برنامج ترميز DNxHR

Avid DNxHR ، اختصارًا لـ " Digital Onlinear Extensible High Resolution "، هو برنامج ترميز متوسط ​​( مرحلة ما بعد الإنتاج ) مع فقدان للبيانات ، مصمم لتركيب الفيديو متعدد الأجيال مع متطلبات تخزين وعرض نطاق ترددي منخفضة. وهو غير مصمم ليكون برنامج ترميز للتوزيع مثل H.264 أو AV1 . يحل Avid DNxHR محل برنامج الترميز الأقدم Avid DNxHD (يحتوي عليه بالكامل) ، وتمت إعادة تسميته في عام 2025 تحت المصطلح الموحد "Avid DNx".

تم تقديم Avid DNx في الأصل باسم Avid DNxHD في عام 2004 كبرنامج ترميز خاص بمعدل بت ثابت (CBR) ، مدعوم في منتجات Avid مثل Avid MediaComposer . وقد تم توحيده من قبل جمعية مهندسي الصور المتحركة والتلفزيون (SMPTE ) في عام 2008 تحت مسمى SMPTE ST 2019-1 (VC-3)، ^{[ 1 ]} حيث يغطي دقة HD بتشفير ألوان YCbCr ، ويُغلّف برنامج الترميز في حاويات MXF ^{[ 2 ]} و MOV (تنسيق ملف QuickTime ).

أضافت مراجعة عام 2014 لمعيار SMPTE ST 2019-1 (VC-3) التشفير مباشرة في نموذج ألوان RGB ، مما يسمح لبرنامج الترميز بتخزين المحتوى الرسومي دون الحاجة إلى التحويل إلى تمثيل YCbCr ، سواء خارجيًا أو داخليًا، كما هو مطلوب عادةً بواسطة برامج الترميز الأخرى مثل Apple ProRes .

في 12 سبتمبر 2014، أعلنت شركة Avid Technology, Inc. عن برنامج الترميز DNxHR ( عالي الدقة ) كجزء من إعلان أوسع بعنوان " استقلالية دقة Avid " في حدث Avid Connect لخريف 2014، والذي عُقد خلال مؤتمر IBC 2014 في أمستردام ، هولندا . ^{[ 3 ]}

تم اعتماد معيار DNxHR رسميًا مع نشر مراجعة عام 2016 لمعيار SMPTE ST 2019-1 (VC-3) ، حيث يتوافق DNxHR مع ملف تعريف الدقة المستقل (RI) المُستحدث . وقد وسّع هذا المعيار نطاق تغطية الدقة من HD ليشمل أي دقة بين 2×2 و16384×16384 بكسل، والأهم من ذلك، دعمه لدقات 2K و 4K و 8K الناشئة ، بالإضافة إلى دعمه لقناة ألفا اختيارية (مع فقدان أو بدون فقدان) وتشفير معدل البت المتغير (VBR ). ^{[ 3 ]}

في عام 2021 تمت إضافة Avid DNxHR كبرنامج ترميز إنتاجي إلى مجموعة SMPTE ST 2067 من المستندات القياسية التي تغطي IMF (تنسيق رئيسي قابل للتشغيل البيني) ، ^{[ 4 ]} مما يسمح باستخدام برنامج الترميز في دورات ما بعد الإنتاج الحديثة.

في عام 2022، نشرت جمعية مهندسي الصور المتحركة والتلفزيون (SMPTE) تعديلاً على معيار SMPTE ST 2019-1 (VC-3) ، والذي وسّع نطاق دعم قناة ألفا ليشمل ملف تعريف HD. ^{[ 5 ]}

في مؤتمر IBC 2025 في أمستردام، أعلنت شركة Avid عن إعادة تسمية DNxHD وDNxHR إلى "Avid DNx"، وذلك لإزالة الالتباس حول الدقة المدعومة وعمق البتات الناجم عن الاستخدام المستمر والمضلل في كثير من الأحيان للاختصارات HD وHR ^{[ 6 ] [ 7 ].}.

