H.264. HEVC. VP9. Ja šie termini jums neko nenozīmē, jūs neesat viens. Katrs no tiem ir sava veida video kodeks. Lai gan viņi ir atbildīgi par katru videoklipa sekundi, ko skatāmies tiešsaistē vai vietnē Blu-ray, lielākā daļa cilvēku sēž mājās un skatās Netflix uz viņu Rokus vai viedie televizori nav iemesla par tiem domāt.
Saturs
- Kas ir kodeks?
- Kas notiek ar visiem šiem burtiem?
- Kāpēc man būtu jārūpējas par kodekiem?
- Labi, kas tad mainās?
- Ko tas viss man nozīmē?
- Nākotne ir gaiša
Tomēr jaunākie notikumi kodeku pasaulē radīs dažas aizraujošas izmaiņas video straumēšanas darbībā, kā arī dažas iespējamās nepilnības. Šeit ir viss, kas jums jāzina.
Ieteiktie videoklipi
Kas ir kodeks?
Pirms sākam, ātri apspriedīsim, kas ir kodeki un kāpēc šķiet, ka ir tik daudz dažādu veidu to marķēšanai.
Ja jūs jau daudz zināt par šīm lietām, iespējams, jūs lēkājat augšā un lejā un kliedzat: "Nejauciet kodekus ar video kodēšanas formātiem, tie nav viens un tas pats!" Jums taisnība, viņi ir atšķirīgi. Taču lielākajai daļai cilvēku šī atšķirība neko daudz nenozīmē, tāpēc mēs paliksim pie termina kodeks un atvainojamies tehniskajai sabiedrībai.
Vārds kodeks ir portmanteau — vārds, kas apvieno divus citus vārdus — “kodēt” un “atšifrēt”. Tas apraksta a metode noteikta veida faila (šajā gadījumā video faila) uzņemšanai un tā mainīšanai, izmantojot kodēšanas procesu. Kodēšana var paveikt daudzas lietas, taču parasti tā samazina failu, izmantojot saspiešanas metodes.
Protams, ja fails ir kodēts un nosūtīts internetā vai saglabāts diskā, tas ir arī jāatšifrē tā, kura ierīce vai lietotne ir atbildīga par videoklipa atskaņošanu, un kodekā ir aprakstīta šīs daļas izpildes metode arī.
Ja esat iepazinies ar MP3 formātu, jūs jau esat gudrs kodekos, pat ja to nezināt. MP3 audio formāts, kas pārņēma mūzikas pasauli pirms vairāk nekā 20 gadiem, patiesībā ir audio kodeks, kas var samazināt CD audio ierakstu līdz mazāk nekā desmitajai daļai no tā sākotnējā izmēra.
Kas notiek ar visiem šiem burtiem?
Kā tehniskie standarti kodekiem parasti tiek piešķirtas tādas etiķetes, kuras varētu mīlēt tikai inženieris. H.263, H.264 un H.265 ir visu šo etiķešu piemēri. Bet kopā ar formālajiem apzīmējumiem kodekiem bieži tiek dots draudzīgs nosaukums, piemēram, “Augsta efektivitāte Video kodēšana”, kas, protams, tiek saīsināta uz HEVC (hei, tas viss ir paredzēts, lai lietas būtu mazākas, pa labi?).
Slavenākais piemērs, kad tehniskajam standartam ir dots draudzīgs nosaukums, ir IEEE 802.11. Lielākajai daļai no mums mēs to vienkārši zinām kā “Wi-Fi”.
Kāpēc man būtu jārūpējas par kodekiem?
Atklāti sakot, vienīgie cilvēki, kuriem patiešām vajadzētu rūpēties par kodekiem, ir inženieri, kas tos izstrādā, un aparatūras, programmatūras un straumēšanas pakalpojumu uzņēmumi, kuriem tie ir jāievieš.
Bet kodekiem var būt tieša ietekme uz redzamā video kvalitāti, datu apjomu, ko video izmanto par mūsu mobilo vai mājas datu plānu un mūsu izvēli, kad dodamies iegādāties jaunu televizoru vai straumēšanas multivides ierīci.
Tāpēc ir vērts sekot līdzi attīstībai video kodeku pasaulē, lai pārliecinātos, ka varat izmantot jaunākās priekšrocības, ko tie piedāvā.
Labi, kas tad mainās?
Kodeku attīstību gan audio, gan video pasaulē var uzskatīt par nebeidzamu meklējumu, lai atrastu efektīvākus veidus, kā samazināt konkrētā faila lielumu, vienlaikus saglabājot tā kvalitāti.
Pēdējais lielākais sasniegums šajā uzdevumā tika sasniegts 2013. gadā, kad debitēja H.265 — labāk pazīstams kā HEVC. Tas lepojās ar iespēju uzņemt video failu un saspiest to līdz pusei no tā lieluma, kādu varēja sasniegt iepriekšējais labākais kodeks (H.264 AVC), un tas tika darīts, nezaudējot kvalitāti.
