ح.264. شفت. VP9. إذا كانت هذه المصطلحات لا تعني شيئًا بالنسبة لك، فأنت لست وحدك. كل منها عبارة عن نوع من برامج ترميز الفيديو. على الرغم من أنهم مسؤولون عن كل ثانية من مقاطع الفيديو التي نشاهدها عبر الإنترنت أو على شبكة الإنترنت بلو راي، معظم الناس يجلسون في المنزل يشاهدون نيتفليكس على هم روكوس أو أجهزة التلفاز الذكية ليس لديهم سبب للتفكير فيهم.
محتويات
- ما هو برنامج الترميز؟
- ما قصة كل تلك الحروف؟
- لماذا يجب أن أهتم ببرامج الترميز؟
- حسنًا، ما الذي تغير؟
- ماذا يعني كل هذا بالنسبة لي؟
- المستقبل مشرق
ومع ذلك، فإن التطورات الأخيرة في عالم الترميز ستجلب بعض التغييرات المثيرة في طريقة عمل بث الفيديو، إلى جانب بعض المخاطر المحتملة. إليك كل ما تحتاج إلى معرفته.
مقاطع الفيديو الموصى بها
ما هو برنامج الترميز؟
قبل أن نبدأ، دعونا نناقش بسرعة ما هي برامج الترميز، ولماذا يبدو أن هناك العديد من الطرق المختلفة لتصنيفها.
إذا كنت تعرف الكثير عن هذه الأشياء، فربما تقفز لأعلى ولأسفل، وتصرخ، "توقف عن الخلط بين برامج الترميز وتنسيقات ترميز الفيديو، فهي ليست نفسها!" أنت على حق، إنهم مختلفون. لكن بالنسبة لمعظم الناس، هذا التمييز لا يعني الكثير، لذلك سنلتزم بمصطلح برنامج الترميز، مع اعتذارنا للمجتمع التقني.
كلمة الترميز هي عبارة عن كلمة بورتمانتو - وهي كلمة تجمع بين كلمتين أخريين - من "تشفير" و"فك تشفير". ويصف أ طريقة أخذ نوع معين من الملفات (في هذه الحالة ملف فيديو) وتغييره من خلال عملية ترميز. يمكن أن يحقق التشفير الكثير من الأشياء، ولكنه عادةً ما يجعل الملف أصغر باستخدام تقنيات الضغط.
بالطبع، بمجرد تشفير الملف وإرساله عبر الإنترنت أو تخزينه على قرص، يجب أيضًا فك تشفيره بواسطة أيًا كان الجهاز أو التطبيق المسؤول عن تشغيل الفيديو، ويصف برنامج الترميز طريقة القيام بهذا الجزء أيضاً.
إذا كنت على دراية بتنسيق MP3، فأنت بالفعل خبير في برامج الترميز حتى لو لم تكن تعرف ذلك. إن تنسيق الصوت MP3 الذي سيطر على عالم الموسيقى منذ أكثر من 20 عامًا هو في الواقع برنامج ترميز صوتي يمكنه تقليص المسار الصوتي للقرص المضغوط إلى أقل من عُشر حجمه الأصلي.
ما قصة كل تلك الحروف؟
كمعايير تقنية، تميل برامج الترميز إلى إعطاء نوع التسميات التي لا يمكن إلا للمهندس أن يحبها. تعتبر H.263 وH.264 وH.265 كلها أمثلة على هذه التسميات. ولكن إلى جانب تسمياتها الرسمية، غالبًا ما تُعطى برامج الترميز اسمًا مألوفًا مثل "عالية الكفاءة". ترميز الفيديو"، والذي يتم اختصاره بشكل طبيعي إلى HEVC (الأمر كله يتعلق بتصغير حجم الأشياء، يمين؟).
المثال الأكثر شهرة لمعيار تقني يُعطى اسمًا مألوفًا هو IEEE 802.11. بالنسبة لمعظمنا، نعرفها ببساطة باسم "Wi-Fi".
