Codec های ویدیویی

كلمه Codec به معنای COmpressor DECompressor فشرده ساز باز كننده فشردگی است یعنی یك روتین نرم افزاری كه ویدئوی خام آماده ذخیره سازی را فشرده كرده و سپس آن را جهت اجرا بر روی كامپیوتر از فشردگی خارج می نماید

ویدئوی دیجیتالی تا حد زیادی میدان را از دست شیوه های آنالوگ ذخیره سازی بیرون آورده است . از فیلم های DVD گرفته تا كم كوردرها ، و پخش كننده های جیبی و حتی گوشی های موبایل دارای امكانات ضبط ویدئویی ، همگی یك نقطه مشترك با كامپیوتر شخصی شما دارند : كمبود فضای ذخیره سازی ویدئوی دیجیتالی مقدار بسیار ناخوشایندی از فضای ذخیره سازی را بخصوص در وضوح یا resolution های بالاتر اشغال می نماید . در حالیكه بسیاری از كارهایی كه در وب سایت های مختلف مشاهده می گردند احتیاج به فضای چندانی ندارند ، resolution كامل PAL ۵۷۶?۷۲۰ پیكسلی كه توسط DVD و كم كوردرهای دیجیتالی مورد استفاده قرار می گیرد ، در هر دقیقه چندین گیگابایت از فضای دیسك را می بلعد . از آنجا كه هیچ یك از ما ظرفیت نامحدود ذخیره سازی را نداریم ، فایل های ویدئویی جهت كاربردی بودن می بایست از نظر اندازه كاهش یابند .

● توضیح Codec ها

ویندوز این كاهش اندازه را با استفاده از قطعات نرم افزاری بنام Codec انجام می دهد . كلمه Codec به معنای COmpressor/DECompressor ( فشرده ساز / باز كننده فشردگی ) است : یعنی یك روتین نرم افزاری كه ویدئوی خام آماده ذخیره سازی را فشرده كرده و سپس آن را جهت اجرا بر روی كامپیوتر از فشردگی خارج می نماید . قبل از بیان اینكه Codec های فشرده سازی ویدئو چگونه عمل می كنند ، لازم است یك تصور غلط را روشن نماییم . قالب اصلی فرمت ویدئویی مورد استفاده ویندوز AVI است . ممكن است شنیده باشید كه AVI را یك فرمت توصیف می كنند ولی چنین نیست . از نظر تكنیكی AVI چیزی است كه به عنوان یك ظرف یا یك لفاف شناخه می شود ، درست همانند Quick Time محصول شركت اپل .

یك ظرف را می توان به یك كانال تشبیه كرد كه در مورد فایل های AVI ، این ظرف فقط روشی جهت انتقال stream های ویدئو و صوت در درون یك فایل می باشد .

یك فایل AVI می تواند با فایل متنی متفاوت باشد ، حتی اگر هر دوی آن ها محتوی كیك ویدئو و صوت با یك resolution باشند . دلیل این امر خیلی ساده است : ویدئوی نگهداری شده در داخل فایل های AVI ممكن است با Codec های متفاوتی فشرده سازی شده باشد ، چیزی كه نمی توان به صرف اجرای فایل ها آن را فهمید .

در حالیكه Codecهای صوتی معمولاً یا loosy (پراتلاف) هستند ، lossless (بی اتلاف) هستند ، Codec های ویدئو عموماً‌ Loosy (پراتلاف) می باشند .

ویدئویی كه با یك Codec پراتلاف فشرده سازی شده باشد ، با فیلم اصلی یكسان نیست زیرا در حین فرآیند فشرده سازی ، جهت كاهش اندازه فایل مقادیری از اطلاعات دور ریخته می شوند . مقدار عظیم داده های نگهداری شده در فایل های ویدئویی با resolution بالا بدان معناست كه استفاده از یك فشرده سازی بی اتلاف (lossless) كاری عملی و سودمند نیست .

● فریم و فیلد

اگر بخواهیم كلی بگوئیم ، Codec های ویدئو را می توان به دو نوع تقسیم كرد :

Codec های مبتنی بر فریم و Codec های مبتنی بر فیلد .

