Viskas, ką reikia žinoti apie H.266, AV1 ir EVC

H.264. HEVC. VP9. Jei šie terminai jums nieko nereiškia, jūs nesate vieni. Kiekvienas iš jų yra vaizdo kodekas. Nors jie yra atsakingi už kiekvieną vaizdo įrašo, kurį žiūrime internete arba per a Blu-ray, dauguma žmonių sėdi namuose ir žiūri Netflix ant jų Rokus arba išmanieji televizoriai neturi pagrindo apie juos galvoti.

Tačiau naujausi kodekų pasaulio pokyčiai atneš įdomių vaizdo transliacijos veikimo pakeitimų, taip pat kai kurių galimų spąstų. Štai viskas, ką reikia žinoti.

Kas yra kodekas?

Prieš pradėdami, greitai aptarkime, kas yra kodekai ir kodėl atrodo tiek daug skirtingų būdų juos pažymėti.

Jei jau daug žinote apie tai, galite šokinėti aukštyn žemyn ir rėkti: „Nustokite maišyti kodekus su vaizdo įrašų kodavimo formatais, jie nėra vienodi! Tu teisus, jie skirtingi. Tačiau daugumai žmonių šis skirtumas nereiškia daug, todėl pasiliksime prie termino kodekas ir atsiprašome techninės bendruomenės.

Žodis kodekas yra „portmanteau“ – žodis, jungiantis du kitus žodžius – „koduoti“ ir „dekoduoti“. Jame aprašoma a būdas paimti konkretų failo tipą (šiuo atveju vaizdo failą) ir jį pakeisti naudojant kodavimo procesą. Kodavimas gali atlikti daug dalykų, tačiau paprastai failas sumažinamas naudojant glaudinimo metodus.

Žinoma, kai failas buvo užkoduotas ir išsiųstas internetu arba saugomas diske, jis taip pat turi būti iškoduotas bet kuris įrenginys ar programa yra atsakinga už vaizdo įrašo paleidimą, o kodekas aprašo šios dalies atlikimo būdą taip pat.

Jei esate susipažinę su MP3 formatu, tada jau esate išmanantys kodekus, net jei to nežinojote. MP3 garso formatas, kuris užvaldė muzikos pasaulį daugiau nei prieš 20 metų, iš tikrųjų yra garso kodekas, galintis sumažinti kompaktinio disko garso takelį iki mažiau nei dešimtadalio pradinio dydžio.

Kas yra su visomis tomis raidėmis?

Kaip techniniai standartai, kodekams paprastai suteikiamos tokios etiketės, kurias gali mylėti tik inžinierius. H.263, H.264 ir H.265 yra šių etikečių pavyzdžiai. Tačiau kartu su jų oficialiais pavadinimais kodekams dažnai suteikiamas draugiškas pavadinimas, pvz., „Aukštas efektyvumas Vaizdo įrašų kodavimas“, kuris natūraliai sutrumpinamas iki HEVC (ei, viskas apie tai, kad viskas būtų mažesnė, tiesa?).

Garsiausias pavyzdys, kai techniniam standartui suteiktas draugiškas pavadinimas, yra IEEE 802.11. Daugelis iš mūsų tai tiesiog žinome kaip „Wi-Fi“.

Kodėl man turėtų rūpėti kodekai?

Atvirai kalbant, vieninteliai žmonės, kuriems tikrai turėtų rūpėti kodekai, yra juos kuriantys inžinieriai ir aparatinės įrangos, programinės įrangos ir srautinio perdavimo paslaugų įmonės, kurioms reikia juos įdiegti.

Tačiau kodekai gali turėti tiesioginės įtakos matomo vaizdo kokybei, duomenų kiekiui, kurį vaizdo įrašas sunaudoja mūsų mobiliojo ryšio ar namų duomenų planuose ir mūsų pasirinkimuose, kai ketiname pirkti naują televizorių arba srautinės medijos įrenginį.

Todėl verta stebėti vaizdo įrašų kodekų pasaulio pokyčius, kad įsitikintumėte, jog galėsite pasinaudoti naujausiais jų teikiamais privalumais.

Gerai, kas keičiasi?

Galite galvoti apie kodekų raidą tiek garso, tiek vaizdo pasaulyje kaip nesibaigiantį ieškojimą ieškant efektyvesnių būdų, kaip sumažinti tam tikro failo dydį, išsaugant jo kokybę.

Paskutinis didelis šios užduoties pasiekimas įvyko 2013 m., kai debiutavo H.265, geriau žinomas kaip HEVC. Jis pasigyrė galimybe paimti vaizdo failą ir suspausti jį iki pusės tokio dydžio, kokį galėjo pasiekti ankstesnis geriausias kodekas (H.264 AVC), ir tai padarė neprarandant kokybės.

