Vše, co potřebujete vědět o H.266, AV1 a EVC

H.264. HEVC. VP9. Pokud vám tyto pojmy nic neříkají, nejste sami. Každý je druh video kodeku. I když jsou zodpovědní za každou sekundu videa, které sledujeme online nebo na a Modrý paprsek, většina lidí sedí doma a dívá se Netflix Na jejich Rokus nebo chytré televizory nemají důvod o nich přemýšlet.

Nedávný vývoj ve světě kodeků však přinese některé vzrušující změny ve způsobu, jakým funguje streamování videa, spolu s některými potenciálními úskalími. Zde je vše, co potřebujete vědět.

Co je to kodek?

Než začneme, pojďme rychle diskutovat o tom, co jsou kodeky a proč se zdá, že existuje tolik různých způsobů jejich označování.

Pokud už toho o těchto věcech víte hodně, možná budete skákat nahoru a dolů a křičet: „Přestaňte si plést kodeky s formáty kódování videa, nejsou stejné! Máš pravdu, jsou jiné. Ale pro většinu lidí tento rozdíl mnoho neznamená, takže zůstaneme u termínu kodek, s omluvou technické komunitě.

Slovo kodek je portmanteau – slovo, které kombinuje dvě další slova – „kódovat“ a „dekódovat“. Popisuje a metoda pro odebrání určitého typu souboru (v tomto případě soubor videa) a jeho změnu pomocí procesu kódování. Kódováním lze dosáhnout mnoha věcí, ale obvykle pomocí kompresních technik soubor zmenšuje.

Jakmile je soubor zakódován a odeslán přes internet nebo uložen na disk, musí být samozřejmě také dekódován podle toho, které zařízení nebo aplikace je zodpovědné za přehrávání videa, a kodek popisuje způsob provedení této části také.

Pokud jste obeznámeni s formátem MP3, pak jste již znalí kodeků, i když jste to neznali. Zvukový formát MP3, který ovládl hudební svět před více než 20 lety, je ve skutečnosti zvukový kodek, který dokáže zmenšit zvukovou stopu CD na méně než desetinu původní velikosti.

Co je se všemi těmi písmeny?

Jako technické standardy mají kodeky tendenci dostávat takové štítky, které si může zamilovat jen inženýr. H.263, H.264 a H.265 jsou všechny příklady těchto štítků. Ale spolu s jejich formálním označením jsou kodeky často nazývány přátelským názvem jako „Vysoká účinnost Video Coding“, které se přirozeně zkracuje na HEVC (hej, je to všechno o zmenšování věcí, že jo?).

Nejznámějším příkladem technického standardu, kterému je dán přátelský název, je IEEE 802.11. Pro většinu z nás to prostě známe jako „Wi-Fi“.

Proč bych se měl zajímat o kodeky?

Upřímně řečeno, jediní, kdo by se měl o kodeky skutečně zajímat, jsou inženýři, kteří je vyvíjejí, a společnosti zabývající se hardwarem, softwarem a streamovacími službami, které je potřebují implementovat.

Kodeky však mohou mít přímý dopad na kvalitu videa, které vidíme, na množství dat, které video spotřebuje na našich mobilních nebo domácích datových tarifech a na našich rozhodnutích, když si jdeme koupit nový televizor nebo zařízení pro streamování médií.

Proto stojí za to sledovat vývoj ve světě video kodeků, abyste se ujistili, že můžete využívat nejnovější výhody, které nabízejí.

Dobře, takže co se mění?

Evoluci kodeků ve světě audia i videa můžete považovat za nikdy nekončící hledání efektivnějších způsobů, jak zmenšit velikost daného souboru při zachování jeho kvality.

Poslední velký úspěch v tomto questu se stal v roce 2013, kdy debutoval H.265 – lépe známý jako HEVC. Chlubil se schopností vzít video soubor a zkomprimovat jej na polovinu velikosti, kterou dokázal předchozí nejlepší kodek (H.264 AVC) dosáhnout, a to bez jakékoli ztráty kvality.

