لماذا تتشوه مقاطع الفيديو لعدة ثوانٍ متتالية أحياناً؟

براج انترنت

ياهلا ومرحبا بيكم اعذائى محبى ومتابعى موقع Artist Abram في مقال جديد و موضوع جديد وحصري اقدمه لكم انا ابرام عماد محروص موسس الموقع واليوم اقدم لكم هذا الموضوع الشامل والذي لا يوجد منه اثنين على الانترنت وهو تحن عنوان لماذا تتشوه مقاطع الفيديو لعدة ثوانٍ متتالية أحياناً؟

في حال كنت تستخدم الأجهزة الإلكترونية لمشاهدة الفيديو بشكل دوري، فلا شك أنك مررت ولو مرة على الأقل بحالة حيث يظهر الفيديو مشوهاً للغاية مع خلفية بيضاء أو رمادية وألوان غريبة عموماً، ثم سرعان ما يعود الأمر للوضع الطبيعي بعدها بقليل مع الانتقال إلى المشهد التالي، بالطبع فمعظم الأشخاص ينظرون للأمر ببساطة شديدة كون الفيديو متضرر بشكل ما، وبذلك ينتهي الامر بالنسبة لهم، لكن بالنظر إلى سبب هذه الخالات الغريبة، يصبح الأمر مثيراً للاهتمام أكثر في الواقع.

في حال كنت قد تساءلت سابقاً عن سبب حدوث هذه الظاهرة، فالجواب المختصر هو طبعاً كون الفيديو متضرر، لكن لماذا يؤدي الضرر في الفيديو إلى هذه الظاهرة الغريبة وليس إلى الحالة المعتادة حيث تتشوش الصورة لأجزاء من الثانية فقط وتعود لوضعها الطبيعي؟ الجواب هنا يكمن في آلية عمل الفيديو الرقمي وطريقة ضغطه أصلاً، وهنا سنشرح بشكل مبسط تماماً (لا تحتاج لأي معرفة مسبقة بالأمر لفهم هذا الشرح) سبب حصول هذه الظاهرة.

كيف يعمل الفيديو غير المضغوط؟

في الفيديو القديم والفيديو الغير مضغوط مبدأ العمل واحد: عدد من الإكارات المتتالية والموجود كل منها على حدة.

قبل أن ننتقل إلى كون كل شيء نستخدمه تقريباً رقمياً، كانت الأمور تتم بطريقة مختلفة للغاية عن الآن، حيث كانت الاميرات القديمة تلتقط عدداً كبيراً من الصور المتتالية (حوالي 24 صورة في الثانية عادة) ومن ثم يتم تمرير هذه الصور بسرعة أمام ضوء ساطع لتظهر صوراً متحركة كما في السينما القديمة التي تعتمد آلات ضخمة تحمل الأسطوانات الثقيلة للأفلام وتنيرها لتعرض الصور. على أي حال مع الوقت تغير الأمر للغاية ولم تعد هذه الصور مستخدمة حقاً.

مع التخلي عن استخدام الأفلام كما هي لعرض الصور، ظهرت العديد من طرق تخزين الفيديو على وسائط أخرى مثل الأشرطة المغناطيسية ولاحقاً حتى الأقراص الضوئية، وبدلاً من عرض الصور (أو ما يعرف بالإطارات –frames- في عالم الفيديو) كما هي بات الصور تخزن بشكل متتالٍ بطريقة ما، ومن ثم يتم استرجاعها مجدداً، ومع أن هذه الطريقة مناسبة للغاية للوسائط القديمة للتخزين، فهي لم تعد مناسبة مع استخدامنا المتزايد للأدوات الرقمية حيث مساحة التخزين أمر مهم للغاية، فهذه الفيديوهات ضخمة للغاية في حالتها الخام.

كيف يعمل الفيديو المضغوط؟

كما هو واضح فالتغيير الحاصل على الشكل لا يؤثر فعلياً على الخلفية، لذا بدل تخزين 3 إطارات مختلفة، يمكن تخزين الإطار الأول ومن ثم “التغيير” على هذا الإطار.

لاحقاً ظهرت فكرة بسيطة: لماذا لا نقوم بضغط الفيديو! بالطبع فضغط الفيديو ليس مطابقاً تماماً لضغط الصور، لكنه قريب كفاية، حيث يتعرض الفيديو لضغط مماثل لضغط الصور في كل إطار من إطاراته، لكنه يضغط بطريقة أخرى بين الإطارات نفسها، حيث لا يتم حفظ كل إطار كصورة مستقلة، بل يتم أخذ إطارات “مرجعية” أو “مفتاحية”، ومن ثم يتم تخزين التغيرات التي تطرأ على الإطار المرجعي لإنتاج الإطار التالي، فكما في الصورة أعلاه، جميع مكونات الصورتين متطابقة، لكن الاختلاف هو موضع الدائرة الصفراء التي تبدل مكانها قليلاً فقط.

