O QUE É CODIFICAÇÃO DE VÍDEO? GUIA PARA SUCESSO NO STREAMING

Você já se perguntou como os vídeos são gravados em DVDs e discos Blu-ray? Tudo se resume à codificação de vídeo — a tecnologia por trás tanto da mídia física quanto do streaming online. Os codificadores de vídeo ajudam criadores de conteúdo e plataformas OTT a entregar conteúdo de alta qualidade em diversos dispositivos ao redor do mundo. Neste guia, vamos falar sobre codificação de vídeo, como ela funciona, os principais formatos e seu papel no streaming.

Principais conclusões

• A codificação de vídeo é o processo de compressão e conversão de arquivos de vídeo brutos (RAW) em formatos digitais para facilitar o armazenamento e o streaming.
• Os formatos de codificação e contêineres (como MP4, MOV, MKV) influenciam a compatibilidade com diferentes plataformas e dispositivos.
• Softwares de codificação são mais flexíveis e econômicos, enquanto codificadores por hardware oferecem soluções de alto desempenho para transmissões profissionais.
• As tendências futuras incluem codificação com IA, streaming de baixa latência e adoção de novos codecs como o VVC.

O que é codificação de vídeo?

A codificação de vídeo é o processo de conversão de imagens brutas para o formato digital. Essas imagens contêm tudo — desde cores, detalhes, iluminação e muito mais — que é capturado pelo sensor da câmera. Para um vídeo gravado a 30 quadros por segundo (FPS), você teria 30 fotos por segundo de vídeo. Isso equivale a 1.800 imagens por minuto de vídeo! Como resultado, o tamanho do arquivo de vídeo pode ser bastante grande, dificultando o armazenamento, a transmissão, o envio e o recebimento. A codificação de vídeo resolve esse problema compactando o arquivo em tamanhos menores, mais fáceis de distribuir.

A codificação é essencial para o streaming, pois transforma sinais analógicos em dados digitais, otimizando os vídeos para distribuição online e armazenamento. Isso permite reprodução sem interrupções, evitando buffering e problemas de largura de banda. A maioria dos dispositivos móveis já possui codificadores de vídeo integrados em aplicativos ou na própria câmera do aparelho. Nesses casos, a prioridade é apenas transmitir o vídeo de um ponto ao outro — ideal para transmissões simples. Para transmissões mais profissionais, são necessários codificadores de hardware e softwares como o Open Broadcaster Studio (OBS). Esses codificadores permitem que os distribuidores de conteúdo alterem e especifiquem as configurações de seus arquivos (como os codecs que desejam usar). Alguns codificadores também oferecem recursos como mixagem de vídeo e marca d'água.

Como funciona a codificação de vídeo

A codificação funciona comprimindo arquivos grandes sem comprometer a qualidade. Isso pode ser feito ajustando o tamanho do arquivo, alterando a qualidade ou removendo dados desnecessários. As etapas são as seguintes:

Etapa 1: Análise de quadros

O codificador analisa os quadros do vídeo para identificar os elementos visuais mais importantes com base em configurações definidas pelo usuário.

Etapa 2: Compressão com codecs

O codificador usa algoritmos (codecs) para reduzir o tamanho dos arquivos. Ele compara os quadros entre si e remove informações repetidas ou faz referência a quadros idênticos em vez de armazená-los separadamente.

Etapa 3: Empacotamento e transcodificação

Depois da codificação, o vídeo pode não ser compatível com todos os dispositivos ou redes. É aí que entra a transcodificação de vídeo, que gera diferentes versões adaptadas para várias plataformas, resoluções e condições de rede. Essa etapa é essencial para o streaming de taxa de bits adaptável (ABR**)**, em que a qualidade do vídeo se ajusta à velocidade da internet do usuário.

Etapa 4: Empacotamento em contêineres

Os arquivos codificados e transcodificados são empacotados em um formato de contêiner (como MP4, MOV) junto com o áudio, legendas e metadados. Cada contêiner é compatível com diferentes codecs e players. Geralmente, o nome do formato do arquivo corresponde ao tipo de contêiner, ou seja, um formato de arquivo de codificação MOV significa simplesmente que ele está usando um contêiner MOV.

Em dispositivos móveis, a codificação geralmente ocorre conforme o conteúdo é capturado. Quando se trata de codificação de transmissão ao vivo, as emissoras precisam codificar a transmissão por meio do Protocolo de Mensagens em Tempo Real (RTMP), Transporte Seguro e Confiável (SRT) ou outro protocolo de streaming de vídeo. Esses protocolos contêm um conjunto de regras que regem como os dados são transmitidos pela rede. Eles lidam com tarefas como segmentação de dados, correção de erros, buffering e sincronização.

