Termo do glossário

Codificação

O que é codificação?

No contexto de streaming de vídeo, codificação é o processo de compactar dados brutos de vídeo e áudio em um formato digital adequado para armazenamento, reprodução e transmissão.

A codificação é um processo fundamental na produção e distribuição de vídeo digital. Ela torna os arquivos de vídeo menores, visíveis em vários dispositivos e adequados para streaming ou download, tudo isso tentando manter a melhor qualidade visual e de áudio possível.

Sem a codificação de vídeo, seria impossível transmitir, compartilhar ou armazenar qualquer conteúdo de vídeo.

Tipos de codificação

Existem três principais tipos de codificação com base no propósito e desempenho: com perda (lossy), sem perda (lossless) e em tempo real (real-time).

Codificação com perda remove alguns dados para reduzir o tamanho do arquivo, sem afetar a qualidade visual de forma perceptível. É comumente usada em streaming, plataformas de vídeo online e formatos de mídia para consumidores.

Codificação sem perda preserva todos os dados originais, sendo ideal para edição profissional de vídeo, arquivamento e situações em que a qualidade não pode ser comprometida. Os arquivos são maiores, mas mantêm fidelidade máxima.

Codificação em tempo real acontece instantaneamente enquanto o vídeo está sendo capturado ou transmitido. É usada em transmissões ao vivo, videoconferências e fluxos de broadcast. Prioriza velocidade e eficiência em vez de compressão refinada, geralmente usando codificadores de hardware como NVENC ou Quick Sync.

Codecs na codificação

O que é um codec?

Um codec é uma ferramenta que comprime e descomprime arquivos de vídeo ou áudio. Ele torna arquivos de mídia grandes menores para armazenamento ou streaming e depois os restaura para reprodução. A palavra "codec" vem de "coder-decoder" (codificador-decodificador).

Codecs populares usados na codificação incluem:

• H.264 (AVC)
• H.265 (HEVC)
• AV1
• VP9
• ProRes
• DNxHD / DNxHR
• MPEG-2
• VP8
• Theora
• Xvid

H.264 é o mais amplamente suportado e utilizado, enquanto o AV1 é uma alternativa mais nova, livre de royalties e com melhor compressão.

O que é decodificação?

Decodificação é o processo de converter dados de vídeo ou áudio comprimidos de volta para um formato visualizável ou reproduzível. É o inverso da codificação. Quando um vídeo é transmitido ou reproduzido, o dispositivo (como seu celular, computador ou smart TV) usa um decodificador para descompactar os dados comprimidos criados durante a codificação. O decodificador lê o arquivo codificado, reconstrói os quadros e reproduz o vídeo e o áudio em tempo real.

Por exemplo, quando você assiste a um vídeo no YouTube, o arquivo foi codificado usando um codec como H.264. Seu navegador ou aplicativo usa um decodificador (baseado em software ou hardware) para decodificá-lo e permitir a reprodução suave.

Codificadores de hardware vs. codificadores de software

A codificação pode ser realizada por codificadores de software ou de hardware.

Codificadores de software são aplicativos instalados no computador que capturam a entrada de vídeo, a comprimem e enviam para plataformas como YouTube, Facebook ou Twitch.

Codificadores de hardware são dispositivos físicos dedicados, projetados especificamente para codificar vídeo ao vivo. Alguns modelos podem conectar-se diretamente a uma câmera.

Qual é a diferença entre eles e qual é o melhor? Depende principalmente das necessidades de streaming e do tipo de conteúdo. Vamos comparar para esclarecer.

Codificadores de software

A codificação por software é realizada utilizando a CPU e bibliotecas de codificação, como x264 (para H.264) ou x265 (para H.265/HEVC). Ela oferece controle preciso sobre as configurações de codificação, como taxa de bits, nível de compressão, tipos de quadro e qualidade.

Prós:

• Saída de maior qualidade com taxas de bits mais baixas (melhor eficiência de compressão)
• Opções avançadas de ajuste para casos de uso específicos
• Frequentemente utilizada em produção de vídeo profissional ou transmissão

Contras:

• Consome muitos recursos da CPU e é mais lenta, especialmente para conteúdos de alta resolução como 4K
• Não é ideal para aplicações em tempo real, a menos que haja um processador muito potente

Usado para: Edição de vídeo, codificação de VOD, exportações profissionais em que a qualidade é a principal prioridade.

Codificadores de hardware

A codificação por hardware é feita usando chips dedicados (ASICs) ou GPUs com codificadores integrados, como NVIDIA NVENC, AMD VCE ou Intel Quick Sync Video. Esses chips são projetados para lidar com codificação de vídeo muito mais rápido e com menor consumo de energia.

Prós:

• Codificação rápida e eficiente, ideal para aplicações em tempo real como streaming ao vivo ou videoconferência
• Reduz a carga da CPU, liberando recursos do sistema
• Desempenho consistente mesmo sob carga pesada do sistema

Contras:

• Qualidade de saída ligeiramente inferior com a mesma taxa de bits em comparação com codificadores de software
• Menor flexibilidade em termos de configurações avançadas e ajuste de codecs

Usado para: Streaming ao vivo, sistemas de vigilância, dispositivos de borda, dispositivos móveis, sistemas embarcados.

