فایل‌ها و فرمت‌های ویدیویی (قسمت دوم)

ویکی‌پدیا، فرمت فایل ویدیویی را به‌عنوان یک حامل (Container) یا پوشش (Wrapper) تعریف می‌کند. در واقع این پوشش یک فرمت متافایل است که مشخصات آن، نحوه ذخیره‌سازی و کدگذاری دیتا و متادیتا را مشخص می‌کند.به‌عبارت ساده‌تر، وقتی به یک فایل چندرسانه‌ای نگاه می‌کنید، متوجه خواهید شد که نام فایل با پسوندی مانند mov، avi، .mp4 و... تمام می‌شود.

برای مشاهده ادامه خبر به ادامه مطلب مراجعه کنید

این پسوندها در واقع فرمت فایل ویدیویی را نشان می‌دهند. اساسا ویدیوها در حامل‌های تلفیق‌کننده اطلاعات یا فرمت‌های پوشاننده‌ای بسته‌بندی می‌شوند که تمام اطلاعات مورد نیاز برای ارایه ویدیو را در خود نگهداری می‌کنند.

ویدیوها داری انبوهی از اطلاعات بسیار متفاوت هستند که می‌توانند در داخل این حامل‌ها بسته‌بندی شوند. این اطلاعات می‌توانند شامل مواردی مانند جریان ویدیو، جریان صدا، متادیتا، زیرنویس، اطلاعات فصل‌های ویدیو، اطلاعات هماهنگ‌سازی و... باشند. برای آن‌که جریان‌های دیتای چندرسانه‌ای در قالب ذخیره‌شده یا انتقال یافته خود مفید باشند، باید با یکدیگر در یک فرمت حامل تلفیق شوند. شما می‌توانید فرمت‌های فایل ویدیویی را به‌عنوان جعبه‌هایی در نظر بگیرید که تمام این اطلاعات را در خود جا می‌دهند (بسیار شبیه به کاری که یک فایل Zip یا Rar انجام می‌دهد). در ادامه با مجموعه‌ای از فرمت‌های حامل و فرمت‌های ویدیویی به‌همراه مشخصات و ویژگی‌های متمایز کننده آن‌ها آشنا خواهید شد:

MP4
MP4 که در واقع مخفف عبارت Mpeg-4 Part-14 به شمار می‌آید، یک فرمت حامل چندرسانه‌ای رسامی است که می‌تواند داده‌های ویدیویی، صوتی و زیرنویس (Subtitle) را ذخیره کند. این فرمت به شما امکان می‌دهد تا جریان‌های چندرسانه‌ای مختلف را در یک فایل واحد ترکیب کنید. همانند اکثر فرمت‌های حامل مدرن، MP4 نیز امکان به جریان انداختن محتوای چندرسانه‌ای روی اینترنت را فراهم می‌کند. برای درج اطلاعات جریان (Streaming) در یک فایل، از یک تراک hint جداگانه استفاده می‌شود. mp4. به‌عنوان پسوند رسمی اسم فایل فرمت MP4 شناخته می‌شود. فرمت MP4 برای نگهداری رسانه MPEG-4 مورد استفاده قرار می‌گیرد که نه تنها صدا و ویدیوی MP4، بلکه فایل‌های نمایشی (Presentation) MPEG-4 را نیز در بر می‌گیرد. فرمت MP4 برای انطباق با نیازهای مربوط به کاهش اندازه فایل‌های بزرگ و حجیم ویدیو یا موسیقی در فایل‌های کوچک‌تر برای صرفه‌جویی در فضای دیسک، توسعه یافت. با پیدایش سومین نسل فرمت MP4، ذخیره‌سازی محتوای چندرسانه‌ای روی یک هارد دیسک وضعیت بسیار بهتری پیا کرده است. فرمت MP4 امروزه به‌عنوان فرمت فایل متداول ویدیو و صدا در نظر گرفته می‌شود. ابزار iPod شرکت اپل به‌طور جدی استفاده از فرمت فایل MP4 را برای ویدیو و موسیقی ترویج می‌کند، در حالی‌که پخش‌کننده‌های دیگری مانند iTunes و PSP (PlayStation Portable) نیز از آن پشتیبانی می‌کنند.

