Информация по контейнерам (avi, mkv, mp4, ts)

Описание

Компания Microsoft впервые выпустила пакет Video for Windows для операционной системы Windows 3.1 в ноябре 1992 года, и с тех пор формат AVI (Audio Video Interleave) является основным для хранения видео в операционных системах семейства Windows.
Основное преимущество универсального формата AVI (и, кстати, «секрет» его долголетия), в отличие от потоковых форматов типа MPEG, а тем более от таких специализированных разновидностей, как MP3 (MPEG Audio Layer 3), в том, что «стандартных» AVI-файлов практически не существует: AVI — фактически не более чем «контейнер», который содержит общее описание содержимого в стандартизованном виде.
Таким образом, AVI-файлы только внешне выглядят одинаково, но внутри они могут сильно различаться, и, в то время как MPEG-, MP3- и MJPEG-файлы содержат потоки только определенного вида сжатия (компрессии), AVI может содержать много различных видов компрессии в любых сочетаниях. Однако работать с AVI-файлом можно будет только пока необходимый кодек доступен для кодирования/декодирования.
Серьезным недостатком AVI-формата является то, что аудио- и видеофрагменты не содержат никаких меток времени или индексов кадра. Данные упорядочиваются по времени последовательно, в порядке поступления. Приложение для захвата или проигрывания видео должно само позаботиться о синхронизации видео- и аудиопотоков. Но если деление видео на кадры совершенно естественно, то звук представляет собой непрерывный поток, который приходится искусственно расчленять на фрагменты, соответствующие кадрам (из-за этого точная синхронизация изображения и звука часто отсутствует и звук может 'расходиться' с изображением). В простейшем случае каждому кадру видео соответствует кусок звукового сопровождения, но далеко не все AVI-файлы делаются по этой простой схеме.
Недостаток временных меток был устранен в расширении AVI-формата - OpenDML AVI (поддержанный затем в DirectShow и в ActiveMovie), которое добавляет новые куски по меткам времени.
Контейнер уже давно устарел и все никак не хочет уходить на пенсию, причем подавляющая часть медиа контента в сети до сих пор распространяется именно в нем. Минусы:

• Для каждой цепочки AVI-файла теряется 24 байта на заголовки и индекс. Это приводит к потерям чуть более 5МБ/час.
  
• Может быть сохранено только содержимое с фиксированной частотой кадров. Т.е. не возможно поместить в AVI смешанный материал, например, смесь NTSC видео и киноматериала. В действительности, есть хаки, позволяющие сохранять содержимое с переменным fps в AVI, но они увеличивают (и без того большую) избыточность впятеро или более того и поэтому непрактичны.
  
• Аудио в AVI-файлах должно быть или с постоянным битпотоком (CBR) или с постоянным размером кадра (т.е. все кадры декодируются в одно и то же число выборок).
  
• AVI не способен отличить P-кадр от B-кадра. Не предусмотрено спецификацией. DivX / Xvid решают эту проблему в обход спецификации, что тоже не совсем хорошо и может создавать проблемы.
  
• Контейнер AVI создавался для работы через интерфейс VfW (Video for Windows) и как раз VirtualDub является программой, использующей исключительно VfW. Поскольку VfW является сильно устаревшим и не гибким, современные программы используют DS (DirectShow). Программы использующие DS замечательно работают с контейнерами под DS заточенными, но вот с VfW возникают проблемы в виде расхождения аудио и видеодорожек. Поэтому не следует использовать для работы с AVI-файлами программы, работающие не через VfW.
  
• Отсутствует поддержка современных кодеков.
  

Структура

В соответствии с общей структурой RIFF-типа, AVI-файл должен иметь следующий вид: То есть в AVI-файле должно быть по крайней мере два обязательных блока: заголовка и данных, которые, в свою очередь, могут содержать подблоки. Первый блок будет содержать общую информацию о видеоролике: разрешение кадров и их частоту, формат аудио и т.д. Сначала в заголовке для записи длины потока отводилось 32 байт, поскольку в файловой системе FAT 16 максимальный раздел диска не мог превышать 2 Гбайт, поэтому и максимальный кусок видео, который можно было записывать в AVI-файле, не мог превышать 2 Гбайт (с учетом знака переменной размера). Во времена возникновения формата казалось естественным, что длина файла не может превышать размер логического диска. С появлением файловых систем FAT 32 и NTFS верхняя граница размера раздела значительно отодвинулась, однако потребовалось еще немало времени, чтобы ввести расширение формата и дождаться программ, способных это ограничение обходить.
Список 'hdrl' может состоять из подсписков:
Список 'movi', в свою очередь, состоит из подблоков: Таким образом, подблок данных организован в виде последовательности записей, каждая из которых состоит из одного кадра видео и соответствующего звукового сопровождения. Первоначально ##dc-блок был предназначен для хранения сжатого изображения, а ##db-блок - для несжатого DIB (Device Independent Bitmap). Но фактически они оба могут содержать сжатые данные.

