Was ist, wenn man statt einzelner Bilder ein ganzes Video komprimieren möchte?

In den letzten beiden Wochen haben wir uns angeschaut wieviel Speicherplatz ein Bild maximal benötigt und wie man diesen Bedarf mit der Lauflängenkodierung reduzieren (oder auch aufblasen) kann. Und da es sich bei einem Video um nichts weiter als eine Abfolge von Bildern handelt (und naja, Ton auch noch), könnte man ja auf die Idee kommen Videos so zu speichern. Wir schauen mal wie groß der Speicherbedarf solcher Videos in den verschiedenen Auflösungen wäre.

Je nach Videomaterial kommt dabei eine unterschiedliche Anzahl von Bildern pro Sekunde zum Einsatz: Kinofilme arbeiten häufig mit 24 Bildern pro Sekunde. Erst Ende 2012 kam mit dem ersten Teil der Hobbit-Trilogie ein Film mit so genannter "High Frame Rate" (HFR) und 48 Bildern pro Sekunde in die Kinos. Streamingdienste für Spiele, zum Beispiel Twitch, arbeiten hingegen mit 60 Bildern pro Sekunde, das ist auch die "normale" Geschwindigkeit der meisten Monitore. Für einen Film mit 90 Minuten Länge (also 5400 Sekunden) kommt man dann auf die folgenden Dateigrößen:

Eine handelsübliche BluRay Disc kann 50 GB speichern, in dieserm Form würde da also kein Film jemals drauf passen. Wir sind also definitiv ein ganz schönes Stück von der Wahrheit entfernt. Und die meisten Filme sehen auch definitiv nicht so aus, als würden Sie besonders gut von der Lauflängenkodierung profitieren.

Ein Teil des Tricks zur weiteren Reduktion liegt in der Tatsache, dass sich die Bilder in einem Video ja sehr häufig kaum verändern. Wenn man für 2 Sekunden ein Standbild eines Gesichts hat, werden die meisten Bilder sich sehr ähnlich sein. Sicherlicht atmete die Person ein wenig, vielleicht blinzelt sie auch mal. Aber die Nase, die meisten Hautpartien, die Haare, ... werden fast auf jedem Bild identisch sein. Und deswegen speichert man nicht jedes Bild für sich, sondern so wie im Artikelbild illustriert:

• Ein so genanntes I-Bild ist ein normales Bild, wird also auch so gespeichert und braucht den vollen Speicherplatz.
• Ein P-Bild speichert nur die Unterschiede zum Vorgänger. In diesem Beispiel werden also nur die Kugeln etwas weiter zum Pacman gerückt, der Pacman als solcher bleibt unverändert.
• Ein B-Bild kann nicht nur Unterschiede von Vorgängern, sondern auch von Nachfolgern anzeigen. Im Beispiel rücken die Kugeln wieder etwas weiter in den Pacman hinein und zusätzlich kommt aus dem nächsten Bild eine weitere Kugel hinzu.