يُضيف الإصدار المُنتظر لعام 2026 من معيار SMPTE ST 2019-1 (VC-3) مستويين جديدين لضغط RGB (HQ وSQ)، واللذان سبق أن أصدرتهما شركة Avid تحت اسم "Avid DNx GX". ^{[ 8 ]} كما أعاد هذا الإصدار تسمية ملف تعريف "RI" إلى "HR"، ليُصبح متوافقًا مع الممارسات الصناعية القائمة أساسًا على استخدام Avid DNx. ويُعمّم أيضًا دعم معدل البت المُخصص ليشمل وضع CBR (الذي كان مدعومًا سابقًا فقط في وضع VBR، وذلك للامتثال لإصدار 2016 من معيار SMPTE ST 2019-1).

يُعدّ Avid DNx تطبيقًا متوافقًا تمامًا مع معيار SMPTE ST 2019-1 (VC-3). وهو يدعم 5 مستويات ضغط أساسية، تتوافق مع نطاقات معدل البت المختلفة ومستويات جودة الضغط، كما هو موجود في معيار SMPTE ST 2019-1 (VC-3).

يمكن لـ Avid DNx حمل أي ترميز لوني ويدعم جميع أعماق البت بين 8 و 16 بت للحشو و ألفا الضائعة.

• 444 : 4:4:4 و RGB، أعلى جودة ومعدل بت، دعم ألفا بدون فقدان (أعمال المؤثرات البصرية والتسليم السينمائي).
• HQX ( جودة عالية ممتدة ) : 4 :2:2 و 4:2:0، تكميم أقل حدة من HQ إذا لزم الأمر لسير العمل متعدد الأجيال (إنتاج وتوزيع البث عالي الجودة) .
• HQ ( جودة عالية ) : RGB، 4:4:4، 4:2:2، 4:2:0، تنسيق عالي الجودة للاستخدام القياسي في البث (لا يوجد أو عدد قليل من أعمال الأجيال المتعددة، وخاصة الرياضة والإعلانات) .
• SQ ( الجودة القياسية ) : RGB ، 4:4:4، 4:2:2، 4:2.0، الاستخدام القياسي في إنتاج البث (إنتاج البث اليومي)
• LB ( عرض النطاق الترددي المنخفض ): 4:2:2 و 4:2:0، تنسيق وسيط لأعمال ما بعد الإنتاج، يتم استبداله أثناء الانتهاء بتمثيل محتوى عالي الجودة (النسخ الأولية والأعمال غير المتعلقة بالمؤثرات البصرية).

جدول يوضح دعم التنسيقات في Avid DNx كما هو موضح في.

يختار المستخدمون أولاً مستوىً بناءً على جوانب الجودة عالية المستوى (مدى قوة مصفوفة التكميم). ضمن هذا المستوى، يمكنهم بعد ذلك اختيار أي معدل بت مستهدف ضمن نطاق معدل البت المحدد.

حتى إصدار عام 2026 من معيار SMPTE ST 2019-1، كانت ميزة معدل البت القابل للتعديل تتطلب استخدام علامة VBR. وقد عمم إصدار عام 2026 هذا الأمر ليشمل أيضًا تدفقات البت ذات معدل البت الثابت (CBR).

"Avid DNx" و "Avid DNxHD" و "Avid DNxHR" و "DNxHD" و "DNxHR" هي علامات تجارية مملوكة لشركة Avid Technology.

يُدعم معيار Avid DNx بشكل أساسي من خلال حزمة تطوير البرامج (SDK) الخاصة به، والتي نشرتها شركة Avid Technology ورخصتها. وتُعد هذه الحزمة التطبيق الكامل الوحيد لهذا المعيار. كما يتوفر برنامج فك التشفير المرجعي (غير المُحسَّن) من خلال SMPTE.يدعم SDK جميع المنصات الرئيسية (Windows Intel، Windows ARM (Neon)، Windows ARM EC، Linux Intel، MacOS Intel، MacOS ARM (Neon)).

يدعم برنامج FFmpeg أيضًا معيار VC-3 في البرمجيات . ومع ذلك، من المعروف أن هذا التطبيق غير مكتمل، حيث يدعم بشكل أساسي دقة HD للإصدار الأصلي لعام 2008 من معيار VC-3، ويرفض في كثير من الأحيان العمليات الخاصة بالخيارات التي تم إدخالها لاحقًا (بما في ذلك معظم خيارات DNxHR).

