Тестирование кодеков VP6, VP7 и XviD

Тестировавшийся битрейт

Тестирование проводилось для 7 битрейтов*: 100, 200, 300, 450, 680, 850, 1500 кбит/с.

100 кбит/с – экстремальный битрейт даже для звука. Посмотрим, что покажет разрекламированный VP7.

200 кбит/с – битрейт с которым должен справиться VP6 последней версии. Вкупе со звуком в формате HE-AAC с битрейтом в 48 кбит на CD диск влезет более 6 часов видео.

300 кбит/с – с таким потоком данных обещает справиться и обновленный XviD. На диск при вышеозначенном качестве звука поместится более четырех с половиной часов.

450 кбит/с – для любителей умещать на один диск либо очень длинные кинофильмы, либо по два фильма средней продолжительности. Например, "Властелин колец" со звуком в формате OGG Vorbis (60 кбит/с) при потоке видеоданных 468 кбит/с, легко умещается на диск, правда, немного потеряв в качестве (если речь ведется о VP6).

680 кбит/с – также достаточно низкий битрейт. При потоке аудиоданных в 128 кбит/с (как правило, такое качество звука зовется "стандартным") на диск вмещается двухчасовой фильм. Если увеличить качество звука до 160 кбит/с, то фильм получится длиной лишь в 1:45 – однако большинство фильмов с успехом влезают в это прокрустово ложе.

850 кбит/с – своеобразная золотая середина. И звук уже достаточно неплох и видео уже не раздражает глаз.

1500 кбит/с – на диск умещается лишь одночасовое видео при "стандартном звуке". Любители писать фильм на 2 CD предпочитают такой битрейт или даже более высокий поток данных. Скажем, разбивая полуторачасовой фильм на 2 диска, можно сохранить также две-три звуковых дорожки и субтитры, сохранив видео отличного качество.

* Примечание: Речь идет о битрейте итогового видео, а не о настройках кодировщика. Битрейт полученного видео мог расходиться с заданным не более чем на 5%, иначе полученный файл забраковывался, и перекодировывался с новыми настройками.

Использованные программы

Посредником между пользователем и кодером выступала бесплатная программа нелинейного монтажа Virtual Dub Mod 1.5.4.1. Для обработки видео применялись фильтры resize (bicubic resize) и null transform (cropping).

Для роликов с битрейтом менее 450 кбит/с размер кадра (в зависимости от соотношения сторон) составлял 384х288 или 384х216. Для роликов с битрейтом 450 кбит/с и более, размер кадра составлял 512х384 и 512х288 соответственно. Фильтром null transform (cropping) производилась обрезка сторон видео, чтобы не тратить драгоценный битрейт на унылую черноту – следовательно, финальный размер кадра получался меньшим. Такие параметры были выбраны исходя из того, что приведенный битрейт не должен опускаться, по заверениям некоторых экспертов, ниже значения в 0,05 бит/пиксель (чем больше площадь картинки, тем меньше бит приходится на один пиксель, а, следовательно, и качество картинки ухудшается).

Для кодека XviD с битрейтом в 1500 кбит/с кодирование проводилось с матрицами H263 и MPEG, а для анимации включался режим "cartoon".

Сравнения качества работы кодека производилось визуально ("на глаз"), как непосредственным просмотром получившегося ролика, так и путем сравнения отдельных кадров. Для этого на языке Delphi была написана программа, создающая job-скрипт для VirtualDubMod, позволяющий сохранять в формат bmp определенные кадры из видеофайлов.

Окно программы VirtualDub Job List Creator

Другие параметры кодирования

Тестирование производилось без перекодирования звуковой дорожки. Время кодирования специально не замерялось! (Настройки кодеров выставлялись в соответствии с рекомендациями разработчиков кодека).

Кодеки работали в 2-х проходном режиме.

Интервал между ключевыми кадрами (количество дельта-кадров между ключевыми) выставлялся равным 300. В сравнении скриншотов участвовали именно дельта кадры, от которых и зависит визуальное восприятие фильма.

Поскольку объем данной статьи ограничен, я приведу скриншоты с настройками кодеков.

