Codec: מה הם בסרטון?
רכיבי Codec מהווים חלק חשוב בתהליך הפקת הווידאו. קודקים הם קבוצה של אלגוריתמים שרגילים דחיסה ושחרור של קבצי וידאו ואודיו. Codec הוא חיוני להקטנת גודל הקבצים, ומאפשר לך להעביר ולאחסן אותם מהר יותר.
במאמר זה נציג מה הם קודקים, איך הם עובדים, שלהם חשיבות בתהליך הפקת הווידאו.
בפוסט זה נסקור:
הגדרה של Codec
קודק היא טכנולוגיה המקודדת זרמי וידאו, אודיו ונתונים בצורה דיגיטלית. קודקים דוחסים את הנתונים כך שהם תופסים פחות מקום באחסון או לשידור, וגם משפרים את האיכות של זרם וידאו או אודיו על ידי שיפור הוויזואליה או הסאונד שלו.
קודקים נמצאים בשימוש נרחב בהפצה מקוונת של סרטים, טלוויזיה ומוזיקה. שירותי סטרימינג מקוונים כגון Netflix, Amazon Prime Video ו-Spotify להשתמש ב-codec כדי לדחוס את התוכן שלהם מבלי להתפשר על האיכות. קידוד סרטונים עם רכיבי codec מתקדמים יכול להקטין אותם בגודלם תוך שמירה על איכות חומר המקור המקורי. זה מאפשר לשירותי סטרימינג להפיץ בקלות סרטונים ללקוחות מבלי להטיל עלויות רוחב פס עצומות על הרשתות או התשתית שלהם.
בנוסף לאפשר אחסון ושידור יעילים, קודקים יכולים לספק מספר יתרונות נוספים לספקי סטרימינג מקוונים כגון:
- זמני טעינה מהירים יותר
- יעילות אנרגטית משופרת
- יכולת הרחבה טובה יותר
- תאימות מוגברת למכשיר
ניתן להשתמש בקודקים גם למטרות אבטחה על ידי הצפנת קבצי תוכן כך שרק משתמשים מורשים יכולים לגשת אליהם.
תפקידם של Codec בווידאו
רכיבי Codec, קיצור של "מפענח מקודד", הם אלגוריתמים שאחראים על דחיסה וביטול דחיסה של קבצי וידאו ואודיו. באמצעות טכניקות דחיסה מיוחדות, קודקים מסוגלים למזער את גודלם של קבצי וידאו ואודיו מבלי לאבד משמעותית באיכות. זה מאפשר מהירויות העלאה והורדה מהירות יותר - בין אם אתה מזרים סרט או משחק במשחק מקוון - כמו גם תופס הרבה פחות מקום בכונן הקשיח שלך.
בנוסף, קודקים משמשים גם בעת הקלטה ועיבוד של נתוני וידאו כדי ליצור את התמונות ברזולוציה הגבוהה ביותר האפשרית עם קצבי פריימים משתנים, קצבי סיביות, עומקי צבע וכו'. קודקים קובעים באיזה סוג של טכנולוגיית הקלטה ייעשה שימוש - למשל, 4K רזולוציה או HD - על מנת לייעל את חווית הצפייה. בהתאם לדרישות הספציפיות עבור כל יישום, ישנם מספר סוגים שונים של קודקים זמינים כגון:
- H264/AVC
- .265/HEVC
- VC-1/WMV9
- MPEG4
- VP8/VP9
Codec פועל על ידי דחיסה של זרם קלט (כלומר, וידאו או אודיו) לגדלים קטנים יותר של קבצים שניתן לנהל בצורה יעילה יותר ברשתות או לאחסן בכוננים מקומיים; זה ידוע בשם הַצפָּנָה. לעומת זאת בהפעלה (לדוגמה בעת הזרמת סרטונים באינטרנט), יש להמיר את הקבצים הדחוסים בחזרה לפורמט המקורי באיכות גבוהה, אשר מושגת על ידי פִּעַנוּחַ המידע המקודד מלפני כן; תהליך זה ידוע בשם פִּעַנוּחַ. בעזרת חומרה מתאימה (כגון כרטיסים גרפיים וכו'), קידוד בעזרת חומרה יכולים לשפר את מהירות הקידוד באופן מסיבי תוך אובדן איכות מינימלי - מה שהופך אותם מתאימים ליישומים עם גבוה במסגרת שיעור דרישות כגון שירותי סטרימינג בזמן אמת או משחקי ענן.
