راهنمای OTT برای کدک ها، فرمت های کانتینر و رمزگذاری

اگر عنوان این مقاله از قبل سرتان را به درد(head hurt) نمی آورد ، بقیه آن قطعاً دردناک خواهد شد. خوب(Well) ، امیدوارم بتوانم آن را طوری توضیح دهم که برای افراد غیر فنی منطقی باشد. من این مقاله را در مورد video/audio codecs becauseI می نویسم زیرا زمانی که روزی سعی کردم آن را برای یکی از دوستان(friend one) توضیح دهم، دچار سردرگمی شدم .

کدک دقیقا چیست؟ می دانم که برای پخش یک فیلم اینجا و آنجا به آن ها نیاز داری، اما واقعاً این چه کاری است؟ چیزی که واقعاً مرا گیج کرد، تمام عباراتی بود که در مورد آنها شنیده بودم، اما هرگز واقعاً متوجه نشدم: H.264 ، DivX ، MP4 ، AVI ، MPEG-2 ، AVCHD ، AAC ، OGG ، MKV ، و غیره، و غیره. آیا اینها همه کدک بودند؟ پس از مطالعه و یادگیری(reading and learning) زیاد ، متوجه شدم که دنیای کدک های صوتی و تصویری(audio and video codecs) و فرمت های ظرف(container format) s بسیار گیج کننده است. در واقع، من واقعاً حتی تفاوت بین کدک و فرمت کانتینر را نمی دانستم(container format)تا اینکه شروع به تحقیق کردم

من وارد جزئیات نمی شوم، فقط به این دلیل که موضوع خیلی سریع شروع به کوتاه شدن می کند. آیا واقعاً برایتان مهم است که 1 ساعت ویدیوی 1080p فشرده نشده RAW 60 فریم در ثانیه تقریباً 500 گیگابایت (RAW)فضای ذخیره سازی را(storage space) مصرف کند ؟ احتمالا نه.

کدک چیست؟

بنابراین کدک دقیقا چیست و چه کاری انجام می دهد؟ به ساده‌ترین عبارت ممکن، یک کدک یک رمزگذار/رمزگشا یا در شکل اصلی آن، یک کمپرسور (co) – decompressor (dec) است. بنابراین این دقیقاً همان کاری است که یک کدک انجام می دهد: یک فایل دیجیتالی را می گیرد و آن را فشرده (یا رمزگذاری می کند) برای ذخیره سازی و از حالت فشرده خارج می کند (یا رمزگشایی می کند) برای مشاهده یا رمزگذاری. کمی بعداً به شما خواهم گفت که رمزگذاری چیست، بیایید خودمان را زود گیج نکنیم.

نکته مهمی که باید درک کرد این است که یک کدک به نوعی مانند مشخصاتی است که نشان می دهد جریان بیت چگونه باید به نظر برسد. بیت استریم چیست؟ برای اینکه خیلی فنی نباشیم، ترتیب بایت ها باید برای آن کدک خاص چگونه باشد. هر کدک دارای مجموعه ای از دستورالعمل ها است. به عنوان مثال، می تواند عرض، ارتفاع، نسبت تصویر و غیره را مشخص کند. این صفحه را ببینید، اما زیاد مطالعه نکنید وگرنه سرتان درد می کند:

http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/Multimedia/node262.html

از آنجایی که این یک مشخصات است، راه های زیادی برای تبدیل داده ها به آن فرمت وجود دارد. بنابراین(Hence) ، رمزگذارهای زیادی برای یک کدک وجود دارد. در بخش کدک های محبوب(Popular Codecs section) در زیر بیشتر در مورد رمزگذارها توضیح خواهم داد .

پس چرا ما حتی به این همه فشرده سازی و رفع فشار(compression and decompression) نیاز داریم ؟ خوب(Well) همانطور که در بالا ذکر کردم، یک فایل RAW فشرده نشده 1080p تقریباً 500 گیگابایت برای تنها یک ساعت است. اگر همه چیز در آن فرمت ضبط شده باشد، برای ذخیره تمام ویدیوهای خانوادگی خود به مرکز داده خود نیاز دارید. اینجاست که فشرده سازی وارد عمل می شود. انواع مختلفی از فشرده سازی وجود دارد که به انواع مختلفی از کدک ها تبدیل می شود. بنابراین برخی از کدک های محبوب چیست؟

کدک های محبوب

H.264  (MPEG-4 Part 10 AVC) – این به طور رسمی به عنوان MPEG-4 Part 10 نیز شناخته می شود ، اما H.264 چیزی است که معمولاً می شنوید. بله، چندین نام نیز برای یک چیز وجود دارد. H.264 محبوب ترین فرمت برای رمزگذاری ویدیوها است. H.264 بهترین های دنیا را ارائه می دهد: اندازه فایل های کوچکتر با کیفیت بالاتر.