Codec های مبتنی بر فریم مانند Cinepack و یا Motion_JPEG از طریق بررسی و فشرده سازی هر فریم از ویدئو بطور مجزا ، كارشان را انجام می دهند ، با در نظر گرفتن این كه در یك ویدئوی PAL درهر ثانیه ۲۵ فریم وجود دارد ، Codec های مبتنی بر فریم دو اشكال عمده دارند : آن ها می توانند كند و اندازه فایل هایشان می تواند نسبتاً بزرگ باشد .

یك فیلم در واقع ، یك رشته تصاویر ثابت است كه با سرعت معین و ثابتی نمایش داده شده و موجب پدید آمدن توهم حركت می گردند . با در نظر داشتن این مسئله ، دشوار نخواهد بود كه ببینیم هر فریم یا تصویر قبلی و بعدی خود بوده و فقط تفاوت هایی جزئی در محل های كه اشیاء حركت كرده اند خواهد داشت . پس چرا هر فریم را بصورت مجزا فشرده كنم ، در حالیكه اغلب آن ها اصولاً مشابه یكدیگرند ؟

این جائی است كه Codec های مبتنی بر فیلد وارد بازی می شوند .

این Codec ها بررسی می كنند كه چقدر از یك Stream ویدئویی در طی زمان تغییر نموده است . هنگامی كه یك Codec مبتنی بر فیلد Stream را فشرده می سازد ، Codec مزبور اولین فریم را بصورت تمام و كمال ذخیره می سازد . فریم بعدی با این فریم كامل مقایسه می شودو هرگونه تغییر بین این دو فریم مجزا می گردد .

سپس Codec فقط تغییرات بین اولین فریم كامل و فریم بعد را فشردگی می سازد . از آنجا كه فریم اول ضروری بوده و حاوی اطلاعات مورد نیاز برای خروج از فشردگی فریم های بعدی است ، فریم مزبور بنام فریم كلیدی شناخته می شود . هنگامی كه Codec متوجه تغییر عمده در فریم ها می گردد ، مثلاً هنگامی كه صحنه فیلم عوض می شود . Codec یك فریم كلیدی كامل دیگر را گرفته و فشرده می سازد .

همانطور كه می توانید حدس بزنید ، Codec های مبتنی بر فیلد هنگامی به كار آمدترین شكل خود عمل می كنند كه با فیلم هایی كه صحنه هایشان تغییر چندانی نداشته باشد سروكار دارند . شناخته شده ترین Codec مبتنی بر فیلد استاندارد MFEG است . MFEG _ ۲ كه بازبینی شده resolution بالای استاندارد اولیه است ، همان Coldec بكار رفته جهت بسته بندی فیلم های پرفروش كامل در دیسك های CDC نسبتاً كوچك می باشد .

● پخش تصویر از ویندوز

هنگامی كه یك فایل ویدئویی كه بصورت فرمتی مانند فایل MPEG نگهداری شده است را پخش می كنید ، ویندوز بطور خودكار می داند كه آن فایل چیست و بدون اعتراض كارش را با فایل مزبور انجام می دهد . فرمت های ظرفی مانند AVI بسیار پیچیده ترند ، زیرا stream های ویدئویی و stream های صوتی هر دو می توانند یكی از تعداد زیاد Codec های فشرده ساز را مورد استفاده قرار دهند .

ابتدا ، ویندوز بخش خاصی از سرآیند AVI كه حاوی كد Fourcc است را مورد بررسی قرار می دهد . كد مزبور یك كد چهار رقمی است كه جهت شناسایی Codec بكار رفته در Stream مورد استفاده قرار می گیرد .

ویندوز سپس این كد را با Codec های ویدئویی كه روی كامپیوتر دارید مقایسه نموده و Codec صحیح را برای اجرای Stream انتخاب می كند . اگر Codec مورد نیاز جهت پخش آن كد Fourcc بر روی كامپیوتر نصب نشده باشد ، آنوقت دچار مشكل می شوید زیرا ویندوز از پخش فایل مزبور امتناع خواهد نمود .