סוגי קודקים
רכיבי Codec הם נשמת אפו של תוכן וידאו - הם קובעים כיצד סרטונים נדחסים, מפורקים ומשדרים. הם מאפשרים לנו לצפות בסרטונים בגדלים וברזולוציות שונות כמעט בכל מכשיר. ישנם סוגים רבים ושונים של רכיבי codec זמינים, כל אחד ממלא תפקיד אחר בתהליך הצפייה בתוכן וידאו.
תחילת העבודה עם סטופ מושן תכנון משלך
הירשם לניוזלטר שלנו וקבל את ההורדה החינמית שלך עם שלושה לוחות תכנון. התחל להחיות את הסיפורים שלך!
אנו נשתמש בכתובת הדוא"ל שלך רק לניוזלטר שלנו ונכבד אותך פְּרָטִיוּת
במאמר זה, נסקור לעומק את הסוגים הנפוצים ביותר של קודקים:
קודקים אובדניים
Codec Lossy הם תקני דחיסה שמפחיתים את איכות הסרטון המקורי, ומקריבים את איכות התמונה והנתונים למען גודל הקובץ. המטרה היא להפוך זרם וידאו קטן מספיק כדי שניתן יהיה לצפות בו או להוריד אותו במהירות וביעילות. בהשוואה לקודקים חסרי אובדן, רכיבי Codec חסרי אובדן בדרך כלל מייצרים קבצים קטנים יותר עם פחות נתונים, אך זה בא על חשבון חדות ואמינות כללית.
שני הסוגים הנפוצים ביותר של רכיבי קודקים אובדים הם תוך-מסגרת or קצב סיביות קבוע (CBR) ו interframe or קצב סיביות משתנה (VBR). קידוד תוך-מסגרת מתעד מסגרת תוכן שלמה כיחידה אחת בתוך כל קובץ דחוס; זה גורם לקבצים גדולים אבל פחות חפצים בין כל מסגרת ותמונות באיכות גבוהה יותר בסך הכל. קידוד בין-פריים מחלק את מסגרות התוכן למקטעים כדי לאפשר חלקים דחוסים יותר ללא שינוי ניכר בין מסגרות; קבצים שנוצרו נוטים להיות בעלי גדלים קטנים יותר מאשר intraframes, אך גם יותר חפצים בין מסגרות.
דוגמאות פופולריות של רכיבי Codec עם אובדן כוללות MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 ו H.265 / HEVC, Windows Media Video 9 (WMV9), RealVideo 9 (RV9), DivX, Xvid ו VP8/VP9. אלה הפכו פופולריים יותר ויותר ביישומי הזרמת וידאו כגון YouTube בשל יכולתם לדחוס כמויות גדולות של נתונים במהירות ללא הקרבה משמעותית באיכות התמונה - מבקרים יכולים לצפות בסרטונים ארוכים עם חיבור רוחב פס נמוך יחסית תוך שמירה על בהירות ויזואלית סבירה.
Codec ללא הפסדים
Codec וידאו הם סוג של תוכנת מחשב המשמשת לדחיסת נתוני וידאו דיגיטליים, או קידוד. תהליך זה נחוץ כאשר עובדים עם קבצים דיגיטליים גדולים על מנת להקטין את גודל הקובץ ולהגדיל את מהירות ההורדה, ההעברה או ההזרמה של הקובץ. Codec מחולקים לשתי קטגוריות שונות: lossy ו lossless קודקים.