باز هم(Again) ، به یاد داشته باشید، H.264 فقط یک کدک است، شما هیچ فایلی با پسوند .h264 پیدا نخواهید کرد. فرمت های کانتینر برای این کار هستند که در قسمت زیر توضیح خواهم داد. این کدک در همه جا از گوشی های هوشمند گرفته تا دوربین های فیلمبرداری دیجیتال و دیسک های بلوری استفاده می شود(Blu-ray discs) . همچنین امروزه برای ارائه بسیاری از ویدیوهای وب استفاده(web video today) می‌شود، زیرا می‌تواند کیفیت تصویر(image quality) عالی را با نسبت فشرده‌سازی(compression ratio) بالا و نرخ بیت(bit rate) کم به شما ارائه دهد ، به این معنی که فشار کمتری بر سرورهای پخش جریان دارد.

همچنین به شدت پشتیبانی می شود و احتمالاً برای مدت طولانی محبوب ترین کدک خواهد بود. این توسط اپل(Apple) ، یوتیوب(YouTube) ، HTML 5 و حتی در Adobe Flash پشتیبانی می شود.

تنها نقطه ضعف H.264 این است که الگوریتم های فشرده سازی آن بسیار خوب است که رمزگذاری یک ویدیو در این فرمت بسیار کندتر است. وقتی در زیر در مورد رمزگذاری صحبت کنیم، بیشتر در مورد آن خواهید فهمید.

همانطور که در بالا ذکر کردم، چندین رمزگذار برای یک کدک واحد وجود دارد. برای کدک H.264(H.264 codec) یکی از محبوب ترین رمزگذارها x264 از VideoLAN است، همان افرادی که VLC Media Player را ایجاد می کنند . x264 رایگان و منبع باز است، اما بسیاری از رمزگذارهای تجاری H.264 نیز وجود دارد. (H.264)مهم نیست که چگونه جریان ویدئو(video stream) به این فرمت تبدیل می شود، هر رمزگشای H.264(H.264 decoder) (مانند VLC ) می تواند فایل را مشاهده کند.

MPEG-2 - هنوز یک مجموعه DVD(DVD collection) بزرگ دارید؟ این همه با استفاده از کدک MPEG-2(MPEG-2 codec) انجام می شود. بسیار قدیمی است، اما بسیار رایج است. مکان دیگری که فشرده سازی MPEG-2(MPEG-2 compression) را پیدا می کنید زمانی است که آن کانال های HD را تماشا می کنید که از طریق هوا پخش می شوند. این همه فشرده سازی MPEG-2(MPEG-2 compression) است. چیزهای جالب برای دانستن، درست است؟

از آنجایی که الگوریتم فشرده سازی با استفاده از MPEG-2 بسیار پایین تر از H.264 است، این مزیت را دارد که رمزگذاری بسیار سریعتر است. با این حال، هرگز برای پخش وب(web streaming) کار نمی کرد زیرا با نرخ بیت پایین تر، کیفیت به سرعت کاهش می یابد و در نهایت با ویدیوهای پیکسلی مواجه می شوید. به همین دلیل آنها MPEG-4 قسمت 2(MPEG-4 Part 2) را ارائه کردند.

MPEG-4 قسمت 2(MPEG-4 Part 2) - احتمالاً روزهایی را به یاد دارید که همه چیز در مورد DivX و Xvid(DivX and Xvid) صحبت می کرد درست است؟ آنها رمزگذارهایی برای فرمت MPEG-4 Part 2(MPEG-4 Part 2) ، با نام مستعار H.263 بودند. بسیاری از فیلم‌هایی که در آن روز دانلود کرده‌اید با استفاده از این کدک فشرده شده‌اند، زیرا حجم فایل(file size) خوبی به شما می‌دهد و کیفیت مناسبی را حفظ می‌کند. با این حال، تنها مشکل اصلی این است که محتوای با وضوح بالا همچنان از نظر (high-definition content)کیفیت تصویر(image quality) آسیب می بیند و اینجاست که H.264 که در بالا به آن اشاره کردم، قدرت را گرفت.

