Alt hvad du behøver at vide om H.266, AV1 og EVC

H.264. HEVC. VP9. Hvis disse udtryk ikke betyder noget for dig, er du ikke alene. Hver er en slags video-codec. Selvom de er ansvarlige for hvert sekund af video, vi ser online eller på en Blu Ray, de fleste sidder derhjemme og ser på Netflix på deres Rokus eller smart-tv har ringe grund til at tænke på dem.

Den seneste udvikling i codec-verdenen vil dog medføre nogle spændende ændringer i måden, hvorpå streaming af video fungerer, sammen med nogle potentielle faldgruber. Her er alt, hvad du behøver at vide.

Hvad er et codec?

Før vi starter, lad os hurtigt diskutere, hvad codecs er, og hvorfor der synes at være så mange forskellige måder at mærke dem på.

Hvis du allerede ved meget om disse ting, hopper du måske op og ned og skriger: "Hold op med at forveksle codecs med videokodningsformater, de er ikke de samme!" Du har ret, de er forskellige. Men for de fleste mennesker betyder den skelnen ikke meget, så vi vil holde fast i udtrykket codec med vores undskyldninger til det tekniske samfund.

Ordet codec er et portmanteau - et ord, der kombinerer to andre ord - af "encode" og "decode". Den beskriver en metode til at tage en bestemt type fil (i dette tilfælde en videofil) og ændre den gennem en kodningsproces. Kodning kan udrette mange ting, men normalt gør det filen mindre ved at bruge komprimeringsteknikker.

Når en fil først er blevet kodet og sendt over internettet eller gemt på en disk, skal den naturligvis også afkodes af uanset hvilken enhed eller app, der er ansvarlig for at afspille videoen, og et codec beskriver metoden til at udføre den del også.

Hvis du er bekendt med MP3-formatet, er du allerede codec-kyndig, selvom du ikke vidste det. MP3-lydformatet, der overtog musikverdenen for mere end 20 år siden, er faktisk et audio-codec, der kan krympe et cd-lydspor ned til mindre end en tiendedel af dets oprindelige størrelse.

Hvad er der med alle de breve?

Som tekniske standarder har codecs en tendens til at få den slags etiketter, som kun en ingeniør kunne elske. H.263, H.264 og H.265 er alle eksempler på disse etiketter. Men sammen med deres formelle betegnelser får codecs ofte et venligt navn som "High-Efficiency" Video Coding," som naturligvis bliver forkortet til HEVC (hey, det handler om at gøre tingene mindre, højre?).

Det mest berømte eksempel på, at en teknisk standard får et venligt navn, er IEEE 802.11. For de fleste af os kender vi det simpelthen som "Wi-Fi."

Hvorfor skulle jeg bekymre mig om codecs?

Helt ærligt er de eneste mennesker, der virkelig burde bekymre sig om codecs, de ingeniører, der udvikler dem, og de hardware-, software- og streamingtjenestevirksomheder, der skal implementere dem.

Men codecs kan have en direkte indflydelse på kvaliteten af ​​video, vi ser, mængden af ​​data, som video bruger på vores mobil- eller hjemmedataplaner og på vores valg, når vi skal købe et nyt tv eller streamingmedieenhed.

Som sådan er det værd at holde øje med udviklingen i video-codec-verdenen for at sikre, at du er i stand til at drage fordel af de seneste fordele, de tilbyder.

OK, så hvad ændrer sig?

Du kan tænke på udviklingen af ​​codecs i både lyd- og videoverdenen som en uendelig søgen efter at finde mere effektive måder at reducere størrelsen på en given fil og samtidig bevare dens kvalitet.

Den sidste store præstation i denne søgen skete i 2013, da H.265 - bedre kendt som HEVC - debuterede. Det kunne prale af evnen til at tage en videofil og komprimere den til halvdelen af ​​den størrelse, som den tidligere bedste codec (H.264 AVC) kunne opnå, og den gjorde det uden tab i kvalitet.