רכיבי codec ללא אובדן מספקים העתק דיגיטלי מדויק של קובץ לאחר הקידוד על ידי מתן דיוק נתונים מלא, המאפשר שכפול דיגיטלי מדויק במהלך דקומפרסיה. זה תופס יותר מקום מאשר דחיסה אובדת אך גם אינו כרוך בעיוות משלו וכן מאפשר בקלות עריכת אודיו/תמונה ללא כל פשרות באיכות. קודקים ללא הפסדים כוללים אלגוריתמים כגון:
- Lzw
- JPEG LS
- FLAC
- ALAC
- MPEG-4 ALS
Codec חומרה
רכיבי קודקים של חומרה הם רכיבי קודקים המשתמשים במשאבי חומרה ייעודיים לקידוד ולפענוח אותות וידאו. כמה מערכות מחשב חדשות יחסית, כגון מחשבים ניידים, כוללות יחידת מקודד וידאו מבוססת חומרה שניתן להשתמש בה כדי להאיץ את תהליך הקידוד. יחידות אלו יעילות מאוד ויכולות לספק יתרונות ביצועים משמעותיים על פני קודקים מבוססי תוכנה. בנוסף, קיימים כמה רכיבי קוד חומרה עצמאיים המציעים תוצאות באיכות מקצועית עבור יישומי שידור/סטרימינג.
שני הסוגים העיקריים של רכיבי codec חומרה הם דחיסה/קידוד ו פענוח Codec:
- Codec דחיסה/קידוד: מכשירים אלה מגיעים לרוב עם תוכנה קניינית משלהם, אם כי יתכן ואפשרויות אחרות זמינות גם כן. הם משתמשים ברכיבים מיוחדים כדי לבצע קידוד וידאו במהירות גבוהה מאוד מבלי לצרוך הרבה כוח או כוח מעבד ביחס למקודדי תוכנה. כמו מקודדי תוכנה, הם בדרך כלל יפיקו מגוון פורמטים של פלט כגון H.264 או MPEG-2/4 פורמטים.
- פענוח Codec: ידועים גם ככרטיסי פענוח או מאיצי פענוח, מכשירים אלה כוללים שבבים ייעודיים רבי עוצמה שתוכננו במיוחד לפענוח אותות וידאו דחוסים בזמן אמת מבלי לצרוך יותר מדי משאבי מערכת (כוח מעבד). כרטיסי פענוח ייעודיים הם דבר שבשגרה בסביבות מקצועיות שבהן צריך לבטל את הדחיסה של מספר רב של סרטונים במהירות תוך השפעה מינימלית על ביצועי המערכת ויציבותם.
Codec פופולרי
רכיבי Codec חיוניים לכל מי שעובד עם מדיה וידאו. הם המרכיבים של קובץ הווידאו שלך, המרכיבים המאפשרים לנגן הווידאו להבחין בין וידאו ואודיו, והשיטות של דחיסת הנתונים כדי להקל על האחסון והזרימה. יש מגוון של רכיבי קודקים זמינים, ויש לבחור את המתאים לפרויקט שלך.
בחלק זה, נדון ב הקודקים הפופולריים ביותר:
H.264
H.264 (ידוע גם כ AVC MPEG-4) הוא אחד מהקודקים הפופולריים ביותר לקידוד קבצי וידאו דיגיטליים לשימוש במגוון יישומים - משירותי סטרימינג לנגני Blu-ray ועד לסמארטפונים. היכולת שלו לדחוס וידאו באיכות גבוהה לגדלי קבצים קטנים יחסית הופכת אותו לאחד מהקודקים הנפוצים והרב-תכליתיים בשוק כיום.
H.264 פועל על ידי פירוק מסגרות דיגיטליות לגושי 8×8 פיקסלים ולאחר מכן דחיסתם עם מגוון אלגוריתמים שונים. מכיוון ש-H.264 כל כך יעיל, הוא יכול ליצור וידאו דיגיטלי באיכות גבוהה מאוד אפילו בקצבי סיביות נמוכים מאוד, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור מגוון רחב של יישומים משידורי HDTV ועד לנגני מדיה לצרכנים ושירותי סטרימינג של סמארטפונים/טאבלטים.
