DIRAC (.drc) izpratne: Atvērtā koda viļņu video formāts paskaidrots

Mainīgajā digitālās multimedijas ainavā mūsdienu saspiešanas kodeki, piemēram, H.264, HEVC un AV1, dominē mūsu ikdienas straumēšanas pieredzē. Tomēr atvērtā koda video kodēšanas vēsture ietver revolucionāras inovācijas, kas izveidoja būtisku pamatu bezatlīdzības pārraides standartiem. Viens no visatzīmīgākajiem posmiem ir DIRAC video kodeks, kas parasti saistīts ar .drc faila paplašinājumu.

Izstrādāts Lielbritānijas Televīzijas Korporācijas (BBC) pētniecības un attīstības komandas, DIRAC tika izveidots, lai izaicinātu tradicionālās bloku balstītās saspiešanas shēmas, izmantojot viļņu transformāciju spēku.

Kas ir DIRAC (.drc) fails?

.drc fails ir konteineris vai elementārais plūsmas veids, kas glabā digitālu video, kas saspiežts, izmantojot DIRAC video kodeku. Nosaukts godinot britu teorētisko fiziku Polu Diracu, formāts tika radīts kā atvērtā koda, bezatlīdzības alternatīva īpašnieku video formātiem, piemēram, MPEG-4 10. daļai (H.264) un VC-1.

Kamēr pabeigtie Dirac straumes bieži tika multiplexētas daudzpusīgos multimediju konteineros, piemēram, Ogg (.ogg/.ogv), Matroska (.mkv) vai MP4, neapstrādātas video sekvences vai atsevišķas testēšanas straumes vēsturiski tika marķētas ar .drc paplašinājumu.

Pamatiezīmes DIRAC formātam

DIRAC atšķīrās no standarta video saspiešanas paradigmu, izmantojot vairākas atsevišķas tehniskās iezīmes:

1. Diskretā viļņu transformācija (DWT) kodols

Lielākā daļa galveno straumējamo kodeku (piemēram, MPEG-2 un H.264) balstās uz diskrēto kosinusa transformāciju (DCT), kas darbojas uz kvadrātveida makrobloki ($8\times 8$ vai $16\times 16$ pikseļi). Augstākos saspiešanas attiecībās DCT tendē radīt pamanāmus "blokinga" artefaktus. Pretstatā DIRAC izmanto diskrētās viļņu transformācijas (DWT), saspiežot kadrus pāri nepārtrauktām frekvences apakšjoslām. Tas likvidē bloku robežas un rada gludāku, dabiskāku degradāciju pie intensīvas saspiešanas.

2. Izšķirtspējas un kadru frekvences skalējamība

DIRAC tika izstrādāts, lai būtu neatkarīgs no izšķirtspējas. Tas var saspiest jebko no zemas izšķirtspējas mobilā video (QCIF) līdz standarta pārraides definīcijām (SD, 720p, 1080i/p), līdz pat 4K un Ultra-Augstas Izšķirtspējas digitālajam kinoteātram.

3. Kustības kompensācija ar pārklājošu bloku kustības kompensāciju (OBMC)

Lai papildinātu viļņu transformācijas telpisko filtrēšanu, DIRAC izmanto pārklājošu bloku kustības kompensāciju kopā ar hierarhisko kustības novērtēšanu. OBMC izlīdzina pārejas starp kustības vektoriem, novēršot mākslīgās malas, kas citādi traucētu turpmākos viļņu pārejas posmus.

4. Bez zudumu un ar zudumu darbības režīmi

Dirac specifikācija atbalsta gan matemātiski bezzaudējumu iekšējo kadru saspiešanu (ideāli piemērotu studijas pēcapstrādei un arhivēšanai), gan efektīvu starpkadru zaudējumu saspiešanu, kas paredzēta interneta pārraidei un tiešraides apraidei.

5. Dirac Pro (SMPTE VC-2)

Zema sarežģītība, tikai iekšējā kadra apakškopa no Dirac tika standartizēta kā SMPTE 2042 (VC-2). Zināma kā “Dirac Pro”, šis profils nodrošina ārkārtīgi zemu latentumu, padarot to īpaši efektīvu reāllaika televīzijas pārraides ražošanas ķēdēs.

