H.264 مقابل H.265 (HEVC) مقابل AV1: شرح برامج ترميز الفيديو

هناك ثلاثة برامج ترميز تهيمن على المشهد: H.264 (المعيار العالمي)، وH.265 (الوريث الفعال)، وAV1 (مستقبل المصدر المفتوح). يمثل كل منها مقايضة مختلفة بين الضغط والتوافق والتكلفة.

برنامج الترميز - وهو اختصار لأداة فك الضغط - هو الخوارزمية التي تعمل على تقليص بيانات الفيديو الأولية إلى حجم ملف يمكن التحكم فيه. بدون الضغط، ستستهلك دقيقة واحدة من الفيديو بدقة 1080 بكسل بمعدل 30 إطارًا في الثانية ما يقرب من 10 إلى 11 جيجابايت من مساحة التخزين. وهذا يزيد عن 600 جيجابايت في الساعة.

النتيجة بعد ضغط الترميز؟ قد يكون نفس الفيديو بدقة 1080 بكسل يتراوح من 1 إلى 5 جيجابايت لفيلم كامل. يقرر برنامج الترميز البيانات المرئية التي يجب الاحتفاظ بها والبيانات التي يجب التخلص منها مع الحفاظ على الجودة الملموسة.

تم إصدار H.264، المعروف رسميًا باسم ترميز الفيديو المتقدم (AVC)، لأول مرة في عام 2003. وبعد أكثر من عقدين من الزمن، يظل برنامج ترميز الفيديو الأكثر دعمًا على نطاق واسع في الوجود. كل متصفح، كل هاتف، كل صندوق بث، كل أداة تحرير تفهم H.264.

يدعم كل متصفح تشغيل H.264. تقبل كل منصة فيديو تحميلات H.264. يحتوي كل هاتف ذكي على أجهزة فك ترميز H.264 مخصصة للتعامل مع التشغيل دون أي جهد. بالنسبة لفيديو مدته 10 دقائق بدقة 1080 بكسل، ينتج H.264 عادةً ملفات يتراوح حجمها بين 150 و250 ميجابايت تقريبًا بإعدادات ذات جودة جيدة.

H.264 هي تقنية حاصلة على براءة اختراع يديرها مجمع تراخيص MPEG-LA. ومع ذلك، فإن تكاليف الترخيص مدمجة في الأجهزة التي تمتلكها بالفعل، لذلك لا يتعامل المستخدمون النهائيون ومعظم منشئي المحتوى مع الرسوم بشكل مباشر أبدًا.

تم توحيد H.265، المعروف أيضًا باسم ترميز الفيديو عالي الكفاءة (HEVC)، في عام 2013 بهدف واحد: خفض معدلات البت إلى النصف مقارنةً بـ H.264 بنفس الجودة. من الناحية العملية، فإنه يقدم ملفات أصغر بنسبة 25-40% - وهو ليس الحد الأقصى النظري البالغ 50%، ولكنه يمثل تحسنًا كبيرًا.

من خلال اختبار 100 مقطع عبر أنواع مختلفة من المحتوى، تبين أن H.265 كان متوسط ​​حجم الملفات أصغر بنسبة 33% من H.264. يكون التوفير أكثر إثارة مع محتوى 4K، حيث قد تنخفض حلقة مدتها 45 دقيقة من 4.5 جيجابايت (H.264) إلى 2.9 جيجابايت (H.265).

الجوانب السلبية حقيقية. يحتوي H.265 على مشهد ترخيص مجزأ ومكلف. دعم المتصفح غير متسق – يدعمه Safari محليًا، لكن Chrome أضاف HEVC المسرع للأجهزة فقط في أواخر عام 2022، ولا يزال يتطلب شروطًا محددة. لا يدعمه Firefox على الإطلاق على بعض الأنظمة الأساسية.

على الرغم من هذه التحديات، فإن H.265 راسخة بعمق في نظام Apple البيئي. تسجل أجهزة iPhone الفيديو بتنسيق HEVC افتراضيًا. يقوم Apple TV وأجهزة Apple بفك تشفيرها في الأجهزة. إذا كان سير عملك يتمحور حول Apple، فإن H.265 هو خيار برنامج الترميز الطبيعي.

تم تطوير AV1 بواسطة تحالف الوسائط المفتوحة (AOMedia)، وهو اتحاد يضم عمالقة التكنولوجيا بما في ذلك Google وApple وAmazon وNetflix وMeta وMozilla. برنامج الترميز بأكمله خالٍ من حقوق الملكية ومفتوح المصدر، مما يحل مشكلات الترخيص التي يعاني منها H.265.

من حيث الضغط، يسلم AV1. وتنتج ملفات أصغر بنسبة 30% تقريبًا من H.265 وأصغر بنسبة 50% من H.264 بجودة مكافئة. بالنسبة لمنصات البث التي تخدم ملايين المستخدمين، تترجم هذه المدخرات مباشرة إلى فواتير CDN أقل.

