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Multimedia Tools (Subject) / 06 - Container (Lesson)

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This lesson was created by Renato.

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  • beispielhafte Container-und Austauschformate •Beispielhafte Containerformate: AIFF, WAV, AVI•Digital Cinema Package•MXF (Material Exchange Format)
  • Containerformate Dateiformate, deren Inhalte mehrere Datenformate erlaubtDefinieren Struktur, wie der Inhalt aufzubewahren istTypinformationen über die enthaltenen DatenIdentifikation der beinhalteten Daten
  • Inhalte von Containerformate –Daten, die mit verschiedenen Codecs komprimiert wurden –Mehrere Medientypen (z.B. Bild-und Tonspuren) und dazugehörige Synchronisationsinformationen.
  • AIFF Audio Interchange File Format (Dateiendung .aiff) Erfunden ursprünglich von Apple Computer Inc. von SGI und anderen Firmen übernommenSieht keine Kompression vor    –Für Kompression vorbereitet ist das Extended Audio Interchange File Format (AIFF-C)
  • AIFF - Aufbau Aufbau:     –Kopfteil variabler Länge, in dem die zum Abspielen nötige Information steckt    –ein einziges großes zusammenhängendes Stück von Binärdaten, den Audiodaten(im                   BigEndian-Format)
  • Chunk Datenblock
  • RIFF-WAV Aufbau: prinzipiell wie AIFFWAV = Waveform-Audio (Dateiendung .wav)RIFF = Resource Interchange File Format    -RIFF-WAV Datenformat von Microsoft
  • BWF-WAV Broadcast-WAV Format (BWF):   –definiert von EBU, standardisiert in ITU–Ergänzung um definierte Metadaten für MPEG Audio Audio-Daten (LittleEndian-Format)   –linear: 8 bit, 16 bit, diverse Abtastraten–komprimiert: unterstützt verschiedene Codecs,                darunter MPEG-1 Audio
  • Containerformate: AVI AVI = Audio Video Interleaved Simultane Speicherung und Wiedergabe von Video und AudioBasiert auf RIFFVideo-und Audiodaten sind ineinander geschachtelt „interleaved“abgelegtVideo-und Audiodaten fast beliebiger Codecs möglich
  • Containerformate: DCP (Beispielanwendung Dig. Kino) DCP = Digital Cinema Package Datenformat, spezifiziert von der Digital Cinema Initiative (DCI)Zweck: Zusammenfassung (Verpacken) aller notwenigen Daten für die Distribution von Kinofilmen in die Kinos (u.a. Audio, Video, Untertitel, weitere Metadaten)Möglichkeit der Synchronisation, Kompression und Verschlüsselung der DatenDateistruktur bestehend aus Vielzahl von MXF-Dateien (Audio, Video) und XML-Dateien (Zusatzdaten / Metadaten)vor dem Verpacken und nach dem Entpacken liegt das „Digital Cinema Distribution Master“ in Form mehrerer Roh-Dateien vor„Composition Playlists“legen fest, in welcher zeitlichen Anordnung die verpackten Daten (z.B. „Tracks“) dargeboten werden
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  • Composition Playlist & PackingList File Composition Playlistjede Bild-und Ton-“Rolle“ (eng.: reel) separat mit ID PackingListFilejede Datei besitzt eigenen HASH-Wert
  • MXF: Einordnung und Allgemeines •„Material Exchange Format“•objektbasiertes Dateiformat, das Audio-, Video-u.a. Bitströme enthält•Zweck: standardisierter Austausch und Archivierung von Multimedia-Contentu.a. für Produktion und Distribution•hauptsächlicher Anwendungsbereich: Professionelles A/V, z.B. bei digitalen Kameras, Videorecordern, Schnittsystemen, digitales Kino
  • MXF: Herkömmlicher Produktionsprozess • Interoperabilität von Produktionsumgebungen problematisch   • z.B. verschiedene Fernseh-Normen (NTSC/PAL)• Einführung von Kompressionsverfahren verschlimmert das Problem   • Vielzahl von Kompressionsverfahren• proprietäre Standards zur dateibasierten Speicherung komprimierter Signale• Verwaltung von und Austausch von medienbezogenen Metadaten proprietär• Medienbrüche in Produktionsprozess und bei der Distribution
  • MXF -Zielstellungen • herstellerübergreifender Standard• Unabhängigkeit von Kompressionsformaten• Standard-Modell für Metadaten • Standard für datei-basierten Austausch von Mediendaten
  • MXF –Unterstützung von Streaming Traditionelle Broadcasting-Medien sind streamingzentriertComputersysteme verwalten Mediendaten in Form von DateienEigenschaften von Streaming•Medien können während der Übertragung betrachtet werden,•minimale Verzögerung bei Live-Events•kontinuierliche Übertragung, Eigenschaften dateibasierter Medienformate•Verwendung preiswerter IT-Infrastrukur,•Vielzahl von Speichermedien,•flexibler Datenaustausch, und –verteilung,
