Теоретические основы видео

Тема содержит теоретические сведения про основные понятия, встречающиеся при заливке видеоматериала, и служит как справочное пособие для Кинооператоров

Содержание:
DVD

1. DVD: общие сведения, структура файлов DVD-Видео диска, защита и региональное кодирование

2. Технические видеостандарты, используемые в DVD-Видео: PAL, NTSC, SECAM

3. Оcновные форматы кодирования звука в DVD-Видео: AC3, DTS, LPCM, MPEG-1 Layer II

Теоретические сведения о видеоформатах, библиотеках, стандартах кодирования и технических терминах

1. Понятие высококачественного видео: описание форматов

2. Основные сведения о пакетах кодеков и медиаконтейнеров

3. Понятие "Aspect Ratio" (соотношение сторон кадра)

4. Субтитры: использование, характеристики, форматы

DVD: общие сведения, структура файлов DVD-диска, защита и региональное кодирование
Общие сведения

DVD- стандарт записи цифрового видео, служащий для увеличения функций просмотра, использования видео и пришедший на замену формату VideoCD.

Возможности DVD-Видео:

• 133 минуты качественного MPEG-2 видео с многоканальным объёмным звуком
• Выбор широкоформатного, letter box и pan & scan видео форматов
• Аудио до 8 языков
• Субтитры до 32 языков
• Меню и программные цепочки для интерактивности
• До 9 углов камеры для предоставления пользователю более широкого выбора
• Защита от цифрового и аналогового копирования
• Функция родительского контроля для защиты от детей

Большинство DVD включают также дополнительные материалы, которые не могут быть включены в VHS, такие как биографии, комментарии режиссёра, рассказ о создании фильма и т.д. Увеличивается число дисков, которые включают дополнительные возможности для DVD-ROM’ов, которые варьируются от ссылок на соответствующие веб сайты до игр, основанных на киноленте. Доступ к веб сайтам позволяет использовать диск в различных целях, так как информация на веб сайте может обновляться, тем самым дополняя видео, содержащееся на диске.

Спецификация DVD-Видео основана на DVD (DVD ROM) с файловой системой UDF Bridge (UDF — Universal Disk Filesystem — Универсальная дисковая файловая система). Следовательно, DVD-Видео может представлять собой диск DVD-5, DVD-10 или DVD-9 в зависимости от длины фильма и других факторов. Для всех дисков, продолжительность которых больше 133 минут используется DVD-9. DVD-10 имеет смысл использовать, когда на диске требуется разместить широкоформатную и pan & scan версии. Использование формата DVD-10 не рекомендуется для размещения на них материала с большой продолжительностью, так как диск требуется переворачивать для проигрывания второй стороны.
На обычный DVD-5 диск помещается около 2-х часов видео в наилучшем для данного формата качестве. Для DVD-9 и т.д. это время увеличивается, поскольку емкость диска возрастает. Существующие на данный момент емкости:

1. DVD-5 (Single-side single-layer disk) - односторонние однослойные диски с емкостью 4.7 Гбайт. Запись данных осуществляется только на одной стороне диска. Другая сторона может быть использована для художественного оформления программы на диске - этикетка. примерно 2 часа видео.
2. DVD-9 (Single-side double-layer disk) - двухслойные односторонние диски емкостью 8.5 Гбайт. Имеют два информационных слоя: внутренний, на поверхность которого наносится второй (внешний), информационный слой из специального полупрозрачного (для самофокусирующегося лазера) материала. Опять же, другая сторона может быть использована для художественного оформления программы на диске - этикетка. 4 часов видео
3. DVD-10 (Double-side single-layer disk) - двухсторонний диск с одним информационном слоем на каждой стороне. Обладает емкостью 9.4 Гбайт. Этикетка может быть выполнена в виде тоненького кольца внутри поверхности диска (как на виниловой пластинке). около 4,5 часа видео
4. DVD-18 (Double-side double-layer disk) - двухсторонний диск с двумя информационными слоями на каждой стороне. Имеет емкость 17 Гбайт. Этикетка тоже может быть выполнена в виде тоненького кольца внутри поверхности диска (как на виниловой пластинке) около 8 часов видео.

