Die Super Video CD (S-VCD) erstellen

Wir versuchen im nächsten Schritt ein MPEG-File auf Basis der S-VCD herzustellen.

Vor mir auf dem Tisch liegen knapp 30 gebrannte CDs und Unmengen von Papier. Ich will es kurz machen und Sie nicht mit den Einzelheiten meiner Arbeit langweilen.

In die engere Auswahl für das SVCD-Format sind AVI2MPG2 (Version 1.24) von Brent Beyeler und TMPGEnc von Hiroyuki Hori San gekommen - letztendlich auch aus Kostengründen. Denn 3.900,- US$ für eine Profilösung waren mir doch etwas viel.

(AVI2MPG2 finden Sie unter http://members.cox.net/beyeler/bbmpeg.html und TMPGEnc unter http://www.tmpgenc.net/)

Nach zahlreichen Testläufen muss ich sagen: Sorry, Mr. Beyeler, aber das Produkt TMPGEnc von Hiroyuki Hori San ist deutlich besser.

Wir konzentrieren uns also direkt auf das (meiner Meinung nach) beste Produkt überhaupt (zumindest das mit dem besten Preis/Leistungs-Verhältnis) und machen das dafür etwas ausführlicher:

TMPGEnc [nachfolgend getestet mit der Version "beta 12a (0.11.20.98)"]

Bei der Erstellung der VCD hatten wir ein fertiges Profil genutzt. Das führte dazu, dass die Felder nicht mehr geändert werden konnten - sie waren grau. Wenn Sie sich das nochmals ansehen wollen, klicken Sie einfach hier.

Leider behält das Programm diese Einstellung auch beim Neustart bei. Und zwar werden beim Beenden des Programms alle Einstellungen in ein File mit dem Namen "currentcfg.tpr" gespeichert.

Ich habe keine Einstellung gefunden, wie man das abstellen kann, deshalb folgender Trick:

Beenden Sie das Programm und löschen Sie dann das File "currentcfg.tpr" ganz einfach. Rufen Sie nun das Programm TMPGEnc auf und beenden Sie es wieder ohne eine Einstellung zu verändern. Das File "currentcfg.tpr" wird neu angelegt.

Sollte das Programm zwischenzeitlich übrigens mal ewig lange zum Laden eines AVI-Files brauchen, so löschen Sie auch das o.a. File und starten Sie das Programm neu. Offensichtlich legt TMPGEnc in diesem File alle möglichen (und unmöglichen) Programminformationen ab.

Wir wenden uns nach diesem Vorspiel nun dem eigentlichen Thema zu:

Dazu laden wir das Programm:

Klicken Sie in der Spalte "Video source" auf den "Browse"-Button und wählen Sie Ihr File aus:

Wie Sie sehen, habe ich hier das File für den DV-Camcorder genommen, das wir auch als "Sicherungsfile" wieder auf den Camcorder übertragen haben (Details finden Sie hier). 

Das Bild sollte nun so wie oben aussehen. Klicken Sie nun auf "Configure" und folgen Sie meinen Einstellungen. Wir fangen mit der Karteikarte Video an:

Die meisten Einstellungen sprechen für sich. Lediglich bei den folgenden Punkten erlaube ich mir eine zusätzliche Erklärung.

Nun zum Thema "Rate control mode" 

Die Theorie sagt an dieser Stelle, dass bei einer CD-ROM XA 2324 bytes an User-Daten pro Sektor möglich sind (Sector Mode 2, Sector Form 2).

Bei einfacher Geschwindigkeit einer CD-ROM (1 x Speed) haben wir eine "Sector-Rate" bei dieser CD von 75 Sektoren pro Sekunde.

Bei 2 x Speed wie bei der S-VCD vorgesehen, ergibt sich folgende Rechnung:

150 sectors / second * 2324 bytes / sector * 8 bits / byte = 2788800 bits / second = 2 788,8 kbits/sec.

Nun sind da noch ein paar kbits/s für das "stream management" zu berücksichtigen. Diese Daten werden von der "authoring software", zum MPEG-Stream hinzugefügt. Bei Nero [ist aber auch keine echte "authoring software"] sprechen wir da von rund 2 % Overhead. 

In der veröffentlichten Internet-Literatur kann man nun lesen, dass die Datenrate aus Bild und Ton unter 2600 kbits/sec liegen sollte. Der Wert scheint von dem Programm I-Author zu kommen, das offensichtlich diese Datenraten vorschreibt.

