فشرده سازی ویدیو (Video Compression) چیست؟

فشرده سازی فیلم و ویدیو (Video Compression) موضوعی است که اغلب نادیده گرفته می شود اما مواردی هستند که قبل از شروع فیلمبرداری حتما باید به آن توجه کنید؛ اصول کدک، کانتینر، نوع فایل و بیت ریت از جمله ی این موارداند که در ادامه  با آن ها آشنا خواهیم شد.

معمولا هنگام ساخت محتوای ویدیویی از اهمیت انتخاب روش صحیح فشرده سازی چشم پوشی می شود. به عنوان یک تازه کار شاید فکر کنید که با ذخیره ی ویدیو و سایر اطلاعات همه چیز تمام می شود اما فشرده سازی بخش مهمی از کار شماست و برای انجام آن باید اصول پایه ای را یاد بگیرید. برای فشرده سازی روش های مختلفی وجود دارد که ممکن است پس از یادگیری آن ها، استفاده از یکی را بر بقیه ترجیح دهید.

ممکن است در ابتدا درک این موضوع به نظرتان پیچیده بیاید اما در این مقاله به طور مفصل و با زبانی ساده آن را آموزش خواهیم داد.

چرا باید ویدیو را فشرده کنیم؟

آیا راحت تر نیست اگر نگران فشرده سازی نباشیم و به همان ویدیو اکتفا کنیم؟

البته که راحت تر است! اما متاسفانه این راحتی ما را با مشکلاتی مواجه خواهد کرد. شما ویدیویی ساخته اید و می خواهید آن را روی پلتفرم های مختلف منتشر کنید اما به دلیل حجم بالای ویدیو بسیاری از گزینه ها را از دست می دهید. اینجاست که فشرده سازی به کمکتان می آید و با استفاده از آن می توانید حجم فایل را کم کنید.

 

کاربرد فشرده سازی ویدیو (Video Compression)

آپلود ویدیو روی بسیاری از پلتفرم ها (مانند شبکه های مجازی) تنها زمانی برایتان ممکن خواهد بود که حجم فایل را کم کنید. در زیر کاربردهای فشرده سازی را با هم مرور می کنیم:

 

کاربرد	کدک (Codec)	فرمت (Format)	توضیح
آپلود در فضای مجازی (Youtube, Facebook, Instagram, Twitter, …)	H.264	MP4.	فایل های MP4. با کدک H.264 فرمتی قابل قبول در همه ی پلتفرم ها در سراسر جهان هستند. اگر مطمئن نیستید چه نوع فرمتی انتخاب کنید، این بهترین گزینه است.
تماشا در کامپیوتر یا تلویزیون	DivX یا Xvid	avi.	اگرچه avi. به اندازه ی گذشته محبوبیت ندارد اما همچنان جزو بالاترین کیفیت های ویدیویی دسته بندی می شود؛ نکته ی منفی آن حجم بالای فایل است و به همین دلیل گزینه ی مناسبی برای شبکه های مجازی نیست. بهترین کاربرد آن پخش مستقیم محتوای ویدیویی روی کامپیوتر و تلویزیون است.
رایت دیسک بلوری   (Blu-ray Disc)	H.264	BDMV یا BDAV	این نوع کدک و فرمت ترکیب خوبی از Compression را ارائه می دهند که با پلیرهای بلوری سازگاری دارد.
آپلود مستقیم روی وبسایت شخصی	VP9	WebM	معمولا برای آپلود ویدیو روی وبسایت های مختلف اول باید آن را روی پلتفرمی مثل یوتوب آپلود کرد. اما اگر قصد دارید ویدیو را روی سرور شخصی و مستقیما روی سایت خود آپلود کنید، فایل های WebM با کدک VP9 به دلیل حجم پایین و انطباق با HTML5، و همچنین مصرف کم پهنای باند، با هر نوع مرورگری سازگاری دارند و گزینه ی خوبی محسوب می شوند.
ضبط و انتشار ویدیو توسط تلفن همراه	H.264 یا H.265	MP4.	– این فایل ها روی اکثر گوشی های هوشمند قابل اجرا هستند و اگر قصد دارید ویدیویی که ضبط کرده اید را در برنامه های دیگر گوشی ادیت کنید، بهترین گرینه هستند. – برخی گوشی های جدیدتر، کدک H.265 که HEVC نیز نامیده می شود را ارائه می کنند که به اندازه ی H.264 سازگاری ندارد اما از کیفیت بهتر و حجم کمتری برخوردار است. – اگر برایتان کیفیت بر سازگاری مقدم است HEVC گزینه ی بهتری محسوب می شود اما H.264 همیشه از لحاظ سازگاری انتخاب امن تری است.

 

منظور از فشرده سازی ویدیو (Video Compression) چیست؟

فشرده سازی ویدیو از طریق چیزی به نام کدک انجام می شود که طی آن حجم فایل تصویری کم شده (Compress) یا از حالت فشرده خارج می شود (Decompress). به طور مختصر کدک ویدیو را آنالیز میکند تا بخش هایی را که میتواند بدون صدمه به اصل ویدیو حذف کند را پیدا کند.