I reelle termer betød det, at hvis du streamede en 4K videoopløsning ved hjælp af H.264, ville det kræve 32 Mbps båndbredde. Ved at bruge HEVC behøvede den samme video kun omkring 15 Mbps.

Men HEVC er nu syv år gammel (hvilket betyder, at teknologien i sig selv er endnu ældre), og det er på tide, at den sender faklen videre til en ny generation af codecs.

H.266 VVC

H.266 Versatile Video Coding (VVC) er udtænkt af Fraunhofer Heinrich Hertz Instituttet, den samme gruppe, der udviklede det berømte MP3-lydformat samt AVC og HEVC. Også omtalt som Future Video Coding (FVC) - seriøst, hvor mange navne kan vi bruge til den samme teknologi? — VVC kan reducere den nødvendige båndbredde til en given video med yderligere 50 % over HEVC.

I et eksempel leveret af Fraunhofer, ved hjælp af HEVC, skal du bruge 10 GB data for at overføre en 90-minutters 4K-video. Med VVC kræves der kun 5 GB data for at opnå samme kvalitet.

Fraunhofer HHI udviklede VVC med støtte fra flere førende elektronikvirksomheder, herunder Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm og Sony. Standarden blev færdiggjort den 7. juli 2020.

AV1

Kører parallelt med udviklingen af ​​VVC er AV1, et codec, der udvikles af Alliance for åbne medier (AOM), en nonprofitorganisation, hvis medlemmer omfatter Amazon, Apple, Facebook, Google, Samsung og måske mest bemærkelsesværdigt Netflix.

AV1 giver angiveligt en gennemsnitlig besparelse på 30 % i båndbredde over HEVC – men potentielt så meget som 40 %.

Hvorfor skulle vi bruge AV1, hvis VVC er mere effektivt? En stor grund er penge. AV1 er royaltyfri, hvilket betyder, at enhver frit kan bruge den uden at betale en skilling. VVC kræver på den anden side en betalt licens.

Hvis omkostningsbesparelserne ved at være royaltyfri ikke allerede var en fordel nok for AV1, har den endnu et es i ærmet: Netflix har allerede begyndte at bruge AV1 i begrænset kapacitet, når der streames til Android enheder. Når den største kraft inden for streaming af video støtter din teknologi, er det et godt tegn, at den vil blive brugt bredt af andre.

På trods af sine fordele er vejen frem for AV1 måske ikke uden problemer. Selvom AOM har erklærede codec'et for at være royaltyfrit, er der et spørgsmål om, hvorvidt den har evnen til at afgive den erklæring.

Sisvel, en enhed, der ejer eller besidder rettighederne til mange teknologipatenter, hævder, at AV1 ikke er royaltyfri og har oprettet et websted, der sælger AV1-licenser. Argumentet er, at AV1 blev bygget oven på nogle af Sisvels intellektuelle ejendom (IP) - samt IP-adressen for andre virksomheder, der er gået sammen med Sisvel - og derfor ikke kan være fri for licens gebyrer.

I betragtning af at et dårligt udført og fragmenteret licensprogram bidrog til den dårlige optagelse af HEVC, kunne AV1 stå over for lignende forhindringer, hvis AOM og Sisvel kan ikke udligne deres forskelle.

MPEG-5 EVC

Endelig har Moving Pictures Expert Group (MPEG) - de samme folk, der skabte MPEG-2-standarden, der bruges til alle ATSC digitale tv-udsendelser - for nylig færdiggjort sin næste generations codec, MPEG-5 Essential Video Coding (EVC).

Huawei, Qualcomm og Samsung har allerede godkendt det og har forpligtet sig til at annoncere deres licensvilkår inden for de næste to år. Ligesom VVC og AV1 lover EVC større effektivitet i forhold til HEVC – op til 25 % mindre båndbredde nødvendig – men EVC tager en anden vej for at nå dertil. I stedet for at skabe et helt nyt videokodningssystem, anvender det nye kodningsteknikker til eksisterende codecs som AVC, HEVC og endda AV1.

Hvad betyder alt dette for mig?

For øjeblikket … intet. Beklager, vi ved, at det var en masse information, der skulle behandles for en så lille udbetaling, men her er et kig på, hvorfor vi ikke forventer, at disse nye codecs vil gøre en indvirkning på det nærmeste.

Selvom den nu er 17 år gammel, har H.264 AVC stadig en stor del af videocodec-markedet: 82 % fra 2018 ifølge mindst ét ​​skøn. HEVC havde derimod kun 12 % samme år.

HEVCs manglende evne til at få fat i en større del af kagen i løbet af sin syvårige eksistens er blevet kridtet op mest til en rotterede af licensvilkår, som nogle har karakteriseret som komplicerede og uretfærdige implementeret.

VVC er klart et stort spring fremad fra et teknologisk synspunkt, men iagttagere har allerede påpeget, at det kunne lide samme skæbne som HEVC på trods af Fraunhofer HHIs forpligtelse til en ensartet og gennemsigtig licensmodel baseret på FRAND-princippet (dvs. fair, rimelig og ikke-diskriminerende).

Både VVC og AV1 er i stand til at tilbyde deres imponerende effektivitetsgevinster, fordi de er afhængige af beregningstunge algoritmer. Med andre ord, enhver afspilningsenhed som et smart-tv eller en streaming medieafspiller, der er kompatibel med disse nye codecs bliver nødt til at pakke nogle seriøse computerhestekræfter - sandsynligvis langt mere end den nuværende generation af enheder er i stand til af.

Hvis du er Netflix eller en anden udbyder af streaming eller disk-baseret video, giver det sandsynligvis ikke mening at udrulle bred support af et nyt codec, indtil et betydeligt antal af dine kunder kan drage fordel af det.

Fremtiden er lys

Lad os tage afsted med en positiv bemærkning. På trods af de økonomiske og teknologiske forhindringer, der står over for disse nye video-codecs, når støvet har lagt sig og de begynder at blive implementeret, vil det være en meget god ting for folk, der ønsker at nyde 4K, 8K, HDR, eller hvad den næste store ting i video viser sig at være.

Den største fordel ved mere effektive codecs er, at de kan levere det samme højkvalitetsbillede, som vi er vant til, men med lavere båndbredde.

Hvis din hjemme-internetpakke ikke kommer med ubegrænset data, betyder det, at du vil være i stand til at streame dobbelt så mange 4K-film, før du trykker på loftet. Når først 8K-film bliver mainstream, vil de ikke være det enorme forbrug af netværkskapacitet (og din dataplan), som de ville være, hvis du så dem med nutidens codecs.

Og hvor godt det end er for dem derhjemme, er det endnu vigtigere for mobilbrugere, der typisk har langt mere restriktive datatilladelser.

Det er også muligt, at brugen af ​​disse nye codecs kan bringe abonnementspriserne på streamingmedier ned. Det er måske alt for optimistisk, men overvej dette: Hvis Netflix skiftede hele sit indholdsbibliotek til videoer, der havde blevet kodet ved hjælp af VVC, ville det ikke kun reducere sin netværksbåndbredde til det halve, det ville reducere sit lagerbehov med det halve også.

Vil det give disse besparelser videre til sine kunder? Det ville være rart, hvis det gjorde... trods alt, hvorfor skulle bedre videokomprimering ikke også gøre vores månedlige regninger mindre?

Opdateret 31. juli 2020: Fjernede referencer til AV1 som en open source-teknologi, præciserede, at AV1 er anses for royaltyfri af Alliance for Open Media, og at Sisvel har etableret et licensprogram til AV1.

Redaktørens anbefalinger

• Sådan tester vi AV-receivere