H.264. HEVC. VP9. Ak vám tieto pojmy nič nehovoria, nie ste sami. Každý z nich je akýmsi video kodekom. Aj keď sú zodpovední za každú sekundu videa, ktoré sledujeme online alebo na a Blu-ray, väčšina ľudí sedí doma a pozerá Netflix na ich Rokus alebo inteligentné televízory nemajú dôvod o nich premýšľať.
Obsah
- Čo je to kodek?
- Čo je so všetkými tými písmenami?
- Prečo by som sa mal starať o kodeky?
- Dobre, čo sa teda mení?
- Čo to všetko pre mňa znamená?
- Budúcnosť je svetlá
Nedávny vývoj vo svete kodekov však prinesie niekoľko vzrušujúcich zmien v spôsobe fungovania streamovaného videa spolu s niektorými potenciálnymi úskaliami. Tu je všetko, čo potrebujete vedieť.
Odporúčané videá
Čo je to kodek?
Skôr ako začneme, poďme sa rýchlo porozprávať o tom, čo sú kodeky a prečo sa zdá, že existuje toľko rôznych spôsobov ich označovania.
Ak už o týchto veciach veľa viete, možno budete skákať hore a dole a kričať: „Prestaňte si zamieňať kodeky s formátmi kódovania videa, nie sú rovnaké!“ Máš pravdu, sú iné. Ale pre väčšinu ľudí tento rozdiel veľa neznamená, takže zostaneme pri termíne kodek a ospravedlňujeme sa technickej komunite.
Slovo kodek je portmanteau – slovo, ktoré kombinuje dve ďalšie slová – „kódovať“ a „dekódovať“. Popisuje a metóda na prevzatie špecifického typu súboru (v tomto prípade video súboru) a jeho zmenu prostredníctvom procesu kódovania. Kódovanie môže dosiahnuť veľa vecí, ale zvyčajne zmenšuje súbor pomocou techník kompresie.
Samozrejme, ak je súbor zakódovaný a odoslaný cez internet alebo uložený na disk, musí byť tiež dekódovaný podľa toho, ktoré zariadenie alebo aplikácia je zodpovedná za prehrávanie videa, a kodek popisuje spôsob vykonania tejto časti tiež.
Ak poznáte formát MP3, potom už ovládate kodeky, aj keď ste to nevedeli. Zvukový formát MP3, ktorý ovládol hudobný svet pred viac ako 20 rokmi, je v skutočnosti zvukový kodek, ktorý dokáže zmenšiť zvukovú stopu CD na menej ako desatinu pôvodnej veľkosti.
Čo je so všetkými tými písmenami?
Ako technické normy majú kodeky tendenciu dostávať také označenia, aké si môže obľúbiť len inžinier. H.263, H.264 a H.265 sú všetky príklady týchto značiek. Ale spolu s ich formálnymi označeniami sú kodeky často označené priateľským názvom ako „Vysoká účinnosť Video Coding“, ktoré sa prirodzene skráti na HEVC (hej, je to všetko o zmenšovaní vecí, správny?).
Najznámejším príkladom technického štandardu, ktorý dostal priateľský názov, je IEEE 802.11. Pre väčšinu z nás to jednoducho poznáme ako „Wi-Fi“.
Prečo by som sa mal starať o kodeky?
Úprimne povedané, jediní ľudia, ktorí by sa mali skutočne zaujímať o kodeky, sú inžinieri, ktorí ich vyvíjajú, a spoločnosti zaoberajúce sa hardvérom, softvérom a streamovacími službami, ktoré ich potrebujú implementovať.
Kodeky však môžu mať priamy vplyv na kvalitu videa, ktoré vidíme, na množstvo dát, ktoré video spotrebuje na našich mobilných alebo domácich dátových programoch a na našich rozhodnutiach, keď si ideme kúpiť nový televízor alebo streamovacie mediálne zariadenie.
Preto stojí za to sledovať vývoj vo svete video kodekov, aby ste sa uistili, že môžete využívať najnovšie výhody, ktoré ponúkajú.
Dobre, čo sa teda mení?
Evolúciu kodekov v audio aj video svete si môžete predstaviť ako nikdy nekončiacu snahu nájsť efektívnejšie spôsoby, ako zmenšiť veľkosť daného súboru pri zachovaní jeho kvality.