A diferença entre codificação e decodificação de vídeo

A principal diferença entre codificação e decodificação de vídeo está em como os dados são processados. Na verdade, a decodificação é o exato oposto da codificação, pois ela descompacta os dados que foram comprimidos. Isso é essencial para exibir o vídeo corretamente após a transmissão, pois evita interrupções, garante uma reprodução fluida e mantém a qualidade do vídeo. No streaming online, o player de vídeo atua como o decodificador, processando o vídeo codificado para exibição. Dispositivos como decodificadores, PlayStation e Xbox também funcionam como decodificadores de vídeo. Para uma experiência de streaming fluida, os codificadores e decodificadores precisam trabalhar em conjunto, garantindo que os arquivos de vídeo comprimidos possam ser transmitidos com eficiência e reproduzidos corretamente em diferentes dispositivos.

Quais são os formatos populares de codificação de vídeo?

O formato de codificação de vídeo mais antigo e popular é o H.264, também conhecido como AVC (Advanced Video Coding), porque é compatível com praticamente todos os dispositivos. Desenvolvido pela ITU-T e pelo grupo MPEG (ISO/IEC), é o padrão utilizado para streaming online, discos Blu-ray e transmissões a cabo. Outros formatos comuns incluem:

VP9

Desenvolvido pelo Google e lançado em 2013, o VP9 é uma alternativa de código aberto e livre de royalties ao H.264 (AVC). É amplamente utilizado para streaming na web e é compatível com a maioria dos navegadores e dispositivos modernos. De acordo com o Google, mais de 90% dos vídeos WebRTC codificados no Chrome usam VP9 ou seu antecessor, VP8. Apesar disso, o VP9 ainda não é amplamente adotado fora de plataformas baseadas na web, mesmo com sua eficiência de compressão superior ao AVC.

HEVC (H.265)

O H.265, também conhecido como High-Efficiency Video Coding (HEVC), foi criado para melhor compactação de arquivos, mantendo a mesma qualidade de vídeo. Ele consome menos largura de banda e suporta streaming de alta resolução. Apesar de ter sido projetado como um sucessor superior ao H.264, o H.265 não é usado com frequência. Isso se deve, em parte, à confusão em torno de seus royalties e ao que os desenvolvedores terão que pagar para usá-lo. Com o H.265, você pode oferecer streaming em 4K, HDR e até 8K com uso reduzido de largura de banda.

AV1

Criado por grandes empresas de tecnologia como Amazon, Netflix, Cisco, Microsoft, Google e Mozilla (sob a Alliance for Open Media), o AV1 surgiu como resposta aos problemas de royalties do HEVC. O AV1 oferece melhor eficiência de compressão do que H.264 e HEVC, sendo ideal para streamings em alta resolução. É um codec gratuito e de código aberto, mas exige mais poder de processamento, o que aumenta o custo operacional.

VVC (H.266)

O Versatile Video Coding (VVC), desenvolvido em 2020, foi projetado para substituir o H.264 e o HEVC, oferecendo compressão ainda melhor e qualidade superior. No entanto, preocupações com licenciamento e patentes têm dificultado sua adoção, tornando o VVC ainda pouco utilizado na indústria.

Principais componentes da codificação de vídeo

A codificação de vídeo envolve diversas técnicas de compressão e ferramentas, cada uma com papel fundamental na otimização da qualidade do vídeo e do tamanho do arquivo. Confira esta análise dos componentes essenciais, começando pelos tipos de compressão:

Tipo de compressão	Descrição	Exemplo de uso
Compressão sem perdas	Reduz o tamanho do arquivo mantendo a integridade total dos dados, permitindo a recuperação completa do original.	Arquivos ZIP, imagens PNG, áudio FLAC.
Compressão com perdas	Remove dados redundantes para minimizar o tamanho do arquivo, mantendo uma qualidade aceitável.	Streaming de vídeos, imagens JPEG, áudio MP3.
Compressão temporal	Divide quadros de vídeo em um quadro-chave e quadros delta, armazenando apenas as alterações entre os quadros para reduzir a taxa de bits.	Streaming de vídeo, codecs de vídeo MPEG e H.264.
Compressão espacial	Elimina pixels duplicados dentro de quadros-chave, codificando apenas as diferenças entre os grupos de pixels.	Codificação de vídeo com fundos estáticos, compressão em noticiários.

