Nếu tiêu đề của bài viết này chưa khiến bạn đau đầu thì phần còn lại chắc chắn sẽ khiến bạn đau đầu. Chà, hy vọng tôi có thể giải thích nó theo cách dễ hiểu đối với người không rành về kỹ thuật. Tôi viết bài này về codec video/âm thanh vì một ngày nọ tôi thấy mình bối rối khi cố gắng giải thích nó cho một người bạn.
Chính xác thì codec là gì? Tôi biết bạn cần họ để chiếu một bộ phim ở đây và ở đó, nhưng nó thực sự là cái quái gì vậy? Điều thực sự khiến tôi bối rối là tất cả những thuật ngữ tôi đã nghe đến nhưng chưa bao giờ thực sự hiểu: H.264, DivX, MP4, AVI, MPEG-2, AVCHD, AAC, OGG, MKV, v.v.. Đây có phải là tất cả các codec không? Sau nhiều lần đọc và tìm hiểu, tôi nhận ra rằng thế giới codec âm thanh, video và các định dạng vùng chứa rất khó hiểu. Trên thực tế, tôi thậm chí còn không biết sự khác biệt giữa định dạng codec và định dạng vùng chứa cho đến khi tôi bắt đầu nghiên cứu.
Tôi sẽ không đi sâu vào chi tiết, chỉ vì chủ đề bắt đầu trở nên ngắn gọn rất nhanh. Bạn có thực sự quan tâm nếu 1 giờ video 1080p 60 khung hình mỗi giây không nén RAW ngốn gần 500 GB dung lượng lưu trữ không? Chắc là không.
Nội dung bài viết
Codec là gì?
Vậy chính xác thì codec là gì và nó có chức năng gì? Nói một cách đơn giản nhất có thể, codec là bộ mã hóa/giải mã hoặc ở dạng ban đầu là bộ nén (co) – bộ giải nén (dec). Vì vậy, đó chính xác là những gì một codec thực hiện: nó lấy một tệp kỹ thuật số và nén nó (hoặc mã hóa nó) để lưu trữ và giải nén nó (hoặc giải mã nó) để xem hoặc chuyển mã. Tôi sẽ cho bạn biết chuyển mã là gì sau này, chúng ta đừng nhầm lẫn điều này sớm.
Điều quan trọng cần hiểu là codec giống như một đặc điểm kỹ thuật về cách dòng bit trông như thế nào. Dòng bit là gì? Để không quá kỹ thuật, đó là cách sắp xếp chuỗi byte cho codec cụ thể đó. Mỗi codec có một bộ hướng dẫn cụ thể. Ví dụ: nó có thể chỉ định chiều rộng, chiều cao, tỷ lệ khung hình, v.v. Hãy xem trang này, nhưng đừng đọc quá nhiều nếu không bạn sẽ đau đầu:
http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/Multimedia/node262.html
Vì là đặc tả nên tôi có thể có nhiều cách để chuyển đổi dữ liệu sang định dạng đó. Do đó, có thể có nhiều bộ mã hóa cho một codec. Tôi sẽ giải thích thêm về bộ mã hóa trong phần Codec phổ biến bên dưới.
Vậy tại sao chúng ta lại cần tất cả sự nén và giải nén này? Như tôi đã đề cập ở trên, một tệp 1080p không nén RAW có dung lượng gần như khổng lồ là 500GB chỉ trong một giờ. Bạn sẽ cần trung tâm dữ liệu của riêng mình để lưu trữ tất cả video gia đình nếu mọi thứ được ghi ở định dạng đó. Đó là lúc việc nén phát huy tác dụng. Có nhiều kiểu nén khác nhau, chuyển thành các loại codec khác nhau. Vậy một số codec phổ biến là gì?
Codec phổ biến
H.264 (MPEG-4 Phần 10 AVC) – Đây còn được gọi chính thức là MPEG-4 Phần 10, nhưng H.264 là những gì bạn thường nghe thấy. Vâng, cũng có nhiều tên cho cùng một thứ. H.264 cho đến nay là định dạng phổ biến nhất để mã hóa video. H.264 mang đến những điều tốt nhất trên thế giới: kích thước tệp nhỏ hơn với chất lượng cao hơn.
Một lần nữa, hãy nhớ rằng, H.264 chỉ là codec, bạn sẽ không tìm thấy bất kỳ tệp nào có phần mở rộng .h264. Đó là mục đích của các định dạng vùng chứa mà tôi sẽ giải thích trong phần bên dưới. Codec này được sử dụng ở mọi nơi, từ điện thoại thông minh, máy quay kỹ thuật số cho đến đĩa Blu-ray. Ngày nay, nó cũng được sử dụng để phân phối nhiều video trên web vì nó có khả năng cung cấp cho bạn chất lượng hình ảnh tuyệt vời với tỷ lệ nén cao và tốc độ bit thấp, nghĩa là ít gây căng thẳng hơn cho các máy chủ phát trực tuyến.
