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Codecs


AV-MixerEin Codec (Compressor-Decompressor / Coding-Decoding) dient der Komprimierung und Dekomprimierung von Audio und Video. Dadurch wird gewährleistet, dass die Inhalte möglichst wenig Platz benötigen, damit - nicht zuletzt - auch ganze Filme auf einen Datenträger passen. So würde beispielsweise auf einer einfachen 4,7 GByte DVD nur ein unkomprimiertes Video von zwei Minuten Länge Platz finden. Auch ein HD-Video könnte unkomprimiert auf einer 25 GByte Blu-Ray Disk nur wenig länger als zwei Minuten sein. Ein weiteres Problem wäre wohl die dabei benötigte Lesegeschwindigkeit. Denn die Laufwerke müssten für ein unkomprimiertes Video eine Datenrate von 37 MByte/s (DVD) bzw. 186 MByte/s (Blu-Ray) bewerkstelligen. Was wohl gänzlich außerhalb der technischen und bezahlbaren Möglichkeiten liegt.

Die Komprimierung löst all diese Probleme, wenngleich sie Einfluss auf die Qualität nimmt. Zwar gibt es neben den verlustbehafteten Kompressions-Verfahren auch Codecs die verlustfrei arbeiten und die somit komprimierte Inhalte auch ohne Qualitätsverlust (1:1) wiedergeben können, doch deren Effizienz liegt bestenfalls bei einer 10-fachen Komprimierung. Erst die verlustbehafteten Codecs sind effizient genug, um die Inhalte wirklich klein zu kriegen. Dennoch muss man sich nicht um die Qualität sorgen. Moderne Codecs können eine bis zu 200-fache Komprimierung umsetzen (wenn nicht mehr), ohne dass dabei ein Audio oder Video subjektiv schlechter wahrgenommen wird. Doch dies liegt alles im Auge des Betrachters und obliegt ganz seinen Ansprüchen.

Codecs sind auf ihre jeweilige Aufgabe genau zugeschnitten. Das bedeutet also, dass Videos und Audios jeweils mit unterschiedlichen Codecs komprimiert werden müssen, weil sie sich grundlegend voneinander unterscheiden und entsprechend unterschiedliche Verfahren favorisieren, um effizient komprimiert zu werden. Damit man aber bei Videos nicht mit zwei Dateien (dem Video und dem Audio) hantieren muss, werden alle Dateien in einer gemeinsamen Datei abgelegt. Diese sogenannten Container-Formate dienen dazu die komprimierten Inhalte aufzunehmen, zu verbinden oder auch um ihnen zusätzliche Funktionalität zu verleihen. Wie ihr Name schon andeutet, fungieren sie als Behälter und können mehrere und auch unterschiedliche Inhalte aufnehmen. Ein gutes Beispiel wäre die klassische Video-Datei. Sie ist ein Container für mindestens eine Video-Spur und eine Audio-Spur (Video-Stream und Audio-Stream). Sie kann aber darüber hinaus noch weitere Informationen und Spuren (Streams) aufnehmen. So gibt es beispielsweise Videos mit zusätzlichen Audio-Spuren, um das Video nicht nur in einer, sondern in mehreren Sprachen bereit zu stellen. Über das verwendete Abspielgerät bzw. den Video-Player lässt sich dann die jeweilige Spur aktiveren, die tatsächlich abgespielt werden soll. Dies zu wissen, ist sehr wichtig, da die große Namensverwandtschaft zwischen Codecs und Container-Formaten oftmals für Verwirrung sorgt und zu Missverständnissen bei den Anwendern führt.

Container Darstellung

Hier ein paar populäre Beispiele

- MPEG-2 und MPG: MPEG-2 ist ein Codec und MPG ein passender Container.
- OGG Vorbis: OGG ist der Container und Vorbis der verwendete Codec.
- MPEG-4 und MP4: MPEG-4 ist ein Codec, während MP4 ein Container-Format darstellt.