فرمت MP4 وظیفه خود به‌عنوان یک فرمت حامل را به‌خوبی انجام می‌دهد. در واقع این فرمت از قابلیت نگهداری هر دو نوع جریان‌های صوتی ذاتی و جریان‌های خصوصی برخوردار است. با این‌حال، پشتیبانی اندکی از خواندن جریان‌های خصوصی در بین فروشندگان نرم‌افزاری و سخت‌افزاری به چشم می‌خورد. در نتیجه، اگر فرمت MP4 حاوی جریان صوتی غیر از فرمت AAC باشد، احتمالاً پخش‌کننده شما قادر به خواندن آن نخواهد بود. در مقایسه با حامل MOV، فرمت MP4 از گزینه‌های برچسب‌گذاری بیشتری مانند توضیحات صحنه برخوردار است و در عین حال پشتیبانی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری بسیار گسترده‌تری را در اختیار دارد. یکی از مزایای فرمت MP4، گزینه استفاده از نرخ‌های بیت متغیر(variable bitrates) برای هر دو مولفه ویدیو و صدا است. با یک نرخ بیت متغیر، جریان می‌تواند در طول بخش‌های پیچیده ویدیو با کیفیت بالاتری کدگذاری شود، اما در طول بخش‌هایی که از پیچیدگی کمتری برخوردارند از نرخ بیت کمتری استفاده کرده و با کیفیت پایین‌تری کدگذاری شود. مزیت بعدی فرمت MP4، توانایی درج یک سیستم منوی تعاملی شبیه به DVD است که امکان درج آن در فرمت حامل AVI وجود ندارد.

برای پخش فرمت MP4 شما به سه مولفه نیاز دارید: یک Splitter(که نرم‌افزار پخش برای دسترسی به داده‌های صوتی و ویدیویی واقعی از آن استفاده می‌کند، یک دیکودر یا فیلترهای کد و در نهایت یک نرم‌افزار پخش. سیستم عامل ویندوز به‌طور توکار از فرمت MP4 پشتیبانی نمی‌کند. از سوی دیگر، نصب یکMedia Splitter برای باز کردن فرمت فایل MP4 ضروری است.

DV
فرمت (Digital Video) DV یک فرمت ویدیویی دیجیتال است که توسط سونی، JVC، پاناسونیک و سایر تولید‌کنندگان دوربین‌های ویدیویی توسعه یافته و در سال 1995 معرفی شد. شکل ساخت کوچک‌تر نوارهای MiniDV از آن زمان به بعد به یک استاندارد برای تولید ویدیوهای خانگی و نیمه‌حرفه‌ای تبدیل شد. مشخصات فرمت DV، هر دو مولفه فرمت نوار و کدک را تعریف می‌کند. در میان ویژگی‌های این فرمت می‌توان به فشرده‌سازی درون فریمی (Intraframe) برای کاهش پیچیدگی فرآیند تدوین و دستیابی به کیفیت بالای ویدیو (به‌خصوص در مقایسه با فرمت‌های آنالوگ قدیمی‌تر مانند Video 8، Hi8 و VHS-C) اشاره کرد.با گذشت زمان، گونه‌های مختلفی از استاندارد DV معرفی شدند که مهم‌ترین آن‌ها فرمت DVCAM شرکت سونی و فرمت DVCPRO شرکت پاناسونیک برای کاربردهای حرفه‌ای هستند. فرمت Digital 8 سونی برای مصرف‌کنندگان عام نیز گونه دیگری است که شباهت زیادی به DV دارد اما روی نوارهای Hi8 ضبط می‌شود. یک فرمت دیگر یعنی DVCPRO50 نیز از دو کدگذار DV25 به‌طور موازی استفاده می‌کند.

DV-AVI یک نوع فایل AVI است که ویدیوی داخل آن برای انطباق با استانداردهای DV فشرده‌سازی شده است. امروزه دو نوع فرمت DV-AVI وجود دارد:
- Type 1 که در آن صدا و ویدیوی تسهیم شده (Multiplexed) در وضعیت اصلی خود نگهداری شده و با یکدیگر در بخش ویدیویی فایل AVI ذخیره می‌شوند. این استاندارد فضای زیادی را هدر نمی‌‌دهد (صدا به‌صورت فشرده‌سازی نشده ذخیره خواهد شد، اما حتی صدای فشرده‌سازی نشده نیز در مقایسه با بخش ویدیویی DV بسیار کوچک به‌نظر می‌رسد)، با این‌حال برنامه‌های ویندوز مبتنی بر VfW API از آن پشتیبانی نمی‌کنند.
- Type 2 که شباهت زیادی به Type 1 دارد اما صدا در آن به‌عنوان یک جریان جداگانه در فایل ذخیره می‌شود. این استاندارد توسط برنامه‌های مبتنی بر
VfW API پشتیبانی می‌شود، اما اندازه فایل را اندکی افزایش خواهد داد.