Posledný veľký úspech v tomto queste sa udial v roku 2013, keď debutoval H.265 – lepšie známy ako HEVC. Pýšil sa schopnosťou zobrať video súbor a skomprimovať ho na polovicu veľkosti, ktorú mohol dosiahnuť predchádzajúci najlepší kodek (H.264 AVC), a to bez straty kvality.
V skutočnosti to znamenalo, že ak ste streamovali a 4K rozlíšenie videa pomocou H.264, bude to vyžadovať šírku pásma 32 Mbps. Pri použití HEVC potrebovalo to isté video len asi 15 Mbps.
Ale HEVC má teraz sedem rokov (čo znamená, že samotná technológia je ešte staršia) a je čas, aby odovzdal pochodeň novej generácii kodekov.
H.266 VVC
Univerzálne kódovanie videa H.266 (VVC) je duchovným dieťaťom inštitútu Fraunhofer Heinrich Hertz, rovnakej skupiny, ktorá vyvinula slávny audio formát MP3, ako aj AVC a HEVC. Tiež označované ako Future Video Coding (FVC) – vážne, koľko mien môžeme použiť pre rovnakú technológiu? — VVC môže znížiť šírku pásma potrebnú pre dané video o ďalších 50 % oproti HEVC.
V príklade poskytnutom spoločnosťou Fraunhofer by ste pri použití HEVC potrebovali 10 GB dát na prenos 90-minútového 4K videa. Pri VVC je na dosiahnutie rovnakej kvality potrebných iba 5 GB dát.
Fraunhofer HHI vyvinul VVC s podporou niekoľkých popredných elektronických spoločností, vrátane Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm a Sony. Norma bola dokončená 7. júla 2020.
AV1
Beží súbežne s vývojom VVC je AV1, kodek vyvíjaný spoločnosťou Aliancia pre otvorené médiá (AOM), nezisková organizácia, ktorej členmi sú Amazon, Apple, Facebook, Google, Samsung a možno predovšetkým Netflix.
AV1 údajne ponúka v priemere 30% úsporu šírky pásma oproti HEVC – ale potenciálne až 40%.
Prečo by sme potrebovali AV1, ak je VVC efektívnejšie? No, jeden veľký dôvod sú peniaze. AV1 je bez licenčných poplatkov, čo znamená, že ho môže používať ktokoľvek bez zaplatenia centu. Na druhej strane VVC vyžaduje platenú licenciu.
Ak úspory nákladov vyplývajúce z toho, že sú bez licenčných poplatkov, neboli pre AV1 dostatočnou výhodou, má v rukáve ďalšie eso: Netflix už začal používať AV1 v obmedzenej kapacite pri streamovaní do Android zariadení. Keď najväčšia sila v streamovaní videa podporuje vašu technológiu, je to dobré znamenie, že ju ostatní vo veľkej miere prijmú.
Napriek svojim výhodám nemusí byť cesta vpred pre AV1 bez škytaviek. Aj keď AOM má vyhlásil kodek za bezplatný, existuje určitá otázka, či má alebo nemá schopnosť urobiť toto vyhlásenie.
Sisvel, subjekt, ktorý vlastní alebo drží práva na mnohé technologické patenty, tvrdí, že AV1 nie je bezplatný a vytvoril web, ktorý predáva licencie AV1. Argumentom je, že AV1 bol postavený nad niektorým z duševného vlastníctva Sisvel (IP) – ako aj IP iných spoločností, ktoré sa pripojili k Sisvel – a preto nemôžu byť oslobodené od licencovania poplatky.
Vzhľadom na to, že zle vykonaný a roztrieštený licenčný program prispel k slabému prijatiu HEVC, AV1 by mohol čeliť podobným prekážkam, ak by AOM a Sisvel nedokážu vyrovnať svoje rozdiely.
MPEG-5 EVC
A nakoniec, Moving Pictures Expert Group (MPEG) – tí istí ľudia, ktorí vytvorili štandard MPEG-2, ktorý sa používa pre všetky digitálne TV vysielania ATSC – nedávno dokončili svoj kodek novej generácie, MPEG-5 Essential Video Coding (EVC).
Huawei, Qualcomm a Samsung to už schválili a zaviazali sa oznámiť svoje licenčné podmienky v priebehu nasledujúcich dvoch rokov. Podobne ako VVC a AV1, aj EVC sľubuje vyššiu efektivitu v porovnaní s HEVC – až o 25 % menšiu šírku pásma – ale EVC sa tam dostane inou cestou. Namiesto vytvorenia úplne nového systému kódovania videa aplikuje nové techniky kódovania na existujúce kodeky ako AVC, HEVC a dokonca aj AV1.