تتوفر تطبيقات الأجهزة لـ Avid DNx من العديد من الموردين، مثل Atomos على سبيل المثال. ^{[ 9 ]}

يدعم برنامج Avid DNx جميع تطبيقات التحرير الرئيسية، بما في ذلك Avid Media Composer و Adobe Premiere Pro و Blackmagic Design Resolve و Apple Final Cut Pro . ويُمنح ترخيص Avid DNx لمجموعة واسعة من مزودي التطبيقات. ^{[ 10 ]}

يستخدم برنامج Avid DNx على نطاق واسع في الإنتاجات السينمائية والبث التلفزيوني عالي الجودة، والتي لها متطلبات محددة لما بعد الإنتاج.

يستخدم برنامج الترميز تنسيق الإطار الداخلي (I-frame) الذي يشفر كل إطار على حدة. على عكس برامج الترميز المستخدمة في التوزيع، مثل H.264 أو AV1 ، والتي تعتمد على تقنيات ضغط الإطارات الداخلية ( برامج ترميز مجموعة الصور GOP ) والتي تقلل بشكل فعال من عرض النطاق الترددي المطلوب لنقل محتوى عالي الجودة إلى المستخدمين النهائيين في تطبيقات البث ، يتطلب برنامج الترميز مساحة تخزين أكبر بكثير لتحقيق نفس جودة التشفير. هذه مقايضة مقبولة في الإنتاج، لأنها تسمح بالحفاظ على الجودة في عمليات محددة تُجرى بشكل متكرر في مرحلة ما بعد الإنتاج.

• يمكن الوصول إلى كل إطار على حدة وبشكل فوري. يكفي استرجاع إطار واحد وفك تشفيره، مما يتيح أسرع استجابة ممكنة لإجراءات المستخدم العشوائية، كما هو الحال في تطبيقات التحرير، عند البحث عن إطار محدد لإدخال قطع أو وضع تأثير (التمرير). تتطلب برامج ترميز GOP موارد إضافية كبيرة وتُسبب تأخيرًا في فك التشفير، لأنه للوصول إلى إطار واحد، يلزم فك تشفير عدة إطارات، مع أن الكثير من هذه الآثار السلبية يمكن التغلب عليها من خلال التخزين المؤقت الكافي.
• في وضع CBR الافتراضي، يفرض معيار SMPTE ST 2019-1 (VC-3) متطلبات دقيقة لحجم الإطار: يجب أن يكون حجم كل إطار مضغوطًا بنفس الحجم تمامًا ضمن دفق البتات. وهذا يُمكّن ميزات غير متوفرة في برامج الترميز الأخرى المستخدمة في الإنتاج، مثل Apple ProRes ، الذي لا يوفر سوى عمليات VBR: ^{[ 11 ]}
  • يمكن الوصول إلى جميع الإطارات في تدفق البتات دون الحاجة إلى استخدام وصيانة فهرس إطارات مكلف، مما يؤدي إلى تحسين سرعة الوصول العشوائي بشكل أكبر.
  • يمكن تعديل الإطارات أو استبدالها في تدفق بتات موجود دون الحاجة إلى إعادة ترميز أجزاء منه أو التدفق بأكمله. في عمليات البث القائمة على الملفات، يمكن تغيير الإطارات في الملف قبل بثها بثوانٍ معدودة، مثلاً إذا لزم إخفاء وجه ما عن طريق الحجب أو التمويه. أما في برامج الترميز القائمة على مجموعات الصور (GOP) أو ذات معدل البت المتغير (VBR)، فيجب إعادة إنشاء الملف بأكمله أو على الأقل الجزء الذي يلي التعديل بسبب تغيير حجم الإطارات المضغوطة. في برامج الترميز القائمة على مجموعات الصور، يبرز قيد إضافي كعائق رئيسي: لا يمكن تعديل الإطارات إلا كجزء من مجموعة (مجموعة صور كاملة)، وقد تتطلب هياكل Open-GOP إعادة ترميز مقاطع كاملة تمتد عبر مجموعات صور متعددة.
  • يمكن معالجة تدفقات البتات بالتوازي: نظرًا لإمكانية التنبؤ الكامل بالموقع النهائي داخل تدفق البتات قبل ترميز الإطارات، فلا داعي لترميز تدفق البتات بالتسلسل. يمكن ترميز مناطق مختلفة من تدفق البتات بالتوازي دون الحاجة إلى اللجوء إلى حلول تخزين وسيطة مع عملية دمج لاحقة للتدفقات.
• يُتيح غياب زمن استجابة التشفير الوصول إلى الإطارات لفك تشفيرها/تشغيلها فورًا بعد التشفير. وبالاقتران مع خاصية معدل البت الثابت، يُتيح ذلك الوصول الفوري والعشوائي وإعادة التشغيل بسرعات متغيرة، كما هو شائع في البث المباشر للأحداث الرياضية.
• إذا كان عدد تنسيقات الإنتاج محدودًا، فيمكن إنهاء التسلسلات النهائية المحررة دون المرور بدورة فك التشفير/التشفير، ودمج تدفق البتات النهائي في شكل مضغوط، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى التخلص من جميع متطلبات معالجة الصور المكلفة، وتجنب فقدان الجودة في الجيل الرقمي وتقليل النفقات العامة لسير عمل النسخ الثنائي.
• حتى لو لم تكن تنسيقات الإنتاج متطابقة تمامًا، فإن Avid DNx يسمح إما بالاحتفاظ بنسخة ثنائية أو إعادة ترميز بسيطة، وهو ما يمكن تحقيقه داخل برنامج الترميز نفسه دون الحاجة إلى المرور عبر مسار التحرير (الأطول بكثير).