لماذا يجب أن أهتم ببرامج الترميز؟
بصراحة، الأشخاص الوحيدون الذين يجب أن يهتموا حقًا ببرامج الترميز هم المهندسون الذين يقومون بتطويرها وشركات الأجهزة والبرامج وخدمات البث التي تحتاج إلى تنفيذها.
لكن برامج الترميز يمكن أن يكون لها تأثير مباشر على جودة الفيديو الذي نشاهده، وكمية البيانات التي يستخدمها الفيديو على خطط بيانات الهاتف المحمول أو المنزل، وعلى خياراتنا عندما نذهب لشراء جهاز تلفزيون جديد أو جهاز بث الوسائط.
على هذا النحو، من المفيد مراقبة التطورات في عالم برامج ترميز الفيديو للتأكد من قدرتك على الاستفادة من أحدث المزايا التي تقدمها.
حسنًا، ما الذي تغير؟
يمكنك التفكير في تطور برامج الترميز في عالم الصوت والفيديو على أنه سعي لا ينتهي لإيجاد طرق أكثر فعالية لتقليل حجم ملف معين مع الحفاظ على جودته.
آخر إنجاز كبير في هذا المسعى حدث في عام 2013 عندما ظهر H.265 - المعروف باسم HEVC - لأول مرة. لقد كان يتميز بالقدرة على أخذ ملف فيديو وضغطه إلى نصف الحجم الذي يمكن أن يحققه أفضل برنامج ترميز سابق (H.264 AVC)، وقد فعل ذلك دون أي خسارة في الجودة.
بالقيمة الحقيقية، هذا يعني أنه إذا قمت ببث ملف 4K دقة الفيديو باستخدام H.264، سيتطلب عرض نطاق ترددي يبلغ 32 ميجابت في الثانية. باستخدام HEVC، يحتاج نفس الفيديو إلى حوالي 15 ميجابت في الثانية فقط.
لكن عمر HEVC الآن سبع سنوات (مما يعني أن التكنولوجيا نفسها لا تزال أقدم) وحان الوقت لتمرير الشعلة إلى جيل جديد من برامج الترميز.
H.266 ففك
ترميز الفيديو متعدد الاستخدامات H.266 (VVC) هو من بنات أفكار معهد Fraunhofer Heinrich Hertz، وهي نفس المجموعة التي طورت تنسيق الصوت MP3 الشهير، بالإضافة إلى AVC وHEVC. يُشار إليه أيضًا باسم ترميز الفيديو المستقبلي (FVC) - على محمل الجد، كم عدد الأسماء التي يمكننا استخدامها لنفس التقنية؟ — يمكن لـ VVC تقليل عرض النطاق الترددي المطلوب لمقطع فيديو معين بنسبة 50% إضافية عبر HEVC.
في مثال مقدم من Fraunhofer، باستخدام HEVC، ستحتاج إلى 10 غيغابايت من البيانات لنقل فيديو بدقة 4K مدته 90 دقيقة. مع VVC، لا يلزم سوى 5 جيجابايت من البيانات لتحقيق نفس الجودة.
قامت Fraunhofer HHI بتطوير VVC بدعم من العديد من شركات الإلكترونيات الرائدة، بما في ذلك Apple وEricsson وIntel وHuawei وMicrosoft وQualcomm وSony. تم الانتهاء من المعيار في 7 يوليو 2020.
AV1
يعمل بالتوازي مع تطوير VVC AV1، برنامج الترميز الذي يتم تطويره بواسطة التحالف من أجل الإعلام المفتوح (AOM)، وهي منظمة غير ربحية تضم في عضويتها أمازون، وأبل، فيسبوكوGoogle وSamsung، وربما على وجه الخصوص، Netflix.
يُقال إن AV1 يوفر متوسطًا يصل إلى 30% في عرض النطاق الترددي عبر HEVC - ولكن من المحتمل أن يصل إلى 40%.
لماذا نحتاج إلى AV1 إذا كان VVC أكثر كفاءة؟ حسنًا، أحد الأسباب الكبيرة هو المال. AV1 خالي من حقوق الملكية، مما يعني أن أي شخص حر في استخدامه دون دفع سنت واحد. من ناحية أخرى، يتطلب VVC ترخيصًا مدفوعًا.