Realiai tai reiškė, kad jei transliavote a 4K raiškos vaizdo įrašą naudojant H.264, tam reikėtų 32Mbps pralaidumo. Naudojant HEVC, tam pačiam vaizdo įrašui reikėjo tik apie 15 Mbps.

Tačiau HEVC dabar jau septyneri metai (tai reiškia, kad pati technologija vis dar senesnė) ir laikas jai perduoti žibintuvėlį naujos kartos kodekams.

H.266 VVC

H.266 universalus vaizdo kodavimas (VVC) yra Fraunhoferio Heinricho Hertzo instituto, tos pačios grupės, kuri sukūrė garsųjį MP3 garso formatą, taip pat AVC ir HEVC, idėja. Taip pat vadinamas ateities vaizdo kodavimu (FVC) – rimtai, kiek pavadinimų galime naudoti tai pačiai technologijai? — VVC gali sumažinti pralaidumą, reikalingą tam tikram vaizdo įrašui, dar 50 %, palyginti su HEVC.

Fraunhofer pateiktame pavyzdyje, naudojant HEVC, jums reikės 10 GB duomenų, kad galėtumėte perduoti 90 minučių 4K vaizdo įrašą. Naudojant VVC, norint pasiekti tą pačią kokybę, reikia tik 5 GB duomenų.

„Fraunhofer HHI“ sukūrė VVC, remdamasi keliomis pirmaujančiomis elektronikos kompanijomis, įskaitant „Apple“, „Ericsson“, „Intel“, „Huawei“, „Microsoft“, „Qualcomm“ ir „Sony“. Standartas buvo baigtas 2020 m. liepos 7 d.

AV1

Veikia lygiagrečiai su VVC plėtra AV1, kodekas, kurį kuria Atviros žiniasklaidos aljansas (AOM), ne pelno organizacija, kurios nariai yra „Amazon“, „Apple“, Facebook, „Google“, „Samsung“ ir, ko gero, svarbiausia „Netflix“.

Pranešama, kad AV1 sutaupo vidutiniškai 30 % pralaidumo per HEVC, bet galbūt net 40 %.

Kam mums reikia AV1, jei VVC yra efektyvesnis? Na, viena iš pagrindinių priežasčių yra pinigai. AV1 yra nemokamas, o tai reiškia, kad kiekvienas gali juo naudotis nemokėdamas nė cento. Kita vertus, VVC reikalauja mokamos licencijos.

Jei sutaupytų išlaidų, susijusių su nemokamu honoraru, dar nepakako AV1 pranašumo, jis turi dar vieną asmenį: „Netflix“ jau pradėjo naudoti AV1 ribota talpa, kai perduodama srautu į Android prietaisai. Kai didžiausia srautinio vaizdo įrašų perdavimo jėga palaiko jūsų technologiją, tai yra geras ženklas, kad ją plačiai pritaikys kiti.

Nepaisant pranašumų, AV1 kelias gali būti be žagsėjimo. Nors AOM turi paskelbė, kad kodekas yra nemokamas, kyla klausimas, ar ji turi galimybę pateikti šią deklaraciją.

Sisvel, subjektas, kuriam priklauso arba turi teises į daugelį technologijų patentų, teigia, kad AV1 nėra nemokamas ir sukūrė svetainę, kurioje parduoda AV1 licencijas. Argumentas yra tas, kad AV1 buvo pastatytas ant kai kurios Sisvel intelektinės nuosavybės (IP) – taip pat kitų įmonių, kurios prisijungė prie Sisvel, IP, todėl negali būti licencijuotos mokesčiai.

Atsižvelgiant į tai, kad prastai vykdoma ir suskaidyta licencijavimo programa prisidėjo prie prasto HEVC įsisavinimo, AV1 gali susidurti su panašiomis kliūtimis, jei AOM ir Sisvel negali išlyginti savo skirtumų.

MPEG-5 EVC

Galiausiai, judančių paveikslėlių ekspertų grupė (MPEG) – tie patys žmonės, kurie sukūrė MPEG-2 standartą, kuris naudojamas visoms ATSC skaitmeninės televizijos transliacijoms – neseniai užbaigė naujos kartos kodeką. MPEG-5 esminis vaizdo kodavimas (EVC).

„Huawei“, „Qualcomm“ ir „Samsung“ jį jau patvirtino ir įsipareigojo per ateinančius dvejus metus paskelbti savo licencijavimo sąlygas. Kaip ir VVC ir AV1, EVC žada didesnį efektyvumą, palyginti su HEVC – reikia iki 25 % mažiau pralaidumo, tačiau EVC eina kitu keliu. Užuot sukūrusi visiškai naują vaizdo kodavimo sistemą, ji taiko naujus kodavimo būdus esamiems kodekams, tokiems kaip AVC, HEVC ir net AV1.