DVD-Видео диски содержат видео, аудио и другие данные, используя специфику структуры диска и структуры файлов и директорий. Внутри файлов данные организованы в виде потоков данных.

Структура файлов DVD-диска

DVD-Видео приложения (titles) представляют собой иерархическую структуру, показанную на рисунке ниже. DVD-Видео диск поделен на комплекты видео приложений (Video Title Sets — VTS) или, попросту говоря, видео приложений (Titles). На нём есть как минимум один Видео Менеджер (VMG — Video Manager) и один комплект видео приложений (VTS). Диск, содержащий фильм и документальные съёмки о его создании весьма вероятно будет поделен на два видео приложения. Диск, содержащий 6 серий телевизионной программы будет поделен на 6 видео приложений. Несмотря на это в обоих случаях можно иметь только одно видео приложение на диске:



Информация комплекта видео приложений (VTSI — Video Title Set Information) заключает в себе управляющие данные (Control Data) и видео объекты (Video Objects — Vob’s) для меню (если присутствует) и для самих видео приложений (неподвижные и видео). Каждый VOB (базовая файловая единица диска) включает видео, аудио, субтитры и навигационные данные. Когда проигрывается VOB, плеер не только последовательно проигрывает видео, но также следует навигационным командам для отображения меню, принятия команд от пользователя и т.д. Каждый VOB включает в себя отдельные ячейки (cells), связанные вместе при помощи Программных Цепочек (Program Chains — PGC), которые обеспечивают требуемую интерактивность, используя простой язык программирования, разработанный для DVD-Видео. PGC используются для регулирования проигрывания видео, аудио и субтитров в VOB’ах, отображения меню, и ввода и исполнения команд пользователя. Существует три типа PGC: последовательного проигрывания (sequential play), произвольного проигрывания (random play) и смешанного (shuffle play) проигрывания. Отдельные ячейки могут использоваться более чем одной PGC, которая может определять различные последовательности проигрыша видеоматериала, например для обеспечения бесшовного ветвления (seamless branching). PGC подчиняются набору команд для элементарного программирования, включающему математические и логические операторы, условные переходы, обратный отсчёт времени и т.д. Имеется 16 обычных регистров для более сложного программирования, и 16 системных регистров.

Файлы и директории:

VOB’ы и другие данные располагаются в директории VIDEO_TS. Таблица внизу показывает пример диска с одним комплектом видео приложений:

VIDEO_TS.IFO - Файл VMGI (Информация Видео Менеджера)
VIDEO_TS.VOB - VOB file для меню VMG
VIDEO_TS.BUP - Резервный файл VMGI
VTS_01_0.IFO - Файл VTSI (Информация Менеджера Комплекта Видео приложения)
VTS_01_0.VOB - Набор видео объектов для меню VTS
VTS_01_0.BUP - Резервный файл VTSI
VTS_01_1.VOB - Первый файл видеоролика из комплекта видео объектов ( Video Object Set’a)
VTS_01_2.VOB - Второй файл видеоролика из комплекта видео объектов
. . . . . .
VTS_01_n.VOB - Последний файл видеоролика из комплекта видео объектов (n не более 9)

Аудио, видео и субтитры могут содержатся не более чем в 9 VOB файлах, относящихся к данному видео приложению, каждый из которых по размеру не превышает 1 Гб. На DVD-5 будет не более 5 VOB файлов, относящихся к видео приложению, для DVD-9 могут потребоваться все 9.

