I takt med højere internethastigheder kommer der flere nye filtyper. Særligt indenfor underholdning bliver der hele tiden udviklet nye formater, der kan presse større og større mængder data sammen, så filerne lettere kan transporteres over Internettet. Denne gang ser vi nærmere på MPEG-filmstandarden.
Grundlæggende er der to årsager til, at man begyndte at udvikle pakke-programmer til film-strimler. Et normalt tv-signal vil fylde ca. to gigabyte pr. minut, hvis det blot blev digitaliseret uden komprimering i en dårlig opløsning (640X480 pixels), og uden lyd vel at mærke. Det betyder, at en normal harddisk ikke vil kunne indeholde mere end ganske få minutter film.
Den anden årsag er, at mængden af data er så stor, at nutidens computere ikke vil kunne slæbe dem gennem processoren i samme hastighed, som en normal film gerne skulle afvikles i.
En cd-afspiller der kører på 1 x hastighed kan aflæse 8 mbyte i sekundet og en ukomprimeret film fylder 28 Mbyte i sekundet.
Tilbage i begyndelsen af halvfemserne, da digital videoredigering var i sin barndom og CD-Romdrevet var helt nyt, kunne man næsten ikke forestille sig hardware, der ville kunne klare denne enorme opgave. Derfor måtte man med kreativitet og programmering udvikle et system, som kunne lave de store mængder data om til mindre pakker, men uden at ødelægge kvaliteten alt for meget. Faktisk blev MPEG udviklet netop til at kunne afvikle film fra CD-Rom i 1991.
Nu bruges MPEG meget i udviklingen af digitalt tv, DVD og til distribution af film over Internettet.
Flere MPEG-formater
MPEG står for Moving Pictures Experts Group, og er en sammenslutning af industriinteresser, der jævnligt mødes og klarlægger retningslinier for udviklingen af softwaren. To af MPEGs formater er af særlig interesse for hjemmebrugeren. Det er MPEG-1 og MPEG-2.
MPEG-1 kan i bedste fald komprimere film op til 200-1 og bruges til CD-Rom og mindre film downloadet fra Internettet, mens MPEG-2 er beregnet til højere kvalitet, som det kendes fra DVD, Digital Video Disk. Tidligere var der også noget, der hed MPEG-3, men den standard er nu fuldstændigt blevet indarbejdet i MPEG-1 og MPEG-2. Der arbejdes også med fremtidige standarder ved navn MPEG-7 og MPEG-21.
Fremtiden for MPEG-samarbejdet byder på en ny standard kaldet MPEG-4, der er beregnet til en meget lav overførsels-hastighed. Den skal kunne afvikle levende billeder trådløst på håndholdte instrumenter som mobiltelefon eller armbåndsure.
MPEG fungerer på den måde, at et program fjerner en del de af data, som filmen består af. Dette kan ikke gøres uden videre. Først og fremmest gælder det om at definere hvilke data, der er vigtige, og hvilke der ikke har en større betydning for brugerens oplevelse.
Psykologi og matematik
Ved at studere den seneste forskning indenfor psykologi og matematik har programmørerne kunnet fjerne op mod 99,5 pct af en film og have et resultat, der minder meget om normal tv-kvalitet. –Men programmørerne skal også tage hensyn til, at det skal være hurtigt at komprimere en film og jo højere komprimering, jo længere tid tager det at pakke filmen, og jo mere processorkraft kræver det igen at afspille filmen.
Derfor er MPEG-komprimering altid et kompromis mellem tid, computerkraft og kvalitet.
Opbygningen af en MPEG-fil foregår i tre lag. Et til lyd, et til billede og et systemspor, der koordinerer lyd og billede.
For at forstå billedstrømmens opbygning i MPEG må man glemme sin forestilling om film som en række billeder, der bliver vist i rækkefølge, og i stedet tænke i kodede blokke af film også kaldet GOP. Det kommer vi tilbage til.
Tre billedtyper
Når komprimeringen til MPEG går i gang, så definerer programmet tre forskellige billedtyper: I, P og B-billeder.
I-billedet er det simpleste. Programmet tager kun hensyn til, hvad der er på billedet selv og komprimerer det efter samme mønster, som man komprimerer billeder i det udbredte JPEG-format. De fleste billeder på websites er i JPEG format. I-billedet er det eneste i MPEG, der kan sammenlignes med et normalt billede i en film.