Nó cũng được hỗ trợ rất nhiều và có lẽ sẽ là codec phổ biến nhất trong thời gian dài sắp tới. Nó được hỗ trợ bởi Apple, YouTube, HTML 5 và thậm chí cả Adobe Flash.
Nhược điểm duy nhất của H.264 là thuật toán nén quá tốt nên việc mã hóa video sang định dạng này sẽ chậm hơn rất nhiều. Bạn sẽ tìm hiểu thêm về điều đó khi chúng tôi nói về chuyển mã bên dưới.
Như tôi đã đề cập ở trên, có nhiều bộ mã hóa cho một codec. Đối với codec H.264, một trong những bộ mã hóa phổ biến nhất là x264 từ VideoLAN, cũng chính là những người đã tạo ra VLC Media Player. x264 là mã nguồn mở và miễn phí, nhưng cũng có nhiều bộ mã hóa H.264 thương mại. Bất kể luồng video được chuyển đổi sang định dạng này như thế nào, mọi bộ giải mã H.264 (như VLC) đều có thể xem tệp.
MPEG-2 – Vẫn có một bộ sưu tập DVD lớn? Tất cả đã được thực hiện bằng cách sử dụng codec MPEG-2. Nó khá cũ nhưng rất phổ biến. Nơi khác mà bạn tìm thấy khả năng nén MPEG-2 là khi bạn xem các kênh HD đó được phát sóng qua mạng. Đó là tất cả nén MPEG-2. Những điều thú vị cần biết phải không?
Do thuật toán nén sử dụng MPEG-2 kém hơn rất nhiều so với H.264 nên nó có ưu điểm là mã hóa nhanh hơn rất nhiều. Tuy nhiên, nó không bao giờ hoạt động để phát trực tuyến trên web vì ở tốc độ bit thấp hơn, chất lượng sẽ nhanh chóng giảm xuống và bạn sẽ thu được video có pixel. Đó là lý do tại sao họ nghĩ ra MPEG-4 Phần 2.
MPEG-4 Phần 2 – Chắc hẳn bạn còn nhớ những ngày mọi thứ đều nói về DivX và Xvid phải không? Đó là những bộ mã hóa cho định dạng MPEG-4 Phần 2, hay còn gọi là H.263. Rất nhiều phim bạn tải xuống trước đây đã được nén bằng codec này vì nó mang lại cho bạn kích thước tệp tốt và duy trì chất lượng hợp lý. Tuy nhiên, vấn đề lớn duy nhất là nội dung độ phân giải cao vẫn bị ảnh hưởng về chất lượng hình ảnh và đó là lúc H.264 mà tôi đề cập ở trên đã thay thế.
Video truyền thông Windows – Về cơ bản đây là phiên bản codec MPEG-4 của Microsoft. WMV 7 được giới thiệu vào năm 1999 và là bản sao của MPEG-4 Phần 2. Sau đó, WMV 8 và 9 ra đời, tiếp theo là VC-1, một codec chủ yếu sao chép MPEG-4 Phần 10 và hiện được sử dụng trong Blu-ray đĩa cũng vậy. Những nơi khác duy nhất mà bạn thấy WMV và VC-1 hầu hết là trong các sản phẩm liên quan đến Microsoft như Windows Movie Maker, Silverlight, HD DVD và Microsoft Expression Encoding, v.v.
Đây chỉ là các codec video phổ biến, bạn cũng có các codec âm thanh của mình, chúng sẽ phát huy tác dụng khi chúng ta nói về các vùng chứa bên dưới. Các codec âm thanh phổ biến bao gồm FLAC, AC3, Dolby Digital Plus, DTS-HD, ALAC, v.v. Cũng như video, codec âm thanh có các định dạng chứa riêng như AIFF, WAV, v.v.
Đây không phải là tất cả các codec hiện có mà chỉ là danh sách một số codec phổ biến nhất. Bây giờ hãy nói về các định dạng vùng chứa.
Định dạng vùng chứa
Khi bạn phát một tệp trong Windows Media Player hoặc VLC hoặc Quicktime hoặc bất kỳ trình phát đa phương tiện nào bạn chọn, bạn thường mở một định dạng vùng chứa. Định dạng vùng chứa hoặc trình bao bọc về cơ bản là gói gồm một hoặc nhiều codec, video hoặc âm thanh hoặc cả hai. Vùng chứa được sử dụng để thêm âm thanh cùng với video và đảm bảo âm thanh và video được đồng bộ hóa hoàn hảo. Vùng chứa cũng sẽ chứa các thông tin khác cần thiết cho máy chủ phát trực tuyến hoặc trình phát đa phương tiện. Dòng bit video và âm thanh chỉ được gói trong một dòng bit khác.