DIRAC (.drc) formāta galvenās īpašības

ĪpašībaSpecifikācija / Detaļas
IzstrādātājsBBC Pētniecība un attīstība
Sākotnējā izlaide2004 (Specifikācija pabeigta 2008.)
Saspiešanas algoritmsDiskrētā vilnīšu transformācija (DWT) ar OBMC
LicencēšanaAtvērtā pirmkods, bez maksas
Standardizēts apakšprofilsSMPTE 2042 (Dirac Pro / VC-2)
Tipiska faila paplašinājums.drc (neapstrādāts/elementārs), .ogv, .mkv
MIME tipsvideo/x-dirac
Mērķa lietošanas gadījumiApraides ieguldījums, arhivēšana, augstas izšķirtspējas straumēšana

Kā atvērt un atskaņot .drc failus

Tā kā nozare lielā mērā konsolidējās ap DCT balstītiem kodekiem (piemēram, H.264 un AV1), iebūvēta tiešā atskaņošana neapstrādātiem .drc failiem ir kļuvusi neparasta noklusētajos operētājsistēmu atskaņotājos. Tomēr vairāki daudzpusīgi rīki var tos atkodēt un atskaņot:

1. FFmpeg & FFplay (Daudzplatformu)

Atvērtā koda multimediju ietvars FFmpeg nodrošina integrētu atbalstu Dirac elementāro straumju atkodēšanai. Jūs varat pārbaudīt un atskaņot .drc failu tieši caur komandrindu:

ffplay input_video.drc

2. File Viewer Plus / Veltīti failu utilītprogrammas (Windows)

Uz darbvirsmas vidēm universālas formāta pārbaudes lietotnes, piemēram, File Viewer Plus, vai tīmekļa rīki, piemēram, FileHelper, var nolasīt un atskaņot mantoto .drc video straumes.

3. Legacy VLC Media Player vai pielāgotas versijas

Lai gan modernie galvenie VLC izlaidumi ir pārorientējušies uz aktīviem standartiem, vecākas VLC būves vai instalācijas, kas kompilētas ar libschroedinger vai libdirac, var atkodēt .drc straumes.

Kā izveidot un konvertēt .drc video

Video izveide vai konvertēšana uz Dirac specifikāciju un no tās parasti tiek veikta caur komandrindas kodētājiem, kas izmanto Dirac bibliotēkas (Schroedinger vai libdirac).

Kodēšana uz DIRAC, izmantojot FFmpeg

Ja jūsu FFmpeg binārā datne ir būvēta ar Dirac/VC-2 atbalstu, jūs varat kodēt video sekvences šajā formātā:

# Encode an MP4 into a Dirac-encoded stream
ffmpeg -i source.mp4 -c:v vc2 -b:v 5000k output.drc

.drc konvertēšana uz modernu formātu (MP4 / H.264)

Lai nodrošinātu plašu saderību starp mobilajām ierīcēm, tīmekļa pārlūkprogrammām un multivides centriem, ir stingri ieteicams pārkodēt .drc uz standarta H.264/AAC:

ffmpeg -i input_video.drc -c:v libx264 -crf 20 -c:a aac output_compatible.mp4

Biežāk uzdotie jautājumi (BUJ)

**Q1: Kas ir .drc fails? .drc fails ir video fails, kas satur video datus, kas ir saspiesti, izmantojot atvērtā koda, bezlicences BBC DIRAC kodeku.

**Q2: Kāpēc DIRAC šodien nav plaši izmantots mūsdienu tīmekļa straumēšanā? Aparatūras paātrinājums un nozares atbalsts apvienojās ap H.264/H.265 un AV1, atstājot vispārējās lietošanas Dirac pieņemšanu ierobežotu ārpus apraides ražošanas (SMPTE VC-2).

**Q3: Vai mūsdienu VLC Media Player var atvērt neapstrādātus .drc failus? Lielākā daļa noklusējuma mūsdienu VLC versiju ir izslēgušas iebūvēto .drc konteineru parsēšanu, padarot FFmpeg vai specializētus konvertētājus par priekšroku.

**Q4: Kāda ir atšķirība starp Dirac un Dirac Pro? Dirac ir starp kadriem balstīts viļņu kodeks vispārējai straumēšanai un piegādei, savukārt Dirac Pro (SMPTE VC-2) ir zemas latentuma, tikai iekšējā kadra kodeks, kas izstrādāts īpaši apraides ražošanai un ieguldījumam.

**Q5: Vai DIRAC ir pilnīgi bez licences maksas? Jā, BBC izstrādāja DIRAC kā bezatlīdzības, atvērtu specifikāciju, izmantojot atvērtā koda licences, lai novērstu ierobežojošas patentu grupas.

Atsauces un papildu lasīšana