni 1:2.6...40 atkarībā no izvēlētās kvalitātes.
DAT VCD - Video CD (VCD) formāta faila izskats datorā. VCD1 un VCD2 ir MPEG-1 formāta filmas, bet VCD3, kas vēl nav sevišķi populārs, jau ir MPEG-2 formātā.

Piezīme: MPEG formāta pamatā ir ļoti sarežģīts matemātisks algoritms, kas principiāli nepieļauj saspiesto MPEG formāta faila ekvivalenci ar oriģinālu. Cilvēka acij un ausij ir ļoti liels izšķirtspējas potenciāls, kas filtrējot caur smadzenēm (kam tās ir), piegludina neprecizitātes un piedomā tukšumus, bet līdz ar tehnoloģijas attīstību, variējot ar bitu plūsmas plašumu (Kbiti sekundē, ja tas Jums kaut ko izsaka), var panākt ļoti lielu līdzību ar oriģinālu gan skaņai, gan attēlam.


Vēlreiz gribētos pateikt visiem, kas sevi iedomājas par datoru eh-perdiem, ka MP3 formāts NAV MPEG-3 formāts. Tas ir MPEG-1 formāta audio fails. Un nekādu MPEG-3! Īpaši tamdēļ, ka MPEG-3 formāts nemaz neeksistē ;)

Tātad, MP3 formāts jau ir ienācis pasaulē un diez vai ies prom. Nedomāju, ka kādam šo lapu lasītājam šis burtu savirknējums ir svešs. Izrādās ;), ka arī MP3 faili ir dažādi. Tie atšķiras ar bitu plūsmas biezumu (nezinu kā iztulkot bitrate), t.i. tas, ko mēs mēram ar kilobitiem sekundē (Kbit/sec). Jo lielāks šis skaitlis, jo MP3 fails tuvāks skaņas oriģinālam un jo lielāks MP3 fails paliek... Patreiz visizplatītākais bitreits ir 128 Kbit/sec, jo metālu, popšus un repus klausoties uz ausi oriģināls ir ļoti līdzīgs. Bet ekspertu ausis saka, ka oriģināls ir līdzīgs tikai pie 256 Kbit/sec. Nu bet tās ir ekspertu ausis. Pirāti toties dala savus CD-ripus (tā sauc no audio CD uz MP3 pārpiesto mūziku) ar 192 Kbit/sec. Tas ir tas bitreits, kas parasti saglabā optimālu kvalitāti, lai pēc tam varētu šo ripu sviest uz audio CD. Gribētos vēl brīdināt visus Latvijas CD-riperus, ka kreisie diski parasti ir no MP3 rakstītie un ar lielāku bitreitu kā 160 Kbit/sec tos ripot nav jēgas... ;)

Kas tad īsti ir MPEG ?

Kā lasītāji jau zina, jebkura filma sastāv no kadriem, kas visu laiku mainās. Normāla filma kinoteātrī ir celofāna lentes ritulis, uz kuras ir daudz vienāda izmēra kadri. Kinoprojektora darbības principus es te neaprakstīšu :) Pietiek zināt to, ka projicējot šos kadrus uz ekrāna 24 reizes sekundē cilvēka acij parādās kustīgo bilžu ilūzija. Datorā tas ir ļoti līdzīgi. Lai uz datora parādītu filmu, filmas lodziņā šie kadri mainās 25-30 reizes sekundē. Katru kadru var apskatīt atsevišķi. To, ka tās ir parastas fotogrāfijas, nevienam nav noslēpums.

Tehnoloģijas attīstības sākumā parastajā AVI standarta failā katrs kadrs tika ierakstīts failā un pēc tam rādīts uz ekrāna. Tas nebija lietderīgi, jo katrā filmā ir ļoti maz tādu vietu, kur mainās VISS, t.i. FULL SCENE CHANGE jeb latviski runājot PILNA DEKORĀCIJU MAIŅA. Tieši MPEG ir pirmais standarts, kurā filma tiek dalīta atslēgkadros (keyframes) un papildkadros (deltaframes). Atslēgkadri ir tie kadri, kas parādas kā pamata bilde un tiek ierakstīta failā pilnībā. Papildkadros saglabājas tikai IZMAIŅAS no pamatkadra. Ja ieslēdz fantāziju, tad ļoti dzīvi var iedomāties multiplikācijas filmas imitāciju uz datora, kur uz kaut kāda fona kustās kaut kāds objekts. Fons ar šo kustīgo objektu ceļa sākumā būs pamatkadrs un papildkadri būs tikai tā kustīgā objekta ceļš.

Šāds filmas ciparošanas traktējums bija īsta revolūcija, jo līdz šim nevienam prātā nevarēja ienākt, ka kadru var ne tikai spiest, bet arī sagraizīt pa gabaliņiem.

Protams, šādam algoritmam ir savi mīnusi. Ja sabojājas atslēgkadrs, tad līdz nākošajam atslēgkadram ir beigta filma. Ja reti liek atslēgkadrus, tad tas ir ļoti jūtams - no sabojātā atslēgkadra līdz nākošajam veselajam uz still places paliek strīpas. Tas ļoti krīt uz nerviem. No otras puses - ja atslēgkadri tiek likti ļoti bieži, faila izmērs palielinās līdz bezjēdzībai un arī filmas kvalitāte pazeminās, jo papildkadri "piedod" asumu nemainīgajām vietām. Jo kustīgāka bilde - jo vairāk mainās dekorācijas, jo lielāki papildkadri - jo lielāks procesora noslogojums un augstākas prasības aparatūrai. Vienu vārdu sakot - MPEG ir labs tikai profesionālajiem ciparotājiem, t.i. tiem, kas zina ko dara, kā izvēlēties optimumu starp atslēgkadriem, spiešanas attiecību utt. ko es gribēju ar to pateikt ? ne jau to, ka tagad visi ir muļķi, ka pasaulē ir desmit profesionāļu un ka pārējiem nav ko jāciparo... es gribēju pateikt to, ka no sākuma jāpaeksperimentē. jāpalasa dokumentācija, jāpamēģina tā, šitā... ja kaut kas nesanāk, jāmēģina vēl - tikmēr, kamēr viss ir kārtībā

Tātad viss, kas būtu jāzin čaiņikam par MPEG-1 standartu un MPEG-1 formāta failiem, ir pateikts. Tagad nākošā sadaļa ir MPEG-2 jeb DVD...