Wie dem auch sei - Philips, als einer der Initiatoren der Norm, schreibt in einer Internet-Präsentation, dass die Video-Rate < als 2500 kbits/sec sein sollen. Die Audio-Information sollte zwischen 32 und 384 kbits/sec liegen. Wir kommen auf das Thema aber noch zurück.

DVD-Player wie z.B. der YAMAKAWA, Modell 715, können zwar auch höhere Datenraten problemlos abspielen, doch unser Ziel ist es ja, eine "normgerechte" S-VCD zu produzieren. Denn was machen Sie denn, wenn Ihr geliebter "Yammi" seinen Geist aufgegeben hat? Dann können Sie auch alle Ihre schönen S-VCDs in den Mülleimer werfen.

In diesem Zusammenhang sollte man sich nun mal Gedanken machen, wie viel Video-Film in welcher Qualität Sie überhaupt auf die CD bringen wollen.

TMPGEnc lässt folgende Einstellungen zu:

Um nun für mich zu entscheiden, welches die beste Einstellung ist, habe ich meinen Demonstrations-Film genommen und ihn mit den verschiedenen Einstellungen in ein MPEG-2-Stream umgewandelt.

Ausgangsbasis war ein Film, der mit einem Standbild anfing und dann mit einer Überblendung auf einen langsamen Schwenk übergeht. Nach dem Schwenk kommt stumpf geschnitten ein stehendes Bild, in dem sich ein Windrad schnell dreht.

Um es den Programmen noch etwas schwerer zu machen, habe ich noch meinen "Mini-Wasserfall" im Garten nachgeschaltet. Hier sieht man als Bildänderung nur das glitzernde Wasser.

Von der Theorie her kommt man am Anfang mit einer etwas kleineren Wandlungsrate als bei der Überblendung (Umblättern) und dem nachfolgenden Schwenk aus. Bei dem drehenden Windfall kann man lange über die Wandlungsrate streiten. Ich würde mal sagen, sie sollte im Zweifel auf hohem Niveau liegen. Zum Ende hin (Wasserfall) sollte wieder eine kleine Wandlungsrate ausreichen.

Doch was ist klein? Was ist hoch? Was ist hinsichtlich der Qualität noch zu ertragen? Was passt auf die CD?

Man kann es sich einfach machen und mit der max. möglichen Datenrate wandeln.

Als Einstellung werden Sie dann vermutlich CBR nutzen.

Ich habe mich für die Kombination von 2376 kbits/sec für die Video-Information und 224 kbits/sec für das Audio-Signal (ergeben in Summe 2600 kbits/sec) entschieden. 

Das Ergebnis kann man sich mittels BiteRate Viewer von Teco ansehen.

Hier ein Auszug:

TMPGEnc CBR = 2376 kbit/sec

Bei dieser Wandlung wurde eine Rate von 2376 kbit/sec eingestellt - die "nominelle Bitrate". Der kleinste bei mir vorkommende Wert war 2076, der größte 2658 kbit/sec. Also gar nicht so konstant wie man glaubt.

Der Verlauf ist aber "constant" und unabhängig vom Bildinhalt. Doch leider ist das entstehende MPEG-File auch am größten. Den eigentlichen Vorteil -die variable Bitrate- von MPEG-2 zu MPEG-1 verspielt man auf diese Art und Weise.

Der nächste Versuch lief mit der Einstellung "2-pass VBR". Und zwar mit folgenden Details:

Das Ergebnis sah so aus und entsprach damit voll meinen theoretischen Erwartungen.

Der Verlauf des Datenstroms passt sehr gut zum Bildinhalt. Im Anfang beim Standbild (still-picture) eine niedrige, dann eine dem Bildinhalt angepasste höhere Rate und zum Schluss bei einem Bildinhalt, bei dem sich nur Teile des Bild verändern wieder eine niedrigere Wandlungsrate.

Bei der manuellen variablen Bitrate (MVBR) ist das schon etwas schwerer.

Eingestellt wurde:

Zu dieser Einstellung gehört zwingend die Karteikarte "GOP structure" und hier der Bereich "Force frame types".

Klicken Sie auf "Configure" und dann erscheint etwa folgendes Bild (natürlich mit Ihrem Bildinhalt):

Klicken Sie nun mal auf "Auto-set". Der Film wird nun gescannt.

