MXF: ما هذا ، كيف يعمل ولماذا لم يحل مشاكل العالم حتى الآن؟

MXF ليس فقط تنسيق ملف ، ولكن أداة لإنشاء سير عمل كبير بناءً على الملفات التي يعتمد نجاحها على كيفية استخدامنا لها. يستعرض Bruce Devlin ، مدير Amberfin Technology والمؤلف المشارك لمواصفات MXF ، الوضع الحالي للتنسيق وإسقاطه للمستقبل.

في التسعينيات من القرن الماضي ، اجتمعت مجموعة من المهندسين ، التي تمثل عددًا من المصنّعين والمصنعين ، بمهمة: تطوير تنسيق ملف مفتوح يسهل تبادل الفيديو والصوت والبيانات والبيانات الوصفية المرتبطة بها في سير عمل تستند إلى الملف. أدت هذه المبادرة إلى تطوير MXF (مادة التبادل) المعتمدة من قبل SMPTE ، في عام 2004.

عندما صممنا في البداية MXF ، كان لدينا سلسلة من متطلبات التصميم الأساسية: لقد أردنا المستخدمين استخدام الملفات والعمل مع الملفات ، حتى عند إنشائها ، قبل نقلها بالكامل إلى قرص أو NEL أو خادم Playout. يبدو أنه كان من المهم السماح لمزامنة المكونات بشكل منفصل وتوفير الانتعاش المتجدد قبل الانقطاع ، مما يضمن وجود معلومات كافية في هذا الملف ، للسماح لها بالتعافي بسهولة من الفساد النهائي. وبالطبع ، كان يجب أن تكون مفتوحة وموحدة ومستقلة عن تنسيق الضغط. ولكن قبل كل شيء ، كان يجب أن تكون بسيطة ومرنة.

جنبا إلى جنب مع متطلبات التصميم الأساسية ، كان لدينا أيضًا هدف تشغيلي أساسي لـ MXF: لقد أردنا أن يكون قابلاً للتطبيق على مجموعة واسعة من مهام سير العمل ، لحمل البيانات الوصفية بأمانة ، خلال دورة حياة كاملة لبرنامج أو فيلم أو مقطع إخباري.

الهدف التشغيلي

خلال دورة حياتها ، يتراكم قطعة من المحتوى المزيد والمزيد من أجزاء الجوهر ، والمزيد من البيانات الوصفية ، حتى يصبح جاهزًا في النهاية لإرساله إلى نظام تشغيل ، أو نوع آخر من شبكة التوزيع أو النشر.

تم تصميم MXF لنقل المواد في جميع أنحاء سلسلة الإنتاج ، وجمع البيانات الوصفية والإصدارات المختلفة من المادة ، مع تقدم المشروع ، مع هدف توزيع المحتوى أخيرًا على عدة وجهات مع متطلبات مختلفة من معدلات البتات ودقة وجودة الخدمة.

نظرًا لأن MXF مصمم للتفكير في سير العمل ، فإن جميع عمليات التلاعب مثالية للمستخدم. ببساطة العمل في صمت ، في الخلفية. لا تزال البيانات الوصفية متحدة لجوهر الفيديو والصوت ، من خلال عملية الإنتاج والتشغيل والأرشيف ، لذلك ليست هناك حاجة لإعادة تقديم بيانات التعريف.

منظر البيانات الوصفية والمنظر المادي لـ MXF

للمساعدة في الأهداف التشغيلية ، تم تصميم MXF ليتم رؤيته بطريقتين مختلفتين:

تمثل عرض البيانات الوصفية لملف نوع البرنامج أو البرنامج التلفزيوني الذي يحاول الملف تمثيله ، في حين أن العرض الفعلي للملف يمثل كيفية ترتيب البايتات ، في منطقة القرص الصلب.

يوضح الرسم البياني عرض البيانات الوصفية لملف MXF على الجانب الأيسر ، والرؤية المادية لكيفية وضع هذه البايتات على القرص ، على الجانب الأيمن.

في عرض البيانات الوصفية ، هناك نوعان مختلفان من الحزم: حزمة مواد (مادة حزمة) ، والتي تصف جدول ملف MXF وماذا سيحدث عند الضغط على زر "التشغيل" ، وحزمة ملفات (حزمة ملفات) ، والتي تصف الفيديو والصوت المخزن جسديًا في الملف.