Файлы VTS*.* могут повторяться для каждого комплекта видео приложений (VTS) и будут соответственно называться VTS_02*.*, VTS_03*.* и т.д. На каждый VTS будет приходиться один .IFO и .BUP файлы, плюс один или больше .VOB файлов.
Типовая структура файлов DVD-Видео приведена ниже:

Потоки данных DVD-Видео:

Для того чтобы отвечать требованиям стандарта, DVD-Видео диски разработаны для хранения аудио- видеопоследовательности, каждая из которых включает в себя потоки данных 4 типов:

1. Видео - Количество потоков: 1, Максимальный битрейт: 9.08 Мбит/с, Характеристика: MPEG-1 or MPEG-2 видео и неподвижные картинки
2. Аудио - Количество потоков: до 8, Максимальный битрейт: 6.144 Мбит/с, Характеристика: Допускается несколько аудио форматов для стерео и объёмного звука
3. Субтитры - Количество потоков: до 32, Максимальный битрейт: 3.36 Мбит/с, Характеристика: Методом кодирования длин серий ( run length encoding) 2 бит/пиксел
4. Навигационные - Количество потоков: 1, Максимальный битрейт: —, Характеристика: Программные Цепочки для обеспечения интерактивности

Максимальный битрейт — 9.8 Мбит/с для видео, аудио и субтитров (общий предел, включающий управляющую информацию — 10.08 Мбит/с). Для продолжительности в 133 минуты, средний битрейт — 4.7 Мбит/с.
Средний видео битрейт зависит от количества аудио потоков и от метода кодирования, но должен быть около 4 Мбит/с для качественного результата. Более высокий битрейт используется для того, чтобы достичь ещё более высокого качества видео.

Защита от копирования:

Для защиты авторских прав DVD-Видео диски могут быть защищены от записи, а также быть закодированными для проигрывания только в определённом(ых) регионе(ах). Защита от записи включает защиту от цифрового и аналогового методов копирования.

1. Защита от цифрового метода копирования.
Система шифрования материала (CSS — Content Scrambling System) используется для шифрования аудио/видео данных на DVD-Видео диске. Каждый комплект видео приложений может быть выборочно зашифрован при помощи уникального ключа. Каждому отдельному приложению назначен один Ключ Диска (Disk Key) и до 99 Ключей приложения (Title Keys), по одному на каждое видео приложение, которые хранятся на диске в шифрованной форме. Декодер получает исходные ключи путём расшифровки, и использует их получения данных в изначальном виде. Шифруются только видео данные. В DVD-ROM’ах декодер MPEG-2 обращается к устройству и получает необходимые ключи для расшифровки. Это гарантирует, что может использоваться только проверенное оборудование/программное обеспечение.
Ключи должны быть уникальными для каждого видео приложения, и шифруются организацией CSS Licensing Authority, и, обычно, шифрование осуществляется во время создания стеклянного мастер-диска.
Безопасность стоит на первом месте, поэтому используемые ключи и алгоритмы шифрования должны держаться в секрете. Только те компании, которые производят аппаратуру и программное обеспечение для кодирования и/или декодирования CSS, нуждаются в информации об используемых алгоритмах и системах.

2. Защита от аналогового копирования.
Система защиты от аналогового копирования фирмы Macrovision (APS — Analogue Protection System) основана на Macrovision версии 7.0 и используется для искажения композитного сигнала на видеовыходе, для предотвращения записи и просмотра на VHS. Это не распространяется на выходные сигналы RGB и YUV, для которых требуются иные методы, которые на данный момент исследуются.
Для того чтобы защитить DVD-Видео диск при помощи APS, владелец материала должен получить лицензию у Macrovision, а также дать указание студии, создающей диск, поставить параметр для включения APS при его проигрывании.