الگوریتم های مورد استفاده در کدک ها بسیار پیچیده اند اما بگذارید با یک مثال ساده نحوه ی عملکرد آنها را توصیح دهیم. تصور کنید که از شخصی با یک زمینه ی تماما سفید فیلم گرفته اید. به جای ذخیره ی داده ی هر پیکسلی که روی بخش سفید است، کدک بخش سفید که سوژه در آن نیست را شناسایی می کند و به ویدیو پلیر (player) دستور می دهد که هر پیکسل را در آن منطقه با رنگ سفید پر کند. این اتفاق در مورد بخش هایی از ویدیو که برای مدتی ثابت اند و تغییری نمی کنند هم می افتد.

 

میزان کارآمد عمل کردن هر کدک به الگوریتم های آن کدک بستگی دارد و اغلب بین توانایی یک کدک در کاهش حجم یک ویدیو و کیفیت ویدیو، تعادلی برقرار می شود. هرچه اطلاعات اصلی یک ویدیو فشرده تر شود، احتمال کاهش کیفیت ویدیو بیشتر است.

کدک ها هنوز هم روی الگوریتم هایی که پیش از این استفاده می شدند ساخته شده و با رشد روزافزون قدرت کامپیوترها، روز به روز کارآمدتر می شوند. کدک های جدید نسبت به کدک های قدیمی قابلیت بهتری در حفظ کیفیت تصویر و فشرده سازی هرچه بیشتر حجم داده ها دارند.

 

کدک ویدیو (Video Codecs)

امروزه کدک از انواع بسیاری برخودار است. با وجود اینکه کدک های جدید حجم بیشتری از اطلاعات را با حفظ کیفیت ویدیو فشرده می کنند اما متاسفانه همه ی کدک ها با هر فرمت یا پلیری سازگار نیستند.

در حال حاضر به لطف تقاضای بسیار برای ویدیوهای 4K، کدک های محبوبی مثل H.264 ،MPEG-4 ،DivX و H.265 به سرعت در حال جهانی شدن اند و می توان گفت پس از مدتی بر روی انواع دستگاه ها قابل اجرا خواهند بود.

فرمت های فایل ویدیویی: کدک و کانتینر

همیشه یک نکته ی گیج کننده در رابطه با فشرده سازی فایل های ویدیویی وجود دارد و آن هم رابطه ی بین کدک و فرمت فایل است.

به طور خلاصه فرمت فایل از دو بخش کدک و کانتینر (Container) ساخته شده است. کانتینر ها ظرف و قالب ‌هایی هستند که کدک‌ها را در برمی ‌گیرند که می‌توانند شامل کدک تصویر، کدک صدا، زیرنویس‌، metadata و چیزهای دیگری باشند.

 

کانتینرهای مختلف با انواع مختلفی از کدک سازگاراند. اینکه یک فایل فرمت خاصی داشته باشد تضمینی بر اینکه بگوییم چه کدکی در آن استفاده شده نیست. به عنوان مثال یک فایل MP4. ممکن است حاوی ویدیویی با کدک H.264 یا MPEG-4 باشد. موقع ایجاد یک فایل ویدیویی، هم به کانتینر و هم به کدک توجه کنید.

از چه کدکی باید استفاده کنم؟

جواب این سوال به نحوه ی اشتراک گذاری ویدیو بستگی دارد. DVD ها و دیسک های Blu-Ray دارای کدک های خاصی اند که با پلیرها سازگار هستند. اگر ویدیو را مستقیما از کامپیوتر پخش می کنید می توانید کدکی با فشرده سازی کمتر و کیفیت تصویر بالاتر انتخاب کنید.

تعداد زیادی از افراد محتواهای ویدیویی را از طریق پلتفرم هایی مانند YouTube و Facebook به اشتراک می گذارند. کانتینرهای mp4. با کدک H.264 به دلیل کیفیت بالا، حجم نسبتا کم و سازگاری زیاد بیشترین استفاده را در فضای مجازی دارند.

