ما فائدة الترميز
الفيديو غير المضغوط ضخم جدًا: صورة Full HD (1920 × 1080 بكسل) بألوان 8 بت تزن نحو 3 ميجابايت في أشيع صيغها، ويلزم منها 25 إلى 60 في الثانية. وساعة واحدة ستبلغ عدة مئات من الجيجابايت. والترميز (codec، من «المرمّز وفاكّ الترميز») يقلص هذا الحجم بمعامل يتراوح بين مئة وألف، بحذف ما لا تلاحظه العين كثيرًا، وبنقل ما يتغير فقط من صورة إلى أخرى.
والمقابل هو جهد حسابي: لعرض الفيديو، على الجهاز إعادة بناء كل صورة انطلاقًا من البيانات المضغوطة. وكلما زادت كفاءة الترميز زاد هذا الجهد. ولهذا قد يربك ترميز حديث يوفر عرض النطاق جهازًا قديمًا.
الترميز مستقل عن الحاوية (MP4 وMKV وMPEG-TS) وعن بروتوكول البث (HLS وDASH). وإن لم تكن هذه المفاهيم مألوفة، فمقالنا HLS وMPEG-TS وDASH يقدمها.
H.264 وHEVC وAV1: ثلاثة أجيال
H.264 (AVC)
اعتُمد عام 2003، وH.264، ويسمى أيضًا AVC أو MPEG-4 الجزء 10، هو الأكثر عالمية بين الترميزات. فكل الأجهزة المباعة منذ نحو خمس عشرة سنة تقريبًا تفكه عتاديًا. وهو الخيار الافتراضي لمعظم القنوات المبثوثة عبر الإنترنت بدقة عالية.
HEVC (H.265)
اعتُمد عام 2013، ويستهدف HEVC جودة H.264 نفسها بمعدل بيانات أقل بوضوح، يُعرض غالبًا على أنه أقل بما يصل إلى النصف، والفرق الفعلي يتوقف على المحتوى والمرمّز. وقد فرض نفسه مع 4K وHDR. وأعاق انتشاره نظام براءات اختراع معقد، مما يفسر أنه ليس متاحًا مجانًا دائمًا: ففي Windows مثلًا، يمر تشغيل HEVC في تطبيقات النظام عبر إضافة تُباع في Microsoft Store.
AV1
نشره عام 2018 تحالف Alliance for Open Media (الذي يضم Google وNetflix وAmazon وMicrosoft وApple وغيرها)، وAV1 خالٍ من رسوم الترخيص وأكثر كفاءة من HEVC. وتستخدمه منصات الفيديو الكبرى أكثر فأكثر، لكن فك ترميزه عتاديًا لا يتوفر إلا في الشرائح الحديثة نسبيًا، المصممة عمومًا منذ 2020.
| المعيار | H.264 / AVC | HEVC / H.265 | AV1 |
|---|---|---|---|
| السنة | 2003 | 2013 | 2018 |
| الكفاءة النسبية | المرجع | أفضل بوضوح | أفضل بعد |
| الاستخدام النموذجي | الدقة العالية، البث المباشر، أقصى توافق | 4K وHDR وتلفزيون UHD | منصات الفيديو، 4K على الإنترنت |
| فك الترميز العتادي | شبه شامل | منتشر في أجهزة 4K | الشرائح الحديثة فقط |
| رسوم الترخيص | نعم (تراخيص) | نعم (عدة مجموعات براءات) | لا |
وتصادف أيضًا MPEG-2، الترميز القديم للبث الأرضي بدقة قياسية، وVP9 سلف AV1 لدى Google، وهو حاضر بقوة في YouTube.
فك الترميز العتادي أو البرمجي
يمكن للجهاز فك ترميز الفيديو بطريقتين:
- عتاديًا: تتولى العمل دارة متخصصة في الشريحة مخصصة لترميز محدد. وهذا سريع وموفر للطاقة وصامت؛
- برمجيًا: يحسب المعالج الرئيسي كل شيء بنفسه، عبر برامج مثل مكتبة FFmpeg. وهذا يعمل مع كل الترميزات تقريبًا لكنه يستهلك أكثر بكثير.