XviD






On2 VP6


On2 VP7

Постпроцессинг

Постпроцессинг – технология позволяющая улучшать качество видео, используя различные приемы обработки изображения и сохраненные во время кодирования данные. Ее использование для тестирования является спорным, однако поскольку качество видео сравнивалось визуально, а не с помощью различных технических приспособлений, то разумно было бы использовать данную функцию (тем более что кодек – это кодер+декодер)

У XviD включался деблокинг, однако дерингинг (функция, нейтрализующая артефакты в виде окружностей – иногда ее использование приводит к ухудшению восприятия изображения) и Film Effect (эффект "зернистости") отключался.

У VP7 также отключалось зерно, ползунок сглаженности картинки оставался там, где он был установлен по умолчанию.

Про VP6 можно сообщить то же.

*Примечание: Однако приблизительно по скорости работы кодеки можно распределить так: VP7, VP6, XviD. Можно заметить, что на разных процессорах кодеки работают с разной скоростью. Так на Celeron Tualatin 1200 МГц средняя скорость кодирования On2 VP7 составляет 2-3 кадра/с. На последних моделях Athlon и Pentium IV достигая 18-20 кадров/с.

Подробности тестирования

Тестирование проходило в несколько этапов. Каждый ролик кодировался тремя кодеками с 7 значениями битрейта. Итого получалось более 100 видео роликов. Далее из получившихся видеофайлов извлекалось от 10 и более дельта-кадров.

Далее скриншоты сравнивались между собой на более точное соответствие оригинальным кадрам для разных битрейтов. Затем кадрам проставлялась оценка (некоторым это может напомнить распределение очков после очередного заезда в "Формуле 1") от одного до трех (в случае использования кодека с дополнительным параметром кодирования (например, XviD с матрицами H.263 и MPEG) от одного до четырех). Чем выше качество кадра, тем выше оценка.

Пример работы кодеков

Кадр из ролика "Ночной Дозор". Битрейт 680 кбит/с. Городецкий, обросший щетиной – непростая текстура, ожидается, что кодеки станут сильно сглаживать картинку.

VP6

VP7

XviD

Кадр из ролика "Звонок". Битрейт 300 кбит/с. Девушка у телевизора. Этот кадр демонстрирует, как кодек умеет перераспределять битрейт. На белый шум должно уходить очень много битрейта, однако он не несет никакой информации и с ним можно подхалтурить. А вот лицо девушки справа – совсем другой пример. Сумеют ли кодеки правильно рассчитать силы?

VP6

VP7

XviD

Результаты тестирования

100 кбит/с – с распространением КПК и Интернета использование компактных роликов с малым разрешением и экстремально-низким битрейтом вполне оправданно. И на первое место здесь выходит VP7. Качество видео для такого битрейта впечатляет. Второе место у VP6. Последнее место занял XviD. Качество явно подкачало, хотя скорость кодирования наголову выше, чем у соперников (однако ролик от Blizzard он закодировал лучше чем VP6).

200 кбит/с – битрейт недостаточный для просмотра хоть сколько-нибудь качественного видео, но для сети вполне подходит.

Вновь главенствует VP7. Второе у VP6. Последнее у XviD, однако, несмотря на оценку, кодек все же немного подтянулся к преследователям.

300 кбит/с – битрейт который я, например не гнушаюсь использовать для фильмов, которые просматриваю позже на домашнем компьютере.

И, по всей видимости, с появлением VP7 я буду все чаще и чаще перегонять фильмы с таким битрейтом. На один шажок отстал VP6. На последнем – XviD, правда кодек здорово исправился и в принципе при грамотной и кропотливой настройке может подобраться и к результатам показанным VP6. Кроме того, кодирует он гораздо быстрее.

450 кбит/с. VP7 главенствует и здесь, второе по-прежнему у VP6. На последнем месте, значительно сократив разрыв, оказался XviD. Для сжатия не слишком ценных фильмов можно выбрать именно этот кодек, учитывая высокую скорость его работы.

680 кбит/с. Приблизительно с таким битрейтом я загнал на болванку двухчасовой Дневной дозор.

Первое место вновь взял VP7. Буквально чуть-чуть отстал от него VP6. На последнем месте снова XviD.