 

 

فرمت های فشرده سازی ویدیو (Video Compression)

اگ  مایلید بدانید کدام فرمت فشرده سازی فایل ویدیویی برایتان بهتر است نگاهی به جدول زیر بیاندازید:

 

فرمت	مزایا	معایب
MP4.	– با اکثر پلتفرم ها سازگاری دارد: نرم افزار، وب و سخت افزار – فرمت استاندارد است و به صورت پیش فرض استفاده می شود – بین فشرده کردن حجم فایل و حفظ کیفیت آن متناسب عمل می کند – پشتیبانی از metadataهای سنگین، امکان اضافه کردن caption، گرافیک و غیره	– کارایی آن به استفاده از کدک ها و تنظیمات خاصی بستگی دارد – در صورت نیاز به کم ترین حجم فایل، بهترین گزینه نیست – فرمت حجیم –  ممکن است مشکلاتی در ادیت کردن از جمله خرابی نرم افزار بوجود آورد.
.mov (Quicktime)	– استفاده ی گسترده و آنلاین و سازگار با بسیاری از پلتفرم های آنلاین – سازگار با کدک های محبوبی چون H.264 – قابلیت اجرای چندین آهنگ، زیرنویس و غیره – اجرای فایل ویدیویی و صوتی با کیفیت بالا – نسبت به MP4. سازگاری بیشتری با برنامه های ادیت ویدیو دارد	– محدودیت برای پخش آفلاین: تنها با پلیرهای Quicktime سازگار است
avi.	– کیفیت بسیار بالای ویدیو – سازگار با تقریبا همه ی سیستم های اپراتور و دستگاه ها – محدودیت کمی در رابطه با مواردی مانند کپشن و زیرنویس دارد	–  حجم بسیار بالای فایل باعث می شود گزینه ی خوبی برای مصارف آنلاین و پهنای باند محدود نباشد
WebM	– کیفیت تصویر خوب و حجم فایل بسیار کم – قابلیت پخش با پهنای باند کم و روی سخت افزارهای قدیمی	– سازگاری کم با تلفن همراه و پلیرهایی که به اینترنت وصل نمی شوند
wmv. (Windows Media)	– حجم کم فایل استفاده ی آن را روی شبکه ی اینترنت راحت می کند و می توان فایل را ایمیل نیز کرد – روی بسیاری از برنامه های ویندوز قابل اجراست	– در مقایسه با سایر فرمت ها کیفیت تصویر پایین تری دارد – فقط برای ویندوز طراحی شده و سازگاری کمی با اپل و لینوکس Oss دارد – به طول انجامیدن ارسال ویدیو
flv. (Flash Video)	– در گذشته از محبوبیت بسیاری برخوردار بوده و هنوز هم روی دستگاه ها و مرورگرهای قدیمی به خوبی کار می کند – کیفیت تصویری بالا – قابلیت آپلود سریع – قابلیت تعاملی بالایی دارد که همین موضوع آن را به یک پلتفرم آنلاین بازی تبدیل کرده است	– اکثر دستگاه های جدید مثل اپل این فرمت را پشتیبانی نمی کنند – بسیاری از تلفن های هوشمند با Flash سازگاری ندارند – مرورگرها برای پخش این فرمت به نوع خاصی از افزونه (plug-in) نیاز دارند

 

فشرده سازی و بیت ریت (Bitrate)

در این مقاله از آکادمی هنر، به شما درباره ی Bitrate و اهمیت آن میگوییم.

بیت ریت چیست؟

به حجم داده ای که در هر ثانیه منتقل می شود بیت ریت می گویند که واحد اندازه گیری آن بر حسب مگابیت بر ثانیه (Mbps) است. به طور کلی می توان گفت هرچه بیت ریت بیشتر باشد، حجم دیتای منتقل شده و کیفیت ویدیو بالاتر خواهد بود.

سرعت بیت ریت به کارایی کدک استفاده شده بستگی زیادی دارد. بیت ریت های مختلف با کدک یکسان، کیفیت ویدیوهای متفاوتی ارائه می دهند اما کدک های جدیدتر و کارآمدتر از قابلیت کاهش بیت ریت بدون افت کیفیت برخوردارند.

 

استفاده از چه بیت ریتی مناسب است؟

از آنجایی که بیت ریت وابسته به داده های منتقل شده است، بیت ریت نهایی نه تنها به کدک و تنظیمات رمزگذاری (encoding) بلکه به رزولوشن (resolution)، فریم ریت (frame rate)، دامنه دینامیکی بالا و استاندارد و سایر ویژگی های ویدیو بستگی دارد.

توجه داشته باشید که بیت ریت باید بر اساس نحوه ی انتشار ویدیو تعیین شود. اگر قصد پخش آنلاین ویدیو را دارید لازم است سرعت اینترنت مخاطب را در نظر بگیرید یا در صورت پخش زنده باید به سرعت بارگذاری خود توجه کنید. برای ویدیوهای آنلاین Full HD انتخاب بیت ریتی بین 5 تا 10 mbps مناسب است.هرچه پهنای باند بیشتر باشد، بیت ریت بالاتری هم می تواند تعیین شود. سرعت آپلود ایده آل بیش از 5 مگابیت بر ثانیه است.

محبوبیت و استفاده از ویدیو روز به روز در حال افزایش است و برای انتشار آن، فشرده سازی (Video Compression) نیاز خواهد شد. اگرچه فشرده سازی مبحثی است که زیاد جدی گرفته نمی شود اما به تمام دلایلی که در مقاله اشاره کردیم، برای انتخاب بهترین گزینه لازم است اصول حداقلی آن را بدانید.