Что может быть проще, чем вставить диск в привод компьютера или плеера и нажать на кнопку воспроизведения? Но чтобы эти простые действия привели к включению фильма или музыки, должен быть реализован весьма непростой процесс чтения и преобразования медиаданных. Как и людям, разговаривающим на разных языках, медиаданным, записанным в разных форматах, также приходится взаимодействовать с программами-плеерами при посредстве "переводчиков" – кодеков.
Что такое кодек
Кодеки (англ. codec – сокращение от coder/decoder – кодировщик/декодировщик) служат для сжатия аудио- и видеоданных для последующего использования (сохранения на носителе, загрузки в Интернет и т.д.). Эффективные кодеки обеспечивают значительную экономию соответствующих ресурсов (например, дискового пространства или трафика).
Мы берем MP3-CD и вставляем его в оптический привод... Медиаданные, записанные на нем, уже обработаны кодировщиком, который сжимал оцифрованный звук перед записью музыкальных композиций на данный диск. При воспроизведении в дело вступает декодировщик, который распаковывает звук и передает полученные данные устройству воспроизведения. Если вы хотите записать звук c аудио-CD на ПК или "препарировать" медиаданные для хранения на компьютере или в мобильном устройстве, то в большинстве случаев вы конвертируете их в формат МР3 (для этого вновь используется кодировщик), который перед воспроизведением также деконвертируется с применением соответствующей программы. Ситуация, аналогичная рассмотренной для звука и MP3-CD, существует и для видео-DVD, только кодеки применяются иные.
В аппаратных медиаплеерах кодеки жестко "прошиты" в чипах (хотя иногда их можно и "перепрошить"), а на компьютере они реализованы программно, причем кодеки могут быть составной частью утилит (аудио- и видео­проигрывателей или, например, видеоредакторов) или прописываться на уровне "операционки". В этих случаях они хранятся в папке программы или операционной системы, соответственно.
Существует большое количество аудио- и видеокодеков. Наиболее известными являются МР3 для музыкальных и DivX – для видео­файлов.
Как работают аудиокодеки
Lossless-кодеки обеспечивают сжатие без потерь и, как правило, используются для компрессии аудиоданных. Если отвлечься от тонкостей, связанных со структурой аудиофайлов, в целом такое кодирование сходно с архивированием: исходная информация всегда может быть полностью восстановлена. Для разных аудиофайлов размер уменьшается до 30–60% исходного, что по современным меркам совсем немного.
Lossy-кодеки также используют этот метод сжатия. Но предварительно они анализируют звуковой сигнал и «обрезают» частоты, которые не слышны или едва слышны. Например, в громких фрагментах кодек игнорирует очень тихие звуки (допустим, если мимо проезжает большой грузовик, то никто не услышит тихое жужжание осы).

МР3 является самым популярным аудиокодеком именно этого типа.
Как работают видеокодеки
В видеокодеках используются те же принципы, что и в аудиокодеках. Однако lossless-кодеки для сжатия видео обычно не применяют – ввиду их малой эффективности: видеоданные занимают слишком много памяти и поэтому требуют более сильной компрессии, чем способны обеспечить lossless-кодеки для видео.
Покадровые кодеки, например DV, сжимают отдель­но каждый кадр. Они объединяют пикселы в блоки, которые затем сжимаются по отдельности. При этом кодек уменьшает количество оттенков в блоке аналогично алгоритму JPEG.
Межкадровые кодеки, такие как MPEG, обеспечивают более эффективное сжатие. Для этого они объединяют несколько кадров в последовательности. Из них полностью сохраняется только первый, так называемый опорный кадр. В последующих кадрах сохраняются только те участки, которые содержат отличия от предыдущего кадра. Так, при съемке взлетающего самолета (см. рис. вверху) будет сохраняться только движущийся самолет, а неподвижные элементы, например фон, нет.
Как кодеки различаются по качеству
При уменьшении битрейта каче­ство изображения и звука у всех кодеков снижается. Так, видео в формате MPEG с низким битрейтом будет иметь на изображении заметные артефакты, ухудшится цветопередача. Причина в следующем: кодеки разделяют кадр на отдельные области, которые при сильном сжатии отображаются как одноцветные.
Музыкальные файлы при уменьшении битрейта будут звучать менее естественно. При очень низком битрейте звук станет глухим и "плоским". Объясняется это тем, что, помимо удаления информации о слишком тихих звуках, кодек отсечет те частоты, которые плохо воспроизводятся акустиче­скими системами и слабо воспринимаются человеческим ухом.
Где используются кодеки
Большинство кодеков поставляется вместе с программами воспроизведения аудио и видео и попадает на компьютер при установке такого ПО.
iTunes включает аудиокодеки для музыкальных файлов в форматах AAC и МР3, а также видеокодек MPEG-4. Другие кодеки в него установить невозможно. Поэтому видео в формате DivX или музыку в формате WMA воспроизвести с помощью iTunes не удастся.
"Проигрыватель Windows Me­dia" содержит кодеки Windows Media (WMV для видео и WMA для аудио) и МР3. Начиная с Windows Vista, в нем также имеется кодек MPEG-2 для воспроизведения DVD. Пользователям Windows XP приходится устанавливать этот кодек дополнительно, например вместе с приложением для записи дисков или с программным плеером (Nero и PowerDVD, соответственно).
Для «Проигрывателя Windows Media» дополнительные кодеки, например DivX или FLAC, устанавливать можно. Это обеспечит поддержку им большего числа аудио- и видеоформатов.