File Analyse

Das Problem bei Codecs und Container-Formaten ist die fehlende Transparenz. Während der Anwender oft schon anhand der Datei-Endung sehr einfach erkennen kann, welches Container-Format zum Einsatz kommt, bleibt es leider unklar, welche Codecs verwendet wurden und somit auch, welche Codecs benötigt werden, um die Inhalte des Containers wieder abzuspielen. Auch gibt es Codec-Anbieter, die aus Marketing-Gründen dieses Thema noch weiter komplizieren. So zum Beispiel DivX. Verwendet man den DivX Codec zum komprimieren von Videos, nutzt dieser in der Regel das gebräuchliche AVI Container-Format. Oftmals speichert er aber die Video-Datei nicht als AVI-Datei, wie es sein sollte, sondern als DIVX-Datei (.divx). Damit ist dann die Verwirrung komplett, denn obwohl der Anwender nun einen Hinweis bekommt, welchen Codec er verwenden kann, um dieses Video abzuspielen. Übersieht er leider, dass auch eine Vielzahl anderer Codecs zum abspielen dieser Video-Datei verwendet werden können. Wer oft in solche Fallen tappt, dem sei das Programm AVIcodec nahe gelegt. Der Name ist zwar nicht sonderlich gut gewählt, da irreführend und die Anwendung ist darüberhinaus auch etwas in die Jahre gekommen, dennoch zählt sie zu den besten Multimedia File Analyse Programmen, die das Internet kostenfrei hergibt. Dies verdankt sie vor allem ihrer unkomplizierten Art. Man lädt einfach die gewünschte Multimedia-Datei in das Programm und erhält Auskunft über deren Inhalte und die dafür benötigten Codecs. Wer es dagegen etwas technischer haben möchte, kann sich den GSpot näher ansehen. Er ist aufwändig und ehrfurchtgebietend. Und damit für alle Anwender genau das Richtige, die mit der AVIcodec Anwendung unzufrieden sind. Denn er bietet weitere Informationen und lässt sehr viel tiefer blicken.

Codec-Packs

Da viele Anwender keine Detektiv-Arbeit leisten wollen, hat sich schon sehr früh der Gedanke gebildet, möglichst viele Codecs installieren zu müssen. Viele Anwender glauben, dass sie nur so über den passenden Codec verfügen können. Dies war dann auch die Geburtsstunde der Codec-Packs. Eine Sammlung zahlreicher Codecs und Filter, die in einem einzeln zu installierenden Programm gebündelt wurden. Anfangs waren diese Codec-Packs noch der Pirate-Community vorbehalten, die uns die Flut an Codecs überhaupt erst beschert hat. Entsprechend lies damals die Qualitätssicherung der Codec-Packs auch sehr zu wünschen übrig. Doch mittlerweile hat sich dieser Punkt sehr gebessert, wobei dennoch Codec-Packs im Allgemeinen nicht zu unterschätzende Nachteile mit sich führen. Ein sehr gewichtiger wäre zum Beispiel die Vorgehensweise bei der Installation. Vorhandene Codecs werden überschrieben und bei einer späteren Deinstallation des Codec-Packs nicht wieder hergestellt. Eine testweise Installation eines Codec-Packs kann man daher meistens nicht wirklich rückgängig machen und muss sie gegebenenfalls durch die Installation weiterer Codecs oder Codec-Packs korrigieren.

Codec-Packs sollten auch deswegen nicht als Allheilmittel angesehen werden, da viele Codecs lediglich eine Abwandlung eines anderen Codecs darstellen. Das bedeutet, dass verschiedene Codecs in der Lage sind, ein und dieselbe Datei abzuspielen. Bei der Wahl des eingesetzten Codecs wird von der Abspielsoftware auch nicht zwangsläufig der beste Codec verwendet, vielmehr werden anhand einer Prioritäts-Liste die in Frage kommenden Codecs durchprobiert, bis einer darunter ist, der die Aufgabe bewältigen kann. Daher gilt hier die Pauschal-Weisheit "Viel hilft viel" ganz und garnicht. Tatsächlich kann die Installation eines schlechteren oder funktionsärmeren Codec einen schon vorhanden und optimalen Codec auf dieser Prioritäts-Liste ablösen. Gerade auch Codecs die nur als eingeschränkte Vollversion, als Shareware oder als für-eine-spezielle-Grafikkarten-optimierte Versionen daherkommen, können zahlreiche Probleme beschwören, die dann im Nachhinein nur umständlich zu lösen sind. Es ist also Vorsicht geboten. Idealerweise sollte man keine Codecs installieren, die man nicht wirklich braucht. Sofern man diesen Hinweis im Hinterkopf behält, spricht grundsätzlich nichts gegen die Installation eines Codec-Packs.