العيب الأساسي هو سرعة الترميز. يعد تشفير البرنامج AV1 بطيئًا للغاية - أبطأ بمقدار 50 إلى 100 مرة من H.264 لإعدادات الجودة المماثلة. بدأت أجهزة تشفير الأجهزة AV1 في الظهور ولكنها لم تنتشر بعد. ما لا يدركه معظم الناس هو أن فك التشفير هو أيضًا أكثر تطلبًا، على الرغم من أن أجهزة فك تشفير أجهزة AV1 المخصصة في الرقائق الحديثة (Apple M3+، Intel 12th gen+، AMD RDNA 3+) قد حلت هذه المشكلة إلى حد كبير.

لإعطاء أرقام محددة، إليك الشكل الذي يبدو عليه مقطع فيديو نموذجي مدته 10 دقائق بدقة 1080 بكسل عبر برامج الترميز. H.264 في CRF 23: حوالي 200 ميجابايت. H.265 في CRF 28: حوالي 130 ميجابايت. AV1 عند CRF 30: حوالي 95 ميجابايت. نفس الجودة المرئية، وأحجام ملفات مختلفة بشكل كبير.

بالنسبة لمحتوى 4K، يكون حجم التوفير متناسبًا. يمكن أن تبلغ مساحة مقطع 4K مدته 30 دقيقة 3.5 جيجابايت في H.264، و2.2 جيجابايت في H.265، و1.5 جيجابايت في AV1. عندما تقوم بتخزين آلاف الساعات من الفيديو، تتضاعف هذه الاختلافات وتؤدي إلى توفير كبير في التكاليف.

ح.264 يعمل في كل مكان. يقبله كل متصفح وكل جهاز وكل منصة. تغطية السوق فعالة 100%.

ح.265 لديه دعم منقسم. تتعامل أجهزة Safari وApple مع هذه المشكلة محليًا. يدعم Chrome أجهزة HEVC على الأنظمة المتوافقة. يختلف دعم Firefox حسب النظام الأساسي. يستطيع حوالي 75% من مستخدمي الويب تشغيل H.265 دون مشاكل.

AV1 وهو مدعوم في Chrome وFirefox وEdge وإصدارات Safari الأحدث. يمكن لنحو 85% من حركة مرور الويب تشغيل AV1، ويرتفع هذا العدد مع انتهاء الأجهزة القديمة. يستخدم YouTube وNetflix وTwitch بالفعل AV1 للتسليم إلى العملاء المدعومين.

ل أقصى قدر من التوافق وصفر الصداع: استخدم H.264. يلعب في كل مكان دون استثناء. هذا هو الاختيار الصحيح للمحتوى القابل للتنزيل ومرفقات البريد الإلكتروني والمواقف التي لا يمكنك فيها التحكم في جهاز التشغيل.

ل سير العمل المتمحور حول Apple ومحتوى 4K: يوفر H.265 ما بين 25 إلى 40% من حجم الملف مع دعم جيد للأجهزة عبر أجهزة Apple. يظهر الفرق الحقيقي على دقة 4K - قد يصل حجم فيلم مدته ساعتان بتنسيق H.264 بدقة 4K إلى 25 جيجابايت، مقابل 16 جيجابايت في H.265.

ل تدفق الويب والتدقيق في المستقبل: يوفر AV1 أفضل ضغط وبدون تكاليف ترخيص. إذا كان بإمكانك تحمل تكلفة وقت التشفير وكان جمهورك يستخدم المتصفحات الحديثة، فإن AV1 هو الخيار الأكثر كفاءة المتاح.

ل تحميلات وسائل الاعلام الاجتماعية: العصا مع H.264. تعمل منصات مثل Instagram وTikTok وTwitter على إعادة تشفير الفيديو الخاص بك على أي حال. يضمن التحميل بصيغة H.264 حصول النظام الأساسي على مصدر نظيف للعمل معه.

أحد المصادر الشائعة للارتباك هو الفرق بين برنامج الترميز والحاوية. ينتقل فيديو H.264 إلى حاويات MP4 أو MKV. ينتقل فيديو AV1 إلى حاويات WebM أو MP4. الحاوية هي الغلاف. برنامج الترميز هو خوارزمية الضغط الفعلية.

إذا كنت بحاجة إلى التحويل بين تنسيقات الحاويات، فيمكنك ذلك تحويل MKV إلى MP4 أو تحويل WebM إلى MP4 بدون إعادة ترميز الفيديو - فقط إعادة تجميعه. وهذا يستغرق ثواني وليس دقائق.

H.264 هو الخيار العالمي الآمن مع تغطية الجهاز بنسبة 100%. يوفر H.265 ما بين 25 إلى 40% من حجم الملف ولكنه يتميز بتعقيد الترخيص ودعم غير متناسق للمتصفح. يقدم AV1 أفضل ضغط (أصغر بنسبة 50% من H.264) وهو خالي من حقوق الملكية، ولكن التشفير بطيء. بالنسبة للتسليم عبر الويب، فكر في تقديم AV1 باستخدام خيار H.264 الاحتياطي. بالنسبة للتخزين المحلي وسير عمل Apple، يعد H.265 هو النقطة المثالية بين الضغط والتوافق.