Nach dem Durchlauf sehen Sie etwa folgendes Bild:

TMPGEnc hat den Film auf mögliche Anfangsszenen durchforstet. Bei diesen Szenen sorgt nun TMPGEnc dafür, das sie immer mit einem I-Frame beginnen. Denn Sie wissen ja bereits aus der Folge "Dateiformate", dass man später im Authoring eine Szene definieren kann. Dazu benötigen Sie aber am Szenenanfang ein I-Frame.

Über die "Rate info" können Sie sich nun die eingestellte Wandlungsrate ansehen:

Doch was hilft Ihnen eine über den ganzen Bereich gleichmäßige Wandlungsrate?

Wenn Sie mit der rechten Maustaste auf das entsprechende Frame klicken, bekommen Sie ein Einstallmenü mit ganz tollen Möglichkeiten. Eine davon ist die Wandlungsrate (set bit rate). Sie können aber, wenn Sie auf dem richtigen Frame stehen, auch einfach die "Enter-Taste" (Datenfreigabe oder Returntaste) betätigen.

Das Ergebnis sieht dann etwa so aus:

Über diese Einstellungen haben Sie also alle Möglichkeiten in der Hand, Ihren Film in Bereiche aufzuteilen und so zu wandeln wie es nach dem Bildinhalt sinnvoll ist.

Das Ergebnis meiner o.a. Einstellung sieht dann so aus:

Die automatische Version von MVBR ist CQ-VBR. 

Bei der Detaileinstellung

können Sie die max. und die min. Datenrate und die angestrebte Qualität definieren. Fragen Sie mich bitte nicht, was in der unteren Zeile steht. Mein Windows kann kein japanisch - wofür auch, ich würde die hübschen Zeichen sowieso nicht verstehen. (In den neuen Versionen ist das Darstellungsproblem aber beseitigt.)

Das Ergebnis sieht dann etwa so aus:

Kein all zu großer Unterschied, wenn man mal von der Absenkung der Datenrate zum Schluss absieht.

Als nächstes habe ich mir die "constant image qualtity", CQ angesehen.

Meine Einstellung sah hier so aus:

Der entstehende Verlauf ist ähnlich wie CQ-VBR, jedoch ist die Amplitude höher:

Machen wir nun weiter mit den anderen Einstellungen:

Im Bereich "VBV buffer size" stellen Sie den "Video Buffer Verifier" ein. 

Das ist recht komplex und darum habe ich dazu einen eigenen Tipp gemacht.

Den Haken vor Interlace sollten Sie (sofern Ihr Film wie in unserem Beispiel von einem Camcorder kommt) im Prinzip immer setzen, wenn Sie wie wir eine S-VCD erstellen wollen (vergleiche im Gegensatz dazu VCD).

Gerade MPEG-2 unterstützt Interlace. Wer nicht genau weiß, was Interlace ist, dem sei auch der EDV-TIPP "Auflösung" bzw. "Dateiformate" empfohlen. Nun gibt es auch Camcorder die Bilder progressiv (Vollbilder) aufzeichnen - da haben Sie natürlich kein Interlace-Bild. Aber das dürfte nur für eine kleine Minderheit zutreffen.

Fernsehbilder auf dem PC-Monitor leiden unter sogenannten Interlace-Störungen. Diese entstehen sobald das Bild auf dem Monitor größer als 384 x 288 Bildpunkte ist und die Software beide Halbbilder des Fernsehbildes zu einem Vollbild kombinieren muss. Da diese um eine fünfzigstel Sekunde versetzt sind, passen sie besonders bei horizontalen Bewegungen und Schwenks nicht zusammen. Die dann entstehenden Franseneffekte sind leider unvermeidlich (beim Fernsehgerät sorgt die Trägheit des Auges für die Integration der aufeinanderfolgenden, um eine Zeile verschobenen Halbbilder).

Sollten Sie also das zu erstellende MPEG-File nur auf einem PC wiedergeben wollen, so können / müssen Sie auf den Haken vor "Interlaced" verzichten. (In diesem Fall lege ich Ihnen noch die Einstellung "Deinterlace" in der folgenden Maske ans Herz.)

Wer noch mehr zu dem Thema wissen möchte, kann mal bei http://www.lenz-online.de/interlace/ nachsehen.

Da wir aber hier eine echte S-VCD mit Interlace-Film vom Camcorder produzieren wollen, übergehe ich den Schritt geflissentlich.

Auf der Karteikarte "Advanced" finden Sie unzählige Einstellmöglichkeiten. Die alle zu erproben, dürfte vermutlich 50 - 100 Brennversuche kosten.