H.264 מספק תמיכה הן בסריקה מתקדמת (כאשר כל השורות בתמונה מתחילות לסרוק בבת אחת) והן בווידאו סריקה משולב, אם כי רוב הקודקים המודרניים תומכים בסריקה מתקדמת בלבד מכיוון שהם יעילים יותר מבחינת גודל הקובץ וניצול רוחב הפס. H.264 מסוגל גם לטפל ברזולוציות של עד 4K (4096×2160 פיקסלים), לוודא שהוא יישאר רלוונטי ככל שיותר יוצרי תוכן מתקדמים לרזולוציות גדולות יותר לאורך זמן.
יחד עם היעילות שלו, אחד היתרונות העיקריים של H.264 הוא העובדה שהוא אומץ כבר על ידי יצרני מכשירים רבים מה שמקל על המשתמשים לשלוח תוכן בין מכשירים מבלי לדאוג לבעיות תאימות או תצורות תוכנה/חומרה לא תואמות. מסיבה זו, H.264 ממשיך להישאר קודק חשוב עבור מגוון רחב של מכשירים ויישומים כיום, למרות אפשרויות חדשות יותר זמינות כגון HEVC (קידוד וידאו בעל יעילות גבוהה).
H.265
H.265, ידוע גם כ קידוד וידאו ביעילות גבוהה (HEVC), הוא תקן דחיסת וידאו המספק קידוד יעיל יותר מקודמו, H.264/MPEG-4 AVC (קידוד וידאו מתקדם). הוא תומך ברזולוציית 8K ויכול לדחוס קבצי וידאו עד ביעילות כפולה כתקן הקודם - עם עד 40 אחוז יותר שימור איכות מאשר קודמו.
H.265 הוא היורש הטבעי של H.264/MPEG-4 AVC, המספק יכולות דחיסה גדולות יותר עם מינימום סיבוכים והפעלה חלקה יותר במכשירי השמעה כגון טלוויזיות, סמארטפונים, מחשבים ניידים וטאבלטים. זהו פורמט קוד פתוח המתאים לכל סוגי התוכן - משידורי טלוויזיה ועד הזרמת סרטונים דרך האינטרנט ותקליטורי Blu-ray - המאפשר ליוצרי תוכן לספק איכות וידאו מקסימלית תוך מזעור עלויות רוחב הפס.
הגמישות של H.265 מאפשרת להשתמש בו במגוון רחב של יישומים כגון:
- שידור טלוויזיה (כולל 4K או אפילו 8K)
- שירותי סטרימינג ותקשורת לרבות אלה עבור מכשירים ניידים ולווייניים
- חוויות מציאות מדומה
- יישומי בריאות
- פורמט התמונה החדש של HEIF - המאפשר לדחוס תמונות שצולמו ממצלמות סטילס דיגיטליות או טלפונים מצלמות יותר מאי פעם ללא אובדן של פרטי תמונה.
VP9
VP9 הוא Codec וידאו פתוח וללא תמלוגים שנוצר על ידי Google. הוא פותח לשימוש באפליקציות אינטרנט ומציע טכנולוגיה חדישה עם דחיסה משופרת לסטרימינג והורדה בקצבי סיביות נמוכים יותר.
VP9 כולל גם תכונות שונות שימושיות עבור יישומי וידאו:
- טווח דינמי גבוה ומרחבי צבע,
- מצב קידוד ללא אובדן,
- מדרגיות זרימה אדפטיבית ומקודד.
הוא תומך בפיקסלים שאינם מרובעים, בריבועים חופפים של צבעים או ערכי בהירות שונים, שיטות קידוד חיזוי זמני (כגון פיצוי תנועה) וכן שיטות קידוד תוך חיזוי (כגון טרנספורמציות קוסינוס בדידות). ל-VP9 יש גם את היכולת לקודד תמונות עם עד 8 סיביות של עומק צבע לפיקסל. הפורמט מאפשר איכות תמונה טובה יותר באמצעות פרטים חזותיים כמו רמות רעש מופחתות וקצוות חדים יותר על פני קודקים קודמים אחרים.