Các định dạng vùng chứa là nơi bạn nhìn thấy các phần mở rộng tệp phổ biến mà tất cả chúng ta đều sử dụng như MP4, MOV, WMV, AVI, v.v. Hãy cùng điểm qua một số vùng chứa phổ biến nhất:
MP4 – Có thể bạn đã tải xuống một bài hát có phần mở rộng .MP4, phần mở rộng này là phần bao bọc cho nhiều codec video và âm thanh. Thông thường nhất, nó được sử dụng để bọc video H.264 và âm thanh được mã hóa AAC. Nó cũng hỗ trợ codec video MPEG-4 Phần 2 và MPEG-2. Ngoài ra, âm thanh có thể được mã hóa bằng các codec khác ngoài AAC.
AVI – Đây là định dạng vùng chứa của Microsoft từ năm 1992. Nó rất phổ biến vào thời của tôi và nó vẫn còn tồn tại khá nhiều. Nếu bạn thực hiện bất kỳ mã hóa nào, bạn không bao giờ nên sử dụng định dạng vùng chứa AVI nữa. Thứ nhất, nó không hỗ trợ các codec mới hơn như H.264. Nó cũng có một số vấn đề lớn khác đó là lý do tại sao nó không được sử dụng nữa.
ASF – Định dạng Hệ thống Nâng cao của Microsoft thường không sử dụng phần mở rộng tệp .ASF. Thay vào đó, bạn sẽ thấy hầu hết các vùng chứa ASF đều sử dụng .WMA hoặc .WMV. Bạn sẽ thấy các tệp này xung quanh nếu bạn đang sử dụng tất cả các sản phẩm của Microsoft. Sau khi rời khỏi thế giới Microsoft, bạn sẽ gặp phải sự cố khi phát lại các tệp, đặc biệt nếu bạn sử dụng codec H.264.
AVCHD – AVCHD là định dạng chứa phổ biến nhất cho máy quay HD. Video thường là H.264 với âm thanh AC3 (Dolby Digital) hoặc PCM tuyến tính.
MKV – Gần đây có tải phim gì không? Nó có thể ở định dạng vùng chứa MKV, chứa các tệp video H.264. Khá nhiều công cụ hỗ trợ MKV như Boxee, PS3 Media Server, XMBC, VLC, v.v., nhưng nó chưa được hỗ trợ rộng rãi như các định dạng vùng chứa khác.
FLV – Đây là Adobe Flash, hỗ trợ nhiều codec khác nhau, phổ biến nhất là H.264 và AAC. Video flash là một trong những cách phổ biến nhất để truyền phát video qua Internet. Nó đang mất dần vị thế vì HTML 5 và thực tế là Apple sẽ không cho phép chạy flash trên bất kỳ thiết bị nào trong số đó là iDevice, nhưng nó vẫn rất phổ biến.
Có các định dạng vùng chứa khác như Định dạng tệp QuickTime, OGG, WebM, v.v., nhưng bây giờ bạn đã hiểu rõ.
Chuyển mã
Điều cuối cùng cần hiểu về tất cả những điều này là bạn có thể sẽ phải chuyển đổi video AVCHD mà bạn đã tải xuống từ máy quay sang định dạng khác mà sau đó bạn có thể nhập vào iTunes và phát trên iPhone của mình. Vì có rất nhiều codec và định dạng vùng chứa và mỗi định dạng vùng chứa có thể có các kết hợp codec video và âm thanh khác nhau nên bạn cần một bộ chuyển mã để có được loại tệp bạn muốn cho thiết bị cụ thể của mình.
Có rất nhiều bộ chuyển mã hay còn gọi là bộ chuyển đổi video: HandBrake, FFmpeg, SUPER, VirtualDub, v.v. Một số được trả phí và một số là công cụ nguồn mở miễn phí. Một số công cụ, như HandBrake, cung cấp cho bạn các cài đặt trước để bạn có thể chỉ cần chọn tệp nguồn và chọn định dạng đầu ra như iPod hoặc iPhone và nhấp vào Bắt đầu. Nó sẽ chọn tất cả các cài đặt, vùng chứa, codec, v.v. cho bạn. Tuy nhiên, hy vọng sau khi đọc bài đăng này, giờ đây bạn đã hiểu thêm một chút và có thể chuyển đổi video giữa các định dạng cũng như hiểu rõ hơn một chút về quy trình cơ bản. Thưởng thức!
