Формат контейнера

Формат контейнера (неофициально, иногда называемый оболочкой ) или метафайл — это формат файла , который позволяет встраивать несколько потоков данных в один файл , обычно вместе с метаданными для идентификации и дальнейшей детализации этих потоков. ^[1] Яркие примеры форматов контейнеров включают архивные файлы (например, формат ZIP ) и форматы, используемые для воспроизведения мультимедиа (например, Matroska , MP4 и AVI ). Среди первых кросс-платформенных форматов контейнеров были Distinguished Encoding Rules и Interchange File Format 1985 года .

Дизайн

Хотя контейнеры могут определять, как закодированы данные или метаданные, они фактически не предоставляют инструкций о том, как декодировать эти данные. Программа , которая может открыть контейнер, также должна использовать соответствующий кодек для декодирования его содержимого. Если в программе нет необходимого алгоритма, она не сможет использовать содержащиеся в ней данные. В этих случаях программы обычно выдают сообщение об ошибке с жалобой на отсутствие кодека, который пользователи могут получить.

Форматы контейнеров могут быть созданы для упаковки любых данных. Хотя существуют некоторые примеры таких форматов файлов (например, Microsoft Windows ) файлы DLL , большинство форматов контейнеров специализированы для конкретных требований к данным. Например, поскольку аудио- и видеопотоки могут кодироваться и декодироваться с помощью множества различных алгоритмов, формат контейнера может использоваться для предоставления пользователям программного обеспечения воспроизведения мультимедиа внешнего вида единого формата файла.

Соображения

Различия между различными форматами контейнеров возникают из пяти основных проблем:

Популярность; насколько широко поддерживается контейнер.
Накладные расходы. Это разница в размере файла между двумя файлами с одинаковым содержимым в разных контейнерах.
Поддержка расширенных функций кодека. Старые форматы, такие как AVI, изначально не поддерживают новые функции кодека, такие как B-кадры , аудио VBR или видео VFR . Формат можно «взломать» для добавления поддержки, но это создаст проблемы совместимости.
Поддержка расширенного контента, такого как главы, субтитры, метатеги, пользовательские данные.
Поддержка потокового мультимедиа .

Единые форматы кодирования

В дополнение к чистым форматам контейнеров, которые определяют только оболочку, но не кодирование, ряд форматов файлов определяют как уровень хранения, так и кодирование как часть модульной конструкции и прямой совместимости .

Примеры включают формат обмена файлами JPEG (JFIF) для хранения данных JPEG и переносимую сетевую графику (PNG).

В принципе, кодирование можно изменить, сохранив уровень хранения; например, сетевая графика с несколькими изображениями (MNG) использует формат контейнера PNG, но обеспечивает анимацию, тогда как сетевая графика JPEG (JNG) помещает данные в кодировке JPEG в контейнер PNG; однако в обоих случаях разные форматы имеют разные магические числа - формат определяет кодировку, хотя MNG может содержать как изображения в кодировке PNG, так и изображения в кодировке JPEG.

Форматы мультимедийных контейнеров

Файл-контейнер используется для идентификации и чередования различных типов данных. Более простые форматы контейнеров могут содержать различные типы аудиоформатов, в то время как более продвинутые форматы контейнеров могут поддерживать несколько аудио- и видеопотоков, субтитров , информацию о главах и метаданные ( теги ) — а также информацию о синхронизации, необходимую для воспроизведения различных потоков. вместе. В большинстве случаев заголовок файла, большая часть метаданных и фрагменты синхронизации определяются форматом контейнера. Например, существуют форматы контейнеров для оптимизированной потоковой передачи низкокачественного интернет-видео, которая отличается от требований к высококачественной потоковой передаче Blu-ray.

Части формата контейнера имеют разные названия: «куски», как в RIFF и PNG, «атомы» в QuickTime/MP4, «пакеты» в MPEG-TS (из термина связи) и «сегменты» в JPEG. Основное содержимое фрагмента называется «данными» или «полезной нагрузкой». Большинство форматов контейнеров имеют последовательные фрагменты, каждый из которых имеет заголовок, тогда как TIFF вместо этого хранит смещения. Модульные фрагменты позволяют легко восстанавливать другие фрагменты в случае повреждения файла, потери кадров или проскальзывания битов , а смещения приводят к ошибкам кадрирования в случае проскальзывания битов.