فك الترميز البرمجي حل احتياطي ممتاز: كمبيوتر قوي يفك HEVC بدقة 1080p بلا عناء حتى دون دارة مخصصة. أما جهاز بث تلفزيوني أو هاتف من الفئة الاقتصادية فلا يملك القوة الكافية لفك 4K بترميز HEVC أو AV1 برمجيًا: والنتيجة صورة متقطعة وإطارات مفقودة وربما شاشة متجمدة.
ولفك الترميز العتادي حدوده أيضًا: فالدارة لا تتعامل إلا مع الترميزات والملفات التعريفية والدقات والمعدلات التي حددتها الشركة المصنّعة. شريحة تفك HEVC بـ 8 بت قد ترفض HEVC بـ 10 بت؛ وشريحة تفك 4K بمعدل 30 إطارًا في الثانية قد تعجز عند 60.
تحاول المشغلات القائمة على libmpv، مثل AICKO IPTV، فك الترميز العتادي أولًا ثم تنتقل إلى البرمجي إذا فشل. والخيارات المقابلة موصوفة في صفحة مشغل الفيديو. وعلى الكمبيوتر، يمر التسريع العتادي عبر تعريف بطاقة الرسوميات: وتعريف محدّث هو غالبًا أفضل علاج، كما يشرح دليلنا لمشاهدة تدفقاتك على Windows.
الملفات التعريفية والمستويات و10 بت وHDR
القول إن جهازًا «يشغّل HEVC» لا يكفي. فكل ترميز يأتي بعدة ملفات تعريفية (أدوات الضغط المسموح بها) وبعدة مستويات (حدود الدقة والمعدل ومعدل البيانات).
| الترميز | الملفات التعريفية الشائعة | للعلم |
|---|---|---|
| H.264 | Baseline وMain وHigh وHigh 10 | High بـ 8 بت شبه شامل؛ وHigh 10 نادرًا ما يُفك عتاديًا |
| HEVC | Main (8 بت) وMain 10 (10 بت) | Main 10 لا غنى عنه لـ HDR |
| AV1 | Main (8 و10 بت) | يغطي الملف Main معظم الاستخدامات العامة |
يُعبَّر عن المستوى برقم: تدفق H.264 بمستوى 4.1 يناسب Full HD، بينما تتطلب 4K عادة مستوى 5.1 أو أكثر. والجهاز المحدود بمستوى أدنى سيرفض التدفق أو يفكه بشكل سيئ.
10 بت وHDR
يرمّز فيديو 8 بت كل مكوّن لوني على 256 قيمة؛ وفيديو 10 بت على 1024، مما يتفادى تأثير الدرجات المتقطعة في تدرجات السماء. ويعتمد HDR (المدى الديناميكي الواسع) على 10 بت لعرض بياض أكثر سطوعًا وسواد أكثر تفصيلًا. وله عدة صيغ: HDR10 (القاعدة المشتركة) وHLG (مصمم للبث التلفزيوني) وHDR10+ وDolby Vision (ببيانات وصفية ديناميكية).
وتشغيل HDR يفترض سلسلة كاملة: فاك ترميز 10 بت، ومشغل ينقل البيانات الوصفية، ومخرج فيديو متوافق، وشاشة HDR. وإذا نقصت إحدى الحلقات ظهرت الصورة باهتة ورمادية، أو على العكس شديدة العتمة. وقد يحوّل المشغل حينئذ HDR إلى صورة قياسية (عملية تسمى tone mapping)، وهذا يتطلب حسابات إضافية.
الأعراض والحلول
تُعرف معظم مشكلات التشغيل المرتبطة بالترميز من أعراضها. وإليك أكثر الحالات شيوعًا.