  • MXF –Unterstützung von Streaming •ineinander geschaltete („interleaved“) Daten•zum Beispiel abwechselnde Speicherung von Video-und Audiopaketen•Erlauben das Betrachten unvollständiger Dateien•ermöglichen Streaming
  • MXF - Grundbegriffe • Essence:Mediendaten (z.B. Audio oder Video)•Generic Container: Struktur zur Einbettung der Essence• Content Package:Unterteilung der Essence innerhalb eines Generic Containers    • „Clip oriented“–Alle Essence-Daten eines Typs werden in einem Content Package                       gespeichert    • „Frame oriented“ –Die Essence-Daten werden in kleine Content-Packages (meist in Länge           eines Frames) zusammengefasst
  • MXF - Grundbegriffe CP Content Packages (CP):   • enthalten Items verschiedener Typen   • maximal ein Item pro Typ    • ein Item kann mehrere Elemente des Item-Typs enthalten   • Typen:       • Picture Items       • Sound Items       • Data Items        • Compound Items       • System Items
  • MXF: Packages • Package: verbindet einzelne Spuren (Tracks) aus unterschiedlichen Essenzdaten (Audio, Video,   Daten) und beschreibenden Metadaten miteinander und erlaubt deren Synchronisierung    • beschreibt zeitliche Relation zwischen den Medienelementen• File Packages: stellen Metadaten dar, die sich direkt auf in der MXF-Datei gespeicherte Essenz   beziehen (Input Timeline);    • beschreibt den Inhalt einer Datei• Material Packages: repräsentieren die wiedergegebenen Inhalte der MXF-Datei, wenn diese abgespielt wird (Output Timeline)   • legt die Ausgabe Timeline einer MXF-Datei fest   • beschreibt wie Datei abgespielt wird • Source Package: beschreibt den Inhalt oder die Herkunft eines Teils der Essenz
  • MXF - Tracks •Track:hat einen Synchronisationspunkt (Origin), der zum Ausrichten der Startpositionen der  Tracks innerhalb eines Packages dient   •jeder Track hat genau eine Sequence in der die Clips liegen •Sequence:hat ein oder mehrere Source Clips •Source Clip:   •im Material Package: bezieht sich auf einen Track in einem File Package   •im File Package:repräsentiert einen konkreten Inhalt einer Essenzspur
  • MXF -Dateiformat • alle Daten in der MXF-Datei sind KLV codiert:  • niedrigste Ebene der Kodierung in der MXF-Datei  • jedes Datenelement ist durch 16 Byte Schlüssel (Key), seine Länge (Length) und Wert             (Value) definiert   • Schlüssel durch „Universal Label“-Elemente dargestellt      • Schlüssel definieren den Typ der Daten  • Elemente mit unbekanntem Key können bei Decodierung ignoriert werden   • Basis für Erweiterbarkeit und Abwärtskompatibilität des Dateiformates Angabe über Länge       ermöglicht Navigation in den Inhalten ohne Kenntnis vom Typ Physisches Dateiformat: Wie sind die Daten angeordnet?• File Header• File Body • File Footer
  • MXF - Dateiformat - File Header • Header Partition   • eindeutige Sequenz zur Identifikation des Dateibeginns,   • meist die ersten Bytes der Datei. • Header MetadataSets   • Strukturelle Metadaten      • beschreiben Inhalt der Datei,      • beschreiben, wie Datei abgespielt wird,      • zeitlicher Bezug und Synchronisation des Inhalts.  • Deskriptive Metadaten      • Beschreibung des Inhalts der Medien,      • Format durch Metadaten-Schema DMS-1 festgelegt.
  • MXF - Dateiformat - File Header • Header Partition   • eindeutige Sequenz zur Identifikation des Dateibeginns,   • meist die ersten Bytes der Datei. • Header MetadataSets   • Strukturelle Metadaten      • beschreiben Inhalt der Datei,      • beschreiben, wie Datei abgespielt wird,      • zeitlicher Bezug und Synchronisation des Inhalts.  • Deskriptive Metadaten      • Beschreibung des Inhalts der Medien,      • Format durch Metadaten-Schema DMS-1 festgelegt.
  • MXF-Dateiformat: Timecode in MXF • Timecode: Metadaten, die einzelne Einheiten (Frames) einer Audio-oder Videodatei einem            Zeitstempel zuordnen, • zum Identifizieren, Bearbeiten und Synchronisieren verwendet,• SMPTE-Timecode für professionelle Produktionen,• in herkömmlichen Medien auf verschiedene Arten kodiert,• in MXF wird Timecode als Track gespeichert.