Некоторые контейнеры предназначены исключительно для аудио:

AIFF ( IFF формат файла , широко используемый на платформе macOS )
WAV ( формат файла RIFF , широко используемый на платформе Windows )
XMF (расширяемый музыкальный формат)

Другие контейнеры предназначены исключительно для неподвижных изображений:

FITS (гибкая система передачи изображений) — неподвижные изображения, необработанные данные и связанные метаданные.
Неподвижные изображения TIFF (Tag Image File Format) и связанные с ними метаданные.
Macintosh Ресурс PICT ( PICT ), замененный PDF в Mac OS X
Метафайл Windows (WMF) = (EMF) Расширенный метафайл
Инкапсулированный PostScript (EPS)
Метафайл компьютерной графики (CGM)
Портативный формат документов (PDF)
Файл Corel Draw (CDR)
Масштабируемая векторная графика (SVG)
Файл расширенного текстового формата (RTF)

Другие гибкие контейнеры могут содержать многие типы аудио и видео, а также другие медиафайлы. Наиболее популярные мультимедийные контейнеры:

3GP (используется многими мобильными телефонами; на основе базового формата медиафайлов ISO )
ASF (контейнер для Microsoft WMA и WMV , которые сегодня обычно не используют контейнер)
AVI (стандартный контейнер Microsoft Windows , также основанный на RIFF )
DVR-MS («Microsoft Digital Video Recording», собственный формат видеоконтейнера, разработанный Microsoft на основе ASF )
Flash Video (FLV, F4V) (контейнер для видео и аудио от Adobe Systems )
IFF (первый независимый от платформы формат контейнера)
Matroska (MKV) (не ограничен каким-либо форматом кодирования, поскольку может содержать практически все; это открытого стандарта ) формат контейнера
MJ2 — формат файла Motion JPEG 2000 , основанный на базовом формате медиафайлов ISO , который определен в MPEG-4, часть 12 и JPEG 2000, часть 12.
Формат файла QuickTime (стандартный QuickTime видеоконтейнер от Apple Inc. )
Программный поток MPEG MPEG-1 и MPEG-2 (стандартный контейнер для элементарных потоков на достаточно надежных носителях, таких как диски; также используется на дисках DVD-Video )
Транспортный поток MPEG-2 (он же MPEG-TS) (стандартный контейнер для цифрового вещания и для транспортировки по ненадежным носителям; используется также для видео на дисках Blu-ray ; обычно содержит несколько видео- и аудиопотоков, а также электронную программу передач )
MP4 (стандартный аудио- и видеоконтейнер для мультимедийного портфолио MPEG-4 , основанный на базовом формате мультимедийных файлов ISO, определенном в MPEG-4 Part 12 и JPEG 2000 Part 12), который, в свою очередь, был основан на формате файла QuickTime.
Ogg (стандартный контейнер для Xiph.org аудиоформатов Vorbis и Opus и видеоформата Theora )
RM (RealMedia; стандартный контейнер для RealVideo и RealAudio )
WebM (подмножество Matroska , используемое для веб-распространения мультимедиа на онлайн-платформах; контейнер для бесплатных аудиоформатов Vorbis / Opus и видеоформатов VP8 / VP9 / AV1 )

Существует множество других форматов контейнеров, таких как NUT , MXF , GXF , ratDVD , SVI, VOB и формат мультимедиа DivX.

См. также

Ссылки

^ Хо, Энтони Т.С.; Ли, Шуцзюнь (20 мая 2016 г.). Справочник по цифровой криминалистике мультимедийных данных и устройств, расширенная электронная книга . Джон Уайли и сыновья. С. 146–(?). ISBN 9781118757079 . OCLC 953319457 .

Внешние ссылки

Онлайн-инструмент идентификации формата видеофайлов — разработан в первую очередь для форматов и кодеков видео CCTV.

[1] Хо, Энтони Т.С.; Ли, Шуцзюнь (20 мая 2016 г.). Справочник по цифровой криминалистике мультимедийных данных и устройств, расширенная электронная книга . Джон Уайли и сыновья. С. 146–(?). ISBN 9781118757079 . OCLC 953319457 .

[1]