Ve skutečnosti to znamenalo, že pokud streamujete a 4K rozlišení videa pomocí H.264, vyžadovalo by to šířku pásma 32 Mb/s. Při použití HEVC potřebovalo stejné video pouze asi 15 Mbps.

Ale HEVC je nyní sedm let starý (což znamená, že samotná technologie je stále starší) a je čas, aby předal pochodeň nové generaci kodeků.

H.266 VVC

Univerzální kódování videa H.266 (VVC) je duchovním dítětem institutu Fraunhofer Heinrich Hertz, stejné skupiny, která vyvinula slavný audio formát MP3, stejně jako AVC a HEVC. Také označované jako Future Video Coding (FVC) – vážně, kolik jmen můžeme použít pro stejnou technologii? — VVC může snížit šířku pásma potřebnou pro dané video o dalších 50 % oproti HEVC.

V příkladu poskytnutém společností Fraunhofer byste pomocí HEVC potřebovali 10 GB dat pro přenos 90minutového 4K videa. S VVC je k dosažení stejné kvality potřeba pouze 5 GB dat.

Fraunhofer HHI vyvinul VVC s podporou několika předních elektronických společností, včetně Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm a Sony. Norma byla dokončena 7. července 2020.

AV1

Souběžně s vývojem VVC je AV1, kodek vyvíjený společností Aliance pro otevřená média (AOM), nezisková organizace, jejíž členy jsou Amazon, Apple, Facebook, Google, Samsung a možná především Netflix.

AV1 údajně nabízí v průměru 30% úsporu šířky pásma oproti HEVC - ale potenciálně až 40%.

Proč bychom potřebovali AV1, když je VVC efektivnější? No, jeden velký důvod jsou peníze. AV1 je bez licenčních poplatků, což znamená, že jej může kdokoli volně používat, aniž by zaplatil desetník. Na druhou stranu VVC vyžaduje placenou licenci.

Pokud úspory nákladů vyplývající z toho, že jsou bez licenčních poplatků, nebyly pro AV1 dostatečnou výhodou, má v rukávu další eso: Netflix již začal používat AV1 v omezené kapacitě při streamování do Android zařízení. Když největší síla ve streamování videa podporuje vaši technologii, je to dobré znamení, že ji ostatní široce přijmou.

Přes své výhody nemusí být cesta vpřed pro AV1 bez škytavky. I když AOM má prohlásil kodek za bezplatný, existuje určitá otázka, zda má nebo nemá schopnost učinit toto prohlášení.

Sisvel, subjekt, který vlastní nebo drží práva na mnoho technologických patentů, tvrdí, že AV1 není bezplatný, a vytvořil web, který prodává AV1 licence. Argumentem je, že AV1 byl postaven na některém z duševního vlastnictví Sisvel (IP) - stejně jako IP jiných společností, které se připojily k Sisvel – a proto nemohou být osvobozeny od licencování poplatky.

Vzhledem k tomu, že špatně provedený a roztříštěný licenční program přispěl ke špatnému zavádění HEVC, AV1 by mohl čelit podobným překážkám, pokud by AOM a Sisvel nedokážou vyrovnat jejich rozdíly.

MPEG-5 EVC

Konečně, Moving Pictures Expert Group (MPEG) – stejní lidé, kteří vytvořili standard MPEG-2, který se používá pro všechna digitální TV vysílání ATSC – nedávno dokončila svůj kodek nové generace, MPEG-5 Essential Video Coding (EVC).

Huawei, Qualcomm a Samsung jej již schválily a zavázaly se, že během příštích dvou let oznámí své licenční podmínky. Stejně jako VVC a AV1, i EVC slibuje vyšší efektivitu oproti HEVC – až o 25 % menší potřeba šířky pásma – ale EVC se k tomu chce dostat jinou cestou. Namísto vytvoření zcela nového systému kódování videa aplikuje nové kódovací techniky na stávající kodeky jako AVC, HEVC a dokonce AV1.