3. Региональное кодирование.
DVD-Видео, защищённые при помощи CSS, могут быть также закодированы для проигрывания в определённом регионе, например, чтобы предотвратить проигрывание диска, произведённого в США, в Европе, и наоборот. Это позволяет распространять фильмы в разное время в разных частях света. Было определено 6 регионов (или, так называемых, зон) для включения в них всех стран мира:

1. Бермуды, Каймановы острова, Канада, США и зависимые территории
2. Юго-Восточная Азия, Гонконг, Макао, Тайвань, Южная Корея
3. Карибский бассейн, Мексика, Центральная Америка, Южная Америка (за исключением Французской Гвианы), Океания
4. Китайская Народная Республика (за исключением Макао, Гонконга и Тайваня)
5. Африка (за исключением Египта и Южной Африки) Белоруссия, Казахстан, Киргизия, Монголия, Россия, Северная Корея, Таджикистан, Туркменистан, Узбекистан, Украина, Южная Азия
6. Европейский союз, Азербайджан, Албания, Андорра, Бахрейн, Босния и Герцеговина, Ватикан, Гернси, Гренландия, Грузия, Джерси, Египет, Йемен, Израиль, Иордания, Ирак, Иран, Исландия, Испания, Косово, Кувейт, Лесото, Ливан, Лихтенштейн, Македония, Молдавия, Монако, Остров Мэн, Норвегия, Объединенные Арабские Эмираты, Оман, Сан-Марино, Саудовская Аравия, Свазиленд, Сербия, Сирия, Турция, Фарерские острова, Французская Гвиана, Хорватия, Черногория, Швейцария, Южная Африка, Япония

Карта распределения зон в мире приведена ниже:

Технические видеостандарты, используемые в DVD-Видео: PAL, NTSC
В мире существует несколько стандартов цветного телевидения. Основные системы цветного телевидения — это SECAM, PAL, NTSC. Система SECAM принята в странах бывшего СССР, а также во Франции. Система PAL принята в странах западной Европы, кроме Франции. Система NTSC принята на американском континенте и в Японии. Стандарты PAL и SECAM были разработаны на основе единого стандарта черно-белого изображения и с возможностью приема нового телесигнала старыми телевизорами, поэтому частично совместимы друг с другом (одинаково кодируется развертка изображение и яркость, но по разному кодируется баланс цвета). Стандарт NTSC разрабатывался независимо от старого стандарта. В настоящий момент идет раработка, а в некоторых страннах введение цифровых стандартов, преимущество которых увеличенное разрешение картинки, увеличиная частота картинка, а также помехозащищенность сигнала. В России переход на цифорвое вещание планируется осуществить в 2010 году.

В DVD-Видео на данный момент используется два технических стандарта: PAL и NTSC.

PAL: Основной телевизионный стандарт в Европе (Россия, Франция - SECAM). Используется также в Великобритании, Австралии и Южной Африке. Название происходит от "Phase Alternate Line". Стандарт PAL использует метод добавления цвета к телевизионному сигналу черного и белого цвета. Создает на экране 625 строк с частотой 25 кадров в секунду. Аналогично системе NTSC использует чересстрочную развертку.
Здесь использована аналогичная амплитудная модуляция цветоразностных сигналов EU=0.877U и EV=0.493V с фазовым сдвигом на 90° , но через строку дополнительно производится изменение знака амплитуды составляющей EU. В результате при восстановлении в декодере цветовые составляющие надежно разделяются сложением/вычитанием сигналов цветности последовательных телевизионных строк, и паразитная яркостная модуляция приводит лишь к некоторому изменению цветовой насыщенности. Усреднение сигналов двух строк обеспечивает также повышение отношения сигнал/шум, но приводит к снижению вертикальной четкости в два раза. Впрочем частично последнее компенсируется увеличением числа телевизионных строк разложения.