| العرض | السبب المحتمل | اتجاه الحل |
|---|---|---|
| صوت بلا صورة (شاشة سوداء) | ترميز فيديو غير مدعوم من فاك الترميز المختار، غالبًا HEVC أو AV1 على جهاز قديم | تغيير وضع فك الترميز (عتادي/برمجي)، وتجربة نسخة SD أو HD من القناة |
| صورة بلا صوت | مسار صوتي بصيغة غير مدعومة (AC3 أو E-AC3 أو DTS) أو مخرج صوت غير مضبوط جيدًا | اختيار مسار صوتي آخر، وتعطيل passthrough |
| تقطيع منتظم، خصوصًا في 4K | فك الترميز البرمجي ثقيل جدًا على المعالج | تفعيل فك الترميز العتادي أو اختيار جودة أدنى |
| صورة خضراء أو وردية أو مقطعة إلى كتل | فاك ترميز عتادي معطوب في هذا الملف التعريفي | الانتقال إلى فك الترميز البرمجي، وتحديث النظام أو التعريف |
| ألوان باهتة | محتوى HDR معروض على قناة غير HDR | تفعيل تحويل HDR إلى SDR، والتحقق من وضع HDR في الشاشة |
| سخونة الجهاز، وبطارية تنفد بسرعة | فك ترميز برمجي مطوّل | التأكد من أن التسريع العتادي مفعّل |
| خطوط أفقية عند الحركة | فيديو متداخل (1080i، شائع في التلفزيون) دون إزالة التداخل | تفعيل إزالة التداخل في المشغل |
للتمييز بين مشكلة ترميز ومشكلة شبكة، راقب السلوك: مشكلة الشبكة تسبب توقفات مع مؤشر تحميل ثم استئنافًا؛ ومشكلة فك الترميز تسبب تقطيعًا متواصلًا دون تحميل، حتى حين تكون الذاكرة المؤقتة ممتلئة. وتشخيص الشبكة معالج في دليلنا لعلاج التخزين المؤقت.
اعرف ما يفكه جهازك
تتيح بعض الطرق التحقق من القدرات الفعلية لعتادك:
- بطاقة المواصفات من الشركة المصنّعة، التي تسرد عادة الترميزات العتادية («HEVC Main 10» و«AV1» و«Dolby Vision»…). وهي المصدر الأوثق للتلفزيون أو البوكس.
- معلومات التشغيل في المشغل: تعرض معظم المشغلات أثناء التشغيل ترميز التدفق ودقته وفاك الترميز المستخدم (عتادي أو برمجي).
- على Android، تسرد تطبيقات معلومات النظام فاكّات الترميز العتادية التي تعلنها الشريحة.
- على كمبيوتر Windows، يعرض مدير المهام في تبويب الأداء نشاط «Video Decode» لمعالج الرسوميات: وإذا بقي صفرًا أثناء التشغيل فإن فك الترميز يتم برمجيًا.
وأخيرًا، تذكّر أن الترميز يختاره المصدر لا المشغل. فإذا كانت قناة لا توجد إلا بـ HEVC 10 بت وجهازك لا يفكه عتاديًا، فلن يحوّله أي إعداد إلى H.264. والحل الدائم الوحيد حينئذ نسخة مختلفة من التدفق أو جهاز أحدث.
الخلاصة
- يضغط الترميز الفيديو؛ وكلما زادت كفاءته زادت متطلبات فكه.
- H.264 عالمي، وHEVC يهيمن على 4K وHDR، وAV1 خالٍ من الرسوم لكنه يتطلب شريحة حديثة.
- فك الترميز العتادي سريع ومقتصد؛ والبرمجي حل احتياطي نهم.
- الملف التعريفي (8 أو 10 بت) والمستوى يهمان بقدر اسم الترميز.
- الصوت بلا صورة، والتقطيع دون تحميل، والسخونة: كلها تشير تقريبًا دائمًا إلى مشكلة في فك الترميز.
الأسئلة الشائعة
لماذا يعمل الصوت دون الصورة؟
يستخدم الصوت والصورة ترميزين مختلفين. فإذا كان الصوت متوافقًا والفيديو غير متوافق، وغالبًا ما يكون HEVC أو AV1 على جهاز قديم، يبث المشغل الصوت على شاشة سوداء. غيّر وضع فك الترميز أو اختر جودة أخرى للقناة.
هل HEVC أفضل من H.264؟
عند معدل البيانات نفسه يقدم صورة أفضل، وهذا ثمين في 4K أو على اتصال متواضع. لكنه يتطلب حسابًا أكبر ولا تفكه عتاديًا كل الأجهزة القديمة، حيث يبقى H.264 أكثر موثوقية.
هل يستطيع جهازي تشغيل AV1؟
الشرائح الحديثة نسبيًا فقط، المصممة عمومًا منذ 2020، تفك AV1 عتاديًا. راجع بطاقة مواصفات الجهاز؛ وفي غياب فك الترميز العتادي قد يتقطع AV1 بدقة عالية.
لماذا يسخن هاتفي أثناء التشغيل؟
غالبًا ما يفك المعالج الرئيسي الفيديو برمجيًا. تأكد من أن التسريع العتادي مفعّل في المشغل وأن التدفق يستخدم ترميزًا تدعمه الشريحة.