Co to všechno pro mě znamená?

Momentálně… nic. Je nám líto, víme, že to bylo hodně informací, které bylo potřeba zpracovat za tak malou odměnu, ale zde je pohled na to, proč neočekáváme, že tyto nové kodeky budou mít v dohledné době vliv.

Přestože je H.264 AVC již 17 let starý, stále má obrovskou část trhu s video kodeky: 82 % od roku 2018 podle alespoň jednoho odhadu. HEVC se naopak ve stejném roce těšilo pouze 12 %.

Neschopnost HEVC urvat větší kus koláče během své sedmileté existence byla potvrzena většinou na krysí hnízdo licenčních podmínek, které někteří charakterizovali jako komplikované a nespravedlivé implementováno.

VVC je z technologického hlediska zjevně velký skok vpřed, ale pozorovatelé již poukázali na to, že by jej mohl postihnout stejný osud jako HEVC navzdory závazku Fraunhofer HHI k jednotnému a transparentnímu licenčnímu modelu založenému na principu FRAND (tj. spravedlivé, rozumné a nediskriminační).

VVC i AV1 jsou schopny nabídnout své působivé zvýšení efektivity, protože se spoléhají na výpočetně náročné algoritmy. Jinými slovy, jakékoli přehrávací zařízení, jako je chytrá televize nebo přehrávač streamovaných médií, které je kompatibilní s těmito novými kodeky bude muset zabalit pořádný výpočetní výkon – pravděpodobně mnohem více, než dokáže současná generace zařízení z.

Pokud jste Netflix nebo jakýkoli jiný poskytovatel streamování nebo videa na disku, pravděpodobně to nedává smysl zavést širokou podporu nového kodeku, dokud jej nebude moci využívat významný počet vašich zákazníků to.

Budoucnost je jasná

Zanechme na pozitivní notě. Navzdory finančním a technologickým překážkám, kterým tyto nové video kodeky čelí, jakmile se prach usadí a začnou být nasazovány, bude to velmi dobrá věc pro lidi, kteří si chtějí užít 4K, 8K, HDR, nebo cokoli, co se ukáže jako další velká věc ve videu.

Největší výhodou účinnějších kodeků je, že mohou poskytovat stejně vysoce kvalitní obraz, na jaký jsme zvyklí, ale s nižší šířkou pásma.

Pokud váš domácí internetový balíček nepřichází s neomezenými daty, znamená to, že budete moci streamovat dvakrát tolik filmů v rozlišení 4K, než dosáhnete svého limitu. Jakmile se filmy v rozlišení 8K stanou běžným proudem, nebudou představovat tak velkou zátěž pro kapacitu sítě (a váš datový tarif), jako byste byli, kdybyste je sledovali s dnešními kodeky.

A jak je to skvělé pro ty, kdo jsou doma, je to ještě důležitější pro mobilní uživatele, kteří mají obvykle mnohem přísnější datové limity.

Je také možné, že použití těchto nových kodeků by mohlo snížit ceny předplatného streamovaných médií. To by mohlo být příliš optimistické, ale zvažte toto: Pokud Netflix přepne celou svou knihovnu obsahu na videa, která měla byly zakódovány pomocí VVC, nejen že by to snížilo šířku pásma sítě na polovinu, ale snížilo by to i nároky na úložiště na polovinu také.

Přenese tyto úspory na své zákazníky? Bylo by hezké, kdyby to tak bylo… koneckonců, proč by lepší komprese videa nemohla snížit i naše měsíční účty?

Aktualizováno 31. července 2020: Odstraněny odkazy na AV1 jako open-source technologii, objasněno, že AV1 je považuje Aliance pro otevřená média za bezplatné a že Sisvel zavedl licenční program pro AV1.

Doporučení redakce

• Jak testujeme AV přijímače