Ką visa tai reiškia man?

Šiuo metu… nieko. Atsiprašome, žinome, kad tai buvo daug informacijos, kurią reikėjo apdoroti, kad gautume tokį nedidelį atlygį, bet štai kodėl nesitikime, kad šie nauji kodekai greitai paveiks.

Nors dabar jam jau 17 metų, H.264 AVC vis dar turi didžiulę vaizdo kodekų rinkos dalį: 82 % 2018 m. pagal bent vieną sąmatą. Priešingai, HEVC tais pačiais metais turėjo tik 12 proc.

HEVC nesugebėjimas paimti didesnio pyrago gabalo per savo septynerius gyvavimo metus buvo užginčytas daugiausia į žiurkės lizdą licencijavimo sąlygų, kurias kai kurie apibūdino kaip sudėtingas ir nesąžiningas įgyvendinta.

Technologiniu požiūriu VVC akivaizdžiai yra didelis šuolis į priekį, tačiau stebėtojai jau atkreipė dėmesį, kad jį gali ištikti toks pat likimas kaip ir HEVC. nepaisant Fraunhofer HHI įsipareigojimo sukurti vienodą ir skaidrų licencijavimo modelį, pagrįstą FRAND principu (t. y. sąžiningu, pagrįstu ir nediskriminacinis).

Tiek VVC, tiek AV1 gali pasiūlyti įspūdingą efektyvumo padidėjimą, nes jie remiasi sudėtingais skaičiavimo algoritmais. Kitaip tariant, bet koks atkūrimo įrenginys, pvz., išmanusis televizorius arba srautinės medijos grotuvas, suderinamas su šiais naujais kodekais turės sukaupti rimtų skaičiavimo arklio galių – tikriausiai daug daugiau, nei gali dabartinės kartos įrenginiai apie.

Jei esate „Netflix“ ar bet kuris kitas srautinio ar diskinio vaizdo įrašų tiekėjas, tikriausiai tai nėra prasminga išplėsti naujo kodeko palaikymą, kol daugelis jūsų klientų galės juo pasinaudoti tai.

Ateitis šviesi

Išeikime ant teigiamos natos. Nepaisant finansinių ir technologinių kliūčių, su kuriomis susiduria šie nauji vaizdo kodekai, dulkės nusės ir jie bus pradėti diegti, tai bus labai geras dalykas žmonėms, norintiems mėgautis 4K, 8K, HDR, ar bet koks kitas svarbus dalykas vaizdo įraše.

Didžiausias efektyvesnių kodekų pranašumas yra tas, kad jie gali pateikti tokią pat aukštos kokybės vaizdą, prie kurio esame įpratę, bet mažesniu pralaidumu.

Jei jūsų namų interneto pakete nėra neribotų duomenų, tai reiškia, kad galėsite transliuoti dvigubai daugiau 4K filmų, kol pasieksite savo ribą. Kai 8K filmai taps plačiai paplitę, jie nebereikės tinklo pajėgumų (ir jūsų duomenų plano), koks būtų, jei žiūrėtumėte juos naudodami šiandienos kodekus.

Ir kad ir kaip būtų puiku tiems, kurie yra namuose, tai dar svarbiau mobiliųjų įrenginių naudotojams, kurie paprastai turi daug ribojančius duomenų leidimus.

Taip pat gali būti, kad šių naujų kodekų naudojimas gali sumažinti srautinės medijos prenumeratos kainas. Tai gali būti pernelyg optimistiška, bet apsvarstykite tai: jei „Netflix“ visą savo turinio biblioteką pakeistų vaizdo įrašais, kurie turėjo užkoduotas naudojant VVC, tai ne tik sumažintų tinklo pralaidumą per pusę, bet ir per pusę sumažintų saugojimo poreikius taip pat.

Ar jis perduos tas sutaupytas lėšas savo klientams? Būtų puiku, jei taip būtų... galų gale, kodėl geresnis vaizdo įrašų suspaudimas nesumažintų ir mūsų mėnesinių sąskaitų?

Atnaujinta 2020 m. liepos 31 d.: pašalintos nuorodos į AV1 kaip atvirojo kodo technologiją, paaiškinta, kad AV1 yra Atvirosios žiniasklaidos aljanso laikomi nemokamu ir kad Sisvel sukūrė licencijavimo programą skirtas AV1.

Redaktorių rekomendacijos

• Kaip mes išbandome AV imtuvus