إذا لم يكن التوفير في التكاليف الذي ينطوي عليه كونه خاليًا من حقوق الملكية ميزة كافية بالفعل لـ AV1، فإنه يتمتع بميزة أخرى في جعبته: لقد قامت Netflix بالفعل بدأت في استخدام AV1 بسعة محدودة عند التدفق إلى ذكري المظهر الأجهزة. عندما تدعم أكبر قوة في بث الفيديو التكنولوجيا الخاصة بك، فهذه علامة جيدة على أنه سيتم اعتمادها على نطاق واسع من قبل الآخرين.
على الرغم من مزاياه، فإن الطريق إلى الأمام لـ AV1 قد لا يكون خاليًا من العوائق. على الرغم من أن AOM لديها أعلن أن برنامج الترميز خالي من حقوق الملكية، هناك بعض التساؤلات حول ما إذا كان لديه القدرة على إصدار هذا الإعلان أم لا.
سيسفيل، وهو كيان يمتلك أو يحتفظ بحقوق العديد من براءات الاختراع التكنولوجية، يدعي أن AV1 ليست خالية من حقوق الملكية وقد أنشأ موقعًا تبيع تراخيص AV1. والحجة هي أن AV1 تم إنشاؤه على رأس بعض حقوق الملكية الفكرية (IP) الخاصة بـ Sisvel - بالإضافة إلى الملكية الفكرية للشركات الأخرى التي انضمت إلى Sisvel - وبالتالي لا يمكن أن تكون خالية من الترخيص مصاريف.
وبالنظر إلى أن برنامج الترخيص المجزأ وسوء التنفيذ ساهم في ضعف استيعاب ترميز HEVC، فقد يواجه AV1 عقبات مماثلة إذا قامت AOM وSisvel لا يمكن حل خلافاتهم.
مبيغ-5 إي في سي
أخيرًا، قامت مجموعة خبراء الصور المتحركة (MPEG) - نفس الأشخاص الذين أنشأوا معيار MPEG-2 المستخدم لجميع عمليات البث التلفزيوني الرقمي ATSC - بوضع اللمسات الأخيرة على برنامج الترميز من الجيل التالي، ترميز الفيديو الأساسي (EVC) MPEG-5.
وقد وافقت عليه شركات هواوي وكوالكوم وسامسونج بالفعل، والتزمت بالإعلان عن شروط الترخيص الخاصة بها خلال العامين المقبلين. مثل VVC وAV1، تعد EVC بكفاءة أكبر عبر HEVC — ما يصل إلى 25% أقل من النطاق الترددي المطلوب — ولكن EVC تتخذ طريقًا مختلفًا للوصول إلى هناك. بدلاً من إنشاء نظام ترميز فيديو جديد تمامًا، فإنه يطبق تقنيات ترميز جديدة على برامج الترميز الموجودة مثل AVC وHEVC وحتى AV1.
ماذا يعني كل هذا بالنسبة لي؟
في الوقت الراهن... لا شيء. عذرًا، نعلم أن هناك الكثير من المعلومات التي يجب معالجتها للحصول على مثل هذه المكاسب الصغيرة، ولكن إليك نظرة على سبب عدم توقعنا أن يكون لبرامج الترميز الجديدة هذه تأثير في أي وقت قريب.
على الرغم من أن عمره الآن 17 عامًا، إلا أن H.264 AVC لا يزال يتمتع بجزء كبير من سوق برامج ترميز الفيديو: 82% اعتبارًا من عام 2018 وفقا لتقدير واحد على الأقل. وعلى النقيض من ذلك، تمتعت شركة HEVC بنسبة 12% فقط في نفس العام.
لقد تم إثبات فشل HEVC في الحصول على قطعة أكبر من الكعكة خلال وجودها الذي دام سبع سنوات في الغالب إلى شروط الترخيص التي وصفها البعض بأنها معقدة وغير عادلة مُنفّذ.