Reāli tas nozīmēja, ka, ja straumējat a 4K izšķirtspējas video, izmantojot H.264, tam būtu nepieciešams 32Mb/s joslas platums. Izmantojot HEVC, tam pašam video bija nepieciešams tikai aptuveni 15 Mbps.
Taču HEVC tagad ir septiņus gadus vecs (tas nozīmē, ka pati tehnoloģija joprojām ir vecāka), un ir pienācis laiks tai nodot lāpu jaunās paaudzes kodekiem.
H.266 VVC
H.266 daudzpusīgā video kodēšana (VVC) ir Fraunhofera Heinriha Herca institūta ideja, tā pati grupa, kas izstrādāja slaveno MP3 audio formātu, kā arī AVC un HEVC. To dēvē arī par Future Video Coding (FVC) — ja nopietni, cik nosaukumus mēs varam izmantot vienai un tai pašai tehnoloģijai? — VVC var samazināt konkrētajam videoklipam nepieciešamo joslas platumu vēl par 50%, salīdzinot ar HEVC.
Fraunhofer sniegtajā piemērā, izmantojot HEVC, jums ir nepieciešami 10 GB datu, lai pārraidītu 90 minūšu 4K video. Izmantojot VVC, ir nepieciešami tikai 5 GB datu, lai sasniegtu tādu pašu kvalitāti.
Fraunhofer HHI izstrādāja VVC ar vairāku vadošo elektronikas uzņēmumu atbalstu, tostarp Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm un Sony. Standarts tika pabeigts 2020. gada 7. jūlijā.
AV1
Darbojas paralēli VVC attīstībai ir AV1, kodeku izstrādā uzņēmums Atvērto mediju alianse (AOM), bezpeļņas organizācija, kuras biedru vidū ir Amazon, Apple, Facebook, Google, Samsung un, iespējams, īpaši Netflix.
Tiek ziņots, ka AV1 piedāvā vidēji 30% ietaupījumu joslas platumā, izmantojot HEVC, bet, iespējams, pat 40%.
Kāpēc mums būtu vajadzīgs AV1, ja VVC ir efektīvāks? Viens liels iemesls ir nauda. AV1 ir bez autoratlīdzības, kas nozīmē, ka ikviens var to izmantot, nemaksājot ne santīma. Savukārt VVC nepieciešama maksas licence.
Ja izmaksu ietaupījumi, ko rada bezatlīdzības maksāšana, vēl nebija pietiekami daudz priekšrocību AV1, tam ir vēl viens dūzis: Netflix jau ir sāka lietot AV1 ierobežotā ietilpībā, straumējot uz Android ierīces. Ja lielākais video straumēšanas spēks atbalsta jūsu tehnoloģiju, tā ir laba zīme, ka to plaši izmantos citi.
Neskatoties uz priekšrocībām, AV1 ceļš var nebūt bez žagas. Pat ja AOM ir pasludināja kodeku par bezatlīdzību, ir daži jautājumi par to, vai tai ir iespēja iesniegt šo deklarāciju.
Sisvel, uzņēmums, kam pieder vai kam ir tiesības uz daudziem tehnoloģiju patentiem, apgalvo, ka AV1 nav bez autoratlīdzības, un ir izveidojusi vietni, pārdod AV1 licences. Arguments ir tāds, ka AV1 tika uzbūvēts, pamatojoties uz dažiem Sisvel intelektuālajiem īpašumiem (IP), kā arī citu uzņēmumu IP, kas ir pievienojušies Sisvel, un tāpēc nevar būt atbrīvoti no licencēšanas maksas.
Ņemot vērā to, ka slikti izpildīta un sadrumstalota licencēšanas programma veicināja vāju HEVC pārņemšanu, AV1 varētu saskarties ar līdzīgiem šķēršļiem, ja AOM un Sisvel nevar izlīdzināt savas atšķirības.
MPEG-5 EVC
Visbeidzot, Moving Pictures Expert Group (MPEG) — tie paši cilvēki, kas izveidoja MPEG-2 standartu, kas tiek izmantots visām ATSC digitālās televīzijas pārraidēm, nesen ir pabeigusi savu nākamās paaudzes kodeku. MPEG-5 Essential Video Coding (EVC).
Huawei, Qualcomm un Samsung to jau ir apstiprinājuši un ir apņēmušies paziņot savus licencēšanas noteikumus nākamo divu gadu laikā. Tāpat kā VVC un AV1, EVC sola lielāku efektivitāti salīdzinājumā ar HEVC — nepieciešams līdz pat 25% mazāks joslas platums —, taču EVC izmanto citu ceļu, lai to sasniegtu. Tā vietā, lai izveidotu pilnīgi jaunu video kodēšanas sistēmu, tā piemēro jaunas kodēšanas metodes esošajiem kodekiem, piemēram, AVC, HEVC un pat AV1.
