أجهزة منزلية

كيف يعمل جهاز الفيديو الرقمي

روابط إعلانية

كيف يعمل جهاز الفيديو الرقمي

لم يعد احد إلا ويستخدم التلفزيون لمشاهدة برامجه المفيدة والمسلية، ويتابع اخبار العالم التي تبثها المحطات التلفزيونية حيث يمكن الانتقال من محطة تلفزيونية إلى أخرى بمجرد ضغطة زر على الرموت كنترول،  كما انه من المفيد ان نقوم بتسجيل البرامج التلفزيونية التي نرغب في مشاهدتها في اوقات اخرى او حتى الاحتفاظ بالبرامج المفضلة لمشاهدتها مراراً وتكراراً. واستخدمنا لذلك جهاز التسجيل المعروف باسم الفيديو والذي يسمى Video Cassette Recorder ويختصر بالاحرف الاولى VCR.

وعندما بدأ تسويق جهاز الفيديو شعر المستثمرون في مجال صناعة التلفزيون بالقلق من إمكانيات هذا الجهاز في تسجيل ما يقومون بإنتاجه والاحتفاظ به أو استخدامه من قبل محطات أخرى دون الحصول على الإذن المسبق لاستخدامه.  ولكن بالرغم من كل تلك المخاوف إلا ان التلفزيون بقى الجهاز العصري بدون منافسة وكان الفيديو جهاز مساند له وليس بديلاً عنه، بل ان جهاز الفيديو كاسيت على وشك الاندثار،  وذلك بعدما كشف أكبر موزع لها في بريطانيا أنه سيتوقف عن بيعها؛ واضعاً نهاية لعهد أجهزة الفيديو. فقد قررت (شركة ديكسونز للإلكترونيات) اعتناق العصر الرقمي بشكل كامل، بعدما أصبحت مبيعات أجهزة الـ (دي في دي) تفوق مبيعات أجهزة الفيديو بنسبة أربعين إلى واحد. 

وكان جهاز الفيديو – الذي طرح في الأسواق منذ 25 عاماً – قد أحدث ثورة في عادات المشاهدة التليفزيونية؛ من خلال السماح للناس بمغادرة منازلهم دون أن تفوتهم فرصة مشاهدة برامجهم المفضلة، إلى جانب استئجار ومشاهدة أفلام السينما حديثة الإطلاق في أجواء منزلية مريحة.

هل معنى ذلك ان عصر الفيديو قد انتهى ذلك الجهاز الذي بقي على مدى جيل كامل، عايشنا خلاله مزايا وعيوب تسجيل الفيديو، لكننا الآن ندخل العصر الرقمي، وتكنولوجيا جديدة لتستبدل جهاز الفيديو كاسيت التقليدي بجهاز فيديو رقمي بتكنولوجيا عصرية ويسمى هذا الجهاز بـ digital video recorder ويختصر بـ DVR.

روابط إعلانية

جهاز فيديو رقمي من شركة فيلبس يسجل 30 ساعة

ويوجد في الاسواق ثلاثة انواع من اجهزة الفيديو الرقمي وهي TiVo وجهاز اعادة تشغيل التلفزيون ReplayTV وجهاز التلفزيون العصري.  ويعتبر جهاز TiVo اكثر الاجهزة انتشاراً في الاسواق. وفي هذه المقالة من كيف تعمل الاشياء سوف نقوم بشرح فكرة عمل اجهزة الفيديو الرقمية ومزاياها واستخداماتها.

اساسيات

يحتوي جهاز الفيديو الرقمي على مشغل قرص صلب في داخل صندوق ذي تصميم متقن ومنظر رائع.  يتصل مشغل القرص الصلب في الوسائط الخارجبة من خلال العديد من المنافذ المتوفرة في خلف الصندوق.

داخل الفيديو الرقمي مولف الذبذبات tuner وجهاز التشفير وفك التشفير 

تدخل إشارة التلفزيون إلى جهاز الفيديو الرقمي من خلال مولف الذبذبات tuner من خلال مدخل الانتينا أو مدخل مستقبل القنوات الفضائية، فإذا كانت الإشارة القادمة هي من إشارة تلفزيونية فإن الجهاز يقوم بتحويلها إلى إشارة رقمية من خلال شريحة الكترونية تسمى المشفر encoder ومن النوع MPEG-2 وتعتبر نظام تشفير رقمي قياسي يستخدم في تحويل المعلومات التناظرية إلى رقمية وتسجيلها على أقراص الدي في دي.  ومن المشفر تنتقل الإشارة إلى القرص الصلب للتخزين مثل ما يحدث في الكمبيوتر تماماً أو ان تتجه الإشارة من المشفر إلى شريحة الكترونية لفك الشيفرة تسمى decoder من النوع MPEG-2.  والتي تعمل على تحويل الإشارة الرقمية المشفرة إلى إشارة تلفزيونية تعرض على شاشة التلفزيون.