NTSC: Спецификация на стандарт NTSC определена национальным комитетом стандартов в области телевидения (National Television Standards Committee). Отсюда и происходит название стандарта. Стандарт определяет метод кодирования информации в композитный видеосигнал. Согласно стандарту NTSC, каждый видеокадр состоит из 525 горизонтальных строк экрана, по которым каждую 1/30 секунды проходит электронный луч. При отрисовке кадра электронный луч делает два прохода по всему экрану: сначала по нечетным строкам, а потом по четным (чересстрочная развертка - interlacing). Обеспечивается поддержка 16 миллионов разных цветов. Разработаны разновидности стандарта NTSC "Super NTSC" и "16 х 9", которые входят в состав стандарта MPEG и стандарта разработки DVD.
При создании были выработаны основные принципы передачи цвета в NTSC. Здесь каждая телевизионная строка содержит составляющую яркости Y и два сигнала цветности EI = 0.737U - 0.268V , EQ=0.478U+0.413V. Здесь переход от осей цветового кодирования U, V к осям I, Q обусловлен необходимостью сужения ширины полос цветовых поднесущих всего до 0.5 Мгц (в NTSC используется самая узкая полоса видеосигнала). Поскольку глаз человека мелкие детали зеленого и пурпурного цветов (ось Q) воспринимает как неокрашеные (ось I - перпендикулярная к Q), то для сигналов EQ и EI это удается без дополнительных потерь в разрешении. Цветоразностные сигналы передаются путем амплитудной модуляции поднесущих на одной и той же частоте, но с фазовым сдвигом на 90° . Последнее обстоятельство является принципиально важным для разделения сигналов при приеме. Однако, из-за неизбежных нелинейных искажений в канале передачи поднесущие оказываются промодулированными сигналом яркости как по амплитуде, так и по фазе. В результате в зависимости от яркости участков изображений изменяются их цветовой тон. Например, человеческие лица на изображении окрашиваются в красноватый цвет в тенях и в зеленоватый - на освещенных участках. Это и является основным недостатком системы NTSC.

Оcновные форматы кодирования звука в DVD-Видео: AC3, DTS, LPCM, MPEG-1 Layer II
На DVD-Video диске возможно использование звука в четырех форматах: Dolby Digital (AC3), DTS, MPEG-1 Layer II (только для PAL-зоны) и LPCM. Все форматы записи звука для DVD-Video поддерживают частоту дискретизации звука не менее чем 48 000 Гц и разрядностью не менее 16 бит.

Dolby Digital (AC3)

Большинство людей считают в силу исторических причин, что термином Dolby Digital обозначается обязательно многоканальная звуковая дорожка к фильму, и само слово Dolby стало синонимом многоканального звука в домашнем кинотеатре, так же как слово Xerox стало синонимом копира. На самом деле это не так. Dolby Digital в первую очередь есть стандарт сжатия звука и только во вторую очередь стандарт на многоканальную звуковую дорожку. Звуковая дорожка к фильму в формате Dolby Digital может бы моно, стерео и многоканальной (5.1). Для любительских фильмов в основном применяется стереодорожка, поскольку именно стереозвук записывает любая видеокамера. Основное достоинство Dolby Digital для использования на любительских DVD-Video дисках - этот формат понимается любым DVD-плейером в мире и обеспечивает по сравнению с MPEG-1 Layer II лучшее качество звучания при той же скорости потока (bitrate). Скорость потока для Dolby Digital находится в диапазоне от 64 Кбит/с до 448 Кбит/с Общеупотребительными скоростями потока являются 192 Кбит/с для стереодорожки и 384 Кбит/с для 5.1 звука.

DTS

DTS (Digital Theater System - Система цифрового театра). Относительно новый формат сжатия звука. Применяется как в стерео (но крайне редко), так и в многоканальном варианте, и отличается от Dolby Digital лучшим качеством звучания, за которое приходится платить более высокой скоростью потока. Количество каналов в многоканальном варианте может быть от 6 (5.1) до 8 (7.1). Декодер DTS не обязателен для DVD-плейера, поэтому DTS-звуковая дорожка не может быть единственной на диске. Допустимая скорость потока 64 - 1536 Кбит/с. Обычно DTS-формат используется со скоростью потока от 754.5 Кбит/с до 1509.25 Кбит/с для 5.1 каналов и от 377 Кбит/с до 754 Кбит/с для стерео.