من الممكن أن يكون لديك ملفان MXF لهما بيانات تعريف متطابقة ، ولكن يتم ترتيبها جسديًا بطريقتين مختلفتين ، لتحسين عنصر سير العمل. في ملف يحتوي على إطار من نوع OP1A ، على سبيل المثال ، كل شيء في هذا الملف متشابك من الإطار حسب الجدول. يمكن ترتيب نفس الأصل جسديًا كمجموعة من ملفات المكونات التي تتم مزامنتها بواسطة ملف إصدار AS-02 MXF. نظرًا لأن MXF يسمح بفصل وجهات نظر البيانات الوصفية والفيلم المادي ، فإنه يسمح بتبادل مثالي للوسيط والبيانات الوصفية ذات الأهمية الحيوية التي تسير معها ، وتسمح بإنشاء أنواع مختلفة من MXF ، وتم تحسينها لسير عمل محدد.

الأنواع المختلفة من MXF

تم تطوير MXF مع قدر كبير من المساهمات من مجتمع المستخدمين ، لضمان أن التنسيق سيفي بالفعل باحتياجاتهم. كما سمحت المرونة الناتجة عن الموردين ، بتطوير تفسيرهم الخاص للمعيار لبرامج الترميز الخاصة بهم ، باعتبارها تمييزًا تنافسيًا. أدت هذه المرونة المتأصلة إلى تنفيذ سلسلة من أنواع مختلفة من MXF ، ولكل منها بيانات تعريف MXF مماثلة ، ولكن بتطبيق طرق عرض مادية مختلفة ، تم تحسينها للتطبيقات المختلفة.

لنبدأ بـ OP1A العام العام: OP1A هو تطبيق بسيط "يشبه الشريط" لتنسيق MXF ، والذي يخزن بيانات الصوت والفيديو في ملف MXF واحد متشابك. إنه مرن ولا يحتوي على قيود حقيقية على معايير بناء الملفات. هذا يجعل تطبيقه بسيطًا جدًا. ولكن لديه عيب في معاناة مشاكل التشغيل المتداخل عندما يتفاعل الموردون المختلفون حولها.

قريب قريب من OP1A هو تنسيق XDCAM HD. صممه Sony ، XDCAM HD أكثر تقييدًا من OP1A. يتمتع بتشغيل متداخل أفضل بكثير ، ويميل إلى استخدامه بشكل رئيسي في سير العمل الذي يتطلب معدلات بت منخفضة ، مثل HD عند 50 ميغابت في الثانية. الجانب السلبي هو أنه من المحدد أن يكون هناك 8 قنوات صوتية بحد أقصى 8 AES Mono ، وحتى مع هذه القيود ، تستمر مشاكل التشغيل البيني. يوجد حاليًا مجموعة عمل ، ضمن جمعية سير العمل المتقدمة (AMWA) تدرس قابلية التشغيل البيني لـ XDCAM ، وتحديد متغير محدود أكثر يسمى AS-10.

لذلك ، سنقوم الآن بإلقاء نظرة على أحد أكثر الإصدارات شيوعًا في MXF ، OP-ATOM.

كان Avid أحد دافعي الضرائب الرئيسيين لمعيار MXF ، وعلى هذا النحو ، برعاية إنشاء متغير معين من MXF ، ما يسمى OP-ATOM. إنه مقيد للغاية ، ولا يسمح إلا بمكون ، ويتم تنفيذ جميع مزامنة المكونات في ملف AAF. ومع ذلك ، فإن ملفات OP-ATOM التي تم إنشاؤها بواسطة الملحن المتوسط لـ AVID ، غالبًا ما تحتوي على بيانات تعريف غير MXF فيها. يُعرف هذا باسم "البيانات الوصفية المظلمة" ويمكن أن يؤدي إلى مشاكل في قابلية التشغيل البيني ، في تبادل الملفات بين الشركات المصنعة المختلفة.

