Encodierung stereoskopischer Videos mit Windows Media

Inhalt

• Einleitung
• Vorbereitung
• Encodierung
• Multiplexing
• Fortgeschrittene Funktionen

Einleitung

Diese Anleitung erklärt, wie Sie stereoskopische Videos für die Wiedergabe mit dem Stereoscopic Player erzeugen. Es wird davon ausgegangen, dass Sie den Schnitt bereits abgeschlossen haben und das Ergebnis für die Weitergabe nun effizient komprimieren möchten. Wir werden aus folgenden Gründen das Dual Stream Format (Spezifikation, in Englisch) verwenden, welches auf Windows Media basiert. Eine (veraltete) Anleitung für DivX (in Englisch) steht ebenfalls zur Verfügung.

• Kompatibel mit 2D-Videosoftware (es wird nur die linke Ansicht gezeigt)
• Unterstützt Prozessoren mit zwei Kernen
• Bietet bestes Verhältnis von Kodierungseffizienz zu Hardwareanfordungen für die Wiedergabe
• Unterstützt Streaming
• Kostenloser Encoder verfügbar

Vorbereitung

Exportieren Sie linke und rechte Ansicht aus dem Videoschnittprogramm in eigene Dateien. Es wird empfohlen die Dateien unkomprimiert zu speichern oder einen einen verlustlosen Codec (z.B. Huffyuv) zu verwenden, um die Bildqualität zu erhalten.

Falls Sie für den Schnitt das Nebeneinander- oder Übereinanderformat verwendet haben, müssen Sie zuerst getrennte Dateien für die linke und rechte Ansicht erzeugen. Die meisten Videoschnittprogramme erlauben es, das Video beim Exportieren zu beschneiden. In diesem Fall exportieren Sie das Video in zwei Durchgängen, wobei im ersten Durchgang die rechte bzw. untere und im zweiten Durchgang die linke bzw. obere Bildhälfte abgeschnitten wird. Ansonsten benötigen Sie VirtualDub um das Nebeneinander- bzw. Übereinanderformat in getrennte Dateien aufzuspalten: Klicken Sie File->Open video file und Video->Filters. Drücken Sie die Schaltfläche Add und wählen Sie den null transform Filter aus. Mit der Schaltfläche Cropping können Sie anschließend eine der Bildhälften entfernen (justieren Sie X2 offset falls Sie mit dem Nebeneinanderformat arbeiten oder Y2 offset für das Übereinanderformat). Mit File->Save as AVI exportieren Sie die linke Ansicht. Modifizieren Sie anschließend die Beschneidungs-Einstellungen (X1 oder Y1 offset) und exportieren Sie auf gleiche Weise die rechte Ansicht.

VirtualDub eignet sich ebenfalls um Videos im Interlaced-Format (= Fieldsequential-Format) in getrennte Ansichten aufzuspalten. Anstelle des null transform Filters muss der deinterlace Filter verwendet werden. Wählen Sie Discard field 1 im ersten und Discard field 2 im zweiten Durchgang.

Encodierung

Uns stehen linke und rechte Datei zur Verfügung, die wir nun im Windows Media Encoder komprimieren. Alle folgenden Schritte müssen für beide Dateien nacheinander durchgeführt werden. Ist der Windows Media Encoder auf Ihrem System noch nicht installiert, dann downloaden Sie ihn jetzt von der Windows Media Website.

Starten Sie den Windows Media Encoder und wählen Sie im Dialog Neue Sitzung den Eintrag Benutzerdefinierte Sitzung. Klicken Sie danach Extras->Optionen und schieben Sie im Reiter Performance den unteren Regler ganz nach rechts. Sie können die Standardeinstellungen beibehalten, wenn Sie eine schnelle Encodierung bevorzugen und geringe Qualitätseinbusen in Kauf nehmen wollen. Drücken Sie Für alle Sitzungen übernehmen um die neue Konfiguration dauerhaft zu speichern.

Drücken Sie die Schaltfläche Eigenschaften in der Symbolleiste falls die Sitzungseigenschaften nicht angezeigt werden. Wählen Sie im  Reiter Quellen die Option Datei und geben Sie den Dateinamen Ihrer linken (oder rechten) Videodatei an. Wählen Sie im Reiter Ausgabe die Option In Datei archivieren und geben Sie den gewünschten Dateinamen ein.

