Riproduzione video: Maggio 2006

Quando vediamo un film su DVD o un qualsiasi filmato sul personal computer, non stiamo osservando una clip contenente una serie di fotogrammi in formato non compresso, cioè una serie di immagini complete in ogni loro parte, ma nella maggioranza dei casi il filmato in questione è compresso. La compressione è una componente fondamentale nella riproduzione video in quanto trattandosi di immagini in sequenza che possono portare a filmati di notevole durata, il loro immagazzinamento in formato non compresso rappresenta un serio problema sia in termini di capacità, che di prestazioni. Solo i professionisti del settore, come ad esempio le produzioni cinematografiche, possono permettersi sistemi dal costo proibitivo in grado di assolvere a questo compito con agilità.

Il settore consumer, invece, avendo a disposizione personal computer dalla potenza più modesta e supporti per la memorizzazione di una capienza limitata, ha dovuto necessariamente affidarsi ai formati video compressi.

Naturalmente l'uso di un formato video compresso comporta da un lato il vantaggio di avere a disposizione contenuti più facilmente trasportabili, ma dall'altro anche una serie di svantaggi tra cui, oltre ad una perdita di qualità, la necessità di decodificare il filmato prima di poterlo riprodurre. E' qui che entra in gioco l'hardware.

Tradizionalmente in un personal computer questa operazione viene affidata alla CPU di sistema (in questo caso parliamo di decodifica software). Ultimamente, tuttavia, l'arrivo di codec di compressione sempre più complessi e di video dalla risoluzione man mano più elevata, ha portato molte CPU in crisi. Questa è una delle motivazioni alla base della necessità di affidare al processore grafico della scheda video tutti o almeno una parte dei calcoli richiesti per la decodifica (in tal caso definita decodifica hardware).

In questa sede non ci interessa effettuare un'analisi tecnica approfondita dei vari formati video, ma vogliamo semplicemente introdurli per conoscere meglio la loro storia e per comprendere effettivamente quanto importante sia il loro supporto da parte delle schede video in fase di decodifica.

Il mondo dei formati di compressione audio/video ruota attorno a due nomi: MPEG, che sta per Moving Picture Experts Group, e l'ITU-T, International Telecommunication Union. Gli standard messi a punto dalla prima prendono il nome di MPEG x e racchiudono una serie specifiche che vanno oltre la semplice compressione audio/video e che comprendono anche i sistemi di memorizzazione. L'ITU, invece, emette standard video chiamati H.26x. Le due organizzazioni lavorano separatamente, ma in talune situazioni gli standard emanati sono frutto della collaborazione di entrambe.

L'MPEG 1, introdotto nel 1991 dal Moving Picture Experts Group, aveva l'ambizione di riproporre in formato digitale la medesima qualità delle VHS. L'MPEG 1 non si compone solo di uno standard di codifica e decodifica video, ma di tante altre componenti, compresa una codifica e decodifica audio. In particolare il ben noto formato MP3 non è altro che lo standard audio MPEG 1 Layer 3. Tra le grandi limitazioni del formato MPEG 1 troviamo l'impossibilità di trattare video interlacciati, particolarmente diffusi nelle trasmissioni digitali via etere e satellitari.

Nel 1994 arriva l'MPEG 2, chiamato anche H.262 in quanto frutto dello sforzo congiunto di MPEG e dell'ITU-T. Si tratta di uno standard specificatamente sviluppato per le trasmissioni televisive in broadcast, in grado di gestire in maniera efficiente video interlacciati con un buon tasso di compressione. Lo standard MPEG 2 si compone di diversi livelli ognuno dei quali è dedicato a particolari ambiti di utilizzo. Partiamo, quindi, dal livello simple che ha la stessa risoluzione dei Video CD in MPEG 1, al livello high per la televisione in alta definizione (HDTV), passando per il livello main che prevede una risoluzione di 720 x 576 pixel, essenzialmente quella utilizzata per i film su DVD. Esistono, inoltre, diversi profili (simple, main, scalable e high), che definiscono le caratteristiche del video in termini di bontà e compatibilità della compressione. Il profilo main, ad esempio, è usato per i film su DVD ed è quello che offre il miglior compromesso tra qualità e livello di compressione a discapito, però, della potenza di calcolo richiesta, sia per la compressione, che per la decompressione, che è tra le più elevate per i video MPEG 2.