Sehr wichtig ist die Einstellung "Video source type":

Stellen Sie hier die Spezifikation Ihres Ausgangsmaterials ein (das o.a. Bild ist nur symbolisch).

Von Ihrer Fast-Karte werden Sie vermutlich ein Interlaced-Video übernehmen. Stellen Sie dann oben auch "Interlaced" ein.

Kommt Ihr Video über die IEEE1394-Schnittstelle, so wird das in der Regel vermutlich auch Interlaced sein, es sei denn, Sie sind im Besitz eines Camcorders, der das Progressive Scan Verfahren nutzt.

Beim Progressive Scan wird die gesamte Bildinformation des CCD-Sensors innerhalb 1/50 Sekunde ausgelesen, beim Interlaced-Verfahren werden zwei Halbbilder zum Gesamtbild zusammengesetzt.

Die Einstellung für das Feld "Field order" hängt von Ihrer Quelle ab. Bei der Version 12a hatte ich hier überwiegend "A" und bei allen weiteren Version von TMPGEnc "B" stehen (in 12a gab es offensichtlich einen Übersetzungsfehler).

Etwas kritischer ist da schon der Eintrag "Source aspect ratio". Sie sollten schon das Format Ihres AVIs kennen, das Sie hier umwandeln wollen.

Hier finden Sie meine Einstellungen: 

Bei der Methode des "Image positioning" greife ich überwiegend auf die Standard-Einstellung "Fit to frame" zurück.

Bei der Umsetzung sehen Sie dann z.B. folgendes Bild:

Eingesetzt habe ich aber auch: "Fit to frame (preserve aspect ratio)". Diese Einstellung bewahrt die Relation zwischen Länge und Breite eines Bildes auf dem Bildschirm. Bei der Umsetzung in ein MPEG-File sieht das so aus:

Sie sehen das Bild also mit einem schwarzen Rand rechts und links. 

So wird es übrigens auch bei der Wiedergabe des MPEG-2-Files auf einem PC dargestellt. Bei der Darstellung auf einem Fernseher ist der Kreis aber wirklich rund. Die schwarzen Balken sind bei meinem Fernseher nicht mehr sichtbar.

Hier die anderen Einstellungen in der Übersicht:

Als nächstes möchte ich Ihr Augenmerk auf die untere Hälfte der Karteikarte "Advanced" lenken. Machen Sie mal ein Doppelklick auf "Basic color correction":

Sie bekommen nun folgendes Bild:

Spätestens jetzt wird vermutlich jedem klar, warum ich am Filmanfang immer ein Testbild habe. Die Helligkeit (Brightness) habe ich um -10 zurückgenommen. Dafür habe ich etwas mehr Kontrast gegeben (+40). Etwas mehr ROT und etwas mehr Blau (jeweils + 10) runden das Bild ab.

Das ist aber eine Frage des persönlichen Geschmacks. Videos von einem DV-Camcorder leiden meiner Meinung nach immer unter einem etwas milchigen Erscheinungsbild. Aus diesem Grund die o.a. Einstellung.

Auf der Karteikarte "GOP" habe ich im ersten Schritt keine Veränderungen gemacht. 

Wer will, kann sich ja nochmals die theoretischen Überlegungen aus dem Tipp   "Dateiformate" zu Gemüte führen.

Doch die große Datenreduktion werden Sie auf dem Wege nicht hinbekommen.

Die o.a. GOP-Struktur I=1, P=5 und B=2 sieht übersetzt so aus "I BB P BB P BB P BB P BB P BB".

(Beachten Sie bitte, das unterschiedliche Programme unterschiedliche Parameter nutzen, um die GOP abzubilden. Die theoretische Abhandlung unter   "Dateiformate" passt deshalb nicht so ganz zu TMPGEnc.)

Geht man mal davon aus, dass das o.a. Beispiel 100% Datenvolumen sind, so führt eine Struktur mit dem Bild "I BBBB P BBBB P BBBB" (I=1, P=2 und B=4) zu einem Datenzuwachs von rund 1,8%.

Die Struktur "I BBB P BBB P BBB P BBB P BBB" (I=1, P=4 und B=3) hingegen reduziert die Datenmenge bei TMPGEnc um etwa 0,6 % - alle anderen Parameter bleiben natürlich gleich.

In der Regel lasse ich übrigens die Einstellung auf "Detect scene changes" stehen. 