يستخدم نظام Panasonic P2 أيضًا OP-ATOM لتسجيل جوهر الفيديو والصوت الحقيقي. تنسيق P2 محدود للغاية ، مع قابلية التشغيل البيني الجيد والاستخدام الموسع للبيانات الوصفية. ومع ذلك ، هناك حدود معينة في حجم ملف P2 ، والتي يمكن أن تسبب مشاكل تشغيلية. من ناحية أخرى ، اختار تصميم P2 من تنسيق XML وليس MXF ، لمزامنة الصوت والفيديو. على الرغم من أن ملف مزامنة XML يشير إلى المتوسط المخزن MXF ، إلا أن بنية XML يمكن أن تفقد البيانات الوصفية في الرحلة المستدير ، مع ملف MXF عام.

هناك مجموعة متنوعة أخرى من MXF مع مكونات ، تستخدمها Digital Cinema ، والتي تستخدم مرة أخرى ، طريقة مختلفة لمزامنة الملفات ، تسمى CPL (قائمة تشغيل التكوين). يحتوي ملف XML هذا على بنية مختلفة من XML من P2 ، و AAF من AVID. في حين أنه شكل محدود للغاية ، يتكيف بشكل جيد مع جميع جوانب توصيل السينما الرقمية ، يقتصر على مساحة ألوان RGB و JPEG 2000 ، مما يجعله مقيدًا جدًا بتنسيق تبادل للأغراض العامة ، وليس مناسبة لسير العمل التلفزيوني.

كما بدأنا نرى ، على الرغم من جهود معيار MXF لضمان الشق دون العمل بين مختلف الموردين ، فإن "أنواع" MXF المختلفة لا تزال تؤدي إلى مشاكل عدم التوافق. وعلى الرغم من أن قابلية التشغيل البيني تتحسن ، حيث يتعلم الشركات المصنعة تنفيذ المعايير بشكل أفضل ، إلا أن المستخدمين لا يزال لديهم بعض الإحباطات التي أنشأتها الأنظمة غير المتوافقة ، والتي لا يمكنها قراءة الإصدارات الأجنبية من ملفات MXF.

أسفرت هذه المشكلة عن تجديد تعاون بين شركات الإعلام ، بما في ذلك Amberfin وعشرات الموردين من خلال AMWA ، من أجل وضع بعض مواصفات التطبيق كأساس للتشغيل البيني البسيط والسهل.

مواصفات التطبيق ليست خاصة لأي مورد. وهي تحدد مجموعة من القيود على كيفية بناء الملف ، بحيث يتزامن مع المتطلبات التقنية والتشغيلية في نقطة معينة من سير العمل.

إذا كانت هناك حاجة إلى قيود أكثر صرامة ، على سبيل المثال ، بالنسبة للممارسات الفنية للبث أو برنامج معين أو قناة توزيع ، يمكن تعريفها على أنها "أسافين" ، ومجموعة من القيود الخاصة بالتثبيت ، والتي يتم تعريفها من قبل الشركة وكتابة في وثيقة إصدار مُدارة ومراقبة.

على سبيل المثال ، تم تصميم AS-02 و AS-03 من MXF ، على سبيل المثال ، لتحسين تدفقات الملفات بناءً على الملفات داخل المؤسسات وفيما بينها.

AS-02 هي أداة إتقان. تم تصميمه لتلبية احتياجات المبدعين وموزعي المحتوى ، الذين يواجهون تحديات برنامج التحكم في الإصدار. مع AS-02 ، يتم تخزين الصوت والفيديو والبيانات في ملفات الوسائط المستقلة ، لتمكين التحكم الفعال في البرامج ، للتوزيع. AS-02 هو تنسيق ملف "مكون" ، فهو ليس ملفًا فريدًا ، ولكنه مجموعة من العناصر معًا تحت مفهوم الحزمة ، تم جمعها في مجلد. الحزمة مستقلة تمامًا ، ولديها جميع الأصول والبيانات الوصفية اللازمة لإنشاء العديد من الإصدارات من البرنامج ، لاستخدامها في بيئة متوسطة متعددة ، متعددة الأبعاد ومركز متعدد المركز.

اليوم لدينا دعم "قراءة" جيد جدًا لهذا التنسيق ، لكن "الكتابة" يتخلف عن الركب. يمكن أن يجعل بنية AS-02 سير عمل متعدد النسخ بسرعة كبيرة ، وتنتج حمولة معينة في البنية التحتية للشبكة للتثبيت.

