H.264. HEVC. VP9. Če vam ti izrazi ne pomenijo nič, niste sami. Vsak je neke vrste video kodek. Čeprav so odgovorni za vsako sekundo videoposnetka, ki ga gledamo v spletu ali na Blu-ray, večina ljudi sedi doma in gleda Netflix na njihovem Rokus oz pametni televizorji nimajo razloga razmišljati o njih.
Vsebina
- Kaj je kodek?
- Kaj je z vsemi temi črkami?
- Zakaj bi me morali zanimati kodeki?
- V redu, kaj se torej spreminja?
- Kaj vse to pomeni zame?
- Prihodnost je svetla
Vendar pa bo nedavni razvoj v svetu kodekov prinesel nekaj vznemirljivih sprememb v načinu delovanja pretočnega videa, skupaj z nekaterimi morebitnimi pastmi. Tukaj je vse, kar morate vedeti.
Priporočeni videoposnetki
Kaj je kodek?
Preden začnemo, se na hitro pogovorimo o tem, kaj so kodeki in zakaj se zdi, da obstaja toliko različnih načinov za njihovo označevanje.
Če že veste veliko o teh stvareh, morda skačete gor in dol in kričite: "Nehajte zamenjevati kodeke s formati video kodiranja, niso enaki!" Prav imate, drugačni so. Toda za večino ljudi to razlikovanje ne pomeni veliko, zato bomo ostali pri izrazu kodek, z našim opravičilom tehnični skupnosti.
Beseda kodek je portmanteau - beseda, ki združuje dve drugi besedi - "encode" in "decode". Opisuje a metoda za prevzem določene vrste datoteke (v tem primeru video datoteke) in njeno spreminjanje s postopkom kodiranja. S kodiranjem je mogoče doseči veliko stvari, vendar običajno z uporabo tehnik stiskanja zmanjša datoteko.
Ko je datoteka enkrat kodirana in poslana po internetu ali shranjena na disku, jo mora seveda tudi dekodirati ne glede na to, katera naprava ali aplikacija je odgovorna za predvajanje videa, kodek pa opisuje metodo za izvedbo tega dela preveč.
Če poznate format MP3, ste že vešči kodekov, tudi če tega niste poznali. Zvočni format MP3, ki je prevzel glasbeni svet pred več kot 20 leti, je pravzaprav zvočni kodek, ki lahko zvočni posnetek CD-ja skrči na manj kot desetino prvotne velikosti.
Kaj je z vsemi temi črkami?
Kot tehnični standardi kodeki običajno dobijo oznake, ki bi bile všeč le inženirjem. H.263, H.264 in H.265 so primeri teh oznak. Toda poleg uradnih oznak kodeki pogosto dobijo tudi prijazno ime, kot je »visoko učinkovit Video kodiranje,« ki se seveda skrajša na HEVC (hej, gre za pomanjševanje stvari, prav?).
Najbolj znan primer prijaznega imena tehničnega standarda je IEEE 802.11. Za večino od nas to preprosto poznamo kot »Wi-Fi«.
Zakaj bi me morali zanimati kodeki?
Odkrito povedano, edini ljudje, ki bi morali zares skrbeti za kodeke, so inženirji, ki jih razvijajo, ter podjetja za strojno in programsko opremo ter storitve pretakanja, ki jih morajo implementirati.
Toda kodeki lahko neposredno vplivajo na kakovost videa, ki ga vidimo, količino podatkov, ki jih video porabi na naših mobilnih ali domačih podatkovnih paketih in na naše odločitve, ko gremo kupovati nov televizor ali napravo za pretakanje medijev.
Zato je vredno spremljati razvoj v svetu video kodekov, da se prepričate, da lahko izkoristite najnovejše ugodnosti, ki jih ponujajo.
V redu, kaj se torej spreminja?
Razvoj kodekov v avdio in video svetu si lahko predstavljate kot neskončno iskanje učinkovitejših načinov za zmanjšanje velikosti določene datoteke ob ohranjanju njene kakovosti.
