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Todo lo que deberías saber sobre códecs de video

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hace 4 meses

Bites de Producción Audiovisual
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Clases cortas, concisas, bites llenos de contenido de producción audiovisual. Dale una mordida a la industria de creación de contenido audiovisual, aprende con Platzi las mejores prácticas para escribir, grabar y editar tu material audiovisual.

Códecs: sin ellos no podríamos devorarnos los cursos de Platzi que tanto nos gustan, ni hablar por zoom con amigos o hacer esos maratones de series el fin de semana. Esta herramienta de compresión nos permite distribuir y consumir video de forma masiva y eficiente.

La palabra códec es un acrónimo de las dos palabras en inglés: coder-decoder, que significan codificador y decodificador, respectivamente, y es que su función es justamente esa: codificar o comprimir un video para guardarlo en una memoria y decodificarlo o descomprimirlo para reproducirlo o transmitirlo. En esencia, lo que hacen estos programas o dispositivos es quitar de un producto toda la información que el ojo humano no necesita para interpretar una imagen, video o audio.

Déjame contarte lo básico de cómo funcionan los códecs para que tú puedas decidir cuál usar para obtener la mejor calidad posible, sin entorpecer el flujo de trabajo en post producción o la reproducción en una plataforma.

Tipos de códecs

1. Códec de Captura

Cuando grabas un video, tu cámara o teléfono tienen un sensor que reconoce la luz para convertirla en datos; es decir que convierte la luz disponible en información que el códec comprime y guarda en una memoria. Si tienes un espacio limitado y vas a grabar un video para Tik tok, por ejemplo, te convendría usar un códec que comprima mucha información para tener la mejor calidad posible en poco espacio. La cosa cambia si lo que vas a grabar es un cortometraje que necesite de mucha manipulación en post producción, como colorización; en este caso probablemente te convenga más usar un códec que comprima lo menos posible tu archivo y que registre la mayor información posible.

Tipos de compresión en la captura

Los códecs de captura tienen distintos tipos de compresión. El primero que vamos a ver es Profundidad de Bit (Bit Depth, en inglés ), que determina la cantidad de colores que tu cámara puede reconocer y grabar. Esto lo hace asignando el valor al pixel, cuyo color se define por canales RGB (red, green and blue), o sea la combinación de los colores rojo, verde y azul.


La cantidad de bits de datos registrados (ceros y unos) en cada pixel es la profundidad de bit.

Las cámaras que utilizan códecs de 12 bits en cada canal RGB –36 en total–, podrán escoger entre 4096 colores disponibles para recrear la imagen: un paraíso de color que, por supuesto, va a requerir de mucho espacio para almacenar el video; sin embargo, existen códecs de 8 bits que son más comunes y permiten el uso de 256 colores, así que, aunque ofrecen menor calidad de color, no van a ocupar mucho espacio.

El otro tipo de compresión en la captura se llama Chroma Sub Sampling. Se usa desde que se inventó la televisión a color, a principios de la década de los cincuenta, cuando querían comprimir el video para que no sobrepasara el ancho de banda y la imagen se viera lo más nítida posible. Por esa época, un ingeniero llamado Alda Vernon Bedford se dio cuenta de que el ojo humano tiene una alta resolución para el blanco y negro, mucho mejor que para reconocer el color 😱. Con esta información, la Radio Corporation of America (RCA) desarrolló un sistema que le dio prioridad al Luma (brillo) que se guarda como información en cada pixel, y al Chroma (el color) que se comparte entre dos pixeles o más. Es decir: ¡crearon un nuevo método de compresión pensado en la fisiología del ojo humano! Hoy en día podría parecer obvio, pero lo cierto es que el buen Vernon se habrá devanado los sesos encontrando esa solución que hoy es perfectamente natural para el mundo audiovisual.

Así funciona el método:

Pure genius!

El método creado por Vernon, además, tiene varios niveles posibles de compresión, entre 4:4:4, 4:2:2 o 4:2:0, y en el que cada número indica distintas cosas:

  • El primer número se refiere a la longitud de los pixeles –la altura
    por defecto es de dos pixeles– de la cual se separa la
    información del Luma.