Windows Media Video – این اساساً نسخه مایکروسافت (Microsoft)کدک‌های MPEG-4(MPEG-4 codecs) است. WMV 7 در سال 1999 معرفی شد و یک کپی از MPEG-4 Part 2 بود. بعداً، WMV 8 و 9 آمدند و به دنبال آن VC-1 ، یک کدک که اکثراً MPEG-4 قسمت 10 را(MPEG-4 Part 10) کپی می‌کند و در حال حاضر در دیسک‌های Blu-ray(Blu-ray discs) نیز استفاده می‌شود. تنها مکان‌های دیگری که WMV و VC-1 را می‌بینید ، بیشتر در محصولات مرتبط مایکروسافت(Microsoft) مانند Windows Movie Maker ، Silverlight ، HD DVD و Microsoft Expression Encoder(HD DVD and Microsoft Expression Encoder) و غیره است.

اینها فقط کدک‌های ویدیویی(video codecs) محبوب هستند ، شما همچنین کدک‌های صوتی خود را دارید که وقتی در مورد کانتینرهای زیر صحبت می‌کنیم، وارد عمل می‌شوند. کدک‌های صوتی محبوب عبارتند از FLAC ، AC3 ، Dolby Digital Plus ، DTS-HD ، ALAC و غیره. همانند ویدیو، کدک‌های صوتی دارای فرمت‌های کانتینری مخصوص به خود مانند AIFF ، WAV و غیره هستند.

اینها به هیچ وجه همه کدک های موجود در بازار نیستند، بلکه فقط فهرستی از محبوب ترین کدک ها هستند. حالا بیایید در مورد قالب های کانتینر صحبت کنیم.

قالب های کانتینر

فرمت های فایل

وقتی فایلی را در Windows Media Player یا VLC(Windows Media Player or VLC) یا Quicktime یا هر پخش کننده دیگری که انتخاب می‌کنید پخش می‌کنید، معمولاً یک قالب ظرف را(container format) باز می‌کنید . فرمت کانتینر یا بسته بندی(container format or wrapper) اساساً بسته ای از یک یا چند کدک، ویدیو یا صدا(video or audio) یا هر دو است. یک ظرف برای افزودن صدا به همراه ویدیو و اطمینان از همگام سازی کامل صدا و تصویر استفاده می شود. (audio and video)کانتینر همچنین حاوی اطلاعات دیگری است که توسط یک سرور جریان(streaming server) یا پخش کننده رسانه مورد نیاز است. بیت‌استریم‌های صوتی و تصویری فقط در جریان بیت دیگری پیچیده شده‌اند.

فرمت‌های کانتینر(Container) جایی هستند که پسوندهای رایج فایل را مشاهده می‌کنید که همه ما نیز از آن استفاده می‌کنیم، مانند MP4 ، MOV ، WMV ، AVI ، و غیره. بیایید برخی از رایج‌ترین کانتینرها را مرور کنیم:

MP4 – احتمالا آهنگی را دانلود کرده اید که دارای پسوند MP4. است که پوششی برای بسیاری از کدک های ویدیویی و صوتی است. معمولاً برای بسته بندی ویدیوی H.264 و(H.264 video and AAC) صدای رمزگذاری شده AAC استفاده می شود. همچنین از کدک های ویدئویی MPEG-4 Part 2 و MPEG-2(MPEG-2 video) نیز پشتیبانی می کند. همچنین، صدا را می توان با استفاده از کدک های دیگر غیر از AAC کدگذاری کرد.

AVI - این یک قالب کانتینر مایکروسافت(Microsoft container) از سال 1992 است. در زمان من بسیار محبوب بود و هنوز هم تقریباً وجود دارد. اگر کدگذاری انجام می دهید، دیگر هرگز نباید از فرمت کانتینر AVI(AVI container) استفاده کنید . اولا، از کدک های جدیدتر مانند H.264(H.264) پشتیبانی نمی کند . همچنین چند مشکل عمده دیگر دارد که به همین دلیل است که دیگر از آن استفاده نمی شود.