Zadnji večji dosežek v tem iskanju se je zgodil leta 2013, ko je debitiral H.265 - bolj znan kot HEVC. Pohvalil se je z zmožnostjo posneti videodatoteko in jo stisniti na polovico velikosti, ki jo je lahko dosegel prejšnji najboljši kodek (H.264 AVC), in to brez izgube kakovosti.
Dejansko je to pomenilo, da če ste pretakali a 4K ločljivost videa z uporabo H.264, bi zahtevala 32Mbps pasovne širine. Z uporabo HEVC je ta isti video potreboval le približno 15 Mb/s.
Toda HEVC je zdaj star sedem let (kar pomeni, da je sama tehnologija še starejša) in čas je, da luč preda novi generaciji kodekov.
H.266 VVC
Vsestransko video kodiranje H.266 (VVC) je zamisel Inštituta Fraunhofer Heinrich Hertz, iste skupine, ki je razvila slavni avdio format MP3 ter AVC in HEVC. Imenuje se tudi Future Video Coding (FVC) – resno, koliko imen lahko uporabimo za isto tehnologijo? — VVC lahko zmanjša pasovno širino, potrebno za dani video, za nadaljnjih 50 % v primerjavi s HEVC.
V primeru Fraunhoferja bi z uporabo HEVC potrebovali 10 GB podatkov za prenos 90-minutnega videa 4K. Pri VVC je za dosego enake kakovosti potrebnih le 5 GB podatkov.
Fraunhofer HHI je razvil VVC s podporo več vodilnih elektronskih podjetij, vključno z Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm in Sony. Standard je bil dokončno oblikovan 7. julija 2020.
AV1
Teče vzporedno z razvojem VVC AV1, kodek, ki ga razvija Zveza za odprte medije (AOM), neprofitna organizacija, katere člani so Amazon, Apple, Facebook, Google, Samsung in morda predvsem Netflix.
AV1 domnevno ponuja povprečno 30-odstotni prihranek pri pasovni širini v primerjavi s HEVC - vendar potencialno celo 40-odstoten.
Zakaj bi potrebovali AV1, če je VVC učinkovitejši? No, en velik razlog je denar. AV1 je brezplačen, kar pomeni, da ga lahko uporablja vsak, ne da bi plačal niti centa. VVC pa zahteva plačano licenco.
Če prihranki pri stroških, ki jih pomeni brezplačnina, še niso zadostna prednost za AV1, ima še enega asa v rokavu: Netflix je že začeli uporabljati AV1 v omejeni zmogljivosti pri pretakanju v Android naprave. Ko največja sila pri pretočnem videu podpira vašo tehnologijo, je to dober znak, da jo bodo drugi na široko sprejeli.
Kljub njegovim prednostim pot naprej za AV1 morda ne bo brez kolcanja. Čeprav ima AOM razglasil, da je kodek brezplačen, obstaja vprašanje, ali ima možnost podati to izjavo ali ne.
Sisvel, subjekt, ki ima v lasti ali ima pravice do številnih tehnoloških patentov, trdi, da AV1 ni brezplačen in je postavil spletno mesto, ki prodaja licence AV1. Argument je, da je bil AV1 zgrajen na podlagi nekaj Sisvelove intelektualne lastnine (IP) - kot tudi IP drugih podjetij, ki so se pridružila Sisvelu — in zato ne morejo biti brez licenciranja pristojbine.
Glede na to, da je slabo izveden in razdrobljen program licenciranja prispeval k slabi uporabi HEVC, bi se lahko AV1 soočil s podobnimi ovirami, če bi AOM in Sisvel ne more zgladiti svojih razlik.
MPEG-5 EVC
Končno je skupina strokovnjakov za gibljive slike (MPEG) – isti ljudje, ki so ustvarili standard MPEG-2, ki se uporablja za vse digitalne televizijske oddaje ATSC – nedavno dokončala svoj kodek naslednje generacije, MPEG-5 Essential Video Coding (EVC).
Huawei, Qualcomm in Samsung so ga že odobrili in se zavezali, da bodo svoje licenčne pogoje objavili v naslednjih dveh letih. Tako kot VVC in AV1 tudi EVC obljublja večjo učinkovitost v primerjavi s HEVC – do 25 % manj potrebne pasovne širine – vendar EVC do cilja ubere drugačno pot. Namesto da bi ustvaril povsem nov sistem kodiranja videa, uporablja nove tehnike kodiranja za obstoječe kodeke, kot so AVC, HEVC in celo AV1.