Im Reiter Komprimierung werden Audio- und Videocodec festgelegt. Die Wahl geeigneter Einstellungen ist extrem wichtig, um gute Ergebnisse zu erhalten und sollte deshalb mit entsprechender Sorgfalt durchgeführt werden! Klicken Sie Bearbeiten um ein benutzerdefiniertes Codierungsprofil zu erstellen. Wir empfehlen mit der Schaltfläche Importieren eines unserer empfohlenen Profile zu laden. Diese Zip-Datei enthält Profile für Streaming-Qualität und Auflösungen von 480p, 576p, 720p sowie 1080p bei jeweils 24 (Film), 25 (PAL) und 29,97 / 30 (NTSC) Bildern pro Sekunde (fps, Frames per Second).

Es wird empfohlen, Videos in einem der folgenden Standardformate zu erstellen. Kursiv hervorgehobene Formate sind besonders empfehlenswert, da sie mit weit verbreiteten Sendestandards übereinstimmen.  Sollten Ihre Videos von diesen Formaten abweichen, dann verwenden Sie jenes empfohlene Profil, dass in der Bildwiederholrate mit Ihrem Video übereinstimmt und bezüglich Auflösung diesem am nächsten kommt.

Gelistete Formate mit einer Bildwiederholrate von 30 Bilder/Sekunde sind auch mit 29,97 Bildern pro Sekunde zulässig. Videoaufzeichnungen aus dem amerikanischen und japanischen Raum verwenden meist 29,97 Bilder/Sekunde, während bei computergenerierten Inhalten oft 30 Bilder/Sekunde anzutreffen sind. Es ist jedenfalls darauf zu achten, dass Sie in den benutzerdefinierten Codierungseinstellungen die Bildwiederholrate exakt eingeben. 24 Bilder/Sekunde sollte nur für hochauflösende Formate (1280 x 720, 1440 x 1080 and 1920 x 1080) verwendet werden. Hochauflösende Formate sind sowohl mit 24 Bildern/Sekunde, 25 Bildern/Sekunde als auch mit 29,97 / 30 Bildern/Sekunde gebräuchlich.

Bei allen Bitratenangaben handelt es sich um Empfehlungen, die sie wenn notwendig erhöhen oder verringern können. Eine größere Puffergröße und ein längeres Schlüsselbild-Interval erhöhen die Effizienz des Codecs, verzögern aber das Laden des Videos bzw. verlängern die Suchzeiten.

Sie sollten die folgenden Codecs einsetzen (falls sie nicht zur Verfügung stehen, müssen Sie die neueste Version des Windows Media Player bzw. Windows Media Encoder installieren):

• Windows Media Video 9
• Windows Media Audio 9.1 für Mono- und Stereotonspuren
• Windows Media Audio 9.1 Professional für hochauflösende Tonspuren oder Mehrkanalton

Der Windows Media Video 9 Advanced Profile Codec bietet in der derzeitigen Fassung gegenüber dem Windows Media Video 9 Codec keinen Qualitätsvorteil, ist aber auf weniger Systemen vorinstalliert. Aus diesem Grund raten wir von dessen Verwendung ab. Der Windows Media Video 9 Codec unterstützt sowohl Encodierung mit konstanter Bitrate (CBR) als auch mit variabler Bitrate (VBR). Es empfiehlt sich, die Einstellung Bitrate VBR (Höchstwert) zu wählen, da mit dieser Einstellung die Datenrate an die Komplexität der jeweiligen Szene angepasst wird ohne aber einen Maximalwert zu überschreiten. Spitzen in der Bitratenverteilung können aufgrund Überlastung der CPU oder Bandbreitenbeschränkungen zu übersprungenen Bildern während der Wiedergabe führen. Der Höchstwert sollte deshalb 150% der mittleren Bitrate nicht überschreiten.