MXF AS-03 مخصص لتسليم المحتوى النهائي ، مباشرة إلى خادم تشغيل. AS-03 يفرض مربع أدوات MXF على حمله بكفاءة ، النتائج النهائية بتنسيق مضغوط وقوي وقابل للتكرار مباشرة. يعد ملف AS-03 دائمًا ملفًا واحدًا ، لبرنامج واحد. محتوى هذه الملفات غير مخصص للمعالجة ، ولكن للتشغيل المباشر من أي خادم. يحتوي الملف على برنامج أو مقطع برنامج نهائي ، مع البيانات الوصفية المرتبطة به ، وعادة ما يتضمن عرض الفيديو والصوت والفرع ، والبيانات الوصفية الفنية والمزيد من AS-03 ، تصف الملف. تحتوي الملفات AS-03 على مجموعات بيانات تعريف محددة ، لتحديد المحتوى والتحقق منه مقابل بيانات التعريف التي تم تسليمها.

يعمل AS-03 بشكل مثالي لتسليم محتوى MPEG2 إلى خوادم التصوير ، ولكنه يحتاج إلى بعض التعديلات ، إذا كنت ترغب في استخدام نفس التنسيق للمساهمة بين المذيعين وشركات ما بعد الإنتاج. للتعامل مع اختلافات التطبيق هذه ، تقوم AMWA بتطوير AS-11 ، وهو تنسيق ملف لتسليم البرمجة المكتملة أو منتجي البرامج لمحطات البث أو مرافق إنشاء البرامج. على أساس AS-03 ، يجب أن تسمح AS-11 برامج الترميز التي هي MPEG (أو غير MPEG) مع معدلات البتات الأعلى ، لأغراض المساهمة. يتم اقتراح أول تطبيق لـ AS11 من قبل شراكة الإنتاج الرقمي في المملكة المتحدة في المملكة المتحدة ، استنادًا إلى برنامج ترميز Avcintra.

كانت هذه جولة سريعة للغاية في بعض أشكال MXF الأكثر شيوعًا. عند التخطيط لسير العمل الخاص بك ، يجدر النظر في متى يمكنك استخدام كل منهم: إذا كنت في بيئة تريد أن تقوم بتدفقات التحكم في الإصدارات الصوتية ، أو في بيئة تحتاج فيها إلى تخزين مكونات مختلفة لقطع عمل مختلفة ، شيء مثل AS-02 منطقي. ولكن إذا كان ما تحاول القيام به هو تحريك المزيد من مواقع البيانات الوصفية على سبيل المثال ، على سبيل المثال ، عندما تنتقل من A إلى B ، يمكن أن يكون التنسيق مثل AS-03 أو AS-11 أكثر ملاءمة. بعد كل شيء ، تم تعريف مواصفات التطبيق هذه على وجه التحديد ، لمساعدة مجتمع المستخدم على الحصول على قدرة أكبر على التشغيل البيني ، والحصول على وظيفة سهلة عند اختيار تنسيق MXF الصحيح في الوقت والمكان المناسبين.

إذا كنت تعمل مع MXF وتهتم بالمساهمة في تطويرها المستمر ، فيمكنك الذهاب إلى موقع SMPTE ، http://smpte.org والانضمام إلى مجتمع المعايير. يحتوي الموقع على قائمة بجميع المجموعات التي يمكن أن تنضم إليها. يوجد أيضًا كتاب MXF ، والذي سيعطيك مورد قراءة جيد حول ما يقصد منه معيار MXF. قبل كل شيء ، تذكر أن MXF ليس مجرد تنسيق ملف. إنها ببساطة أداة لبناء سير عمل كبير بناءً على الملفات. يعتمد نجاح MXF على كيفية استخدامنا لهذه الأداة.

بروس ديفلين

مدير التكنولوجيا Amberfin والمؤلف المشارك لمواصفات MXF التي من خلالها ، SMPTE (جمعية الصور المتحركة والتلفزيون) مؤخرًا ، منحت الميدالية الذهبية لعام 2011 ديفيد سارنوف