850 кбит/с. Первое место у VP7. Совсем не на много отстал VP6. Третье место вновь у XviD, который отстал от лидера в лице VP7 всего на чуть-чуть, и для детища Koepi это несравненный прогресс. Он же стал лучшим по соотношению скорость/качество. В принципе для данного битрейта вполне позволительно использовать VP6, если вы не обладатель мощного компьютера, поскольку кодирует он быстрее, чем VP7.

В режиме 1500 тестирование для ролика из игры WarCraft III не проводилось, так как в подобном случае оригинальный битрейт видеоролика был бы превышен. Первое место у VP7. VP6 вышел на чистое второе место. Третье место у XviD (причем различие между использованием матриц H263 и MPEG оказалось незначительным). На самом деле на столь высоких битрейтах я бы посоветовал использовать XviD. Разница в качестве практически незаметна, а трехкратное превосходство в скорости над VP7 достаточно ощутимо.

Выводы:

1. Битрейт в 100 кбит/с является предельно низким для видеопотока. Смотреть его рекомендуется лишь при низком разрешении и исключительно при использовании кодека VP7 (артефакты этого кодека очень специфичны и менее заметны для человеческого глаза, в отличие от "квадратов" DivX/XviD кодеков). Интернет и видео для КПК – вот где найдет применение столь низкий битрейт.

2. Битрейт в 200 кбит/с. Чуть лучше, но все же недостаточно. Отрыв VP7 от конкурентов иногда огромен. Все же хранить видео, даже при использовании VP7, с таким низким битрейтом я бы посоветовал лишь для передачи по Интернету или просмотра в самолете на любимом КПК.

3. Битрейт в 300 кбит/с мне пришелся по душе. Конечно при использовании VP7. VP6 и тем более XviD для такого битрейта мало подходят. Я, например, уже принялся создавать коллекцию любимых фильмов прямо на жестком диске именно с битрейтом 300 кбит/с и со звуком в формате HE-AAC (40-60 кбит/с.) "Звонок", занимающий 280 Мб – это, по-моему, здорово. Единственный минус – очень много времени уходит на кодирование в два прохода с максимальными настройками VP7. Для этого требуется очень мощный компьютер.

4. Битрейт в 450 кбит/с. В предыдущем тестировании я рассыпался в комплиментах к VP6. Теперь поклоны придется отвешивать VP7. Даже сложно сказать, возможно, ли еще более улучшить качество видео. Неужели скоро придется боготворить VP8?

5. Битрейт в 680 кбит/с. Преимущество VP7 уже не столь ощутимо. Хотя на таком еще достаточно низком битрейте я бы отказываться от использования этого кодека не стал.

6. Битрейт в 850 кбит/с. Конкуренты в лице VP6 и XviD подбираются вплотную. И тут критичным фактором становится скорость кодирования. У VP6 она повыше. И если неохота ночь тратить на рипанье то VP6 вам поможет сэкономить несколько часов.

7. Битрейт в 1500 кбит/с. Преимущества VP7 совершенно скрашены, ведь кодек оптимизирован для использования при малых потоках данных. VP6 выглядит фаворитом, хотя и использование XviD не выглядит крамольным. Я бы выбрал именно последний кодек, если вспомнить про пресловутую скорость и совместимость с аппаратными проигрывателями.

8. Если говорить про каждый кодек в отдельности, то можно сказать следующее. VP7 новая успешная разработка от On2. Версию 7.0.10.0 можно считать вполне стабильной. Дальнейшее развитие кодека, как я считаю, будет связано с оптимизацией скорости кодирования и пост-процессинга, налаживания совместимости с некоторыми программами видеомонтажа (такими, как, Flask или XMPEG). VP6 версии 6.4.2 не стоит сбрасывать со счетов. По сравнению с версией 6.2 есть значительные улучшения в качестве итогового видео. Использование кодека на высоких битрейтах не возбраняется, а даже поощряется и он способен побить весьма неслабого соперника в лице XviD. Единственный минус кодеков от On2 – стационарные плееры их не поддерживают. Над XviD изрядно потрудились, но результаты получились противоречивыми. В одном случае на низких битрейтах кодек показывает посредственные результаты, в другом уверенно борется за второе место с VP6. На высоких битрейтах кодек весьма удачно себя чувствует, как и все Mpeg-4 совместимые кодеки. Посмотрим, какая участь уготована XviD после наступления эры AVC/H.264 кодеков.