Ko tas viss man nozīmē?
Pagaidām… nekā. Atvainojiet, mēs zinām, ka šī bija daudz informācijas, kas jāapstrādā, lai iegūtu tik nelielu peļņu, taču tālāk ir sniegts ieskats, kāpēc mēs negaidām, ka šie jaunie kodeki drīzumā iedarbosies.
Lai gan tagad H.264 AVC ir 17 gadi, tam joprojām ir liela daļa video kodeku tirgus: 82% no 2018. gada. saskaņā ar vismaz vienu aprēķinu. Turpretim HEVC tajā pašā gadā baudīja tikai 12%.
HEVC nespēja paķert lielāku pīrāga gabalu septiņu gadu pastāvēšanas laikā ir apšaubīta galvenokārt licencēšanas nosacījumu žurku ligzdai, ko daži ir raksturojuši kā sarežģītus un negodīgus īstenota.
VVC nepārprotami ir liels lēciens uz priekšu no tehnoloģiju viedokļa, taču novērotāji jau ir norādījuši, ka to varētu piemeklēt tāds pats liktenis kā HEVC neskatoties uz Fraunhofer HHI apņemšanos izveidot vienotu un pārredzamu licencēšanas modeli, kura pamatā ir FRAND princips (t.i., godīgs, saprātīgs un nediskriminējoša).
Gan VVC, gan AV1 spēj piedāvāt iespaidīgu efektivitātes pieaugumu, jo tie balstās uz skaitļošanas ziņā smagiem algoritmiem. Citiem vārdiem sakot, jebkura atskaņošanas ierīce, piemēram, viedtelevizors vai straumēšanas multivides atskaņotājs, kas ir saderīgs ar šiem jaunajiem kodekiem. būs jāiepako nopietni skaitļošanas zirgspēki — iespējams, daudz vairāk, nekā spēj pašreizējās paaudzes ierīces no.
Ja esat Netflix vai kāds cits straumēšanas vai diska video nodrošinātājs, iespējams, tam nav jēgas lai ieviestu plašu jauna kodeka atbalstu, līdz ievērojams skaits jūsu klientu to varēs izmantot to.
Nākotne ir gaiša
Atstāsim uz pozitīvas nots. Neskatoties uz finansiālajiem un tehnoloģiskajiem šķēršļiem, ar kuriem saskaras šie jaunie video kodeki, tiklīdz putekļi nosēžas un tos sāks izvietot, tas būs ļoti labi cilvēkiem, kuri vēlas baudīt 4K, 8K, HDR, vai arī kāda būs nākamā lielā lieta videoklipā.
Lielākais ieguvums efektīvākiem kodekiem ir tas, ka tie var nodrošināt tādu pašu augstas kvalitātes attēlu, pie kā esam pieraduši, taču ar mazāku joslas platumu.
Ja jūsu mājas interneta pakotnē nav neierobežots datu apjoms, tas nozīmē, ka varēsit straumēt divreiz vairāk 4K filmu, pirms sasniegsit maksimālo apjomu. Kad 8K filmas kļūs par populārākajām, tās vairs nebūs tik liela tīkla jaudas (un datu plāna) iztērēšana, kāda būtu, ja jūs tās skatītos ar mūsdienu kodekiem.
Un, lai arī kā tas būtu mājās esošajiem, tas ir vēl svarīgāk mobilo sakaru lietotājiem, kuriem parasti ir daudz ierobežojošākas datu pielaides.
Iespējams, ka šo jauno kodeku izmantošana var samazināt straumēšanas multivides abonementu cenas. Tas varētu būt pārāk optimistiski, taču apsveriet šo: Ja Netflix visu savu satura bibliotēku pārslēdza uz videoklipiem, kas bija kodēts, izmantojot VVC, tas ne tikai samazinātu tīkla joslas platumu uz pusi, bet arī uz pusi samazinātu uzglabāšanas vajadzības arī.
Vai tā nodos šos ietaupījumus saviem klientiem? Būtu jauki, ja tā būtu… galu galā, kāpēc gan labākai video saspiešanai nevajadzētu samazināt arī mūsu ikmēneša rēķinus?
Atjaunināts 2020. gada 31. jūlijā: ir noņemtas atsauces uz AV1 kā atvērtā pirmkoda tehnoloģiju, precizēts, ka AV1 ir Atvērto mediju alianse uzskata par bez atlīdzības un ka Sisvel ir izveidojis licencēšanas programmu priekš AV1.
Redaktoru ieteikumi
- Kā mēs pārbaudām AV uztvērējus