من الواضح أن VVC يمثل قفزة كبيرة إلى الأمام من وجهة نظر التكنولوجيا، لكن المراقبين أشاروا بالفعل إلى أنه يمكن أن يعاني من نفس مصير HEVC على الرغم من التزام شركة Fraunhofer HHI بنموذج ترخيص موحد وشفاف يعتمد على مبدأ FRAND (أي عادل ومعقول وعادل) غير تمييزية).
كل من VVC وAV1 قادران على تقديم مكاسب الكفاءة المذهلة لأنهما يعتمدان على خوارزميات ثقيلة حسابيًا. بمعنى آخر، أي جهاز تشغيل مثل التلفزيون الذكي أو مشغل الوسائط المتدفقة متوافق مع برامج الترميز الجديدة هذه سيتعين عليها أن تحزم بعض القدرة الحاسوبية الجادة - ربما أكثر بكثير من قدرة الجيل الحالي من الأجهزة ل.
إذا كنت من Netflix أو أي مزود آخر للبث المباشر أو مقاطع الفيديو المستندة إلى الأقراص، فمن المحتمل ألا يكون ذلك منطقيًا لتقديم دعم واسع لبرنامج الترميز الجديد حتى يتمكن عدد كبير من عملائك من الاستفادة منه هو - هي.
المستقبل مشرق
دعونا نترك ملاحظة إيجابية. على الرغم من العقبات المالية والتكنولوجية التي تواجه برامج ترميز الفيديو الجديدة هذه، بمجرد أن يهدأ الغبار والبدء في نشرها، سيكون أمرًا جيدًا جدًا للأشخاص الذين يرغبون في الاستمتاع بدقة 4K و8K تقرير التنمية البشرية، أو أيًا كان الشيء الكبير التالي في الفيديو.
أكبر فائدة لبرامج الترميز الأكثر كفاءة هي أنها يمكنها تقديم نفس الصورة عالية الجودة التي اعتدنا عليها، ولكن مع نطاق ترددي أقل.
إذا كانت باقة الإنترنت المنزلية الخاصة بك لا تأتي مع بيانات غير محدودة، فهذا يعني أنك ستتمكن من بث ضعف عدد الأفلام بدقة 4K قبل أن تصل إلى الحد الأقصى. بمجرد أن تصبح أفلام 8K سائدة، فإنها لن تشكل استنزافًا كبيرًا لسعة الشبكة (وخطة البيانات الخاصة بك) كما لو شاهدتها باستخدام برامج الترميز الحالية.
وبقدر ما يكون ذلك رائعًا بالنسبة لأولئك الذين يعيشون في المنزل، فهو أكثر أهمية بالنسبة لمستخدمي الأجهزة المحمولة الذين عادةً ما يكون لديهم بيانات أكثر تقييدًا.
من الممكن أيضًا أن يؤدي استخدام برامج الترميز الجديدة هذه إلى خفض أسعار الاشتراك في الوسائط المتدفقة. قد يكون هذا مفرطًا في التفاؤل، ولكن ضع في اعتبارك ما يلي: إذا قامت Netflix بتحويل مكتبة المحتوى الخاصة بها بالكامل إلى مقاطع الفيديو التي تحتوي على مقاطع فيديو إذا تم ترميزه باستخدام VVC، فلن يؤدي ذلك إلى تقليل عرض النطاق الترددي للشبكة بمقدار النصف فحسب، بل سيقلل احتياجات التخزين الخاصة به بمقدار النصف أيضًا أيضاً.
هل ستقوم بتمرير هذه المدخرات إلى عملائها؟ سيكون من الرائع لو حدث ذلك... ففي نهاية المطاف، لماذا لا يؤدي ضغط الفيديو بشكل أفضل إلى تقليل فواتيرنا الشهرية أيضًا؟
تم التحديث في 31 يوليو 2020: تمت إزالة الإشارات إلى AV1 كتقنية مفتوحة المصدر، وتم توضيح أن AV1 هو تعتبر خالية من حقوق الملكية من قبل تحالف وسائل الإعلام المفتوحة وأن Sisvel قد أنشأت برنامج ترخيص لAV1.
توصيات المحررين
- كيف نختبر أجهزة استقبال AV