يُتيح انخفاض تعقيد برنامج الترميز، مقارنةً ببرامج ترميز GOP، استخدام مُفكِّك ترميز برمجي، حتى مع دقة 4K و8K، دون الحاجة إلى دعم فك الترميز بواسطة الأجهزة. غالبًا ما تكون مُفكِّكات الترميز المُعتمدة على الأجهزة مُحسَّنة فقط للتشغيل الخطي المُستمر في الوقت الفعلي لتدفق واحد، مما يُحد من استخدامها في تطبيقات التحرير غير الخطي: يتطلب التحرير تشغيلًا مُستقرًا ومتزامنًا لتدفقين على الأقل (تلاشي أحادي المسار)، وعددًا أكبر من التدفقات في حالة استخدام تركيب متعدد الطبقات، والعديد من التدفقات المُتزامنة في سيناريوهات التحرير متعددة الكاميرات (زوايا تصوير بديلة)، كما هو شائع في الإنتاجات السينمائية الاحترافية، حيث يُترجم الوقت مباشرةً إلى تكاليف تشغيلية.

في الإنتاجات ذات الميزانيات المحدودة أو الشخصية، يُعدّ الوقت ومساحة التخزين المحدودة عادةً من أهم عوامل خفض التكاليف، بينما في الإنتاجات الاحترافية، غالبًا ما يتفوق عامل سرعة طرح المنتج في السوق على جميع الاعتبارات الأخرى. بالنسبة للتطبيقات الاحترافية، تُعتبر القدرة على التحرير على أي منصة حاسوبية تقريبًا دون الحاجة إلى معدات استوديو مخصصة باهظة الثمن، مع عدم وجود قيود على الانتظار، أكثر فعالية من حيث التكلفة، حيث أن تكلفة انتظار الموظفين للأجهزة (وهو أمر متكرر) عادةً ما تكون أعلى من تكلفة الاستثمار في أجهزة قابلة لإعادة الاستخدام.

في الإنتاجات السينمائية، وخاصةً تلك التي تعتمد بكثافة على المؤثرات البصرية، غالبًا ما تمر اللقطة النهائية الواحدة بعدة مراحل معالجة، حيث يتم تبادل المحتوى عدة مرات بين تطبيقات معالجة متخصصة. ويتم التبادل عادةً على شكل ملفات، مما يتطلب ترميز المحتوى عدة مرات والحفاظ على بيانات الإنتاج الوصفية المرتبطة به. ويُكمّل الاعتماد على تنسيق ملف MXF المُوجّه للسوق الاحترافية ، والذي يُؤكد على أهمية هذه البيانات في الإنتاجات الاحترافية، تصميم المُشفّر، الذي صُمم خصيصًا لتوفير مقاومة عالية للمعالجة المتعددة. ^{[ 12 ] [ 13 ]}