Re: [chox] Und wo bleibt OggVorbis?

• From: Thomas Uwe Gruettmueller <sloyment gmx.net>
• Date: Fri, 12 Sep 2003 23:58:59 +0200

Hi, Helmuth und alle!

On Mittwoch 10 September 2003 22:07, Helmuth Supik wrote:

Laut Hersteller[4] reicht ein 2-GHz-Pentium 4 mit
Hyperthreading zum Echtzeit-Dekodieren von H.264/AVC in
TV-Auflösung (H.264 SD Level 3).

Ich denke, daß hier etwas gewaltig falschläuft. 

Es gibt einen Standard für digitales Video im TV-Format. Dieser 
nennt sich CCIR 601. Dieser ist, genau wie CD-Audio sehr simpel 
gestrickt und leicht verständlich. (Falls es zu technisch wird, 
bitte zurückfragen) Hier ein kurzer Vergleich:

Bei CD-Audio werden zwei Kanäle (links und rechts) mit einer 
Dynamik von 16 bit (65536 Stufen) mit einer Taktrate von 44100 
Hz gescannt. Dies ergibt einen Datenstrom von 176.400 Byte/s.

Digitales Video funktioniert ähnlich, nur sind es hier drei 
Kanäle. Das Schwarzweißbild (Y) wird mit 13.5 MHz abgetastet, 
die Differenzsignale zwischen Y und dem roten, bzw. blauen Bild 
nur mit der halben Rate (bzw. halben Auflösung in x-Richtung). 
Die Farbtiefe beträgt entweder 8 oder 10 bit (256 oder 1024 
Stufen) pro Kanal. Damit ergibt sich ein Datenstrom von 
27.000.000 Byte/s, bzw. 33.750.000 Byte/s bei 10 bit. 
(Die Audio- und sonstigen Daten können in dem Datenstrom mit 
untergebracht werden, da von der totalen Bildauflösung (in 
Europa: 864x625) nur 76,8% (in Europa: 720x576) genutzt werden.) 
Die Umwandlung der Daten in ein Fernsehsignal funktioniert hier 
nicht viel anders als bei der CD die Umwandlung in ein analoges 
Audio-Signal: die Daten werden als Meßwerte eines 
Spanungsverlaufs aufgefaßt. (Es wird keine Grafikkarte mit 
richtigem RAM benötigt, sondern nur ein FIFO-Speicher zum 
Entjittern und ein DAC (Digital-Analog-Konverter (ein 
Widerstandsnetzwerk)).)

Sowohl der DVD- als auch der DVB- Kram basiert letztlich auf der 
CCIR-Norm, was man z.B. an der Auflösung sieht (720x576 in 
Europa), mit dem Unterschied, daß die beiden MPEG-komprimiert 
und somit proprietär sind.

Den Sinn von Kompressionsnormen wie MP3 oder Ogg Vorbis, bzw. bei 
Video: DivX, MPEG, Ogg Theora... sehe ich übrigens darin, die 
Übertragung zu vereinfachen, nicht jedoch, die eigentlichen 
Normen zu verdrängen. Ebenso sehe ich keinen zwingenden Grund, 
jene Kompressionsnormen in Echtzeit dekomprimiern zu müssen.

Ich stelle nun einmal eine Überlegung an, was wohl wäre, wenn es 
MP3s schon zu Beginn der CD-Zeit gegeben hätte und überhaupt 
keine unkomprimierten CDs, d.h. nur Minidisks o.ä. Dann gäbe es 
auch keine normalen Soundkarten, sondern nur solche, die 
hardwaremäßig sofort MP3s erzeugen und nur MP3s abspielen, 
nichts unkomprimiertes. (Dies hätte auf alten Rechnern mit 
kleinen, lahmen Festplatten durchaus Sinn gemacht.) Es wäre mit 
solcher Technik nicht möglich, vernünftig Musik selbst zu 
machen. Da die Kompressionsformate alle sehr unflexibel zu 
handhaben sind, müssen die Daten erst dekodiert werden, bevor 
sie bearbeitet werden können. Zum Abspielen müßten die 
Bearbeitungen dann wieder in MP3s umgewandelt werden. Mit freier 
Software MP3s zu erzeugen ist aber aufgrund der Patentlage nicht 
legal möglich. Somit wären freie Musikprogramme generell 
unmöglich.

So absurd das alles klingen mag, dies ist die Situation bei 
digitalem Video: es gibt hardwaremässige MPEG-En- und 
Decoder-Karten, die Festplatten sind zu klein für 
unkomprimiertes Video, der Rechenaufwand für die 
Echtzeitwiedergabe ist gigantisch (während man für 
unkomprimiertes Video quasi gar keinen bräuchte) usw.

Die ideale Lösung wären Videorekorder, die unkomprimiert 
aufzeichnen. Die könnte man dann auch gleich zur Datensicherung 
nehmen. Dummerweise hat die Contentindustrie aber keinerlei 
Interesse, Filme für solche Geräte (die es bisher nur im 
Studio-Einsatz gibt) auf den Markt zu bringen (und würde am 
liebsten auch bei der CD die Zeit zurückdrechen). Ohne Inhalte 
bleiben aber solche Geräte ohne Nachfrage und daher teuer.

Interessant ist in diesem Zusammenhang das Amateurformat DV. 
Leider weiß ich zu wenig darüber. Daher bleiben einige Punkte 
offen:

 * Bringt die Kompressionsnorm Patentprobleme mit sich?

 * Sind die Bilder unabhängig voneinander komprimiert? Falls
   nein: Gibt es Keyframes und wie häufig?

 * Wie hoch ist die Bandbreite? (~5,4 MByte/s ???)

 * Lassen sich die Rekorder für Daten verwenden? Z.B. zur
   Datensicherung oder für andere Codecs (etwa Ogg Theora)?

(DV wäre für freies Video, bzw. freies Kino interessant, da es 
sich um Amateurtechnik mit vergleichsweise guter Qualität 
handelt.)

Auch die Anbieter von hochauflösendem Fernsehen (HDTV) schielen
auf die bandbreitensparende Technologie. (vza[7]/c't)

Damit ist vermutlich die Bildgröße 1920x1080 gemeint. Hat 
irgendjemand Informationen zur entsprechenden CCIR-Norm? 

cu,
Thomas }:o{#
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    • From: Helmuth Supik

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