Wszystko, co musisz wiedzieć o H.266, AV1 i EVC

H.264. HEVC. VP9. Jeśli te terminy nic dla Ciebie nie znaczą, nie jesteś sam. Każdy z nich jest rodzajem kodeka wideo. Chociaż są odpowiedzialni za każdą sekundę filmu, który oglądamy online lub w Internecie Blu-ray, większość ludzi siedzi w domu i ogląda Netflixa na ich Rokus Lub inteligentne telewizory nie mają powodu o nich myśleć.

Jednak ostatnie wydarzenia w świecie kodeków przyniosą ekscytujące zmiany w sposobie działania strumieniowego przesyłania wideo, a także pewne potencjalne pułapki. Oto wszystko, co musisz wiedzieć.

Co to jest kodek?

Zanim zaczniemy, omówmy szybko, czym są kodeki i dlaczego wydaje się, że istnieje tak wiele różnych sposobów ich oznaczania.

Jeśli już dużo wiesz na ten temat, być może skakasz w górę i w dół, krzycząc: „Przestań mylić kodeki z formatami kodowania wideo, to nie to samo!” Masz rację, są inni. Jednak dla większości ludzi to rozróżnienie nie ma większego znaczenia, dlatego pozostaniemy przy określeniu „kodek” i przepraszamy społeczność techniczną.

Słowo kodek to kontaminacja — słowo będące połączeniem dwóch innych słów — „kodować” i „dekodować”. Opisuje A metoda pobierania określonego typu pliku (w tym przypadku pliku wideo) i modyfikowania go w procesie kodowania. Kodowanie może wiele osiągnąć, ale zazwyczaj powoduje zmniejszenie pliku poprzez zastosowanie technik kompresji.

Oczywiście po zakodowaniu pliku i przesłaniu go przez Internet lub zapisaniu na dysku należy go również odkodować za pomocą niezależnie od tego, które urządzenie lub aplikacja jest odpowiedzialna za odtwarzanie wideo, a kodek opisuje metodę wykonania tej części zbyt.

Jeśli znasz format MP3, oznacza to, że znasz już kodeki, nawet jeśli o tym nie wiesz. Format audio MP3, który zawładnął światem muzycznym ponad 20 lat temu, jest w rzeczywistości kodekiem audio, który może zmniejszyć ścieżkę audio CD do mniej niż jednej dziesiątej jej pierwotnego rozmiaru.

O co chodzi z tymi wszystkimi literami?

Jako standardy techniczne, kodeki zwykle otrzymują etykiety, które może pokochać tylko inżynier. H.263, H.264 i H.265 to przykłady takich etykiet. Jednak wraz z formalnym oznaczeniem kodeki często otrzymują przyjazną nazwę, np. „Wysoka wydajność”. Video Coding”, który w naturalny sposób zostaje skrócony do HEVC (hej, chodzi o to, żeby wszystko było mniejsze, Prawidłowy?).

Najbardziej znanym przykładem standardu technicznego, któremu nadano przyjazną nazwę, jest IEEE 802.11. Większość z nas zna to po prostu jako „Wi-Fi”.

Dlaczego powinienem zwracać uwagę na kodeki?

Szczerze mówiąc, jedynymi ludźmi, którzy powinni naprawdę przejmować się kodekami, są inżynierowie, którzy je opracowują, oraz firmy zajmujące się sprzętem, oprogramowaniem i usługami przesyłania strumieniowego, które muszą je wdrożyć.

Jednak kodeki mogą mieć bezpośredni wpływ na jakość oglądanego wideo i ilość danych wykorzystywanych przez wideo na temat naszych planów transmisji danych w sieci komórkowej lub w domu oraz na naszych wyborach, gdy kupujemy nowy telewizor lub urządzenie do transmisji strumieniowej.

Dlatego warto śledzić rozwój sytuacji w świecie kodeków wideo, aby mieć pewność, że będziesz w stanie skorzystać z najnowszych oferowanych przez nie korzyści.

OK, więc co się zmienia?

Ewolucję kodeków zarówno w świecie audio, jak i wideo można postrzegać jako niekończące się poszukiwanie skuteczniejszych sposobów zmniejszenia rozmiaru danego pliku przy jednoczesnym zachowaniu jego jakości.

Ostatnie duże osiągnięcie w tym zadaniu miało miejsce w 2013 r., kiedy zadebiutował H.265 – lepiej znany jako HEVC. Chwalił się możliwością pobrania pliku wideo i skompresowania go do połowy rozmiaru, jaki mógł osiągnąć poprzedni najlepszy kodek (H.264 AVC), i zrobił to bez utraty jakości.