  • El segundo número indica cuántos chroma samples se toman
    en la línea superior.

  • El tercer número indica cuántos chroma samples se toman en la línea inferior.

Si usáramos un códec 4:4:4 guardaríamos muchísima información y la calidad de la imagen sería alta, y ya sabes lo que pasa cuando esto sucede: vamos a necesitar mucho espacio para almacenar. Por eso existen más opciones que puedes elegir según tus necesidades, como los formatos 4:2:2 y 4:2:0, que guardarán menos información con la mejor calidad posible, como puedes ver en la imagen siguiente:

2. Códec en edición

Tener un flujo de trabajo sin interrupciones ni malas previsualizaciones es fundamental para que el producto final quede perfecto. Dependiendo de la compresión que use tu códec, tu proceso de edición podría verse afectado. Los dos tipos de compresión que tienes que conocer son intraframe e interframe.

La compresión intraframe, o compresión espacial, trabaja cuadro por cuadro; es decir, si estás grabando a 30fps (30 cuadros por segundo), en un segundo se analizarán 30 cuadros, uno después del otro, se buscarán similitudes entre cada uno y se comprimirá cada cuadro individualmente. Con esta opción, tu computador no tendrá que recordar cada cuadro si estás moviéndote de atrás para adelante en tu línea de tiempo.

Por su parte, la compresión interframe, o compresión temporal, ahorra espacio con pixeles que no cambian o que cambian muy poco. En este caso tu computador va a tener que trabajar más, pues tendrá que analizar los cuadros anteriores al que estás visualizando en la línea del tiempo y eso puede ralentizar mucho tu flujo de edición.

3. Codec de entrega

Ya en esta etapa el reto es exportar el video con la mayor calidad y el menor peso posibles, de manera que se pueda reproducir en cualquier plataforma o transmitir por cualquier sistema. Cuando estés en tu programa de edición, te puede ayudar mucho fijarte en el bitrate.

El bitrate –también conocido como Data Rate en algunos softwares como Final Cut Pro–, es la información disponible por segundo que tu códec usará: a mayor bitrate, mayor calidad y peso del archivo.

Dependiendo de dónde vayas a reproducir podrás elegir un valor que te convenga. Si lo que quieres es cargar un video en internet, por ejemplo, encontrarás que es muy difícil que la mayoría de las plataformas reproduzcan fácilmente videos con alto bitrate. De hecho, plataformas como YouTube y Vimeo comprimen todo lo que subes allí, por lo que en esos casos probablemente sea mejor que utilices un bitrate un poco más alto de lo normal.

En tu software de edición de confianza también podrás encontrar opciones de bitrate encoding. Estos programas usualmente presentan esta opción de dos tipos:

  • De un paso: el software analiza una vez el video y va comprimiendo en tiempo real.

  • De multipaso: el software primero analiza todo el video para ver dónde se necesita más compresión. Luego, regresa al principio y con esa información hace la compresión.

Ahora que tienes los conocimientos necesarios para elegir los códecs que más le convienen a tu producción y a tu proceso de trabajo, no olvides hacer muchas pruebas antes de trabajar. Además, ten presente que una buena práctica es pedirle a alguien que vea tu contenido y lo compare en otros dispositivos, pues de esta manera estarás asegurando una reproducción ágil en cualquier plataforma.

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Arturo
Arturo
arturovieyra

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hace 4 meses

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Me encantó el post. Siempre me pregunté como se comprime un video.

Veo ya que con esto puedo tener un pequeña base de conocimiento para trabajar con streaming y con visión artificial.

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Increible post. Me gusta, es impresionante como funcionan internamente la compresion de los videos que vemos a diarios y saber que algo tan complejo esta ocurriendo en ese momento. Increible.

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Solo ustedes pueden lograr que algo tan complejo como el procesamiento de imágenes se vea como algo sencillo y hasta divertido de aprender.

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5723Puntos

Gracias por toda la información. Fue super útil.

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Un buen libro para profundizar en este tema ? O un curso para profundizar en el entendimiento y su uso de estos códecs a parte del curso de Fundamentos de Ingeniería .