P-Billedet tager hensyn til det kommende billede i filmen. En helt hvid himmel, der også forekommer på det næste billede, behøver jo ikke at blive defineret to gange, men skal bare gentages. Programmet definerer altså nogle P-billedstumper, som bliver gentaget over flere billeders tid, efterhånden som filmen bliver afviklet. På den måde spares mange data.
Den tredje billedtype, B-Billedet, har den funktion, at det undersøger bevægelser i filmstrømmen, og kan snyde øjet ved at lave en blanding af det kommende og det foregående billede. Det er ikke noget billede i sig selv og kan heller ikke bruges til at sammenstykke et nyt I- eller P-billede.
En typisk film vil efter komprimering bestå af en række rammer, de føromtalte kodede blokke. En ramme kan for eksempel se sådan ud: IBBPBBPBBPBBI.
En sådan ramme kaldes en GOP, der står for Group of Pictures. Den varer normalt omkring et halvt sekund og beskriver en mini-scene i filmen. Hvis der optræder et hurtigt sceneskift, bliver der lavet mindre GOPs, fordi der skal være en vis visuel sammenhæng mellem det første og det sidste I-billede i en GOP. En GOP begynder og slutter på den måde altid med et I-billede. Fordelingen af P- og B-billeder afhænger af filmen.
Ulempen ved en så kompliceret og stærk komprimering er, at filen næsten ikke er redigerbar. Man kan altså hverken dekomprimere den igen og næsten heller ikke ændre på den med filmredigeringssoftware, fordi hovedparten af filmen består af fragmenter og ”snydebilleder”. På den anden side er det heller ikke meningen at der skal kunne redigeres i originale film og tv-udsendelser.
Flere komprimeringsmuligheder
Endnu en komprimeringsfaktor, der er indbygget i MPEG, tager sig af farverne. Der er i en rå film mange farver, som ikke kommer frem på en tv-skærm, og som ikke har nogen betydning for seerens filmoplevelse, da de ligger uden for det område, øjet kan registrere. Disse farver kan derfor uden videre fjernes.
Også lyden komprimeres -efter samme principper som MP3-filer. Man fjerner alle de frekvenser, som det menneskelige øre ikke kan høre, og snupper også lidt kvalitet, hvis pladsen er trang. Ofte fjernes også stereo, og der nedtones på lydsekvenser, som alligevel er grumsede. Eksempelvis er lyden af storm eller et brag noget, der kan komprimeres ned til næsten ingenting, fordi det alligevel opfattes som larm af hjernen.
Mange af de komprimeringsprogrammer, som kan hentes gratis på Internettet, også kaldet rip-programmer, indeholder for nemheds skyld ikke de fulde faciliteter til komprimering. Det er hurtigere, men giver ofte meget svingende kvalitet.
Fremtiden for MPEG-formatet
Når man eksempelvis ser nyhederne i fjernsynet, så er der bare en analog strøm af billeder og lyd. Det enkelte billede er væk, lige efter det er vist, og det er absolut ikke interaktivt på nogen måder.
Det kan MPEG gøre noget ved, spår tv- og web-branchen.
En nyhedsudsendelse består jo af mange enkeltheder. Der kan være en graf i det ene hjørne af skærmen. Måske zoomes der ind på speakeren, eller der bliver vist en række fotos, fulgt af en reportage. I mellemtiden vises tv-kanalens logo i toppen af skærmen.
Alle disse elementer er adskilt, inden de bliver samlet og sendt ud som et tv-signal. Bruger man MPEG i kombination med digitalt tv, er der ingen grund til at samle stumperne, inden de sendes ud; det kan brugeren selv gøre efter behov. På den måde kan man opbygge en sendeflade med interaktivitet, som man kender det fra Internettet.
I fremtiden vil vi også se video on demand, altså det at man vælger hvilken film eller program, man vil se, og derefter får det leveret. Her er MPEG også et oplagt format, men det kræver en ordentlig gang bredbånds Internet.
I mellemtiden vil mange piratkopiere MPEG formaterede film eksempelvis DVD og komprimere dem yderligere så de uden videre kan hentes på Internettet gennem Napster-lignende netværk. I de kommende udgaver af PC-Planet kommer beskriver vi, hvordan det gøres og hvordan filmene kan vises på din computer.