Kaj vse to pomeni zame?
Zaenkrat … nič. Oprostite, vemo, da je bilo to veliko informacij, ki jih je bilo treba obdelati za tako majhno plačilo, toda tukaj je pogled, zakaj ne pričakujemo, da bodo ti novi kodeki kmalu vplivali.
Čeprav je zdaj star 17 let, ima H.264 AVC še vedno ogromen kos trga video kodekov: 82 % od leta 2018 po vsaj eni oceni. Nasprotno pa je HEVC v istem letu dosegel le 12 %.
Neuspeh HEVC-ja, da bi zgrabil večji kos pogače v svojem sedemletnem obstoju, je bil pripisan večinoma v podganje gnezdo licenčnih pogojev, ki so jih nekateri označili za zapletene in nepravične izvajati.
VVC je očitno velik korak naprej s tehnološkega vidika, vendar so opazovalci že poudarili, da bi ga lahko doletela enaka usoda kot HEVC kljub zavezanosti Fraunhofer HHI k enotnemu in preglednemu modelu licenciranja, ki temelji na načelu FRAND (tj. pošteno, razumno in nediskriminatorno).
Tako VVC kot AV1 lahko ponudita impresivno povečanje učinkovitosti, ker se zanašata na računsko zahtevne algoritme. Z drugimi besedami, vsaka naprava za predvajanje, kot je pametni televizor ali predvajalnik pretočnih medijev, ki je združljiva s temi novimi kodeki bo moral opremiti nekaj resnih računalniških konjskih moči - verjetno veliko več, kot jih zmore trenutna generacija naprav od.
Če ste Netflix ali kateri koli drug ponudnik pretočnega ali diskovnega videa, to verjetno nima smisla za uvedbo široke podpore za nov kodek, dokler je ne bo izkoristilo večje število vaših strank to.
Prihodnost je svetla
Pojdimo na pozitivno noto. Kljub finančnim in tehnološkim oviram, s katerimi se soočajo ti novi video kodeki, ko se prah polege in se začnejo uvajati, bo to zelo dobra stvar za ljudi, ki želijo uživati v 4K, 8K, HDR, ali kar koli se izkaže, da je naslednja velika stvar v videu.
Največja prednost učinkovitejših kodekov je, da lahko zagotovijo enako kakovostno sliko, kot smo je vajeni, vendar z manjšo pasovno širino.
Če vaš domači internetni paket ne vključuje neomejenih podatkov, to pomeni, da boste lahko pretakali dvakrat več filmov 4K, preden boste dosegli svojo zgornjo mejo. Ko bodo filmi 8K postali običajni, ne bodo več tako močno bremenili zmogljivosti omrežja (in vašega podatkovnega paketa), kot bi bili, če bi jih gledali z današnjimi kodeki.
In kolikor je to odlično za tiste doma, je še bolj pomembno za mobilne uporabnike, ki imajo običajno veliko bolj restriktivne podatkovne pravice.
Možno je tudi, da bi uporaba teh novih kodekov lahko znižala cene naročnin na pretočne medije. To je morda preveč optimistično, vendar pomislite na naslednje: če bi Netflix preklopil svojo celotno knjižnico vsebine na videoposnetke, ki bi imeli kodiran z uporabo VVC, ne bi samo za polovico zmanjšal pasovne širine omrežja, za polovico bi zmanjšal tudi potrebe po shranjevanju preveč.
Ali bo te prihranke prenesel na svoje stranke? Lepo bi bilo, če bi... navsezadnje, zakaj ne bi zaradi boljše kompresije videa nižji tudi naši mesečni računi?
Posodobljeno 31. julij 2020: odstranjene omembe AV1 kot odprtokodne tehnologije, pojasnjeno, da je AV1 Zveza za odprte medije šteje za brezplačnega in da je Sisvel vzpostavil program licenciranja za AV1.
Priporočila urednikov
- Kako testiramo AV sprejemnike
