Кіріспе
Dirac (және Dirac Pro, SMPTE VC 2 ретінде стандартталған кіші жиынтық) – ашық және авторлық төлемсіз бейне қысу форматы, спецификациясы және BBC Research & Development әзірлеген бағдарламалық жасақтама бейне кодегі. Dirac Ultra HDTV үшін жоғары сапалы бейне қысымын қамтамасыз етуді көздеді және H.264 сияқты қолданыстағы форматтармен бәсекелесті. Қозғалыс компенсациясы және кадр аралық кодтауды қамтитын толық Dirac спецификациясының 2.2.3 нұсқасы бірнеше күннен кейін жарияланды. Dirac Pro 2008 жылы Пекин Олимпиадасында HDTV суреттерін тарату үшін BBC ішінде қолданылды. Екі ашық кодты және авторлық төлемсіз бейнекодек бағдарламалық жасақтамасы – libschrodinger және dirac research әзірленді. Форматты жүзеге асыру 1933 жылы физика саласындағы Нобель сыйлығын бөліскен теориялық физиктер Пол Дирак және Эрвин Шредингердің құрметіне аталды.
Dirac (and Dirac Pro, a subset standardised as SMPTE VC 2) is an open and royalty free video compression format, specification and software video codec developed by BBC Research & Development. Dirac aimed to provide high quality video compression for Ultra HDTV and competed with existing formats such as H.264. Version 2.2.3 of the full Dirac specification, including motion compensation and inter frame coding, was issued a few days later. Dirac Pro was used internally by the BBC to transmit HDTV pictures at the Beijing Olympics in 2008. Two open source and royalty free video codec software implementations, libschrodinger and dirac research, were developed. The format implementations were named in honour of the theoretical physicists Paul Dirac and Erwin Schrödinger, who shared the 1933 Nobel Prize in physics.
Технология
Dirac HDTV (1920×1080) және одан жоғары ажыратымдылықты қолдайды, сондай-ақ MPEG 2 Part 2, MPEG 4 Part 2 және Theora, WMV сияқты оның бәсекелестерінен деректерді беру жылдамдығын айтарлықтай үнемдеуге және сапаны жақсартуға мүмкіндік береді. Dirac-ты жүзеге асырушылар жоғары ажыратымдылықтағы бейне үшін MPEG 2-ге қарағанда биттік жылдамдықты екі есеге дейін төмендетуге болатынын алдын ала мәлімдеді, бұл оны VC 1 және H.264-тің қарапайым профильдерімен салыстыруға мүмкіндік береді. Dirac тұрақты және өзгермелі биттік жылдамдықпен жұмыс істеуді қолдайды. Төменгі кешігу синтаксисі қолданылғанда, биттік жылдамдық әрбір аймақта (Dirac бөлігінде) тұрақты болады, бұл тұрақты кешігуді қамтамасыз етеді. Dirac жоғалтумен және жоғалтусыз қысу режимдерін қолдайды. Dirac Ogg және Matroska контейнер форматтарында қолданылуы мүмкін, сонымен қатар ISO базалық медиа (MP4) файл форматында және MPEG тасымалдау ағынында пайдалануға тіркелген.
Бағдарламалық жасақтамаларды іске асыру
Бастапқыда екі бағдарламалық жасақтама әзірленді. BBC-дің анықтамалық іске асырылуы, бастапқыда Dirac деп аталған, бірақ шатасуды болдырмау үшін dirac research деп қайта аталды, C++ тілінде жазылды және Mozilla Public License, GNU GPL 2 және GNU LGPL ашық лицензиялары бойынша жарияланды. Бұл іске асырылудың 1.0.0 нұсқасы 2008 жылдың 17 қыркүйегінде жарияланды және Дирак бит ағыны форматын анықтайды. 2010 жылдың наурыз айында Schrödinger 1.0.9 нұсқасы жарияланғанда, ол "кодтау жылдамдығы және бейне сапасы тұрғысынан, кодтаудың көп жағдайында" dirac research-тен жоғары нәтиже көрсетті. Осы жариялаумен бірге, dirac research-тегі кодтау құралдарының көп бөлігі Schrödinger-ге көшірілді, бұл Schrödinger-ге dirac research-ке тең немесе жақсырақ сығу тиімділігін берді. Schrödinger-дің дамуы 2012 жылы 1.0.11 нұсқасынан кейін тоқтатылды. Dirac Pro SMPTE VC 2 ретінде стандартталғаннан кейін, ашық кодты VC 2 кодтаушысын әзірлеу жұмысы басталды. Код BBC-дің git репозиторийінде ұсынылады және GitHub-та қолжетімді. BBC жаңа кодтау құралдарының тиімділігін тексеру және сапаға әсер ететін қателерді жылдам түзетуді қамтамасыз ету үшін кодтау сапасын бақылау жүйесін құрды.
Үстелдегі ойнату және кодтау
Dirac бейне ойнату VLC медиа ойнатқышының 0.9.2 (2008) нұсқасынан бастап және GStreamer фреймворкін пайдаланатын бағдарламалар қолдайды. FFmpeg-ке де қолдау қосылды. Dirac форматына кодтай алатын бағдарламаларға FFmpeg, MediaCoder, LiVES және OggConvert жатады.
Өнер көрсету
Бастапқы Дирак спецификациясындағы алгоритмдер сол кездегі кең таралған бейне қысу стандарттарымен салыстыруға болатын қысу өнімділігін қамтамасыз ету мақсатында жасалған. 2009 жылы Дирак және H.264 кодектерін салыстыру, 2008 жылдың екінші тоқсанындағы нұсқаларын пайдаланып, x264-тің Дирактан сәл жоғары бағаланғанын көрсетті. Тағы бір 2009 жылғы салыстыру стандартты сападағы контент үшін ұқсас нәтижелерді көрсетті, бірақ жоғары сападағы (HD) бейне контентін салыстырмады. Осы зерттеулер Дирактың қысу өнімділігі MPEG 4 Part 2 Advanced Simple Profile (ASP, DivX ретінде танымал) деңгейінде екенін көрсетеді. Төменгі күрделіліктегі H.264 кодтамасына жақындасса да, жоғары профильді H.264 кодталған видео бірдей сапа үшін жақсы қысуды қамтамасыз етеді. 2010 жылдан бері VP8, VP9 және AV1 сияқты авторлық төлемсіз, ашық кодты видео кодектері жақсы қысу өнімділігімен және YouTube және Netflix сияқты жетекші ағымдық қызметтерде кеңінен қолданылуда.