LPCM

LPCM расшифровывается как Linear PCM или линейный РСМ (англ. Pulse Code Modulation). Такое название придумано в основном для того, чтобы отличить РСМ-формат аудиокомпакт-диска с частотой дискретизации 44.1 кГц от РСМ на DVD-Video диске с частотой дискретизации 48 кГц и более. LPCM представляет собой единственный формат записи звука без сжатия, применяемый на DVD-Video дисках. Обеспечивает наивысшее по сравнению с другими аудио форматами качество звука, но расплатой за него является высокая скорость потока и соответственно, большой объем, занимаемый LPCM звуковой дорожкой на DVD-Videо диске. LPCM-звук применяется в основном на коммерческих DVD-Video дисках для записи концертов, мюзиклов, музыкальных кинофильмов, т.е. там, где есть высокие требования к качеству звучания. Строго говоря, DVD-спецификация поддерживает до 8 каналов LPCM-звука одновременно, но DVD-плейеров с поддержкой такого режима нет.

MPEG-1 Layer II

Этот способ сжатия звука поддерживается только на дисках с PAL-фильмами и понимается только DVD плеерами с поддержкой PAL, причем коммерческие DVD Video диски с такой звуковой дорожкой практически не выпускаются. Обеспечивает не лучшее по сравнению с Dolby Digital качество звука и может использоваться только для записи стерео звуковой дорожки. Допустимая скорость потока 64 - 384 Кбит/с.

Понятие "Aspect Ratio" (соотношение сторон кадра)
Aspect ratio - соотношение сторон экрана или соотношение ширины и высоты кадра

Основные типы соотношения сторон:

1,33:1=4:3
С 1910 года фильмы имели соотношение сторон экрана 4:3 (4 единицы в ширину к 3 единицам в высоту; иногда ещё записывается как 1,33:1 или просто 1,33). На сегодняшний день стандартное соотношение для алгоритма сжатия MPEG-2, телевидения стандартного разрешения, любительских видеокамер и 16-мм кинокамер

1,37:1
С появлением звука в кинематографе соотношение слегка увеличилось, поскольку теперь на плёнке записывалась и оптическая фонограмма. Это привело к изменению размеров кадра и новому соотношению 1,37:1. Но в 1950-х годах это представление в корне изменилось. Это было вызвано в первую очередь широкой популярностью телевизионного вещания в США и резким падением доходов от кинопроизводства и кинопроката. Конкуренция с чёрно-белым телевидением привела к почти полному переходу кинопроизводства на цветную плёнку и к увеличению производства киноспектаклей, поставленных с большим размахом, а затем и к увеличению размеров киноизображения.

1,66-1,85:1
Кинокомпания «Парамаунт» (англ. «Paramount Pictures») предложила в 1954 году свою систему съёмок и проекции на больших и широких экранах. Система «Вистави?жн» (англ. Vistavision Motion Picture High-Fidelity) использовалась до 1962 года. «Виставижн» использовала 35-миллиметровый негатив с горизонтальным расположением кадра и шагом в 8 перфораций. Соотношение ширины к высоте в фильмах снятых по этой системе 1,66—1,85:1.

1,78:1=16:9
Формат видео изображения на экранах HD - High Definition. Соотношение сторон на жидкокристалическом телевизоре - называемое 16:9

2,2:1
В 1953 году, кинокомпанией «XX Century Fox» был внедрён стандарт «Синемаско?п» (англ. «CinemaScope»), позволивший с помощью т. н. анаморфотной насадки для кинокамеры использовать стандартную 35-миллиметровую плёнку и стандартное киносъёмочное и кинопроекционное оборудование с незначительными модификациями. Система использовала четырёхканальный стереофонический звук с магнитных дорожек, нанесённых по краям плёнки и между перфорациями и изображением. Соотношение ширины и высоты кадра в системе «Синемаскоп» составляло 2,55:1

2,39 (2,40):1
В 1970 году в связи с широким распространением камер и оптики для съёмок системы «Панави?жн» (англ. «Panavision») высота кадра была немного уменьшена, и формат приобрёл окончательное соотношение 2,39 (2,40):1

2,6:1
Чтобы приблизить форму кадра к естественному полю зрения человека (и, следовательно, усилить восприятие фильма), кинокомпанией «Синерама» была изобретена и коммерчески внедрена система трёхплёночной киносъёмки и кинопроекции на специальных, сильно изогнутых огромных экранах шириной до 30 метров с соотношением ширины и высоты кадра 2,6:1. Система «Синера?ма» предусматривала высококачественный способ записи и воспроизведения стереофонического семиканального звука с отдельной 35-миллиметровой синхронизированной магнитной фонограммы.