Zwei sehr beliebte Codec-Packs sind der CCCP und der K-Lite. Im Vergleich zu vielen anderen Codec-Packs werden sie regelmäßig weiterentwickelt und bieten somit eine deutlich höhere Aktualität. Sollte dennoch mal das Kind in den Brunnen fallen, dann bedient man sich eines Filter Managers, um die Prioritäten der verwenden Codecs zu bearbeiten. Hier bietet sich der DirectShow Filter Manager an. Er gestaltet die Arbeit selbst dann noch sehr übersichtlich, wenn man unzählige Codecs und Filter verwalten muss.

Spezielle Lösungen

Als spezielle Lösung präsentiert sich der libavcodec. Er ist eine Art Universal-Codec, der eine große Fülle an Audio- und Video-Formaten unterstützt, sodass man mit ihm alleine schon bestens versorgt ist. Anders als ein Codec-Pack beinhaltet er nicht eine Sammlung fremder Codecs, sondern ist selbst in der Lage die Komprimierung und Dekomprimierung durchzuführen. Er stellt immer dann die beste Wahl dar, wenn es um das Abspielen der Audio und Video-Formate geht. Denn er wurde nicht nur auf Kompatibilität sondern vor allem auch auf Effizienz getrimmt.

Der libavcodec als solches ist Bestandteil einer Anwendung. Er ist also in der Regel schon im Abspiel-Programm integriert und kann daher nur mit diesem verwendet werden. Dazu zählt beispielsweise der VLC Media Player oder der MPlayer. Damit man ihn aber auch in anderen Anwendungen nutzen kann, ist er als DirectShow Filter erhältlich und nennt sich dann ffdshow bzw. ffdshow tryouts all-in-one-Codec. In dieser Form kann er dann auch vom Windows Media Player und anderen DirectShow-kompatiblen Anwendungen genutzt werden.



Codec-Packs

CCCP  :

Die Code-Sammlung Combined Community Codec Pack.

K-Lite  :

Die Code-Sammlung K-Lite Mega Codec-Pack.

WECP  :

Die Code-Sammlung Windows Essential Codec Pack.


Allgemeine Video-Codecs

3vix  :

Ein MPEG-4 Codec mit geringem Bedarf an Rechenleistung.

Dirac  :

Dirac ist eine Alternative zu den typischen MPEG-Codecs. Im Vergleich zu MPEG-2 zeichnet er sich durch eine bessere Bildqualität bzw. durch einen geringeren Speicherbedarf bei gleicher Bildqualität aus. Dennoch ist er nicht so leistungshungrig wie ein MPEG-4 Codec.

DivX  :

Bei DivX steht vorallem eine verbesserte Bildqualität im Vordergrund. Er ist eine Weiterentwicklung des klassischen MPEG-4 ASP Codecs (H.263) und ab Version 7 auch des MPEG-4 AVC Codecs (H.264).

ffdshow tryouts ist die Weiterführung des ursprünglichen ffdshow. Er ist ein Direct-Show Filter des universalen Codec libavcodec. Damit ermöglicht er den Windows basierenden Anwendungen den Zugriff und die Nutzung des libavcodec.

AVS ist eine Initiative der Volksrepublik China, um einen eigenen und vom Ausland unabhängigen Codec zu schaffen. OpenAVS ist die freie Ausführung des AVS.

Theora  :

Theora ist ein freier Codec für das OGG-Container-Format. Er soll als Alternative zu MPEG-4 fungieren.