در نهایت هنگامی كه Codec صحیح ویدئو و صوت تعیین گردیدند ، ویندوز Stream را به Codec جهت از فشردگی خارج كردن می فرستد . سپس Codec اطلاعات از فشردگی درآمده را به برنامه پخش مورد استفاده می فرستد كه می تواند Windows Media Player و یا برنامه ای از شركت های ثالث دیگر مانند Winmap باشد . این ماهیت ماجولی به معنای آن است كه Codec می تواند توسط هر برنامه ای جهت پخش فایل های ویدئویی بكار برده شود ، بدون اینكه برنامه نویسان ناچار باشند تا هر بار روتین هایی مختص به خود را بنویسند .

● معمای Codec

با در دسترس بودن چندین دو جین Codec ویدئویی جهت استفاده ، هر فایل AVI كه با آن مواجه ی شوید می تواند مانند یك بخت آزمایی باشد . آیا سیستم شما مجهز به Codec مربوطه است تا بتواند هر دو Stream ویدئو و صوت را به شكل صحیح پخش كند ؟ اگر نه ، خیلی زود جواب را خواهید دانست ، یعنی ویندوز از این كه Codec صحیح بررویش نصب نشده است شكایت می كند . اما اگر نیاز به Codec خاصی باشد از كجا می توان آن را پیدا نمود ؟

بجای نصب تمامی Codec های موجود در دنیا ، راه حل ساده تری برای شناسایی اینكه یك فایل AVI خاص نیازمند كدام Codec فشرده ساز می باشد وجود دارد ، یك قطعه نرم افزاری بنام GSPOT . این نرم افزار كه از آدرس اینترنتی www.headbands.com/gspost/GSpot قابل دستیابی است ، هنگامی كه برای اولین بار اجرا شود بطرز وحشتناكی پیچیده به نظر می رسد . البته همینطور هم هست ، ولی برای یافتن اطلاعات Codec ، این نرم افزار بی همتاست .

GSPOT را اجرا كرده و سپس فایل AVI انتخابی خود را باز كنید . هنگامی كه GSPOT سیستم را برای ردیابی Codec نصب شده اسكن نمود ، این برنامه هزاران نوع اطلاعات درباره محتویات فایل انتخاب شده در اختیارتان قرار می دهد . چیزی كه مورد نیاز شماست در سمت راست صفحه تحت بخش Video قرار دارد . بخش Stat به شما می گوید كه آیا Codec مورد نیاز را دارید یا خیر . در صورتیكه جواب منفی بود گزینه های View Codec ، Data Base Video را انتخاب نموده و بدنبال كد Fourcc بگردید .

GSPOT همچنین به شما خواهد گفت كه Codec گمشده را از كجا بیابید .

● MPEG_۴ خارق العاده

در حالیكه فرمت ها و Codec های ویدئویی باگذشت زمان می آیند و می روند ، بعضی از آنها بقدری مفید واقع می گردند كه یك جهش بزرگ محسوب می شوند .

MPEG_۴ یكی از این پدیده ها است . بطور كلی MPEG_۴ استانداردی برای فشرده سازی ویدئویی بسیار كارآمد ولی هم چنان خوش ظاهر است كه بسیار فراتر از آنچه كه فرمت هایی مانند استاندارد MPEG_۵ DVD می تواند عرضه كند می باشد حداقل از لحاظ فشرده سازی .

لیكن MPEG_۴ بیشتر یك استاندارد است تا یك Codec . در عمل چندین Codec مطابق با MPEG_۴ در دسترس قرار دارند . از جمله نسخه تحت تملك خود شركت مایكروسافت . بدون شك شناخته شده ترین Codec با استاندارد مزبور Divx می باشد .

این Codec دارای گذشته ای پر تحول است . Codec مزبور همزمان با MPEG_۴ ماكروسافت پدیدار شد ولی تحت نام شركت Divx Networks.Inc مشروعیت یافت .

در طی سالیان متمادی Divx پیشرفت های زیادی نموده و اكنون مؤسسه بزرگی است . پدید آورندگان بازیها از آن بر روی كامپیوترهای شخصی و پایانه ها استفاده می كنند و تعدادی از DVD Player ها و وسائل پرتابل نیز وجود دارند كه می توانند فایل های DVX را پخش كنند . برای اطلاعات بیشتر به سایت WWW.divx.com مراجعه كنید .

سایر Codec های عامه پسند شامل Xvid (WWW. Xvid .com ) ، ۳IVX ( WWW. ۳IVX.com ) و Digital Nero ( WWW.ahead.de ) می باشند .