W rzeczywistości oznaczało to, że jeśli przesyłasz strumieniowo plik 4K rozdzielczości wideo przy użyciu H.264, wymagałoby to przepustowości 32 Mb/s. Używając HEVC, ten sam film potrzebował tylko około 15 Mb/s.

Jednak HEVC ma już siedem lat (co oznacza, że ​​sama technologia jest jeszcze starsza) i nadszedł czas, aby przekazać pochodnię nowej generacji kodeków.

H.266 VVC

Wszechstronne kodowanie wideo H.266 (VVC) to pomysł Instytutu Fraunhofera Heinricha Hertza, tej samej grupy, która opracowała słynny format audio MP3, a także AVC i HEVC. Nazywane także przyszłym kodowaniem wideo (FVC) — poważnie, ile nazw możemy użyć dla tej samej technologii? — VVC może zmniejszyć przepustowość potrzebną dla danego wideo o kolejne 50% w porównaniu z HEVC.

W przykładzie podanym przez Fraunhofera przy użyciu HEVC potrzeba 10 GB danych, aby przesłać 90-minutowy film 4K. Dzięki VVC do osiągnięcia tej samej jakości potrzeba tylko 5 GB danych.

Fraunhofer HHI opracował VVC przy wsparciu kilku wiodących firm elektronicznych, w tym Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm i Sony. Standard został ukończony 7 lipca 2020 roku.

AV1

Równolegle z rozwojem VVC jest AV1, kodek opracowywany przez firmę Sojusz na rzecz Otwartych Mediów (AOM), organizacja non-profit, której członkami są Amazon, Apple, Facebook, Google, Samsung i, co najważniejsze, Netflix.

AV1 podobno oferuje średnio 30% oszczędności w przepustowości w porównaniu z HEVC – ale potencjalnie nawet 40%.

Dlaczego mielibyśmy potrzebować AV1, jeśli VVC jest bardziej wydajny? Cóż, jednym z głównych powodów są pieniądze. AV1 jest bezpłatny, co oznacza, że ​​każdy może z niego korzystać bez płacenia ani grosza. Z kolei VVC wymaga płatnej licencji.

Jeśli oszczędności wynikające z braku opłat licencyjnych nie były już wystarczającą zaletą dla AV1, ma ona kolejnego asa w rękawie: Netflix już to zrobił Zacząłem używać AV1 w ograniczonej pojemności podczas przesyłania strumieniowego do Android urządzenia. Kiedy największa siła w strumieniowym przesyłaniu wideo wspiera Twoją technologię, to dobry znak, że zostanie ona powszechnie przyjęta przez innych.

Pomimo swoich zalet, droga naprzód dla AV1 może nie przebiegać bez czkawek. Chociaż AOM tak oświadczył, że kodek jest wolny od opłat licencyjnych, pojawia się pytanie, czy ma możliwość złożenia takiego oświadczenia.

Sisvel, podmiot będący właścicielem wielu patentów technologicznych lub praw do nich, twierdzi, że AV1 nie jest wolny od opłat licencyjnych i utworzył stronę internetową, na której sprzedaje licencje AV1. Argument jest taki, że AV1 został zbudowany w oparciu o część własności intelektualnej (IP) Sisvela – a także własność intelektualną innych przedsiębiorstw, które dołączyły do ​​Sisvel – i dlatego nie mogą być wolne od licencji opłaty.

Biorąc pod uwagę, że źle wykonany i fragmentaryczny program licencjonowania przyczynił się do słabego wykorzystania HEVC, AV1 mogłaby napotkać podobne przeszkody, gdyby AOM i Sisvel nie potrafi załagodzić dzielących ich różnic.

MPEG-5 EVC

Wreszcie grupa ekspertów Moving Pictures Expert Group (MPEG) — ci sami ludzie, którzy stworzyli standard MPEG-2 używany we wszystkich transmisjach telewizji cyfrowej ATSC — niedawno sfinalizowała prace nad kodekiem nowej generacji, Podstawowe kodowanie wideo MPEG-5 (EVC).

Huawei, Qualcomm i Samsung już go zatwierdziły i zobowiązały się do ogłoszenia warunków licencji w ciągu najbliższych dwóch lat. Podobnie jak VVC i AV1, EVC zapewnia większą wydajność w porównaniu z HEVC — do 25% mniej potrzebnej przepustowości — ale EVC wybiera inną drogę, aby to osiągnąć. Zamiast tworzyć zupełnie nowy system kodowania wideo, stosuje nowe techniki kodowania do istniejących kodeków, takich jak AVC, HEVC, a nawet AV1.