ASFفرمت (Format)سیستم های (Systems)پیشرفته(Advanced) توسط مایکروسافت(Microsoft don) معمولاً از پسوند فایل .ASF استفاده(.ASF file extension) نمی کند . در عوض، خواهید دید که اکثر کانتینرهای ASF از .WMA یا .WMV استفاده می کنند. اگر از همه محصولات مایکروسافت(Microsoft) استفاده می کنید، این فایل ها را در اطراف خواهید دید . هنگامی که دنیای مایکروسافت(Microsoft world) را ترک کنید ، هنگام پخش فایل ها با مشکل مواجه خواهید شد، به خصوص اگر از کدک H.264 استفاده(H.264 codec) کنید.

AVCHDAVCHD رایج ترین فرمت کانتینر(container format) برای دوربین های فیلمبرداری HD است. ویدئو معمولا H.264 با صدای AC3 ( Dolby Digital ) یا (Dolby Digital)PCM خطی خواهد بود.

MKVدانلود(Download) فیلم اخیر؟ احتمالا در فرمت کانتینر MKV(MKV container) است که فایل های ویدیویی H.264(H.264 video) را در خود جای داده است. تعداد کمی از ابزارها مانند Boxee ، PS3 Media Server ، XMBC ، VLC و غیره از (VLC)MKV پشتیبانی می کنند ، اما هنوز به اندازه فرمت های دیگر کانتینر به طور گسترده پشتیبانی نمی شود.

FLV – این Adobe Flash است که از بسیاری از کدک های مختلف پشتیبانی می کند که رایج ترین آنها H.264 و AAC(H.264 and AAC) است. ویدیوی فلش(Flash video) یکی از محبوب ترین روش هایی است که ویدیوها از طریق اینترنت(Internet) پخش می شوند . به دلیل HTML 5 و این واقعیت که اپل(Apple) اجازه نمی دهد فلش روی هیچ یک از iDevice های آن اجرا شود، جایگاه خود را از (let flash)دست(losing ground) می دهد، اما هنوز هم بسیار رایج است.

فرمت‌های کانتینری دیگری مانند QuickTime File Format ، OGG ، WebM و غیره وجود دارد، اما شما اکنون به نوعی تصویر را دریافت می‌کنید.

رمزگذاری

آخرین چیزی که در مورد همه اینها باید فهمید این است که احتمالاً مجبور خواهید بود ویدیوی AVCHD(AVCHD video) را که از دوربین فیلمبرداری خود دانلود کرده اید به فرمت دیگری تبدیل کنید که سپس می توانید آن را به iTunes وارد کرده و در آیفون خود پخش کنید. از آنجایی که کدک‌ها و فرمت‌های کانتینر(codecs and container formats) بسیار زیادی وجود دارد و هر فرمت کانتینر(container format) می‌تواند ترکیب‌های مختلفی از کدک‌های صوتی و تصویری داشته باشد، شما به یک رمزگذار نیاز دارید تا نوع فایلی را که برای دستگاه خاص خود می‌خواهید دریافت کنید.

ترمز دستی

رمزگذارهای زیادی با نام مبدل های ویدیویی وجود دارد: HandBrake ، FFmpeg ، SUPER ، VirtualDub ، و غیره. برخی پولی هستند و برخی ابزارهای منبع باز رایگان هستند. برخی از ابزارها، مانند HandBrake ، تنظیمات از پیش تعیین شده را در اختیار شما قرار می دهند تا بتوانید به سادگی فایل منبع(source file) خود را انتخاب کنید و فرمت خروجی(output format) مانند iPod یا iPhone(iPod or iPhone) را انتخاب کنید و روی Start کلیک کنید . تمام تنظیمات، ظرف، کدک و غیره را برای شما انتخاب می کند. با این حال، امیدواریم پس از خواندن این پست، اکنون کمی بیشتر متوجه شوید و بتوانید به تبدیل فیلم ها بین فرمت ها بپردازید و روند اساسی را کمی بهتر درک کنید. لذت بردن!



About the author

من یک متخصص کامپیوتر با بیش از 10 سال تجربه هستم و در کمک به افراد در مدیریت کامپیوترهایشان در دفترشان تخصص دارم. من مقالاتی در مورد موضوعاتی مانند نحوه بهینه سازی اتصال اینترنت خود، نحوه راه اندازی رایانه برای بهترین تجربه بازی و موارد دیگر نوشته ام. اگر در مورد هر چیزی که مربوط به کار یا زندگی شخصی خود است به دنبال کمک هستید، من آن شخص برای شما هستم!



Related posts