Описание

Современный, отвечающий всем потребностям, отличный контейнер.
Matroska (так по-английски пишется русское слово Матрёшка) — проект, нацеленный на создание открытого гибкого кросс-платформенного (включая аппаратные платформы) стандарта форматов мультимедийных контейнеров и набора инструментов и библиотек для работы с данными в этом формате. Этот проект является развитием проекта MCF, но значительно отличается тем, что основан на EBML (Extensible Binary Meta Language — расширяемый двоичный метаязык) — двоичном аналоге языка XML. Использование EBML позволяет расширять формат без потери совместимости со старыми программами.
Возможности формата, закладываемые в Matroska:

• трансляция по Интернету (протоколы HTTP и RTP);
  
• быстрая перемотка в файле;
  
• устойчивость к ошибкам;
  
• разбиение файла на главы (Chapters);
  
• переключаемые на лету субтитры (с возможностью добавлять свои шрифты прямо в контейнер - без необходимости их отдельной установки в ОС);
  
• переключаемые звуковые дорожки;
  
• модульная расширяемость;
  

Следует отметить, что проект аудио/видео контейнера не включает в себя форматов сжатия видео и кодеков (таких, как MP3 или JPEG). Это упаковка, которая может содержать большое число потоков аудио, видео, субтитров и других медиа-данных (картинки, шрифты и т.д.), позволяя пользователю хранить в одном файле несколько вариантов фильма и проигрывать его мультимедиа-проигрывателем в необходимой конфигурации.
Matroska является открытым проектом (open standard). Это означает, что для персонального использования она абсолютно бесплатна, а техническая спецификация формата битового потока доступна любому, даже компаниям, желающим встроить поддержку формата в свои продукты (для этого потребуется специальная лицензия). Исходный код всех библиотек, созданных группой разработчиков проекта Matroska распространяется на условиях LGPL (библиотека для проигрывания, написанная на C с использованием целочисленной арифметики, распространятся также на условиях лицензии BSD).
Matroska является прямой открытой альтернативой контейнерам AVI, ASF video, MOV, RealMedia, MP4, MPG. Существует поддержка адаптации и реализации библиотек Matroska для OpenBeOS Mediakit и GStreamer (англ.) (мультимедийной среды ОС GNU/Linux, похожей на Microsoft DirectShow для Windows) и набора фильтров DirectShow для воспроизведения и создания файлов Matroska в ОС Windows.

Описание

Контейнер, который является стандартом для MPEG-4.
Имеет ограничения: не может содержать внутри видео в форматах: WMV, MPEG1, MPEG2, и не может содержать внутри звук в форматах: AC3, MP2, WMA.

Описание

Целью создания контейнера TS является мультиплексирование аудио и видео данных и синхронизация их выхода. Т.е. основное назначение - трансляция по сетям передачи данных. Для этих целей в контейнере хранится очень много служебной информации. Например, при объемах ~30Gb служебная информация будет занимать ~2Gb.
Поток транслируется пакетами по 188 байт, в которых содержится вся необходимая служебная информация (флаги, заголовки, идентификаторы, данные синхронизации и прочее). В m2ts пакет уже не 188 байт, а 192 байта. Добавляется информация о тайм-кодах для организации произвольного доступа к потоку.

Cкрипт (без использования файла ffms2.avsi)

function FFInfo(clip c, bool "framenum", bool "frametype", bool "cfrtime", bool "vfrtime")
{
framenum = default(framenum,true)
frametype = default(frametype,true)
cfrtime = default(cfrtime,true)
vfrtime = default(vfrtime,true)
global fftempclip = c
fftempclip = frameevaluate(fftempclip, """ fftempstring = "" """)
fftempclip = framenum ? frameevaluate(fftempclip, """fftempstring = fftempstring + "Frame Number: " + string(current_frame) + " of " + string(fftempclip.framecount) + "\n" """, after_frame=true) : fftempclip
fftempclip = frametype ? frameevaluate(fftempclip, """fftempstring = fftempstring + "Picture Type: " + chr(FFPICT_TYPE) + "\n" """, after_frame=true) : fftempclip
fftempclip = cfrtime ? frameevaluate(fftempclip, """fftempstring = fftempstring + "CFR Time: " + FFFormatTime(int((current_frame * 1000) / fftempclip.framerate)) + "\n" """, after_frame=true) : fftempclip
fftempclip = vfrtime ? frameevaluate(fftempclip, """fftempstring = fftempstring + "VFR Time: " + FFFormatTime(FFVFR_TIME) + "\n" """, after_frame=true) : fftempclip
return scriptclip(fftempclip, "subtitle(fftempclip, fftempstring, lsp = 1)", after_frame=true)
}


LoadPlugin("C:\Program Files\AviSynth 2.5\plugins\ffms2.dll")
FFVideoSource("C:\Film.avi")
FFInfo(cfrtime = false, vfrtime = false)

Cкрипт (если используется файл ffms2.avsi)

LoadPlugin("C:\Program Files\AviSynth 2.5\plugins\ffms2.dll")
FFVideoSource("C:\Film.avi")
FFInfo(cfrtime = false, vfrtime = false)

Иллюстрация

Иллюстрация

Cкрипт

DirectShowSource("c:\film.avi")

Иллюстрация