Codificação por Hardware vs. Software

A codificação pode ocorrer em um navegador ou aplicativo móvel, em uma câmera IP, usando software ou por meio de um dispositivo independente. Codificadores dedicados por software e hardware tornam o processo de codificação de vídeo mais eficiente, oferecendo configurações mais avançadas e controle preciso sobre os parâmetros de compressão. Você pode otimizar a qualidade do vídeo, a taxa de bits, a resolução e outros aspectos para atender às suas necessidades específicas e proporcionar a melhor experiência de visualização possível.

Ao longo dos anos, o software online se tornou mais popular do que o hardware dedicado por ser mais fácil de acessar e mais econômico. Opções comuns de software para transmissão ao vivo incluem vMix, Wirecast e o OBS Studio, gratuito. Hardwares de codificação de vídeo como Videon, AJA, Matrox e Osprey oferecem soluções específicas para transmissões ao vivo profissionais (como um noticiário). Muitos produtores também usam uma combinação de soluções de codificação por software e hardware, dependendo de seus fluxos de trabalho específicos.

Benefícios da codificação de vídeo eficiente

Com uma codificação de vídeo eficiente, você pode:

Compartilhar conteúdo com facilidade

Arquivos de vídeo menores e compactados são mais fáceis de enviar por e-mail, aplicativos de mensagens ou ferramentas de colaboração baseadas em nuvem, que geralmente têm limitações de tamanho de arquivo.

Maximizar o espaço de armazenamento (e economizar dinheiro)

Arquivos menores também significam que você pode aproveitar ao máximo seu disco rígido externo ou armazenamento em nuvem online, que geralmente cobra mais caro com base na quantidade de espaço que seu conteúdo ocupa.

Aprimorar a experiência do espectador

A codificação de vídeo minimiza o uso de banda para transmissões de alta qualidade, reduz a latência e melhora a reprodução, especialmente em transmissões ao vivo. Chega de travamentos!

Escalar seu conteúdo

A codificação de vídeo garante compatibilidade com vários dispositivos, plataformas e regiões. Isso é essencial para criadores de conteúdo que desejam alcançar um público maior.

Melhorar a segurança do streaming

Transmissões corporativas, por exemplo, geralmente contêm informações proprietárias que precisam ser mantidas em segurança. Codificadores que suportam gerenciamento de direitos digitais (DRM) e protocolos de criptografia adicionam uma camada de proteção ao seu conteúdo de vídeo.

Como a inoRain otimiza a codificação de vídeo para streaming OTT e P2P?

1. A inoRain aprimora a codificação de vídeo para streaming Over-The-Top (OTT) e Peer-to-Peer (P2P) por meio de diversas estratégias principais:

2. Implementando o streaming com taxa de bits adaptável (ABR). Isso garante que a qualidade do vídeo se ajuste dinamicamente às conexões de internet dos espectadores.

3. Nossas soluções flexíveis de transcodificação permitem que o conteúdo seja transmitido com a mais alta qualidade possível, suportando resoluções de até 4K e 8K.

4. Reconhecendo a diversidade de preferências dos espectadores, nossa plataforma é compatível com mais de 10 dispositivos, incluindo smartphones, tablets, TVs box, PCs, smart TVs e navegadores web.

5. Ao aproveitar a integração com a Rede de Distribuição de Conteúdo (CDN), aceleramos a distribuição de conteúdo, reduzindo a latência e aprimorando a experiência do espectador.

6. Também fornecemos um painel de análise focado em receita, permitindo que os provedores de conteúdo monitorem as principais métricas de desempenho e tomem decisões informadas.

Seja para construir uma plataforma OTT com sua marca, um aplicativo OTT personalizado ou uma solução de IPTV, a inoRain fornece ferramentas poderosas para otimizar a codificação de vídeo, melhorar a entrega de conteúdo e maximizar as oportunidades de monetização.

O futuro da codificação de vídeo

O futuro da codificação de vídeo está passando por mudanças significativas, com a tecnologia, as preferências dos usuários, o engajamento com marcas e outros fatores redefinindo seus parâmetros. Algumas das tendências que impulsionam essa transformação são:

Como os vídeos são assistidos

Nos últimos anos, deixamos de assistir vídeos principalmente em TVs, monitores e telas de computadores/notebooks para consumir conteúdo em dispositivos móveis, painéis digitais e consoles. Agora, essa tendência está mudando novamente com a chegada de dispositivos com visor montado na cabeça (como os headsets de realidade virtual), veículos autônomos (como os carros da Tesla) e outros dispositivos inteligentes (como os Apple Watches).