WMV  :

WMV ist Microsofts eigene Umsetzung des MPEG-4 Codecs. Eine erweiterte Version des WMV3 (alias WMV9) ist der VC-1, welcher alternativ zu MPEG-2 und MPEG4-AVC (H.264) auf Blu-Ray Medien eingesetzt wird. Früher wurde er mit dem Microsoft Windows Media Encoder geliefert. Seit diese eingestellt wurde, kann man ihn nun über die Anwendung Microsoft Expression Encoder erhalten, die ihn ihrer einfachen Ausführung auch kostenfrei von Microsoft angeboten wird.

x264  :

Der x264 ist eine freie Ausführung des H.264 bzw. des MPEG-4 AVC Codecs.

Xvid  :

Xvid ist ein Konkurrent von DivX, basiert ebenso auf dem MPEG-4 Codec und konzentriert sich auf eine verbesserte Bildqualität.


Verlustfreie Video-Codecs

Ähnlich wie M-JPEG mit dem JPEG-Kompressionsverfahren, arbeitet CorePNG mit dem PNG-Kompressionsverfahren, um jedes Einzelbild des Videos zu komprimieren.

Huffyuv ist ein alter Codec, der Video-Informationen verlustfrei komprimiert. Bedingt durch sein Alter ist er eigentlich nicht mehr sehr gebräuchlich.

Lagarith ist ein sehr moderner Codec, der verlustfrei komprimieren kann. Er zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass er Multi-Prozessor-Fähig ist und somit von der hohen Leistungsfähigkeit aktueller Rechner profitieren kann.

MSU  :

Der Moscow State University Lossless Video Codec ist womöglich der rechenintensivste Codec unter den verlustfrei-komprimierenden Codecs. Dafür ist der Platzbedarf des resultierenden Videos umso geringer. Er zählt damit zu den besten verlustfreien Codecs. Bedauerlicherweise ist aber die Webseite des Anbieters nicht immer verfügbar.


Allgemeine Audio-Codecs

Ein Encoder zum Abspielen von Dolby Digital und Dolby Theater Systems encodierten Inhalten.

AMR  :

Ein für Sprachdaten eingesetzter Codec.

FAAC ist ein OpenSource AAC-Encoder und FAAD2 ist der dazu passende Decoder.

LAME  :

LAME ist eigentlich ein MP3-Encoder, wird aber aus lizenzrechtlichen Gründen nicht als solcher angeboten. Auf der offiziellen Seite ist er daher nur als Quelltext verfügbar. Dennoch finden sich dort auch weiterführende Verweise zu Webseiten, die ihn in compilierter Form anbieten.

MP3 Surround ist eine Weiterentwicklung des berühmten MP3-Codecs. Unterstützt wird 5.1 Mehrkanal Audio in MP3-Form.

Der Musepack ist zwar nur eine Weiterentwicklung des alten MP2-Codecs (MPEG-1 Layer 2), dennoch kann er bei höheren Datenraten mit einer verbesserten Klangqualität aufwarten. Dies liegt zum Teil auch daran, dass er mit einer variablen Datenrate von bis zu 1300 kbit/s arbeiten kann.

Speex  :

Speex ist ein Audio-Codec der speziell für Sprache entwickelt wurde. Er gilt als Ergänzung zu Vorbis, welcher im Gegenzug ein eher allgemeinerer Audio-Codec ist.

Vorbis  :

Vorbis ist ein universeller Audio-Codec der typischerweise im Ogg-Container-Format Verwendung findet.

WavPack bietet verlustfreie und verlustbehaftete Audiokompression und wird auch bei allgemeinen Packern verwendet, um Wave-Dateien zu komprimieren.


Verlustfreie Audio-Codecs

ALAC  :

Ein Decoder für Audio-Dateien im Apple Lossless Audio Codec Format.

FLAC  :

Ein freier Audio Codec, der Audio verlustfrei komprimiert.

MP3HD  :

MP3HD ist ein verlustfreier MP3 Codec.

The True Audio oder auch TTA ist ein stark komprimierender und verlustfreier Audio-Codec.


Codec-Analyse-Anwendungen

AVIcodec analysiert die Streams eines Containers und gibt Informationen dazu aus.

Der DirectShow Filter Manager verwaltet die DirectShow Filter eines Windows Systems.

GSpot  :

GSpot analysiert Video-Dateien und informiert den Anwender über dessen Eigenarten, wie auch über die darin verwendeten Codecs.