בעת פענוח זרם VP9, המכשיר של המשתמש עושה את כל העבודה כדי לפענח אותו בחזרה למסגרת בודדת של וידאו. זה הופך אותו למהיר לגישה ומאפשר השמעה מהירה יותר מאשר עם כמה קודקים אחרים בגלל זה דרישות זיכרון נמוכות. זה חל במיוחד כאשר משתמשים מקוונים ניגשים למספר זרמים בו-זמנית ממספר מקורות; הם יכולים לעשות זאת מבלי שכל משאבי המחשוב שלהם יהיו קשורים בפענוח כל אחד מהם בנפרד. בנוסף, מסירה באמצעות פורמט קובץ נפוץ כגון MP4 עוזר לאפשר תאימות בין מכשירים או פלטפורמות שאחרת לא יוכלו לראות תוכן מקודד בפורמטים אחרים כמו WebM או MKV.
Codec ואיכות וידאו
רכיבי Codec הם חלק חשוב בקידוד ופענוח וידאו, אשר יכול להשפיע על איכות הסרטון. רכיבי קודקים משמשים לדחיסת ושחרור קובצי וידאו, וסוג ה-codec שתבחר יכול להשפיע על הגודל והאיכות של הסרטון.
במאמר זה, נדון בסוגים השונים של רכיבי codec ו כיצד הם יכולים להשפיע על איכות הסרטון:
Bitrate
Bitrate הוא מדד לכמות המידע שקודק צריך כדי לייצג סרטון נתון. נמדד בסיביות לשנייה, קצב הסיביות יכול להשפיע על שני איכות הסרטון ו כמה גדול יהיה גודל הקובץ שלו.
ככל שקצב הסיביות גבוה יותר, כך ניתן לכלול פרטים נוספים בתהליך הקידוד (או הדחיסה). ובכך איכות תמונה טובה יותר שתקבל. עם זאת, זה גם אומר שיהיה צורך לאחסן או לשדר קבצים גדולים יותר. אם אתה שולח את הווידאו שלך דרך כל סוג של רשת דיגיטלית (כמו האינטרנט), אתה עלול לגלות שקצבי סיביות גבוהים יותר גורמים לעלייה ניכרת בהשהיה או בזמן האגירה.
גורם נוסף שמשפיע על קצב הסיביות הוא הרזולוציה - ככל שהרזולוציות גדלות, כך גם גודל הקובץ - אבל זה תלוי במאפיינים אחרים כמו קודקים בשימוש, קצב פריימים וגדלי פריימים. באופן כללי, קצבי סיביות נמוכים יותר נוטים לתת סרטונים באיכות ירודה יותר גם אם גורמים אחרים כמו רזולוציה גבוהים.
לכל רכיבי Codec יש את הטווח האידיאלי המוצע עבורם איכות התמונה הטובה ביותר והפחות שימוש בנתונים אז הקפד לבדוק את המקודדים המועדפים עליך במהלך תהליך הדחיסה.
החלטה
רזולוציה היא המדד למידע של סרטון במונחים של פיקסלים, והיא אחד הגורמים העיקריים שקובעים את איכות הסרטון. חשוב להבין את זה רזולוציות גבוהות יותר תמיד יפיקו סרטונים במראה טוב יותר כי יש פשוט יותר פיקסלים דחוסים בכל פריים. הרזולוציות הנפוצות ביותר בשימוש בסטרימינג מקוון הן 1920 × 1080 (Full HD) ו 1280 × 720 (HD).
הווידאו ברזולוציה גבוהה יותר דורש כוח עיבוד רב יותר, מה שעלול לגרום לבעיות תאימות אם המערכת של המשתמש אינה מעודכנת. סרטונים ברזולוציה גבוהה יותר פירושם גם קבצים גדולים יותר שדורשים קודק טוב יותר כדי להיות מסוגל לנגן כראוי בכל המכשירים. רכיבי קודקים נפוצים בתעשייה המשמשים לסטרימינג מקוון כוללים H.264 או AVC, VP8, VP9 ו-HLS או Apple HLS (סטרימינג בשידור חי של HTTP).
