تشفير الصوت في الوسائط المتعددة

تشفير الصوت هو مجرد ترجمة الإشارات الصوتية إلى رقمية، حيث أن الصوت هو بطبيعته يعتبر إشارة تناظرية، صوتك تناظري، وأي صوت تسمعه يكون تناظريًا، و لكي تكون هذه الإشارة قادرة على الإرسال عبر الإنترنت أو أي وسيط رقمي، يجب بالطبع تحويلها إلى إشارة رقمية، كما أن التشفير هو عملية سماع الصوت والقدرة على كتابة رمز لتمثيل هذا الصوت، وعملية فك التشفير هو عكس ذلك، حيث ينطوي على رؤية رمز مكتوب والقدرة على تحديد الصوت الذي يمثله.

مزايا تشفير الصوت في الوسائط المتعددة

إذا كان تطبيقك يقدم صوتًا أو فيديو (أو حتى صورًا ثابتة)، فإن معرفة خياراتك للتشفير أمر مفيد، على سبيل المثال، إذا كنت تعرف مواصفات برامج تشفير الصوت أو الفيديو المختلفة وحالات الاستخدام الأفضل لكل منها، فقد تتمكن من تحسين تجربة المستخدمين الذين يعانون من اتصال إنترنت سيئ، فيما يلي عدد قليل من مزايا التشفير الصحيح للصوت:

• مساحة تخزين أقل: حيث أن ملفات البيانات المشفرة أصغر، لذا يجب أن تكون قادرًا على توفير مساحة على التخزين الخاص بك، وهذا مثالي إذا كان لديك كميات كبيرة من البيانات التي تحتاج إلى أرشفة.

• إرسال البيانات عبر الشبكة بشكل أسرع: يزيل التشفير التكرار من البيانات، لذا مرة أخرى، يكون حجم ملفاتك أصغر كثيرًا، حيث ينتج عن هذا إدخال أسرع، حتى مع وجود اتصالات إنترنت سيئة.

• تستهلك الملفات المشفرة موارد أقل: فهي تقلل من الموارد المطلوبة من جهازك، مثل مقدار ذاكرة الوصول العشوائي وقوة المعالجة عند الاستماع إلى الملفات الصوتية.

• قابلة للتكيف: حيث أن تنسيقات التشفير المختلفة مفيدة لأنواع مختلفة من المشاريع، على سبيل المثال، يمكن لبرنامج تشفير (AAC) استخدام نطاقات تردد مختلفة بمساعدة التشفير المشترك لتحقيق جودة أعلى أو حجم ملف أصغر أو أفضل سيناريو لكليهما، حينها سوف يلاحظ عشاق الموسيقى الأكثر تقدمًا هذه التغييرات و يقدرونها أثناء تشغيل الصوت الخاص بك.

برامج تشفير الصوت الشائعة

أحد الأشياء المهمة التي يجب مراعاتها عند اختيار برنامج التشفير هو الأجهزة والخدمات التي يدعمها، حيث تدعم بعض خدمات البث برنامج تشفير صوتي واحد، كما يقدم البعض جودة أفضل، بينما يركز البعض الآخر بشكل أساسي على الضغط، فيما يلي بعض برامج تشفير الصوت الأكثر شيوعًا والأفضل دعمًا.

برنامج (MP3)

يرمز (MP3) إلى (MPEG-2 Audio Layer 3)، وهو الشكل الصوتي الأكثر شيوعًا والأكثر شهرة، وهو الصوت الرقمي (MP3) الذي أحدث ثورة في الصوت، حيث كانت ملفاته أصغر بكثير من التنسيقات السابقة، مما سمح لها بكثرة الاستخدام والتنزيل عبر الإنترنت، كما أن برنامج (MP3)  برنامج تشفير مدعوم جيدًا ، حيث يمكنك تشغيل ملفات (MP3) على أي مشغل وسائط عبر الإنترنت أو سطح المكتب تقريبًا، مثل (QuickTime) و مشغل الوسائط (VLC و Kodi).

برنامج (AAC)

يرمز برنامج (AAC) إلى الترميز الصوتي المتقدم، تم تطويره بعد سنوات قليلة من تنسيق (MP3)، وقد بني على نجاح هذا التنسيق ولكنه زاد من كفاءة الضغط، مثل معظم برامج التشفير الأكثر شيوعًا، فإن برنامج (AAC) يوفر جودة صوت جيدة جدًا بنطاق ترددي محدود، خاصة عند مقارنته بـ (MP3)، كما إنه تنسيق مغلق المصدر ولكنه على الأرجح أكثر تشفير للصوت استخدامًا على الإنترنت اليوم، حيث إنه مدعوم من قبل معظم منصات بث الفيديو.

برنامج (AIFF)

يرمز برنامج (AIFF) إلى تنسيق ملف تبادل الصوت وتم تطويره بواسطة شركة (Apple)، حيث أن ملفات (AIFF) كبيرة جدًا،  تبلغ حوالي (10) ميجابايت لدقيقة واحدة من التسجيل الصوتي القياسي، كما تحتوي معظم ملفات (AIFF) على صوت غير مضغوط بتنسيق (PCM)، و يعد ملف (AIFF) مجرد غلاف لتشفير (PCM)، مما يجعله أكثر ملاءمة للاستخدام على أنظمة (Mac)، ومع ذلك، يمكن لـ (Windows) عادةً فتح ملفات (AIFF) دون أي مشاكل.