2,71:1
В 1957 году «Метро-Голдвин-Майер» совместно с фирмой «Панавижн» разработала систему «MGM Camera 65», которая в дальнейшем стала называться «Ultra Panavision». Система была идентична «Тодд-АО» (65/70), но использовала анаморфотную оптику при съёмке и проекции, увеличивая соотношение ширины к высоте до 2,71:1

В 1959 году «Панавижн» приобрела отдел киносъёмочной техники студии MGM. В том же году появилась система «Super Panavision 70», которая была практически копией «Тодд-АО», но использовала значительно более компактные камеры

Существуют экспериментальные фильмы с иным соотношением сторон экрана (например, круговая панорама с обзором 360°). Всё это, безусловно, призвано глубже погрузить зрителя в атмосферу фильма и усилить впечатление от его просмотра.

Субтитры: использование, характеристики, форматы
Субтитры (от фр. sous-titres — подписи) - текстовое сопровождение видео, на языке оригинала или переводное, дублирующее и иногда дополняющее, например для слабослышащих или глухих зрителей, звуковую дорожку фильма или передачи. В субтитрах отражена прежде всего речь людей и персонажей в кадре. Обычно субтитры оформляют как текст, написанный шрифтом среднего размера и расположенный в нижней части экрана при просмотре видео. Слово «субтитр» означает текст, который отображается на экране в любой момент просмотра.

Субтитры необходимы не только слабослышащим или глухим людям, иногда субтитры содержат дополнительную информацию о происходящем на экране, например комментарии к фильму, объяснение сложных для понимания терминов, названий и др. Субтитры часто используют для просмотра фильмов с оригинальной звуковой дорожкой, то есть без дубляжа. Во многих странах это обычный способ просмотра иностранных фильмов и телепередач, а дубляж используется только в фильмах для детей, поскольку дублирование намного дороже создания субтитров. В Западной Европе дублирование используется, в основном, только в Германии, Испании, Италии и Франции, что исторически было связано с более широкими возможностями цензуры. Тем не менее и в этих странах субтитры становятся всё более популярными.

Субтитры различаются по степени детализации событий. Обычно субтитрируются только реплики персонажей. Если субтитры служат для перевода фильма, то в них комментируются и надписи, появляющиеся в кадре. В том же случае, когда субтитры создают для людей с ограничениями слуха, часто в них фиксируют и важные звуковые события: например, в тот момент, когда герой фильма ужасов слышит зловещий скрежет, может появиться субтитр «(зловещий скрежет)». Такие субтитры в США называются closed captions, поскольку они кодируются для возможной активации в телевизионных приёмниках, в отличие от обычных субтитров (subtitles, или open captions), которые либо отображаются по умолчанию, либо могут быть включены через меню DVD.
Субтитры могут быть включены в видеоряд, наложены поверх изображения или получены из отдельного файла с их текстом. Обычно DVD с фильмами содержат субтитры к ним. Распространено создание кустарных субтитров, так называемый фэнсаб. Такие субтитры распространяются либо вместе с видео (вшитые cубтитры, часто также жесткие от англ. hardsubs), либо в виде отдельных файлов (внешние, отключаемые, иногда мягкие субтитры).