בהתאם לאפליקציה שלך ולסוג המכשיר שאליו אתה מתכנן להעביר את התוכן שלך יקבע איזה codec הוא הטוב ביותר עבורך.
בסופו של דבר, אם יש לך הגדרת קידוד מתאימה הכוללת את ה-codec הטוב ביותר שקיים אז לא אמורה להיות לך בעיה לספק סרטונים באיכות גבוהה בכל רזולוציה שלא יסבול מחציצה או בעיות השמעה אחרות תוך שמירה על רמה טובה של נאמנות חזותית.
מסגרת שיעור
קצב פריימים הוא גורם מפתח בכל הקשור לאיכות וידאו ו-codec. זוהי המדד של כמה פריימים בודדים נלכדים בשנייה אחת, בדרך כלל נמדדת ב פריימים לשנייה (FPS). ככל שקצב הפריימים גבוה יותר, כך יופיעו הצילומים חלקים יותר. קצבי פריימים נמוכים מביאים לסרטון קטוע, בעוד שקצבי פריימים גבוהים יותר יעילים יותר במתן תמונה זורמת.
לדוגמה, כאשר מקליטים עם מצלמת 8 FPS לעומת מצלמה של 30 FPS, מצלמת 8 FPS תייצר קטעים קוצצים יותר בגלל מספר הפריימים לשנייה נמוך יותר. מצד שני, מצלמת 30 FPS מייצרת קטעים חלקים יותר עם יותר טשטוש תנועה ביניהם מאשר מצלמת 8 FPS, מכיוון שיהיו פי שלושה יותר פריימים שצולמו.
נוסף על כך, קודקים שונים דורשים קצבי פריימים מינימליים או מקסימליים שונים לתוצאות מיטביות. אם נעשה שימוש לא נכון או מבלי לדעת את הדרישות של ה-codec שלך לתאימות קצב פריימים, איכות הווידאו שלך עלולה להיפגע. שיעורי הפריימים הסטנדרטיים הנפוצים ביותר עבור רוב פורמטי הווידאו וחוויות הצפייה העדכניים הם 24 פריימים לשנייה (סרטים) ו-30 פריימים לשנייה (תוכניות טלוויזיה). עם זאת, קודקים מסוימים יכולים לתמוך גם באלה גבוהים יותר - כגון 48 פריימים לשנייה או אפילו 60 פריימים לשנייה - תוך מתן חזותיים וחלקות מעולים בהשוואה לעמיתיהם הנמוכים.
סיכום
לסיכום, הבנת קודקים היא חלק חשוב ביצירה וצפייה בסרטונים במכשירים הדיגיטליים שלנו. הכרת היסודות של רכיבי Codec אודיו ווידאו, ההגדרות שלהם וההבדלים המשמעותיים ביניהם יכולים לעזור לנו לקבל החלטה מושכלת יותר בעת בחירה וצפייה במדיה דיגיטלית. בנוסף, יש סקירה כללית של הקודקים הפופולריים ביותר של וידאו יכול גם לספק לנו יותר הבנה כיצד קודקים שונים יכולים לשנות את המראה והסאונד של וידאו.
לבסוף, כדאי לזכור זאת לא כל רכיבי ה-codec של הווידאו תואמים— כלומר, ייתכן שסרטונים מסוימים שדורשים codec אחד לא יופעלו כראוי במכשיר אחר אם הוא לא יזהה את הסוג המסוים הזה. למרבה המזל, יש לנו כעת יותר אפשרויות מאי פעם בכל הנוגע לצפייה בתוכן הדיגיטלי המועדף עלינו - כולל תאימות טובה יותר בפלטפורמות מרובות. אז קח את הזמן שלך לחקור את הפורמט המתאים לך ולגלות איזה מהם מתאים ביותר לצרכים שלך!
היי, אני קים, אמא וחובבת סטופ-מושן עם רקע ביצירת מדיה ופיתוח אתרים. יש לי תשוקה ענקית לציור ואנימציה, ועכשיו אני צולל עם הראש לעולם הסטופ-מושן. עם הבלוג שלי, אני חולק אתכם את הלמידה שלי.