Čo to všetko pre mňa znamená?
Momentálne... nič. Ospravedlňujeme sa, vieme, že to bolo veľa informácií na spracovanie za takú malú odmenu, ale tu je pohľad na to, prečo neočakávame, že tieto nové kodeky budú mať v blízkej dobe vplyv.
Aj keď má H.264 AVC už 17 rokov, stále má obrovský podiel na trhu video kodekov: 82 % od roku 2018 podľa aspoň jedného odhadu. Naopak, HEVC sa v tom istom roku tešil len z 12 %.
Neúspech HEVC uchmatnúť si väčší kus koláča počas svojej sedemročnej existencie sa potvrdil väčšinou na krysí hniezdo licenčných podmienok, ktoré niektorí charakterizovali ako komplikované a nespravodlivé implementovaná.
VVC je z technologického hľadiska jednoznačne veľký skok vpred, no pozorovatelia už poukázali na to, že ho môže postihnúť rovnaký osud ako HEVC napriek záväzku Fraunhofer HHI k jednotnému a transparentnému licenčnému modelu založenému na princípe FRAND (t. j. spravodlivý, primeraný a nediskriminačné).
VVC aj AV1 sú schopné ponúknuť svoje pôsobivé zvýšenie efektívnosti, pretože sa spoliehajú na výpočtovo náročné algoritmy. Inými slovami, akékoľvek prehrávacie zariadenie, ako napríklad inteligentný televízor alebo prehrávač streamovaných médií, ktoré je kompatibilné s týmito novými kodekmi bude musieť zabaliť nejaký seriózny výpočtový výkon – pravdepodobne oveľa viac, než dokáže súčasná generácia zariadení z
Ak ste Netflix alebo akýkoľvek iný poskytovateľ streamovania alebo videa na disku, pravdepodobne to nedáva zmysel zaviesť širokú podporu nového kodeku, kým ho nebude môcť využívať značný počet vašich zákazníkov to.
Budúcnosť je svetlá
Zanechajme pozitívnu nôtu. Napriek finančným a technologickým prekážkam, ktorým tieto nové video kodeky čelia, raz sadne prach a začnú sa nasadzovať, bude to veľmi dobrá vec pre ľudí, ktorí si chcú užiť 4K, 8K, HDR, alebo čokoľvek, čo sa ukáže ako ďalšia veľká vec vo videu.
Najväčšou výhodou efektívnejších kodekov je, že dokážu poskytnúť rovnako kvalitný obraz, na aký sme zvyknutí, ale s nižšou šírkou pásma.
Ak váš domáci internetový balík neobsahuje neobmedzené dáta, znamená to, že budete môcť streamovať dvakrát toľko filmov v rozlíšení 4K, kým nedosiahnete svoj limit. Keď sa filmy s rozlíšením 8K stanú bežným prúdom, nebudú predstavovať veľkú záťaž na kapacitu siete (a váš dátový plán), akou by boli, keby ste ich pozerali s dnešnými kodekmi.
A ako je to skvelé pre tých, ktorí sú doma, je to ešte dôležitejšie pre mobilných používateľov, ktorí majú zvyčajne oveľa prísnejšie dátové limity.
Je tiež možné, že používanie týchto nových kodekov by mohlo znížiť ceny predplatného streamovaných médií. To by mohlo byť príliš optimistické, ale zvážte toto: Keby Netflix zmenil celú svoju knižnicu obsahu na videá, ktoré mali boli zakódované pomocou VVC, nielenže by to znížilo šírku pásma siete o polovicu, ale znížilo by to aj potrebu úložiska o polovicu tiež.
Prenesie tieto úspory na svojich zákazníkov? Bolo by pekné, keby to tak bolo... koniec koncov, prečo by lepšia kompresia videa nemohla znížiť aj naše mesačné účty?
Aktualizované 31. júla 2020: Odstránené odkazy na AV1 ako technológiu s otvoreným zdrojom, objasnené, že AV1 je považuje Aliancia pre otvorené médiá za bez licenčných poplatkov a že Sisvel vytvoril licenčný program pre AV1.
Odporúčania redaktorov
- Ako testujeme AV prijímače