VLC media player обладает наибольшей гибкостью: он включает в себя большой пакет кодеков. Если какого-то аудио- или видеокодека все же будет не хватать, его можно установить дополнительно.
RealMedia является исключением: аудио- и видеофайлы, сжатые этим кодеком, можно вос­произвести только с помощью бесплатной программы RealPlayer. Другие форматы этот плеер не поддерживает.
Потоковое аудио и видео из Интернета можно воспроизводить непосредственно в браузере. Для этого должны быть установлены соответствующий кодек и плагин для браузера, например Flash Player. В случае отсутствия таковых в браузере появится сообщение об ошибке и ссылка на страницу, откуда следует скачать нужное дополнение.
Где, помимо компьютеров, используются кодеки
Цифровые видеокамеры кодируют запись в соответствующий формат с помощью интегрированного кодека. В DVD-камерах используется кодек MPEG-2, в кассетных моделях – кодек DV, а в AVCHD-камерах   – H.264.
В DVD-рекордерах используется кодек MPEG-2, который переводит в цифровой формат аналоговый ТВ-сигнал и сохраняет запись на жестком диске или DVD в формате Video DVD.
Портативные медиаплееры обладают декодерами для всех поддерживаемых ими аудиоформатов. Некоторые модели также способны осуществлять запись. В этом случае в устройстве имеется и кодировщик.
DVD-плееры, помимо видео-DVD, также позволяют воспроизводить аудио- и видеофайлы в наиболее распространенных форматах (например, МР3, WMA и DivX). Это становится возможно также благодаря интегрированным кодекам.
Некоторые сотовые телефоны способны воспроизводить музыку и видео, а также осуществлять запись в различных форматах, если в них имеется соответст­вующий кодек.
Ресиверы домашних кинотеатров декодируют звук различных форматов, используемых на DVD, Blu-ray и других аудио- и видеоносителях, например Dolby Digital (AC3). За это отвечают специальные чипы с соответству­ющими аудиокодеками.
Как узнать, каким кодеком сжат файл
Как правило, знать это совсем не обязательно. Операционная си­стема автоматически запускает программу воспроизведения, а та, в свою очередь, вызывает нужный для данного файла кодек. Однако если при воспроизведении отсутствует изображение или звук, то вам необходимо выяснить, какого кодека не хватает.
У аудиофайлов это можно определить по расширению, например MP3, WMA или AAC . В случае с видеофайлами все не так просто. Расширение AVI   или MOV   ничего не говорит об используемом кодеке – они просто указывают на то, что файл является контейнером, куда можно «упаковать» аудио- и видеоданные с помощью самых различных кодеков. По расширению видеофайла можно скорее определить тип программы, в которой он был создан. Так, файлы AVI, как правило, создаются с помощью программ видеомонтажа и записи дисков, таких как Pinnacle Studio или Nero. Видео в формате DivX также зачастую имеет расширение AVI. Формат MOV обычно используется программами для компьютеров Macintosh, например iMovie или Final Cut Express.
Внести ясность помогают вспомогательные программы, такие как SuperEasy Codec Checker: в ней достаточно одного щелчка мышью, чтобы узнать, каким кодеком сжат файл. Так вы сможете идентифицировать недостающий ко­дек и при необходимости загрузить его из Интернета.
Существуют также служебные программы, с помощью которых можно определить, какие кодеки установлены на вашем компьютере, например CodecInstaller .
Как установить дополнительные кодеки
Браузер. Если открыть видео в  браузере, например в Internet Explorer, не удается, то на экране появится сообщение об ошибке и ссылка на страницу, откуда можно скачать недостающий кодек. После загрузки и установки кодека на компьютер необходимо перезапустить Internet Explorer, после чего видео должно воспроизводиться без проблем.
Программы записи и воспроизведения. Вместе с подобными программами на компьютер, как правило, устанавливаются пакеты кодеков, которые используются различными приложениями совместно. Например, Nero содержит более 50 различных аудио- и видеокодеков, которые после установки становятся доступны и для других программ, например для "Проигрывателя Windows Media". Многие кодеки (например, текущую версию DivX) можно скачать непосредственно с сайта разработчика.
Почему разных кодеков так много
Технические требования. Большинство кодеков оптимизировано для выполнения определенных задач. Например, для компактных мультимедиаплееров с малым объемом памяти кодек должен обеспечивать приемлемое качество изображения и звука при минимальном размере файла. Это под силу MPEG-4. Потоковое видео из Интернета должно воспроизводиться плавно даже при небольших задержках в передаче данных. Для этого оптимально подходит кодек RealVideo.
Развитие кодеков не стоит на месте. Так, MPEG-4 значительно эффективнее своего предшественника MPEG-2. При аналогичном битрейте он обеспечивает лучшее качество изображения, а сопоставимое по качеству изображение удается получить при ощутимо меньшем размере файла.
Политика компаний. Большое разнообразие кодеков обусловлено также и «политическими» причинами. Чем более распространенным является кодек, тем больше пользователей покупает устройства, в которых этот кодек реализован. При этом разработчики кодека извлекают из этого прибыль, продавая производителям устройств права на его использование. Например, в Blu-ray-плеерах имеется три видеокодека: MPEG-2, MPEG-4 и VC1 (версия кодека Windows Media для видео высокой четкости). MPEG-4 и VC1 очень схожи. Зато Microsoft получает проценты с продаж с каждого проданного Blu-ray-плеера.

Источник: ComputerBild