Como os vídeos são avaliados

Conforme as representações holográficas e a realidade aumentada (AR) se tornam mais comuns, surge a necessidade de integrar conteúdos capturados e sintéticos de forma fluida. Isso exigirá novos codecs capazes de lidar com diferentes necessidades de maneira rápida e com alta qualidade.

Como a IA é integrada

Com a ascensão da inteligência artificial (IA) e do aprendizado de máquina (ML), a forma como o conteúdo de vídeo é entregue e vivenciado também está mudando. Essas tecnologias podem ajustar a qualidade e a taxa de bits do vídeo dinamicamente com base no comportamento do espectador e em variáveis ​​ambientais. Elas também podem facilitar recomendações de conteúdo mais precisas com base nas preferências do espectador.

O retorno dos codificadores de hardware

As Unidades de Processamento de Vídeo (VPUs) que utilizam ASICs (Application-Specific Integrated Circuits) estão se tornando cada vez mais populares nos data centers. As VPUs conseguem lidar com grandes volumes de dados de vídeo com menor consumo de energia em comparação com soluções baseadas em software — algo essencial diante da crescente demanda por vídeos no marketing digital e outros setores.

Transmissão com baixa latência

Em contextos onde o engajamento em tempo real é essencial (como transmissões ao vivo, jogos online ou webinars interativos), a transmissão com baixa latência está se tornando cada vez mais importante. Plataformas como Twitch e YouTube Live estão aperfeiçoando suas tecnologias de streaming para alcançar latências de apenas alguns segundos. A baixa latência melhora a interação do público com o conteúdo, permitindo respostas instantâneas por meio de comentários e reações.

Avanços tecnológicos como o WebRTC (Web Real-Time Communication) são fundamentais para atingir esses fluxos de baixa latência, possibilitando comunicação ponto a ponto diretamente no navegador, sem a necessidade de processamento complexo no servidor.

Conclusão

Escolher os métodos de codificação, codecs e formatos corretos pode impactar significativamente a distribuição de conteúdo, a eficiência de armazenamento, os custos com banda larga e a experiência geral do usuário. Com a evolução da tecnologia, avanços em IA, ABR e codecs de próxima geração continuarão moldando o futuro do streaming de vídeo.

Se você está criando uma plataforma OTT personalizada, desenvolvendo um aplicativo de streaming ou configurando um site de transmissão ao vivo, a inoRain oferece a experiência e as ferramentas necessárias para otimizar a codificação de vídeo, garantir uma entrega de conteúdo fluida e maximizar o engajamento do público e a receita. Entre em contato conosco para saber mais.

Perguntas frequentes

Por que a codificação de vídeo é importante para OTT e streaming ao vivo?

Plataformas de OTT e streaming ao vivo entregam conteúdo pela internet, o que significa que devem otimizar o tamanho dos arquivos sem comprometer a experiência de visualização.

Quais são os codecs mais usados para codificação de vídeo?

Hoje, o codec de vídeo mais utilizado é o H.264, por ser compatível com a maioria das plataformas. O VP9, desenvolvido pelo Google, está se tornando cada vez mais popular e é utilizado em plataformas conhecidas como o YouTube.

Como o streaming com taxa de bits adaptável (ABR) se relaciona com a codificação de vídeo?

O ABR ajusta dinamicamente a qualidade do vídeo com base na velocidade da internet do usuário e nas capacidades do dispositivo. A codificação de vídeo desempenha um papel fundamental, gerando várias versões do mesmo conteúdo em diferentes taxas de bits.

Como a codificação de vídeo afeta os custos com largura de banda?

Uma codificação eficiente reduz significativamente o consumo de banda, diminuindo os custos de streaming. Quanto melhor a compactação de um arquivo, menos dados são transmitidos, reduzindo gastos com CDN, hospedagem e o consumo de dados do espectador.

H.264 ou H.265, qual é melhor para streaming ao vivo?

Tanto H.264 (AVC) quanto H.265 (HEVC) têm vantagens, mas a escolha certa depende dos seus objetivos de streaming. O AVC tem suporte mais amplo em dispositivos e navegadores, requer menos poder de processamento (ideal para streaming ao vivo de baixa latência) e tem maior consumo de largura de banda em comparação com HEVC. No entanto, o HEVC oferece melhor compactação, suporta streaming em 4K, HDR e 8K, requer mais poder de processamento e não é amplamente compatível com dispositivos antigos.