روابط إعلانية

يتحكم في عمل الجهاز برنامج تشغيلي خاص وعلى سبيل المثال فإن في أجهزة الفيديو الرقمية من النوع TiVo يستخدم نظام تشغيل Linux.  يتم تثبيت نظام التشغيل على القرص الصلب على جزء خاص له والمساحة المتبقية من القرص الصلب تستخدم كمساحة تخزين مؤقتة buffer لمتابعة البث الحي أو كتخزين دائم لاستعراض المادة المخزنة في أي وقت.  

لماذا جهاز الفيديو الرقمي؟

قد يعتقد البعض ان جهاز الفيديو الرقمي ربما من الكماليات غير الضرورية مع وجود اجهزة استقبال المحطات الفضائية، ولكن لو فكرنا في مزايا وجود جهاز تخزين رقمي مع التلفزيون لوجدنا انه سوف يفتح افاقاً جديدة من الامكانيات.

الفيديو الرقمي لا يستخدم شريطاً للتسجيل، حيث يقوم الجهاز بالتخزين مباشرة على القرص الصلب، مما يعني ان القرص الصلب يمثل مكتبة من تسجيلات الفيديو بدلاً من عشرات الاشرطة، هذا بالاضافة الى انك بمجرد رغبتك في تسجيل اي مشهد من التلفزيون كل ما عليك هو ان تضغط على زر التسجيل فقط وبذلك تجنب نفسك عناء البحث عن شريط فارغ لتسجل عليه.  كما ان المساحة المتاحة على القرص الصلب تمكنك من تسجيل ما يقارب 30 ساعة زمنية ويمكنك اضافة قرص صلب اخر لزيادة مساحة التخزين للجهاز في حين كان  في السابق عليك الحصول على المزيد من الاشرطة الفارغة والتي بالتأكيد سوف تحتل مكاناً وكذلك من الضروري تصنيفها وفهرستها والا فقدت المادة التي تريدها حين تحتاجها.  كما ان هناك ميزة اخرى لم تكن متوفرة في اجهزة الفيديو وهي إمكانية مشاهدة الفيلم بالرغم من عدم من تسجيله، اي لو كنت في الخارج وقد بدأ الجهاز في التسجيل لمدة ساعة وترغب في مشاهدة الفيلم من البداية يمكنك ذلك وسوف يستمر الجهاز بتسجيل ما تبقى من الفيلم.

الايقاف المؤقت للعرض التلفزيوني

يسمح لك جهاز الفيديو الرقمي من ايقاف نشرة الاخبار التي تتابعها من خلال pausing live TV لترد على التلفون ومن ثم تتابع النشرة من اللحظة التي توقفت عن المشاهدة فيها حيث يقوم الجهاز بتخزين كل المدة التي فاتتك وعند العودة للمشاهدة يستمر الفيديو في التسجيل وعرض النشرة من اللحظة التي توقف عندها من خلال استخدام الذاكرة المؤقتة buffer التي يقوم فيها الفيديو بالاحتفاظ بالتسجيل لمدة زمنية محددة واعادة بثها.

ان ما يحدث في حالة استخدام خاصية pausing live video هو ان يقوم بتجميد العرض في حين انه يستمر في تخزين ما يستقبله في ذاكرة مؤقتة وعند عودتك لمتابعة التلفزيون يقوم الفيديو بعرض ما خزنه وفي نفس الوقت يستمر في تخزين المشاهد الاخرى حتى لا يفوتك اي شيء وفي اغلب الاجهزة تكون مدة الايقاف المؤقت لمدة 10 دقائق فقط حسب الذاكرة المخصصة لهذه الخاصية.

ادوات البحث

تعتبر خاصية البحث من اقوى الخصائص التي تميز الفيديو الرقمي عن الفيديو التقليدي وذلك من خلال ادوات البحث المتوفرة مع برنامج التحكم.

شاشة التحكم في البرامج لجهاز TiVo

حيث يمكنك البرنامج من البحث من خلال الاسم او من خلال البرنامج او من خلال الممثل او من خلال الكلمات المفتاحية او من خلال البحث باستخدام اكثر من متغير.  وفي اجهزة TiVo تتوفر شاشة تتحكم بخياراتها باستخدام الرموت كنترول ومنها تستطيع استعراض كل المواضيع التي خزنتها من قبل او استعراض المحطات التلفزيونية التي ترغب في تسجيل برامجها.

سعة التخزين وجودته

تتميز أجهزة الفيديو الرقمية عن بعضها البعض من خلال سعتها التخزينية فمنها من يخزن لمدة 30 ساعة زمنية ومنها ما يصل إلى 320 ساعة.  ولكن من الجدير ذكره ان المدة الزمنية للتخزين تعتمد بشكل أساسي على الجودة فكلما زادت الجودة المطلوبة كلما قلت السعة التخزينية وذلك على النحو نفسه في الكاميرات الرقمية حيث يمكنك تخزين عدد كبير من الصور بشرط تقليل الجودة لكل صورة.  وعند شرائك لجهاز فيديو رقمي سوف تجد ضمن مواصفاته المدة الزمنية الممكن تخزينها على الجهاز بأقل جودة ممكنة وهذا من باب الدعاية وجذب الأنظار.