Разновидности цифровых субтитров:
Субтитры к видео в цифровой форме (DVD-video, MPEG-2, MPEG-4) могут быть:

• вшитые (от англ. Hard subtitles, также называются жёсткими) — изображение с текстом субтитров накладывается на исходное видео при процессе создания итогового файла (кодировании). Такие субтитры не накладывают никаких дополнительных требований на плееры, но их невозможно отключать, и они ухудшают качество кодируемого видео из-за увеличения мелких контрастных деталей в кадре. Качество и сложность вшитых субтитров могут быть максимальными, поскольку их создание может происходить значительно дольше и скрупулёзнее, чем их просмотр
• пререндеренные (от англ. prerendered subtitles) — субтитры представляют собою уже готовые изображения, хранящиеся раздельно от видео (хотя, быть может, и в одном файле с ним). Такие субтитры требуют поддержки со стороны плееров, обычно не слишком высокого качества (из-за того, что для хранения таких субтитров используются растровые форматы с малым количеством цветов, что не позволяет выполнять антиалиасинг шрифтов), однако не имеют проблем с представлением текстов на разных языках, и не создают чрезмерной нагрузки на плеер. Именно в таком виде находятся субтитры на DVD-video
• программные (также называемые мягкими — жарг. от англ. soft subtitles) — субтитры, представляющие собою текст, зачастую с элементами разметки (размер, цвет, гарнитура, положение на экране). Предъявляют, по сравнению с остальными вариантами, более высокие требования к воспроизводящему оборудованию (программе) в связи с необходимостью отрисовывать шрифты (обычно векторные) и возможные эффекты в реальном времени. Также у некоторых форматов существуют проблемы с представлением текста на нескольких языках из-за использования одной однобайтной кодировки. С появлением прогрессивных форматов видео-контейнеров (mkv, mp4, ogm), появилась возможность встраивать субтитры отдельным потоком, наряду с потоками видео, аудио и пр. в файл-контейнер. Данный подвид субтитров также можно программно включать, отключать, переключать. Отдельным плюсом можно отметить отсутствие необходимости во внешних файлах-субтитрах

Одним из главных преимуществ пререндеренных и программных субтитров является возможность наличия нескольких переводов (например, для нескольких языков), а также возможность отключать субтитры (что невозможно для вшитых субтитров).

Субтитры так же подразделяются на две категории по форме, в которой хранятся:

1. Внешние — представляют собою один или несколько отдельных файлов, обычно с именем полностью или частично совпадающим с именем видео-файла, но с другим расширением: SRT, SUB, TXT
2. Встроенные (также называемые внутренними) — находятся в одном файле с видео

Популярные форматы внешних субтитров:

• srt — текстовый формат субтитров программы SubRip. Изначально не поддерживал элементов оформления текста, в дальнейшем был расширен поддержкой цветов и начертаний символов (курсив, жирность текста)
• smi (smil) — текстовый формат субтитров, основанный на SGML. Предусматривает практически все возможности для оформления текста, поддерживаемые стандартами HTML и CSS
• s2k — текстовый формат субтитров программы Sasami
• ssa — текстовый формат субтитров программы Sub Station Alpha. Предусматривает задание цвета, положения символов, размер букв, гарнитуру; позволяет применять сложные видео-эффекты в отношении символов (затенение, движение, повороты и т. д.); может содержать текст в нескольких различных кодировках
• ass — текстовый формат субтитров Advanced Sub Station Alpha (впервые реализовано в программе Medusa), дальнейшее развитие формата ssa
• sub/idx — двоичный формат пререндеренных субтитров для программы VobSub. Иногда называются «субтитрами формата Vobsub», хоть это и не очень верно. Представляют собой графические субтитры, извлеченные из DVD (например, при помощи DVD Decrypter-а)

Для кинофильмов и домашнего видео (VHS) с записью в SECAM и PAL единственной формой субтитров могут быть жёсткие, то есть наложенные на изображение ещё до момента записи носителя. Для телевизионного показа и домашнего видео в формате NTSC существует особая система субтитров Closed Captions, предназначенная для слабослышащих и глухих людей. Также субтитры могут передаваться в форме телетекста. Фильмы на DVD в формате NTSC могут помимо пререндеренных субтитров содержать ещё и Closed Captions.