Type 1 در واقع برادر جوان‌تر به شمار می‌آید که بعد از Type 2 معرفی شده، اما مایکروسافت برای نام‌گذاری آن‌ها از یک ترتیب معکوس استفاده کرد. در اواخر دهه 1990 و اوایل دهه 2000، اکثر نرم‌افزارهای تدوین حرفه‌ای تنها ازType 1 پشتیبانی می‌کردند. Adobe Premiere تنها استثنا در این میان بود که فقط از Type 2 پشتیبانی می‌کرد. کنترلرهای FireWire پیشرفته و کارت‌های ضبط ویدیویی غالبا ویدیو را تنها در قالب Type 1 ذخیره می‌کنند. از سوی دیگر، محصولاتی که برای مصرف‌کنندگان عام در نظر گرفته شده‌اند از Type 2 پشتیبانی می‌کنند. نرم‌افزارهای تدوین از توانایی تبدیل این دو نوع قالب DV به یکدیگر برخوردارند، اما فرآیند مذکور یک پروسه وقت‌گیر خواهد بود. امروزه اکثر نرم‌افزارهای تدوین از هر دو قالب مذکور پشتیبانی می‌کنند.

DivX
 (Digital Video Express) DivXیک نام تجاری برای محصولی است که توسط .DivX Inc (که قبلا تحت عنوان .DivXNetworks Inc شناخته می‌شد) توسعه یافته بود. این محصول شامل کدک DivX است که به‌خاطر توانایی خود برای فشرده‌سازی قطعات طولانی ویدیو در فایل‌های کوچک و در عین حال حفظ کیفیت بصری نسبتا بالا، محبوبیت پیدا کرد. کدک DivX از فشرده‌سازی حذفی MPEG-4 استفاده می‌کند که در آن کیفیت بر حسب کاربرد مورد نظر با اندازه فایل متوازن می‌شود. DivX یکی از فرمت‌هایی است که عموما برای فرآیند Ripping مورد استفاده قرار می‌گیرد، فرآیندی که در آن محتوای چندرسانه‌ای صوتی و تصویری از یک منبع دیگر به هارد دیسک کامپیوتر منتقل و تبدیل می‌شود. بسیاری از DVD-Playerهای جدید از توانایی پخش جریان ویدیویی کدگذاری شده DivX برخوردارند، هر چند که ویژگی‌های جبران حرکتGlobal و Qpel غالبا به‌خاطر کاهش ملزومات پردازشی در این ابزارها نادیده گرفته می‌شوند. ویژگی‌های مذکور به‌خاطر ملاحظات سازگاری از پروفایل‌های کدگذاری پایه DivX نیز حذف شده‌اند.

XviD
فرمت ویدیویی Xvid (که قبلا به‌صورت XviD نوشته می‌شد) یک کتابخانه کدک ویدیویی است که از استانداردMPEG-4، به‌خصوصMPEG-2 Part 2 ASP (مASP مخففAdvanced Simple Profile است) پیروی می‌کند. این فرمت از ویژگی‌های مختلف ASP مانند فریم‌های B، جبران حرکت پیکسل،lumi masking، trellis quantization و... بهره می‌گیرد.فرمت Xvid رقیب اصلی کدک DivX Pro به شمار می‌آید. در مقایسه با کدک مذکور که یک نرم‌افزار انحصاری توسعه یافته توسط شرکت DivX است، فرمت Xvid به‌عنوان یک نرم‌افزار رایگان تحت شرایطGNU General Public License توزیع می‌شود. به‌عبارت ساده‌تر، بر خلاف کدک DivX که تنها برای تعداد محدودی از پلتفرم‌ها قابل دسترسی است، فرمت Xvid می‌تواند روی تمام پلتفرم‌ها و سیستم‌های عاملی که امکان کامپایل کد مرجع برای آن‌ها وجود داشته باشد، مورد استفاده قرار گیرد.

در ژانویه سال 2001، DivXNetworks تصمیم گرفت OpenDivX را به‌عنوان بخش از پروژه Mayo پایه‌گذاری کرد که قرار بود پایگاهی برای پروژه‌های چندرسانه‌ای اپن‌سورس باشد. OpenDivX یک کدک ویدیویی MPEg-4 اپن‌سورس مبتنی بر نسخه سبک شده MPEG-4 Encoder مرجع MoMuSys بود. با این‌حال، کد مرجع تحت یک مجوز محدود‌کننده قرار داشت و تنها اعضای (DivX Advanced Research Centre) DARC از دسترسی Write به CVS پروژه برخوردار بودند. در اوایل سال 2001، یکی از اعضای DARC یک نسخه بهبود یافته از هسته کدگذاری را با نام encore 2 نوشت. این هسته قبلا چند بار ارتقا پیدا کرده بود و در ماه آوریل همان سال بدون هیچ هشداری از CVS حذف شد. تنها بهانه Sparky (توسعه دهنده هسته مذکور) این بود که آن‌ها هنوز برای به عرضه عمومی encore 2 آماده نیستند.