برنامج (FLAC)

(FLAC) تعني (Free Lossless Audio Codec)، ربما يكون الأمر بسيطًا، لكنه سرعان ما أصبح أحد أكثر التنسيقات التي لا يمكن فقدانها شيوعًا منذ تقديمه في عام (2001)، كما يمكن لـ (FLAC) ضغط الملفات الصوتية دون فقد قدر كبير من البيانات، والأجمل من ذلك أنه تنسيق ملف صوتي مفتوح المصدر وخالٍ من حقوق الملكية، وتدعم معظم الخدمات الرئيسية والاجهزة الشائعة (FLAC).

وهي البديل الرئيسي لملفات (MP3) الموسيقى، كما تحصل بشكل أساسي على الجودة الكاملة للصوت الخام غير المضغوط بنصف حجم الملف، حيث أن المشكلة في ذلك هي أن الملفات لا تزال كبيرة إلى حد ما، حيث إذا كنت تريد توفير مساحة، فهذا ليس الخيار الأفضل.

برنامج (Ogg (Vorbis))

(Ogg) ليس اختصارًا خياليًا؛ إنه مجرد تنسيق  لواحد أو أكثر من برامج التشفير، (Vorbis) هو تنسيق مجاني مفتوح المصدر مع فقدان البيانات يُستخدم غالبًا مع  (Ogg) وقد تم إنشاؤه خصيصًا لتوفير هذا التوازن بين الجودة العالية والتدفق الفعال، إنه يؤدي بشكل أفضل بكثير من معظم تنسيقات الضغط الأخرى (بمعنى أنه ينتج حجم ملف أصغر لجودة صوت مكافئة)، نظرًا لأن (Vorbis) مجاني، فقد تم استخدامه في عدد من مشغلات الوسائط التجارية وغير التجارية، بما في ذلك (Spotify).

برنامج (Opus)

يشبه إلى حد كبير سابقة في (Vorbis)، فإن (Opus) ليس اختصارًا وهو أيضًا تنسيق مجاني مفتوح المصدر تم تطويره بواسطة نفس منشئ (Vorbis)، كما يعد (Opus)  أكثر طموحًا في نطاقه من (Vorbis)، حيث إنه يدعم كل أنواع الملفات الصوتية المتاحة (بما في ذلك الموسيقى والكلام والتواصل الصوتي في الوقت الفعلي).

كما يقوم برنامج (Opus) بكل شيء تقريبًا عندما يتعلق الأمر بضغط الصوت، والتحذير من (Opus) هو تعقيدها ومتطلبات وحدة المعالجة المركزية، والتي حدت من تطبيقاتها الحالية، على الرغم من ذلك، فقد أصبح تطبيق (Opus) سريعًا جدًا وعلى نطاق واسع من قبل معظم أنظمة التشغيل السائدة، مثل (WhatsApp) و (Android) و (iOS) و (Windows) و (Playstation).

جودة تشفير الصوت

بالطبع، يعد تشفير الصوت أكثر من مجرد العثور على برنامج التشفير الصحيح، للحصول على صورة أكثر اكتمالاً وتقدير سبب أهمية تشفير الصوت مثل تشفير الفيديو، فيما يلي بعض المجالات الأخرى حيث يمكننا ضمان جودة تشفير الصوت:

• معدلات العينة(Sample Rates): يشير معدل العينة إلى عدد المرات التي يتم فيها تسجيل مقطع صوتي في الثانية، تقاس ترددات أخذ العينات بالهرتز (هرتز) أو كيلوهرتز (كيلوهرتز)، حيث يمكن التعبير عن (44,100) عينة في الثانية بـ (44,100) هرتز أو (44.1) كيلوهرتز، بالنسبة للتسجيلات الصوتية الرقمية، يمكن مقارنة معدل العينة بمعدل الإطارات للفيديو، كلما تم جمع المزيد من البيانات الصوتية (العينات)، كلما اقتربت البيانات المسجلة من الصوت الأصلي.

• عمق البت (Bit Depth): يقيس عمق البت عدد البتات التي تم التقاطها في كل عينة، لذلك كلما زاد عمق البت، زادت دقة التعبير عن مصدر الصوت التناظري الفعلي، كما يحتوي أقل عمق بت ممكن على خيارين فقط لقياس دقة الصوت: (0 للصمت الكلي) و (1 للحجم الكلي)، كلما زاد عمق البت، زادت دقة الصوت المشفر.

• معدلات البت (Bit Rates): معدل البت هو مقدار البيانات التي تتم معالجتها خلال فترة زمنية معينة، حيث تتضمن القياسات الشائعة لمعدل البت كيلوبت في الثانية (kbps) و ميغابت في الثانية (mbps)، كما أن معدلات البت العالية لا تعني بالضرورة جودة عالية في حد ذاتها؛ هناك عوامل أخرى تحتاج أيضًا إلى أخذها في الاعتبار، مثل سرعة الإنترنت، ولكن بصرف النظر عن ذلك، كلما ارتفع معدل البت، زادت حدة تجربة البث بشكل عام.