Im nächsten Schritt schauen wir uns die Karteikarte "Quantizer matrices" an und lassen diese vorerst einmal unverändert:

Bei der Karteikarte "Audio" können Sie wieder etwas spielen. Die Audio-Information sollte zwischen 32 und 384 kbits/sec liegen ( siehe oben). Ganz gute Ergebnisse erreicht man mit 224 kbits/s. 192 kbits/s geht auch noch ganz gut und spart etwas Platz.

Unter "Systems" wählen Sie nun noch das eigentliche MPEG-2 Super Video CD - Format:

Nun sind alle Einstellungen gemacht und Sie sollten unter dem Output-File die "Beschreibung" Ihrer Einstellungen sehen:

Klicken Sie nun auf "Encode" und ergeben Sie sich Ihrem Schicksal. Mein PIII mit 600 MHz setzt pro Minute etwa 60 Frames um.

Das Ergebnis wird nach der Wandlung ein rund 35 - 40 Minuten langes MPEG-2-Video sein.

Die Qualität ist als GUT zu bezeichnen. Lediglich bei sehr schnellen Detailbewegungen, wie z.B. bei Sportereignissen kommt man mit dieser Datenrate an die Grenzen von MPEG-2. Bei einer Aufnahme eines Eishockeyspiels z.B. kann man um die Spieler herum leicht störende, mosaikartige Konturen – sogenannte „Moskitoschwärme“ bemerken (Artefakte).

Hat man keine sehr schnellen Abfolgen in seinem Video, wie z:B. bei einem großen Anteil von Landschaftsaufnahmen, so kann man mit der Video-Rate sogar auf 1950 kbits/sec zurückgehen. Wenn Sie sich bei dem Audio-Signal nun noch auf 192 kbits/sec beschränken, so vergrößern Sie dadurch die Aufnahmekapazität einer CD auf rund 47 Minuten (GOP-Struktur "I BBB P BBB P BBB P BBB P BBB") 

Unter 1950 kbits/sec sollte man aber -meiner Meinung nach- aus Gründen der Qualität auf keinen Fall gehen.

Wollen Sie mehr als 45 Minuten Video auf eine CD bringen, so empfehle ich Ihnen alternativ die VCD als Format. Sie erlaubt Ihnen das Abspeichern von 74 Minuten Film - allerdings in schlechterer Auflösung.

So, das waren "auf die Schnelle" mal die wichtigen TMPGEnc-Einstellungen für das SVCD-Format.

Wer sich im Internet noch etwas umsehen will und hofft, noch ein besseres Programm zu finden, dem sei ein Sprung nach Ungarn empfohlen: http://www.tecoltd.com/enctest/enctest.htm. Hier finden Sie die sicher umfangreichsten Encoder-Tests im Internet.

Nachtrag 03.10.2001

Das Original-Programm TMPGEnc zum Encoden von AVIs in MPEG finden Sie nun unter http://www.tmpgenc.net. Ein Verbreitung älterer Versionen wird vom Autor ausdrücklich untersagt. 

"Since we have released updated version as 2.00, we stop developing version beta 12x any more, we recommend all users to switch to 2.00 from beta 12x unless you use older version with your own risk. We do not permit re-distribution of any version, especially version beta12x or older at any website."

Aufgrund der geänderten Lizenzbedingungen ist zu vermuten, dass alle Server die oben beschriebenen Files zukünftig nicht mehr anbieten werden.

Leider ist das Programm TMPGEnc (Final Version 2.00) zur Zeit mit einer Laufzeitbeschränkung von 30 Tagen versehen. Die Version Beta 12a hingehen hatte eine solche Beschränkung noch nicht.

Nun ist diese Laufzeitbeschränkung besonders ärgerlich, da nicht jeder User monatlich eine neue Version downloaden und installieren möchte. 

Erlauben Sie mir den Hinweis, dass die Laufzeitbeschränkung in der Registry abgelegt ist.

Nun kann man lange darüber diskutieren, ob man das Programm so verändern darf, dass die Laufzeitbegrenzung nicht greift. Eine solche Änderung wird meiner Meinung nach aber dem §69c UrhG widersprechen und wäre damit gesetzwidrig.

Das zeitweise Aufräumen in der Registry ist jedoch nicht verboten. Für solche Fälle werden ja auch extra Programme angeboten. An welcher Stelle Sie aufräumen, überlasse ich Ihrer Fantasie.

Sollte nach einer solchen Aufräumaktion die Laufzeitbeschränkung wieder von vorne beginnen, haben Sie vermutlich einen Fehler beim Aufräumen gemacht. ;-)