در ماه ژوییه سال 2001، برنامه‌نویسان به انتقاد درباره عدم فعالیت در این پروژه پرداختند. در فاصله کوتاهی، DARC یک نسخه بتا از کدک DivX 4 تجاری خود را معرفی کرد که مبتنی بر encore 2 بود. آن‌ها در هنگام معرفی این نسخه اعلام کردند که:« آن‌چه جامعه واقعا به آن نیاز دارد، یک Winamp است نه یک لینوکس». پس از این وقایع بود که انشعاب از OpenDivX ایجاد شد و به استفاده از آخرین نسخه encore 2 پرداخت که پیش از حذف آن دانلود شده بود. از آن زمان به بعد، تمام کد Open DivX جایگزین و فرمت Xvid تحت مجوزGNU General Public License منتشر شد.

H.263
H.263 یک استاندارد کدک ویدیویی است که در ابتدا به‌عنوان یک فرمت فشرده‌سازی با نرخ بیت پایین برای کنفرانس ویدیویی طراحی شده بود. این فرمت توسط ITU-T Video Coding Experts Group در یک پروژه به‌عنوان عضوی از خانواده استانداردهای کدگذاری ویدیویی H.26x توسعه پیدا کرد.H.263 از زمان معرفی خود تاکنون کاربردهای فراوانی بر روی اینترنت پیدا کرده است. بخش اعظم محتوای ویدیویی Flash (به‌صورتی که روی سایت‌هایی مانند Google Video، My Space و... استفاده می‌شوند) از فرمت کدگذاریSorenson Spark استفاده می‌کنند. نسخه اولیه کدک RealVideo تا زمان عرضه RealVideo 8، مبتنی بر استاندارد H.263 بود.

H.264
H.264 یک استاندارد صنعتی برای فشرده‌سازی ویدیویی است. علاوه بر نرخ فشرده‌سازی بهتر، فرمت H.264 انعطاف‌پذیری بالاتری را در زمینه پشتیبانی از گزینه‌های فشرده‌سازی و انتقال فراهم می‌کند. یک H.264 Encoder می‌تواند تنوع گسترده‌ای از ابزارهای فشرده‌سازی را پشتیبانی کند که آن را برای کاربردهای گوناگونی مناسب می‌سازد. این دامنه، کاربردهایی با نرخ بیت پایین و انتقال موبایل با تاخیر پایین گرفته تا پخش تلویزیونی HD و تولید برنامه‌های حرفه‌ای تلویزیونی را در بر می‌گیرد. این استاندارد پشتیبانی داخلی از قابلیت‌های انتقال یا ذخیره‌سازی را در بر می‌گیرد که یک فرمت فشرده‌سازی بسته‌بندی شده  و ویژگی‌هایی برای کمک به کاهش تاثیر خطاهای انتقال، از جمله آن‌ها هستند. فرمت‌ H.264 به‌طور روزافزونی برای دامنه گسترده‌ای از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد که در میان آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ویدیوی HD برای فرمت Blu-Ray
- پخش تلویزیونی HD در اروپا
- محصولات اپل مانند دانلودهای ویدیویی اپل، ویدیوی iPod و MacOS
- کاربردهای ویدیویی ناتو و وزارت دفاع آمریکا
- پخش Mobile TV
- ویدیوی اینترنتی
- کنفرانس ویدیویی

استاندارد H.264/AVC اولین بار در سال 2003 منتشر شد. این استاندارد بر اساس مفاهیم استانداردهای پیش از خود مانند MPEG-2 و MPEG-4 ایجاد شده بود و پتانسیل بهتری در زمینه بازدهی فشرده‌سازی (ویدیوی فشرده‌سازی شده با کیفیت بهتر) و همچنین انعطاف‌پذیری بیشتر در زمینه فشرده‌سازی، انتقال و ذخیره‌سازی ویدیو فراهم می‌کند. فرمت فایل H.264، می‌تواند هر فرمت ویدیویی با کدک H.264/AVC باشد.با استفاده از H.264، امکان صرفه‌جویی در نرخ بیت تا میزان 50 درصد یا بیشتر فراهم شده است. برای مثال، گزارش شده است که با این استاندار می‌توان کیفیت تلویزیون دیجیتال ماهواره‌ای را در پهنای باند 1,5 مگابیت بر ثانیه به‌دست آورد، در حالی‌که عملکرد فعلی این سیگنال با استفاده از MPEG-2 به پهنای باند در حدود 3,5 مگابیت بر ثانیه نیاز دارد. پروژه (Digital Video Broadcast) DVB در اواخر سال 2004 استفاده از کدک H.264/AVC را برای پخش تلویزیونی تصویب کرد.

قسمت اول مقاله

دوستان عزیز لازم به ذکراست که این مطلب آموزشی دارای 3بخش مختلف هستش انشاالله درچندروز آینده قسمت های بعدی در وبلاگ قرار خواهد گرفت

باتشکر

مدیریت وبلاگ