هذه الطريقة غيرت الكثير في عالم الفيديو، فبدلاً من الحاجة لتخزين 30 صورة متتالية لثانية واحدة فقط (في حال كان الفيديو يسير بمعدل 30 إطاراً في الثانية)، من الممكن ببساطة تخزين صورة واحدة فقط، ومن ثم تخزين الأشياء التي تتغير بالنسبة لهذه الصورة المرجعية. بالطبع فالنتيجة هي مقاطع فيديو أصغر بكثير من حجمها الخام غير المضغوط (نسخة مضغوطة من فيلم رقمي بحجم 20GB من الممكن أن تكون بحجم أقل من 1GB فقط) لكن الأمر قاد إلى مشكلتين أساسيتين:

التشوش الناتج عن الكثير من الحركة

بالطبع هناك جزء من التشوش ناتج عن الحركة بحد ذاتها وكون رعة الكاميرا ليست عالية كفاية، لكن تغير الخلفية الكبير يجبر الفيديو على التشوش للاستمرار ضمن معدل بث ثابت ومنخفض.

عندما يتم ضغط الفيديو، كما قلنا يتم أخذ إطار مرجعي، تتبعه عدة إطارات (قد تكون بالمئات) هي مجرد سجل تغييرات عليه، وعندما تكون العناصر المتحركة قليلة نسبياً فالأمر ليس مشكلة حقاً هنا، لكن ماذا عن الحالة عندما يكون لديك الكثير من الأشياء المتحركة مثل الثلج المتساقط أو تناثر الأوراق أو ببساطة تغير زاوية تصوير الكاميرا بسرعة كبيرة؟ عادة ما تؤدي هذه الأشياء إلى تراجع كبير ومؤقت لدقة الفيديو أثناء عرضها، ومن ثم تعود الأمور إلى وضعها الطبيعي.

سبب هذه الظاهرة بسيط للغاية، فعندما يتم ضغط الفيديو عادة ما يكون هناك “حجم مستهدف” للفيديو الناتج، كأن تكون كل دقيقة من الفيديو بحجم 6MB فقط وليس أكثر. في حالة عدم وجود الكثير من الحركة فالأمر طبيعي تماماً، لكن عندما يكون هناك الكثير من الأشياء المتحركة سيكون برنامج الضغط مرغماً على تقليل التفاصيل إلى حد بعيد نظراً لازدياد كمية البيانات التي يجب أن يتعامل معها ويضعها ضمن حجم معين.

التشوه نتيجة فقدان الإطارات

عندما تشاهد منظراً كهذا، فالسبب ببساطة هو إطار مفقود من الفيديو، لكن لسوء الحظ فاإطار المفقود هو إطار مفتاحي وليس إطاراً انتقالياً.كما يعرف الجميع، فوسائط التخزين من أي نوع ليست مثالية تماماً، وفي الكثير من الأحيان تتلف أجزاء صغيرة جداً منها، بينما تبقى الأجزاء الباقية سليمة، لكن بدلاً من أن يصبح الملف تالفاً بأكمله، عادة ما يبقى قابلاً للتشغيل لكن مع ضرر صغير ضمنه فقط. في حال الفيديو عادة ما يعني هذا الضرر فقدان بعض الإطارات منه في بعض الأماكن، ومع كون الفيديو يعمل بمعدل إطارات مرتفع، فالمتوقع أنك كمشاهد لن تلاحظ الفرق أصلاً في حال اختفى إطار واحد فقط أو حتى إطاران، وفي الوضع القديم كان هذا ما يحصل، لكن مع ضغط الفيديو الرقمي تغيرت الأمور.

مع كون الفيديو الرقمي مكون من إطارات مرجعية، وأخرى هي سجل تغييرات، فالضرر من الممكن أن يتلف أياً منها، وفي حال أصاب الضرر إطاراً عادياً يحتوي متغيرات فقط، فالنتيجة فقدان هذا الإطار بشكل غير ملحوظ أصلاً، لكن في بعض الحالات القليلة يكون الإطار المفقود مرجعياً، وهنا تأتي المشكلة الكبرى في الأمر، ففقدان الإطار المرجعي يعني أن الضرر ليس محصوراً بإطار واحد، بل أن كل الإطارات التي تعتمد عليه قد تضررت بالنتيجة.

النتيجة النهائية هنا هي فيديو مشوه كما تحدثنا أعلاه بالطبع، حيث تتشوه جميع الإطارات التي تعتمد الإطار المفقود كمصدر لها، ويستمر هذا التشوه طالما أن الإطار المرجعي لا يزال هو ذاته، حيث لا يعود الفيديو إلى شكله الطبيعي إلا عند الانتقال إلى اعتماد إطار مرجعي جديد يكون سليماً وغير متضرر.

وفي نهاية هذا الموضوع ارجو ان  تكون استفدت منى و من موضوعي المتواضع و ارجو ان اكون احسنت فى طرح الموضوع عليكم اعذائى و الى القاء القريب مع موضوعات اخرى على موقعنا Artist Abram اترككم فى امان اللة وحفظة ورعايتة اقبلو تحياتى ابرام عماد مؤسس الموقع { Artist Abram }.