Die gewählten Abtastfrequenz (44 kHz, 48 kHz, 96 kHz) und Quantisierung (16 bits, 24 bits) des Audiocodecs sollte mit dem Audioformat Ihrer Datei übereinstimmen. Zur Enkodierung einer Stereotonspur eignen sich folgende Bitraten:

Die gewählte Sprache sollte der Sprache der Audiospur entsprechen. Ist keine Tonspur vorhanden oder ist diese sprachneutral, dann empfiehlt es sich Englisch (USA) [en-us] auszuwählen. Die Option Ausgabe nichtquadratischer Pixel zulassen muss aktiviert werden, wenn die Pixel nicht rechteckig sind (anamorphe Pixel). Das Pixelseitenverhältnis wird im Reiter Videogröße angegeben. Wählen Sie [Benutzerdefiniert] und geben Sie das Pixelseitenverhältnis ein. Beachten Sie, dass das Pixelseitenverhältnis nicht dem Ausgabeseitenverhältnis entspricht. Die Berechnung des erforderlichen Pixelseitenverhältnisses erfolgt durch Division des Ausgabeseitenverhältnisses durch die Auflösung des Videos. Beispiel: Ein Video mit der Auflösung von 720 x 576 Pixel soll im Seitenverhältnis 16:9 wiedergegeben werden. Es ergibt sich ein Pixelseitenverhältnis von (16:9) / (720:576) = 64:45. Die folgende Tabelle listet die Werte für häufig benötigte Formate auf:

* Bei Verwendung dieser Werte wird das Video im gewünschten Seitenverhältnis wiedergegeben. Der Vollständig halber sei erwähnt, dass dabei die analoge Austastung nicht berücksichtigt wird. Aus diesem Grund kann das Bild geringfügig verzerrt erscheinen (Details). Sie werden die Abweichung aber nicht bemerken ;-)

Der Stereoscopic Player erfordert progressive Videos. Falls Sie im Zuge der Nachbearbeitung kein Deinterlacing durchgeführt haben, dann sollten Sie im Reiter Verarbeitung die Option Zeilensprünge entfernen aktivieren.

Bevor Sie die Encodierung starten, sollte im Reiter Attribute das Video mit Metadaten versehen werden. Neben des Standardattributen Titel, Autor, Copyright und Beschreibung wertet der Stereoscopic Player auch das Attribut Source aus. Es sollte eine Quellenangabe enthalten, in der Regel in Form einer Internetadresse.

Klicken Sie abschließend auf die Schaltfläche Codierung starten und machen Sie eine Kaffeepause ;-) Führen Sie anschließend auf gleiche Weise die Codierung der rechten Datei durch.

Multiplexing

Im vorangegangen Kapitel wurde die linke und rechte Datei in das Windows Media Format konvertiert. Mit dem Kommando Datei->Linke und rechte Datei öffnen des Stereoscopic Players können Sie diese wiedergeben. Allerdings beabsichtigen wir, beide Ansichten in einer einzigen Datei zu vereinen, da das Dual Stream Format wesentlich benutzerfreundlicher ist.

Die Kombination der beiden Dateien (Multiplexing genannt) wird mit dem Kommandozeilentool Windows Media Stereo Muxer durchgeführt. Öffnen Sie ein Kommandozeilenfenster (Start->Ausführen und Cmd eingeben) und geben Sie folgenden Befehl ein: WmxMux.exe -i1 "Oldtimers 1080p Left.wmv" -i2 "Oldtimers 1080p Right.wmv" -o "Output.wmv" (die Dateinamen sind anzupassen). Sollten sich WmvMux.exe und Ihre Videodateien nicht im selben Verzeichnis befinden, dann sind zusätzliche Pfadangaben notwendig, z.B. "C:\Links.wmv". Als erste Quelldatei (-i1) muss die linke Datei und als zweite Quelldatei (i2) die rechte Datei angegeben werden. Wird WmvMux.exe ohne Parameter aufgerufen, erscheint eine Liste aller Optionen.

Stereoscopic Player zeigt in der integrierten Bibliothek ein Vorschaubild jedes Videos an. Das Vorschaubild kann in die Windows Media Datei eingebettet werden, sodass keine separate Metadatei benötigt wird. Es gelten folgende Beschränkungen:

• JPEG Format
• 160 x 120 Pixel
• 10 kB (10240 Bytes) maximale Größe

Verwenden Sie den Parameter -p <Dateiname> um das Vorschaubild einzubetten, z.B. -p "Oldtimers.jpg".

Standardmäßig wird in die Ausgabedatei nur die Tonspur der ersten (linken) Quelldatei übernommen. Der Parameter -a legt fest, dass alle Tonspuren übernommen werden. Verwenden Sie diese Option nur, falls die rechte anstelle der linken Datei die Tonspur enthält. Achten Sie darauf, dass nicht unbeabsichtigt zwei Tonspuren in die Ausgabedatei kopiert werden (die Ausnahme bilden mehrsprachige Tonspuren, siehe unten).

