Все, что вам нужно знать о H.266, AV1 и EVC

Х.264. HEVC. ВП9. Если эти термины для вас ничего не значат, вы не одиноки. Каждый из них представляет собой своего рода видеокодек. Хотя они несут ответственность за каждую секунду видео, которое мы смотрим онлайн или на компьютере. Блю рей, большинство людей сидят дома и смотрят Нетфликс на их Рокус или смарт-телевизоры у них мало причин думать о них.

Однако недавние события в мире кодеков привнесут некоторые интересные изменения в работу потокового видео, а также некоторые потенциальные ловушки. Вот все, что вам нужно знать.

Что такое кодек?

Прежде чем мы начнем, давайте быстро обсудим, что такое кодеки и почему существует так много разных способов их маркировки.

Если вы уже много знаете об этом, возможно, вы прыгаете вверх и вниз и кричите: «Хватит путать кодеки с форматами кодирования видео, это не одно и то же!» Вы правы, они разные. Но для большинства людей это различие не имеет большого значения, поэтому мы будем придерживаться термина «кодек», принося извинения техническому сообществу.

Слово «кодек» представляет собой портманто — слово, объединяющее два других слова — «кодировать» и «декодировать». Он описывает метод получения файла определенного типа (в данном случае видеофайла) и его изменения в процессе кодирования. Кодирование может выполнять множество задач, но обычно оно уменьшает размер файла за счет использования методов сжатия.

Конечно, после того, как файл был закодирован и отправлен через Интернет или сохранен на диске, его также необходимо декодировать с помощью какое бы устройство или приложение ни отвечало за воспроизведение видео, а кодек описывает метод выполнения этой части. слишком.

Если вы знакомы с форматом MP3, значит, вы уже разбираетесь в кодеках, даже если не знали об этом. Аудиоформат MP3, который захватил музыкальный мир более 20 лет назад, на самом деле представляет собой аудиокодек, который может сжимать аудиодорожку компакт-диска менее чем до одной десятой от ее первоначального размера.

Что со всеми этими буквами?

Как технические стандарты, кодекам обычно присваивают ярлыки, которые могут понравиться только инженеру. H.263, H.264 и H.265 являются примерами этих меток. Но наряду с формальными обозначениями кодекам часто дают дружелюбное название типа «Высокоэффективный кодек». Video Coding», которое естественным образом сокращается до HEVC (эй, речь идет о уменьшении размеров, верно?).

Самый известный пример технического стандарта, получившего понятное имя, — это IEEE 802.11. Для большинства из нас мы знаем это просто как «Wi-Fi».

Почему меня должны волновать кодеки?

Честно говоря, единственные люди, которые действительно должны заботиться о кодеках, — это инженеры, которые их разрабатывают, а также компании, занимающиеся аппаратным и программным обеспечением, а также компаниями, предоставляющими услуги потоковой передачи, которые должны их внедрить.

Но кодеки могут напрямую влиять на качество видео, которое мы видим, и на объем данных, которые видео использует. от наших тарифных планов мобильной или домашней передачи данных, а также от нашего выбора, когда мы собираемся покупать новый телевизор или устройство потокового мультимедиа.

Таким образом, стоит следить за развитием событий в мире видеокодеков, чтобы убедиться, что вы сможете воспользоваться новейшими преимуществами, которые они предлагают.

ОК, а что меняется?

Вы можете думать об эволюции кодеков как в мире аудио, так и видео как о нескончаемом поиске более эффективных способов уменьшить размер данного файла, сохраняя при этом его качество.

Последнее крупное достижение в этом направлении произошло в 2013 году, когда дебютировал H.265, более известный как HEVC. Он мог похвастаться возможностью взять видеофайл и сжать его до половины размера, которого мог достичь предыдущий лучший кодек (H.264 AVC), и сделал это без какой-либо потери качества.

На самом деле это означало, что если вы транслировали 4К видео с разрешением H.264, потребуется полоса пропускания 32 Мбит/с. При использовании HEVC для того же видео требовалось всего около 15 Мбит/с.

Но HEVC уже семь лет (а это значит, что сама технология еще старше), и пришло время передать эстафету новому поколению кодеков.

H.266 ВВЦ

Универсальное кодирование видео H.266 (VVC) является детищем Института Фраунгофера Генриха Герца, той же группы, которая разработала знаменитый аудиоформат MP3, а также AVC и HEVC. Также называется кодированием будущего видео (FVC). Серьезно, сколько названий мы можем использовать для одной и той же технологии? — VVC может сократить полосу пропускания, необходимую для данного видео, еще на 50 % по сравнению с HEVC.

В примере, предоставленном Фраунгофером, с использованием HEVC вам понадобится 10 ГБ данных для передачи 90-минутного видео 4K. При использовании VVC для достижения того же качества требуется всего 5 ГБ данных.

Fraunhofer HHI разработал VVC при поддержке нескольких ведущих компаний-производителей электроники, включая Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm и Sony. Стандарт был окончательно утвержден 7 июля 2020 года.

АВ1

Параллельно с разработкой VVC АВ1, кодек, разрабатываемый Альянс за открытые СМИ (AOM), некоммерческой организации, членами которой являются Amazon, Apple, Фейсбук, Google, Samsung и, возможно, в первую очередь Netflix.

Сообщается, что AV1 предлагает в среднем 30% экономии пропускной способности по сравнению с HEVC, но потенциально может достигать 40%.

Зачем нам нужен AV1, если VVC более эффективен? Ну, одна из главных причин — деньги. AV1 не требует лицензионных отчислений, а это означает, что каждый может использовать его, не платя ни копейки. VVC, с другой стороны, требует платной лицензии.