Co to wszystko oznacza dla mnie?

Na razie… nic. Przepraszamy, wiemy, że trzeba było przetworzyć dużo informacji, aby uzyskać tak niewielką nagrodę, ale oto, dlaczego nie spodziewamy się, że te nowe kodeki będą miały wpływ w najbliższej przyszłości.

Mimo że H.264 AVC ma już 17 lat, nadal ma ogromną część rynku kodeków wideo: 82% w 2018 r. według co najmniej jednego szacunku. Natomiast HEVC cieszył się w tym samym roku jedynie 12%.

Stwierdzono, że HEVC nie zdobyło większego kawałka tortu w ciągu swojego siedmioletniego istnienia głównie do szczurzego gniazda warunków licencyjnych, które niektórzy określili jako skomplikowane i niesprawiedliwe wdrożony.

VVC to niewątpliwie duży krok naprzód z technologicznego punktu widzenia, ale obserwatorzy już wskazali, że może go spotkać taki sam los jak HEVC pomimo zaangażowania Fraunhofer HHI na rzecz jednolitego i przejrzystego modelu licencjonowania opartego na zasadzie FRAND (tj. uczciwego, rozsądnego i niedyskryminacyjny).

Zarówno VVC, jak i AV1 są w stanie zaoferować imponujący wzrost wydajności, ponieważ opierają się na algorytmach wymagających dużych obliczeń. Innymi słowy, dowolne urządzenie odtwarzające, takie jak telewizor Smart TV lub odtwarzacz multimediów strumieniowych, które jest kompatybilne z nowymi kodekami będzie musiał dysponować znaczną mocą obliczeniową — prawdopodobnie o wiele większą, niż jest w stanie zapewnić obecna generacja urządzeń z.

Jeśli jesteś Netfliksem lub jakimkolwiek innym dostawcą strumieniowego przesyłania wideo lub wideo na dyskach, prawdopodobnie nie ma to sensu udostępnić szeroką obsługę nowego kodeka do czasu, aż będzie mogła z niego skorzystać znaczna liczba klientów To.

Przyszłość jest jasna

Zostawmy w pozytywnym tonie. Pomimo przeszkód finansowych i technologicznych, jakie napotykają nowe kodeki wideo, gdy już opadnie kurz i zaczną być wdrażane, będzie to bardzo dobra rzecz dla ludzi, którzy chcą cieszyć się rozdzielczością 4K, 8K, HDRlub czymkolwiek innym, czym okaże się kolejna wielka rzecz w filmie.

Największą zaletą bardziej wydajnych kodeków jest to, że mogą zapewniać obraz o tej samej wysokiej jakości, do jakiej jesteśmy przyzwyczajeni, ale przy mniejszej przepustowości.

Jeśli Twój pakiet Internetu w domu nie obejmuje nieograniczonej ilości danych, oznacza to, że będziesz mógł przesyłać strumieniowo dwa razy więcej filmów 4K, zanim osiągniesz limit. Gdy filmy 8K staną się głównym nurtem, nie będą one tak bardzo obciążać przepustowości sieci (i Twojego planu transmisji danych), jak w przypadku oglądania ich z użyciem współczesnych kodeków.

I choć jest to świetne rozwiązanie dla osób w domu, jest jeszcze ważniejsze dla użytkowników mobilnych, którzy zazwyczaj mają znacznie bardziej restrykcyjne limity transmisji danych.

Możliwe jest również, że użycie tych nowych kodeków może obniżyć ceny subskrypcji mediów strumieniowych. Może to być zbyt optymistyczne, ale rozważ następującą kwestię: gdyby Netflix zamienił całą swoją bibliotekę treści na filmy, które je miały zakodowane przy użyciu VVC, nie tylko zmniejszyłoby to przepustowość sieci o połowę, ale także zmniejszyłoby o połowę zapotrzebowanie na pamięć masową zbyt.

Czy przekaże te oszczędności swoim klientom? Byłoby miło, gdyby tak było… w końcu dlaczego lepsza kompresja wideo nie miałaby zmniejszyć również naszych miesięcznych rachunków?

Aktualizacja 31 lipca 2020 r.: Usunięto odniesienia do AV1 jako technologii typu open source i wyjaśniono, że AV1 jest uznawane za nieodpłatne przez Alliance for Open Media i że Sisvel ustanowił program licencyjny dla AV1.

Zalecenia redaktorów

• Jak testujemy amplitunery AV