Falls Sie im Windows Media Encoder vergessen haben, die richtige Sprache einzustellen, können Sie es jetzt nachholen. Geben Sie -l1 "de-de" and -l2 "de-de" an, um die Sprache aller Streams auf Deutsch zu setzen. Eine Liste gültiger Sprachencodes finden Sie hier. Ein vollständiger Aufruf des Windows Media Stereo Muxers könnte folgendermaßen aussehen:

Ist die Dauer der Quelldateien nicht identisch, wird eine Fehlermeldung ausgegeben. Falls Sie alle Anweisungen dieser Anleitung befolgt haben, sollten die Video gleich lang sein. Nichtsdestotrotz gibt es den Parameter -x um Längenunterschiede zu ignorieren sowie den Parameter -d <time> um die Dauer der Ausgabedatei zu limitieren. Beispielsweise kopiert -x -t 6000 die erste Minute von Quelldateien unterschiedlicher Länge in die Ausgabedatei. Sie sollten diese Optionen nur verwenden, wenn Ihnen absolut klar ist, warum diese in Ihrem Fall nötig sind!

Um das Ergebnis zu überprüfen und die Funktionsweise von Dual Stream Dateien zu verstehen, öffnen Sie die Ausgabedatei im Windows Media ASF Viewer (von der Microsoft-Website herunterladbar). Kontrollieren Sie, ob drei Streams vorhanden sind (drei Stream Properties Objects), davon zwei Videostreams und ein Audiostream. Es muss außerdem ein Advanced Mutual Exclusion Object zu finden sein. Es verhindert, dass ein 2D-Videoplayer beide Ansichten darstellt.

Fortgeschrittene Funktionen

• Multi Stream Dateien: Geben Sie zusätzliche Quelldateien -i3 <Dateiname>, -i4 <Dateiname> und so weiter an. Die Quelldateien müssen von links nach rechts geordnet werden, -i1 ist also jene Ansicht, die sich am weitesten links befindet.
   
• Mehrsprachige Tonspuren: Die Quelldateien -i1 und -i2 sollten nur Videostreams enthalten. Audiostreams lassen sich mit dem Windows Media Stream Editor aus Windows Media Dateien entfernen. Der Windows Media Stream Editor wird zusammen mit dem Windows Media Encoder auf Ihrem System installiert. Enkodieren Sie jede Tonspur einzeln, wobei unbedingt das gleiche Profil zu verwenden ist! Erweitern Sie den Aufruf des Windows Media Stereo Muxers, z.B. folgendermaßen: WmvMux.exe -i1 "Links.wmv" -l1 "en-us" -i2 "Rechts.wmv" -l2 "en-us" -i3 "English.wma" -l3 "en-us" -i4 "Deutsch.wma" -l4 "de-de" -p "Vorschau.jpg" -a
   
• 2D-Einleitung (Intros): Es ist möglich am Anfang des Videos eine Einleitung zu definieren, die nur von 2D-Videoplayern angezeigt, aber vom Stereoscopic Player übersprungen wird. Die Einleitung kann beispielsweise genutzt werden, um eine Meldung wie folgende anzuzeigen: "Das ist eine stereoskopische Videodatei. Verwenden Sie den Stereoscopic Player zur Wiedergabe in 3D." Die Einleitung muss sowohl in der linken als auch in der rechten Ansicht vorhanden sein. Mit dem Parameter -t <Dauer> legen Sie die Dauer der Einleitung fest. Zum Beispiel definiert, -t 500 eine Einleitung mit der Dauer von fünf Sekunden. Klicken Sie hier um unkomprimierte Einleitungen (in englischer Sprache) in den Auflösungen 288p, 576p, 720p und 1080p mit 25 Bilder/Sekunde herunterzuladen.
   
• Rechtemanagement (DRM): Die Verschlüsselung der Datei erfordert den Windows Media Rights Manager SDK, den Sie von Microsoft erhalten. Dual Stream Dateien werden auf die gleiche Weise wie gewöhnliche Videodateien verschlüsselt. Detaillierte Informationen finden Sie im Windows Media Rights Manager SDK. Der Mechanismus zur Player-Individualisierung wird vom Stereoscopic Player nicht unterstützt und sollte dementsprechend nicht verwendet werden. Dasselbe gilt für erhöhte Sicherheitsstufen.