  • MXF-Dateiformat –Deskriptive Metadaten •Beschreibung entsprechend Metadaten-Schema DMS-1: Description Metadata Scheme 1•Metadaten können sich auf verschiedene Ebenen der MXF-Datei beziehen•drei Ebenen für Beschreibungen:   •Production Framework      •Daten über die gesamte Produktion      •z.B. Name des Produzenten   •Scene Framework     •Metadaten, die sich auf das Skript beziehen      •Z.B. Schlusssequenz -Sonnenaufgang   •Clip Framework      •Metadaten, die sich auf die Aufnahme beziehen     •Z.B. Aufnahmeparameter
  • MXF-Dateiformat -File Body File Body:Enthält die Multimedia-Inhalte –„Essence“• In Generic Containers eingebettet • Essence nacheinander oder „interleaved“ (geschachtelt)• Index Table erlaubt schnellen Zugriff auf Essence
  • MXF-Dateiformat -File Footer •Footer markiert Ende der Datei•Optionale Wiederholung der Metadaten•Optionale Wiederholung der Indextabelle für Zugriff auf Essenzen
  • MXF –Operational Patterns „Operational Patterns sind Beschränkungen der Beziehungen zwischen File Packagesund Material Packages“ •MXF als universelles Austauschformate bietet viele Möglichkeiten,•manche Features können in vielen Anwendungsgebieten nicht verwendet werden,•Beschränkung der Komplexität durch Einführung von „Subsets“ (verwendete Teilmengen dieser Features): Operational Pattern,•Operational Pattern werden aufgrund der Beziehung zwischen File Packages und Material Packages klassifiziert. Beispiel:a) lediglich ein Source Clip im Material Package (dies entspricht dann einem ganzen File Package; siehe AbbilldungS.26)   -einfache Daten (bspw. eine Video-Datei)b) mehrere Source Clips in einem MP von vielen FP   -MXF-Datei mit einer Schnittliste (EDL) für die Essenze
  • MXF –Operational Patterns „Operational Patterns sind Beschränkungen der Beziehungen zwischen File Packagesund Material Packages“ •MXF als universelles Austauschformate bietet viele Möglichkeiten,•manche Features können in vielen Anwendungsgebieten nicht verwendet werden,•Beschränkung der Komplexität durch Einführung von „Subsets“ (verwendete Teilmengen dieser Features): Operational Pattern,•Operational Pattern werden aufgrund der Beziehung zwischen File Packages und Material Packages klassifiziert. Beispiel:a) lediglich ein Source Clip im Material Package (dies entspricht dann einem ganzen File Package9   -einfache Daten (bspw. eine Video-Datei)b) mehrere Source Clips in einem MP von vielen FP   -MXF-Datei mit einer Schnittliste (EDL) für die Essenze
  • MXF –Operational Patterns Insgesamt 3x3 standardisierte Operational Patterns (OPs),sie werden nach zwei Kriterien klassifiziert und benannt, z.B. OP 2a 1.Wie sind die Daten entlang der Timeline (Zeitachse) in File Packages organisiert (Item Complexity=>Varianten 1...3)     1.Ein Material Package enthält Daten für die gesamte Spielzeit des Playback (Single Item)     2.Ein Material Package besteht aus mehreren File Packages, deren Inhalt nacheinander             abgespielt wird (Playlist-Item)     3.Ein Material Package enthält Verweise auf Daten in verschiedenen File Packages (Edit           Items) Beispiel b
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  • MXF –Operational Patterns 2 2. Wie sind die Mediendaten für einen bestimmten Punkt auf der Zeitachse organisiert (Package Complexity Varianten a...c)? a.Alle Daten für einen gegebenen Zeitpunkt befinden sich in einer Datei (Single Package)b.Die Daten für einen Punkt auf der Zeitachse können in verschiedenen File Packages                    organisiert sein, haben jedoch innerhalb der File Packages die gleiche Position (Ganged              Package)c.Innerhalb einer MXF-Datei existieren verschiedene Material Packages, die sich auf                      verschiedene File Packages beziehen können (erlaubt z.B. verschiedene Versionen in einer        Datei) (Alternate Packages)
  • MXF im Produktionsprozess Traditionelle Produktion:    • Mediendaten sind in einer Vielzahl von Medien-und Dateiformaten abgelegt,    • Metadaten werden getrennt davon in verschiedenen Formaten gehalten Produktionsprozess mit MXF:   • verschiedenartige Mediendaten werden in MXF eingebettet,   • Mediendaten sind integriert und konsistent,   • Metadaten werden an die nächste Produktionsstufe weitergegeben,   • MXF unterstützt die „Clean Metadata chain“

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