مثال على ذلك في TiVo انه من الممكن تخزين أي برنامج على أربع درجات من الجودة هي، جودة عادية وجودة متوسطة وجودة عالية وأحسن جودة.  ففي حالة الجودة العادية تستطيع تخزين 30 ساعة زمنية ولكن اذا وضعت حالة التخزين على أحسن جودة تصبح المدة الزمنية للتخزين 9 ساعات فقط.  وللعلم فإن سعة القرص الصلب المستخدم الأجهزة التي تخزن 30 ساعة تصل سعتها إلى 30 جيجابايت وهذا يعني ان كل ساعة تحتاج إلى 1 جيجابايت في حين تحتاج إلى 4 جيجابايت اذا كنت تستخدم أحسن جودة.  وحاليا تستطيع الحصول على أجهزة بسعات تخزينية تصل إلى 1000 جيجابايت والتي تعرف باسم التيرابيت.

الفرق بين درجات الجودة يمكن ان تلاحظها على الافلام التي تنشر على مواقع الانترنت فاحيانا يت تقليل الجودة للمساعدة في تقليل حجم الملف نفسه وبالتالي يسهل تحميله.  ولفهم العلاقة بين الجودة والسعة التخزينية سوف نقوم بشرح ذلك بالتفصيل من خلال المقارنة بين الجودة والسعة.

حجم الملف

لنأخذ مثالاً على نظام فيديو رقمي من شركة سوني فكل برنامج يتم تخزينه يحفظ في ملف على القرص الصلب مثلما يحدث في جهاز الكمبيوتر تماماً.  وتصنف الملفات إلى ثلاثة اصناف حسب جودتها:

    (1) LP وهي ملفات مضغوطة بنطام ضغط MPEG-1.

    (2) SP وهي ملفات مضغوطة بجودة متوسطة بنظام ضغط MPEG-2

    (3) HQ وهي ملفات عالية الجودة بنظام ضغط MPEG-2.

في حالة HQ تحتاج كل ساعة زمنية الى مساحة تخزين على القرص الصلب مقدارها 3.35 جيجابايت.  وفي SP فإن كل ساعة تحتاج إلى 1.7 جيجابايت، اما في LP فإن كل ساعة تحتاج إلى 0.6 جيجابايت فقط. بمعنى آخر تستطيع على قرص صلب بسعة 60 جيجابايت تخزين 18  ساعة على النمط HQ و 36 ساعة على النمط SP و 100 ساعة زمنية على النمط LP. وفي المقابل اذا تحدثنا على الجودة فإن التسجيل على النمط LP نلاحظ وجود بعض الحبيبات الدقيقة على الفيلم وذلك لانه تم تقليل المعلومات بشكل كبير فتظهر الصورة بشكل حبيبات صغيرة ولكن تختفي هذه الحبيبات اذا استخدمنا النمط SP وهو النمط المستخدم في تلفزيون الكوابل، وتصبح الصورة على درجة عالية من الوضوح اذا استخدمنا النمط HQ وهو النمط المستخدم في الدي في دي وكاميرات التصوير. وتماماً كما في الكمبيوتر تستطيع حذف اي برنامج قمت بتسجيله، كما يمكنك تصنف الملفات وفهرستها ووضعها في مجلدات للفيديو وللموسيقى وللنشرات الاخبارية وتغيير اسماء الملفات وكل ما تقوم به في الكمبيوتر تستطيع ان تنفذه من خلال الرموت كنترول في الفيديو الرقمي.

مستقبل الفيديو الرقمي

لعلك عزيزي القارئ لاحظت انه لا خلاف بين الفيديو الرقمي والكمبيوتر في جانب تسجيل الفيديو وتشغيله، وهذا يعني ان اجهزة الفيديو الرقمية تتصل بالانترنت من خلال توفر كرت شبكة او كرت مودم وبالتالي تستطيع ان تتبادل الافلام والبرامج الموجودة على جهازك والتي تسمح للاخرين بادخول عليها، او ان تحمل الافلام التي تريد من شبكة الانترنت وتخزنها على جهاز الفيديو الرقمي لمشاهدتها في الوقت الذي تريد وهذا الامر بالطبع يقلق منتجي الافلام لانه سوف يقلل من مبيعاتهم ولذلك فإن في الدول الاوروبية يتم تسديد مبلغ كاشتراك عند شرائك جهاز فيديو رقمي.  كما تدعم هذه الاجهزة تشغيل ملفات الموسيقى من النوع MP3.

 لمزيد من المعلومات حول ما ورد في المقال من مصطلحات يرجى الاطلاع على المواقع التالية:

http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_video_recorder

Introduction to MPEG

Wired News: Building a TiVo, a Step at a Time

News.com: Sony DVR to sport broadband

BBCi: Digital video maker fights ‘spying’ order

روابط إعلانية
الوسوم

الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر – غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق