H.264. HEVC. VP9. Kui need terminid ei tähenda teile midagi, pole te üksi. Igaüks neist on omamoodi videokoodek. Kuigi nemad vastutavad iga videosekundi eest, mida me veebis või veebis vaatame Blu-ray, enamik inimesi istub kodus ja vaatab Netflix nende peal Rokus või nutitelerid on vähe põhjust nende peale mõelda.
Sisu
- Mis on koodek?
- Mis on kõigi nende kirjadega?
- Miks ma peaksin koodekitest hoolima?
- OK, mis siis muutub?
- Mida see kõik minu jaoks tähendab?
- Tulevik on helge
Hiljutised arengud koodekimaailmas toovad aga kaasa põnevaid muudatusi video voogesituse toimimises ja mõningaid võimalikke lõkse. Siin on kõik, mida peate teadma.
Soovitatavad videod
Mis on koodek?
Enne alustamist arutleme kiiresti, mis on koodekid ja miks näib olevat nii palju erinevaid viise nende märgistamiseks.
Kui teate nende asjade kohta juba palju, võite hüpata üles-alla ja karjuda: "Ära ajage koodekeid segamini videokodeerimisvormingutega, need pole samad!" Sul on õigus, nad on erinevad. Kuid enamiku inimeste jaoks ei tähenda see eristus palju, seega jääme termini koodek juurde ja vabandame tehnilise kogukonna ees.
Sõna koodek on portmanteau - sõna, mis ühendab kaks teist sõna - "kodeerimine" ja "dekodeerimine". See kirjeldab a meetod teatud tüüpi faili (antud juhul videofaili) võtmiseks ja selle muutmiseks kodeerimisprotsessi kaudu. Kodeerimisega saab teha palju asju, kuid tavaliselt muudab see tihendustehnikat kasutades faili väiksemaks.
Muidugi, kui fail on kodeeritud ja Interneti kaudu saadetud või plaadile salvestatud, peab see ka dekodeerima olenemata sellest, milline seade või rakendus vastutab video esitamise eest, ja koodek kirjeldab selle osa tegemise meetodit ka.
Kui olete MP3-vorminguga tuttav, siis olete juba kodekitark, isegi kui te seda ei teadnud. MP3-helivorming, mis võttis muusikamaailma üle 20 aasta tagasi, on tegelikult helikodek, mis suudab CD heliriba kahandada vähem kui kümnendikuni selle algsest suurusest.
Mis on kõigi nende kirjadega?
Tehniliste standarditena kiputakse koodekitele omistama silte, mida ainult insener võiks armastada. H.263, H.264 ja H.265 on kõik nende siltide näited. Kuid koos ametlike nimetustega antakse koodekitele sageli sõbralik nimi, näiteks "Kõrge tõhusus". Video kodeerimine”, mis loomulikult lühendatakse HEVC-ks (hei, see kõik on seotud asjade väiksemaks muutmisega, eks?).
Kõige kuulsam näide tehnilisele standardile sõbraliku nime andmisest on IEEE 802.11. Enamiku jaoks tunneme seda lihtsalt kui "Wi-Fi".
Miks ma peaksin koodekitest hoolima?
Ausalt öeldes on ainsad inimesed, kes peaksid koodekitest tõeliselt hoolima, neid arendavad insenerid ning riistvara, tarkvara ja voogedastusteenuste ettevõtted, kes peavad neid juurutama.
Kuid koodekitel võib olla otsene mõju meie nähtava video kvaliteedile, video kulutatud andmemahule meie mobiili- või kodu andmesidepakettides ja meie valikutes, kui läheme uut telerit või voogesitusmeediumiseadet ostma.
Seetõttu tasub videokodekimaailma arengutel silma peal hoida, et saaksite nende pakutavaid uusimaid eeliseid ära kasutada.
OK, mis siis muutub?
Kodekite arengust nii heli- kui ka videomaailmas võib mõelda kui lõputule püüdlusele leida tõhusamaid viise antud faili suuruse vähendamiseks, säilitades selle kvaliteedi.
Viimane suurem saavutus selles ülesandes toimus 2013. aastal, kui H.265 – paremini tuntud kui HEVC – debüteeris. See uhkeldas võimalusega võtta videofail ja tihendada see poole väiksemaks, kui eelmine parim koodek (H.264 AVC) suutis saavutada, ja tegi seda ilma kvaliteedi languseta.
Tegelikkuses tähendas see, et kui voogesitasite a 4K eraldusvõimega video, kasutades H.264, oleks vaja 32Mbps ribalaiust. HEVC-d kasutades vajas sama video ainult umbes 15 Mbps.
Kuid HEVC on nüüd seitse aastat vana (mis tähendab, et tehnoloogia ise on veel vanem) ja tal on aeg anda tõrvik üle uue põlvkonna koodekitele.
H.266 VVC
H.266 mitmekülgne videokodeerimine (VVC) on Fraunhofer Heinrich Hertzi Instituudi vaimusünnitus, sama rühm, kes töötas välja kuulsa MP3 helivormingu, aga ka AVC ja HEVC. Seda nimetatakse ka Future Video Codinguks (FVC) – kui palju nimesid saame sama tehnoloogia jaoks kasutada? — VVC võib HEVC-ga võrreldes vähendada antud video jaoks vajalikku ribalaiust veel 50%.
Fraunhoferi esitatud näites vajate HEVC-d kasutades 90-minutilise 4K-video edastamiseks 10 GB andmemahtu. VVC puhul on sama kvaliteedi saavutamiseks vaja vaid 5 GB andmemahtu.
Fraunhofer HHI töötas välja VVC mitme juhtiva elektroonikaettevõtte toel, sealhulgas Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm ja Sony. Standard vormistati lõplikult 7. juulil 2020.
AV1
VVC arendamisega paralleelselt jooksmine on AV1, mille arendajaks on Alliance for Open Media (AOM), mittetulundusühing, mille liikmete hulka kuuluvad Amazon, Apple, Facebook, Google, Samsung ja ehk kõige olulisem Netflix.
Väidetavalt pakub AV1 ribalaiuse kokkuhoidu HEVC-ga võrreldes keskmiselt 30%, kuid potentsiaalselt isegi 40%.
Miks me vajame AV1-d, kui VVC on tõhusam? Noh, üks suur põhjus on raha. AV1 on autoritasuvaba, mis tähendab, et igaüks võib seda tasuta kasutada ilma peenraha maksmata. VVC seevastu nõuab tasulist litsentsi.
Kui kasutustasuta olemisest tulenev kulude kokkuhoid ei olnud AV1 jaoks juba piisav eelis, on sellel veel üks äss: Netflix on juba teinud hakkas kasutama AV1 voogesituse ajal piiratud mahus Android seadmeid. Kui video voogesituse suurim jõud toetab teie tehnoloogiat, on see hea märk, et teised võtavad selle laialdaselt kasutusele.
Vaatamata eelistele ei pruugi AV1 edasiminek kulgeda ilma luksumisteta. Kuigi AOM-il on kuulutas kodeki kasutustasuta, tekib küsimus, kas tal on võimalus seda deklaratsiooni teha või mitte.
Sisvel, ettevõte, mis omab paljusid tehnoloogiapatente või omab nende õigusi, väidab, et AV1 ei ole autoritasu ja on loonud saidi, mis müüb AV1 litsentse. Argumendiks on see, et AV1 ehitati mõnele Sisveli intellektuaalomandile (IP) – samuti teiste Sisveliga liitunud ettevõtete intellektuaalomandi õigustes ja seetõttu ei saa see olla litsentsivaba tasud.
Arvestades, et halvasti teostatud ja killustatud litsentsimisprogramm aitas kaasa HEVC halvale kasutuselevõtule, võib AV1 AOM ja Sisvel silmitsi seista sarnaste takistustega ei suuda nende erinevusi tasandada.
MPEG-5 EVC
Lõpuks on Moving Pictures Expert Group (MPEG) – samad inimesed, kes lõid MPEG-2 standardi, mida kasutatakse kõigi ATSC digitaaltelevisiooni ülekannete jaoks – hiljuti valmis oma järgmise põlvkonna koodeki. MPEG-5 Essential Video Coding (EVC).
Huawei, Qualcomm ja Samsung on selle juba heaks kiitnud ning on võtnud kohustuse avalikustada oma litsentsitingimused järgmise kahe aasta jooksul. Sarnaselt VVC-le ja AV1-le lubab EVC suuremat tõhusust võrreldes HEVC-ga – vaja on kuni 25% vähem ribalaiust –, kuid EVC kasutab selleni jõudmiseks teist teed. Selle asemel, et luua täiesti uus videokodeerimissüsteem, rakendab see uusi kodeerimistehnikaid olemasolevatele koodekitele, nagu AVC, HEVC ja isegi AV1.
Mida see kõik minu jaoks tähendab?
Hetkel… mitte midagi. Kahjuks teame, et see oli nii väikese väljamakse jaoks palju teavet, kuid siin on ülevaade sellest, miks me ei eelda, et need uued koodekid niipea mõju avaldavad.
Kuigi H.264 AVC on nüüdseks 17 aastat vana, on H.264 AVC-l endiselt suur osa videokodekite turust: 2018. aasta seisuga 82%. vähemalt ühe hinnangu järgi. Seevastu HEVC-l oli samal aastal vaid 12%.
HEVC suutmatus oma seitsmeaastase eksisteerimise jooksul pirukast suuremat tükki haarata on kriititud enamasti litsentsitingimuste rotipesa, mida mõned on iseloomustanud kui keerukaid ja ebaõiglaseid rakendatud.
VVC on tehnoloogia seisukohast selgelt suur samm edasi, kuid vaatlejad on juba märkinud, et seda võib tabada sama saatus nagu HEVC vaatamata Fraunhofer HHI pühendumusele ühtsele ja läbipaistvale litsentsimudelile, mis põhineb FRAND-põhimõttel (st õiglane, mõistlik ja mittediskrimineeriv).
Nii VVC kui ka AV1 suudavad pakkuda muljetavaldavat tõhususe kasvu, kuna nad tuginevad arvutuslikult rasketele algoritmidele. Teisisõnu, mis tahes taasesitusseade, nagu nutiteler või voogesitusmeediumipleier, mis ühildub nende uute koodekitega peab pakkima tõsiseid arvutuslikke hobujõude - tõenäoliselt palju rohkem, kui praeguse põlvkonna seadmed suudavad kohta.
Kui olete Netflix või mõni muu voogesituse või plaadipõhise video pakkuja, pole sellel tõenäoliselt mõtet uue kodeki laialdase toe juurutamiseks, kuni märkimisväärne hulk teie kliente saab seda ära kasutada seda.
Tulevik on helge
Lähme positiivsel noodil. Vaatamata nende uute videokoodekite ees seisvatele rahalistele ja tehnoloogilistele takistustele, kui tolm settib ja neid hakatakse kasutusele võtma, on see väga hea asi inimestele, kes soovivad nautida 4K, 8K, HDR, või mis iganes video järgmiseks suureks asjaks osutub.
Tõhusamate koodekite suurim eelis on see, et need suudavad pakkuda sama kvaliteetset pilti, millega oleme harjunud, kuid väiksema ribalaiusega.
Kui teie kodune Interneti-pakett ei sisalda piiramatut andmemahtu, tähendab see, et saate voogesitada kaks korda rohkem 4K-filme, enne kui jõuate oma ülempiirini. Kui 8K-filmid muutuvad tavapärasteks, ei kuluta nad võrguvõimsust (ja andmeplaani) nii palju, kui vaataksite neid tänapäevaste koodekitega.
Ja nii hea kui see on ka kodus viibijatele, on see veelgi olulisem mobiilikasutajate jaoks, kellel on tavaliselt palju piiravamad andmemahud.
Samuti on võimalik, et nende uute koodekite kasutamine võib langetada voogesitusmeedia tellimuste hindu. See võib olla liiga optimistlik, kuid mõelge sellele: kui Netflix vahetaks kogu oma sisukogu videotele, millel oli VVC-ga kodeeritud, ei vähendaks see mitte ainult võrgu ribalaiust poole võrra, vaid ka salvestusvajadusi poole võrra ka.
Kas ta annab need säästud edasi oma klientidele? Oleks tore, kui see nii oleks… lõppude lõpuks, miks ei võiks parem video tihendamine ka meie igakuiseid arveid väiksemaks muuta?
Värskendatud 31. juulil 2020: eemaldati viited AV1-le kui avatud lähtekoodiga tehnoloogiale, selgitati, et AV1 on mida Alliance for Open Media on litsentsitasuvaba ja Sisvel on loonud litsentsiprogrammi AV1 jaoks.
Toimetajate soovitused
- Kuidas testime AV-vastuvõtjaid