Если экономия средств, обеспечиваемая отсутствием роялти, еще не была достаточным преимуществом для AV1, у нее есть еще один козырь в рукаве: Netflix уже начал использовать AV1 в ограниченном объеме при потоковой передаче на Андроид устройства. Когда крупнейшая сила в области потокового видео поддерживает вашу технологию, это хороший знак, что она будет широко принята другими.

Несмотря на свои преимущества, путь развития AV1 может оказаться непростым. Хотя у АОМ есть объявил кодек бесплатным, есть некоторый вопрос относительно того, имеет ли он возможность сделать такое заявление.

Сисвел, организация, которая владеет или владеет правами на многие технологические патенты, утверждает, что AV1 не является бесплатным, и создала сайт, который продает лицензии AV1. Аргумент состоит в том, что AV1 был создан на основе некоторой интеллектуальной собственности (ИС) Sisvel, а также интеллектуальная собственность других компаний, присоединившихся к Sisvel — и поэтому не может быть свободна от лицензирования сборы.

Учитывая, что плохо реализованная и фрагментированная программа лицензирования способствовала плохому распространению HEVC, AV1 может столкнуться с аналогичными препятствиями, если AOM и Sisvel не могу сгладить свои разногласия.

MPEG-5 ЭВК

Наконец, Экспертная группа по движущимся изображениям (MPEG) — те же люди, которые создали стандарт MPEG-2, который используется для всех цифровых телетрансляций ATSC — недавно завершила работу над своим кодеком следующего поколения. Основное кодирование видео MPEG-5 (EVC).

Huawei, Qualcomm и Samsung уже одобрили его и обязались объявить условия лицензирования в течение следующих двух лет. Подобно VVC и AV1, EVC обещает большую эффективность по сравнению с HEVC — требуется до 25% меньше пропускной способности — но EVC идет другим путем, чтобы добиться этого. Вместо создания совершенно новой системы кодирования видео он применяет новые методы кодирования к существующим кодекам, таким как AVC, HEVC и даже AV1.

Что все это значит для меня?

На данный момент… ничего. Извините, мы знаем, что для такой маленькой выгоды нужно было обработать много информации, но вот почему мы не ожидаем, что эти новые кодеки окажут влияние в ближайшее время.

Несмотря на то, что ему уже 17 лет, H.264 AVC по-прежнему занимает огромную долю рынка видеокодеков: 82% по состоянию на 2018 год. по крайней мере по одной оценке. HEVC, напротив, в том же году получил лишь 12%.

Неспособность HEVC отхватить больший кусок пирога за семь лет своего существования была записана на счет главным образом из-за крысиного гнезда условий лицензирования, которые некоторые охарактеризовали как сложные и несправедливые. реализовано.

VVC, безусловно, является большим шагом вперед с технологической точки зрения, но наблюдатели уже отметили, что его может постичь та же участь, что и HEVC. несмотря на приверженность Fraunhofer HHI единой и прозрачной модели лицензирования, основанной на принципе FRAND (т. е. справедливой, разумной и недискриминационный).

И VVC, и AV1 способны обеспечить впечатляющий прирост эффективности, поскольку они полагаются на сложные в вычислительном отношении алгоритмы. Другими словами, любое устройство воспроизведения, такое как Smart TV или проигрыватель потокового мультимедиа, совместимое с этими новыми кодеками. придется иметь с собой серьезную вычислительную мощность — возможно, намного большую, чем способны устройства текущего поколения. из.

Если вы Netflix или любой другой поставщик потокового или дискового видео, это, вероятно, не имеет смысла. развернуть широкую поддержку нового кодека до тех пор, пока значительное количество ваших клиентов не смогут воспользоваться его преимуществами. это.

Будущее светлое

Оставим на позитивной ноте. Несмотря на финансовые и технологические препятствия, с которыми сталкиваются эти новые видеокодеки, как только пыль уляжется, и они начнут развертываться, это будет очень хорошо для людей, которые хотят наслаждаться 4K, 8K, HDR, или что бы то ни было, чем обернется следующее большое событие в видео.

Самым большим преимуществом более эффективных кодеков является то, что они могут обеспечивать такое же высокое качество изображения, к которому мы привыкли, но с меньшей пропускной способностью.

Если ваш домашний интернет-пакет не включает безлимитный трафик, это означает, что вы сможете смотреть в два раза больше фильмов в формате 4K, прежде чем достигнете своего предела. Как только фильмы 8K станут массовыми, они не будут сильно расходовать пропускную способность сети (и вашего тарифного плана), как если бы вы смотрели их с помощью современных кодеков.

И как бы это ни было здорово для тех, кто дома, это еще более важно для мобильных пользователей, у которых обычно гораздо более строгие ограничения на передачу данных.

Также возможно, что использование этих новых кодеков может снизить стоимость подписки на потоковое мультимедиа. Это может быть слишком оптимистично, но учтите следующее: если бы Netflix переключил всю свою библиотеку контента на видео, был закодирован с использованием VVC, это не только уменьшило бы пропускную способность сети вдвое, но и уменьшило бы вдвое потребность в хранилище. слишком.

Передаст ли он эту экономию своим клиентам? Было бы неплохо, если бы это так… в конце концов, почему бы лучшему сжатию видео не уменьшить и наши ежемесячные счета?

Обновлено 31 июля 2020 г.: удалены ссылки на AV1 как на технологию с открытым исходным кодом, уточнено, что AV1 считается бесплатным Альянсом открытых медиа и что Sisvel разработала программу лицензирования для АВ1.

Рекомендации редакции

• Как мы тестируем AV-ресиверы