No contexto: Streaming e ABR (streaming com taxa de bits adaptável)

No streaming, especialmente com codificação de taxa de bits adaptável (ABR), o codificador deve criar múltiplas versões do mesmo vídeo com diferentes qualidades (como uma em alta qualidade (1080p), uma em média (720p) e uma em baixa (480p)). Cada versão tem uma resolução e taxa de bits diferentes.

Agora, essas versões são alternadas dinamicamente com base na conexão de internet do espectador e no desempenho do dispositivo.

• Os codificadores de software podem otimizar a qualidade para cada versão, mas podem ter dificuldades com a codificação em tempo real de todas as versões simultaneamente.
• Os codificadores de hardware se destacam nesse aspecto porque podem codificar múltiplas versões em tempo real, tornando-os ideais para fluxos de trabalho ABR ao vivo (por exemplo, esportes ao vivo ou eventos transmitidos para um público global).

Tabela de comparação final

Como funciona a codificação?

Até agora, você leu sobre os tipos de codificação, codecs e taxa de bits adaptável. Agora, vamos ver como todos esses elementos cooperam para tornar a codificação possível.

Aqui está como a codificação funciona em 6 etapas:

Etapa 1. Capturar o Vídeo Bruto

A codificação de vídeo começa quando um dispositivo, como uma câmera ou gravador de tela, captura vídeo bruto e não comprimido. Esse material contém cada detalhe em qualidade total, mas resulta em arquivos extremamente grandes.

Por exemplo, um minuto de vídeo 4K não comprimido pode ocupar dezenas de gigabytes. Portanto, ele precisa ser reduzido para streaming, compartilhamento ou armazenamento.

Etapa 2. Escolher um codificador e um codec

Para comprimir o vídeo, você precisa de um codificador (software ou hardware) e de um codec (como H.264, H.265 ou AV1).

O codificador aplica as regras do codec para reduzir o tamanho do vídeo. Por exemplo, se você usar o codificador x264 com o codec H.264, ele processará e comprimirá o vídeo conforme essas regras.

Etapa 3. Comprimir o vídeo

O codificador analisa cada quadro do vídeo. Ele remove dados redundantes, suaviza pixels semelhantes e armazena apenas o que muda entre os quadros. Por exemplo, em uma cena com fundo estático, o codificador não armazenará repetidamente o mesmo fundo - ele reutilizará esses dados, economizando espaço.

Essa compressão reduz significativamente o tamanho do arquivo sem impacto visível na qualidade.

Etapa 4. Definir os parâmetros de saída

Antes de finalizar o arquivo, o codificador usa as configurações escolhidas: resolução (p. ex., 1920 × 1080), taxa de quadros (p. ex., 30 fps) e taxa de bits (p. ex., 5 Mbps). Essas configurações controlam a quantidade de dados usada por segundo e influenciam diretamente a qualidade e o tamanho do arquivo.

Por exemplo, uma taxa de bits mais alta produz vídeos mais nítidos, mas também cria um arquivo maior.

Etapa 5. Agrupar o vídeo codificado

Uma vez comprimido, o vídeo codificado é colocado em um formato de contêiner como MP4, MKV ou MOV. O contêiner reúne vídeo, áudio, legendas e metadados em um único arquivo reproduzível.

Por exemplo, um arquivo MP4 pode incluir um vídeo H.264 e áudio AAC, tornando-o compatível com a maioria dos dispositivos e plataformas.

Etapa 6. Entregar o vídeo

O vídeo codificado final está pronto para entrega - seja para upload no YouTube, transmissão ao vivo na Twitch ou armazenamento em um servidor.

Serviços de streaming podem codificar ainda mais o vídeo em múltiplas versões (1080p, 720p, 480p) para suportar streaming adaptativo, garantindo reprodução fluida independentemente da velocidade da internet do usuário.

Exemplo: Um YouTuber grava um vídeo em 4K usando uma câmera DSLR. O arquivo bruto tem mais de 50 GB e precisa ser compactado. Ele abre o HandBrake (um software de compactação), escolhe o codec H.264, define a resolução para 1080p, a taxa de bits para 8 Mbps e exporta como MP4. O arquivo resultante tem apenas 1,5 GB e está pronto para ser enviado ao YouTube com perda mínima de qualidade.

Codificação vs. Transcodificação

O que é transcodificação?

A transcodificação é o processo de converter um arquivo de vídeo ou áudio já codificado para um formato, resolução ou taxa de bits diferente. É usada para tornar o conteúdo compatível com vários dispositivos, reduzir tamanho ou prepará-lo para streaming.

A codificação é frequentemente confundida com a transcodificação, mas a diferença está na origem: a codificação é a compressão inicial da filmagem bruta, enquanto a transcodificação converte um vídeo já codificado para outro formato, resolução ou taxa de bits. Portanto, são duas etapas distintas que se sucedem no mesmo processo.

Tabela de comparação