مامعنى مصطلح Bitrate وما هو عمق الألوان Color Bit Depth ؟

أثناء مشاهدتنا لخصائص كاميرا ما، أو عند العمل على تصدير فيديو معين من برنامج التحرير، يصادف أن نمر بمصطلحات كالـ Bitrate و Color depth، اليوم سنقوم بشرح هذا المصطلحات لتبسيطها ومساعدتكم لفهم معناها، وتأثيرها على جودة الفيديو.

مامعنى مصطلح Bitrate ؟
Bit rate أو معدل البت هو عدد البتات التي تتم معالجتها في فترة زمنية معينة، حيث أن البتة الواحدة هي عبارة عن رقم صفر أو واحد، وهي أساس عمل الحواسيب.

إذا قلنا أنه لدينا فيديو بـ Bitrate يساوي = 50 ميجابت في الثانية الواحدة، ما يعني أنه تتم معالجة 50.000.000 بت في كل ثانية من أجل تشغيل الفيديو والصوت، لذا كلما زاد معدل البت Bitrate، كلما زادت جودة الفيديو بالإضافة لزيادة في حجم الملف النهائي.

الفرق بين ترميز CBR وترميز VBR
هنالك نوعين من طرق ترميز معدل البت أو bit rate encoding :

Constant Bit Rate أو البت ريت الثابت وتختصر بـ (CBR)، و Variable Bit Rate أو البت ريت المتغير وتختصر بـ (VBR)

Constant Bit Rate – CBR
Constant Bit Rate أو ترميز البت ريت الثابت، هو الترميز بمعدل البت الثابت على كامل مقطع الفيديو، ما يجعل الفيديو ذاته سهل التشغيل، لذا فإن هذا النمط من البت ريت يستخدم في تقنيات البث المباشر خصوصاً تلك التي تعتمد رفع المواد المرئية عبر الخدمات السحابية أو الأقمار الإصطناعية، حيث يوفر معدل ثابت من البتات في الفيديو الذي يتم بثه، يعرف الـ Constant Bit Rate أو البت ريت الثابت بإنتاجه لملفات ذو أحجام كبيرة للغاية.

Variable Bit Rate – VBR
Variable Bit Rate أو ترميز البت ريت المتغير، هو الترميز الذي يتغير فيه معدل البت ريت بتغير مقدار التفاصيل اللحظية في الفيديو، يوفر هذا الترميز جودة فيديو أعلى من البت ريت الثابت، بالإضافة إلى ملفات بإحجام أقل، يعد هذا الترميز مناسباً ليوتيوب ومواقع التواصل الإجتماعي، يعمل ترميز البت ريت المتغير على زيادة معدل البت فقط عند الضرورة.

ماهو عمق البيت – Color Bit Depth ؟
Bit Depth أو عمق البت الواحد، هو مصطلح يحدد كمية معلومات اللون المتوفرة لكل بكسل في الصورة، كلما كان عمق البت أعلى، كلما كان من الممكن للكاميرا أن ترى الواناً أكثر، وأن يكون تمثيلها للألوان أكثر دقة، الصورة ذو البت الواحد تستطيع أن تظهر لنا لونين فقط وهما الأبيض والأسود، وذلك لضيق المساحة اللونية، وذلك كون أن البيت الواحد قادر على تخزين قيمتين وهما { 0 = اللون الأبيض} و { 1 = اللون الأسود}.
الصورة بعمق ألوان Color Bit Depth يساوي 8، يعني أن العمق اللوني فيها قادر على تخزين ما يقارب 256 تدرج لوني في كل تشانل لوني (كون أن المادة المصورة هي عبارة عن ثلاث تشانلات أحمر، أخضر، وأزرق)، وكلما زادت قيمة تدرجات الألوان في المادة المرئية لدينا، زاد حجم الملف كون هنالك حاجة لمساحة لكل تلك المعلومات المخصصة للألوان.

صورة بعمق ألوان 8 بت، من الممكن أن تحفظ ألوان تقارب 16 مليون لون، في كل بكسل على حدى!.

إذا كان لدينا صورة بعمق ألوان 1 بت بحجم يساوي 3 ميغابت، فإن ذات الصورة بعمق ألوان 24 ستساوي 72 ميغابت.

8-Bit و 10-Bit في الفيديو، ماهي الفروقات
كما علمنا من المعلومات أعلاه، فإن المادة المرئية في فيديو بعمق ألوان 8 Bit تسمح بتسجيل تدرجات لونية تصل إلى 256 لون في كل تشانل لوني في البكسل الواحد، في حين أن الفيديو بعمق ألوان 10 Bit، يسمح لنا بحفظ تدرجات لونية تصل إلى 1024 لون في كل تشانل لوني.

تعرض أغلب شاشات الفيديو المواد المرئية بعمق ألوان Color Bit Depth يساوي 8 بت، أكانت تلك الشاشات أجهز الكمبيوتر أو شاشات الأجهزة المحمولة، في حين هناك بعض الشاشات التي تستطيع عرض عمق الألوان Color Bit Depth بمقدار يساوي 10 بت، وهي شاشات في الأغلب مخصصة للتلوين السينمائي ما يجعلها أكثر تكلفة وندرة في الأسواق.

تستطيع العين البشرية رؤية 10 مليون لون فقط، لذا سيكون السؤال المنطقي طرحه هنا :

عمق الألوان Color Bit Depth بمقدرا 8 بت، ينتج لنا 16 مليون لون، وهي قيمة كافية، نظراً لعدد الألوان التي تراها العين البشرية، فلماذا قد نحتاج لعمق الألوان Color Bit Depth بمقدرا 10 بت، ما الحاجة لمليار لون إذا كنا نستطيع رؤية 10 مليون فقط منها؟

السؤال منطقي، والجواب منطقي أكثر، تكمن الحاجة لعمق الألوان Color Bit Depth بمقدرا 10 بت أو أكثر، في المساحة اللونية التي ستوفرها لنا المادة المصورة بـ 10 بت، عند تعديلها في عملية المونتاج، دعوني أريكم مثالاً :

لنقل أننا قمنا بتصوير مادة ما بعمق ألوان 8 بت، وقمنا لاحقاً في عملية المونتاج بتعديلات على ألوان وسطوع وتفاصيل الصورة، مانقوم به عملياً هو تمديد للمعلومات التي قدمتها لنا المادة المصورة بعمق الألوان 8 بت، وهو ما يسبب تمزق إن صح التعبير في التدرجات اللونية في المادة المصورة.

تذكروا الصورة رقم 1 في بداية المقالة، مانقوم بفعله هنا عند إجراء تلك التعديلات على المادة المصورة، هو تمديد تلك المعلومات / التدرجات، على مساحة أكبر مما تستطيع تغطيته، ما سيسبب التمزق الذي تكلمنا عنه والذي تستطيعون رؤيته في مخطط Waveforms أعلاه، حيث نشاهد بشكل واضح الفراغات التي حصلت بسبب التعديل على الصورة، هذه الفراغات هي ليس مجرد فراغات عادية، بل لها تأثير كبير على الصورة.

هذه الفراغات تسمى Colour Banding، وتظهر في الصورة على شكل تموجات متدرجة، تؤدي إلى تشويه المادة المصورة خصيصاً إذا كان هنالك تدرج للألوان كالصورة أعلاه والتي تحتوي على تدرج لوني في السماء.

لذا يكون الحل بإستخدام كاميرات قادرة على التصوير بعمق ألوان أوسع، ما يسمح لمزيد من خيارات التعديل والتحكم بعد عملية التصوير.