Що таке відео HEVC H.265 і чому це так важливо для фільмів 4K?

4K - це наступна велика річ у телевізорах, і 4K відео починають з'являтися всюди. Але 4K відео займає тонну простору, що робить його важко завантажувати та передавати в кращу якість. На щастя, одна технологія змінює це, і вона відома як високоефективне кодування відео (HEVC) або H.265.

Ця нова технологія стає повсюдною, але це відбувається - 4K UHD Blu-ray використовують HEVC, VLC 3.0 робить HEVC і 4K відео більш чіткими на вашому комп'ютері, а iPhone може навіть зберегти записане відео в HEVC, щоб зберегти сховище простір. Але як це працює, і чому це так важливо для 4K відео?

Поточний стандарт: AVC / H.264

Коли ви дивитеся Blu-ray диск, відео YouTube або фільм з iTunes, він не ідентичний оригінальному сирому відео, яке виходить з кімнати редагування. Для того, щоб вмістити цей фільм на диску Blu-ray або зробити його досить малим, щоб зручно завантажувати його з веб-фільму, він повинен бути стиснутий.

Розширене кодування відео, також відоме як AVC або H.264, є найкращим стандартом для стиснення відео, яке широко використовується, і існує кілька різних методів, які він використовує, щоб спробувати зменшити розмір файлу вашого відео.

Наприклад, у будь-якому даному кадрі, він може шукати області, які в основному однакового кольору. Візьміть цей кадр з мене і мого сина - більша частина неба - того ж синього кольору, тому алгоритм стиснення може розділити зображення на шматки, які називаються "макроблоками", і сказати "гей, замість того, щоб запам'ятати колір кожного з них піксель, ми можемо просто сказати, що всі ці шматки вздовж верхньої частини мають однаковий колір синього кольору. ”Це набагато ефективніше, ніж зберігати колір кожного окремого пікселя, що знижує розмір файлу кінцевого кадру. У відео це називається внутрішньокадрове стиснення-стиснення даних окремого кадру.

AVC також використовує міжкадрове стиснення, який дивиться на декілька кадрів і нотатки, які частини кадру змінюються - і які не є. Візьміть цей знімок Капітан Америка: Громадянська війна. Фон не змінюється значною мірою - різниця між кадрами в обличчі і тілі залізної людини. Отже, алгоритм стиснення може розділити кадр на ті самі шматки макроблоку і сказати: «Ви знаєте що? Ці шматки не змінюються на 100 кадрів, так що давайте просто знову відобразимо їх замість того, щоб зберігати все зображення 100 разів..

Це всього лише два надто спрощених прикладу методів, які використовує AVC / H.264, але ви отримаєте ідею. Все це робить відеофайл більш ефективним без погіршення якості. (Звичайно, будь-яке відео втратить якість, якщо ви стискаєте його занадто багато, але розумніші ці методи, тим більше ви можете стискати відео, перш ніж дістатися до цієї точки.)

HEVC / H.265 стискає відео більш ефективно, ідеально підходить для 4K відео

Кодування відео високої ефективності, також відоме як HEVC або H.265, є наступним кроком у цій еволюції. Він створює багато методів, що використовуються в AVC / H.264, щоб зробити відео стиснення ще більш ефективним.

Наприклад, коли AVC розглядає кілька кадрів для змін, подібних до Капітан Америка Наприклад, вищезгадані «шматки» макроблока можуть мати декілька різних форм і розмірів, до максимум 16 пікселів на 16 пікселів. З HEVC, ці шматки можуть мати розмір до 64 × 64, що значно перевищує 16 × 16, що означає, що алгоритм може запам'ятовувати меншу кількість фрагментів, зменшуючи таким чином розмір загального відео.

Ви можете побачити більш технічне пояснення цієї техніки в цьому прекрасному відео від HandyAndy Tech Tips:

Знову ж таки, в HEVC відбуваються інші події, але це одне з найбільших поліпшень - і коли все сказано і зроблено, HEVC може стискати відео вдвічі більше, ніж AVC на тому ж рівні якості. Це особливо важливо для відео 4K, яке займає величезний простір з AVC. HEVC робить 4K відео набагато простішим для потоку, завантаження або копіювання на жорсткий диск.

Улов: HEVC є повільним без апаратного прискореного декодування

З 2013 року HEVC був затвердженим стандартом, тому чому б ми не використовували його для всіх відео?

Ці алгоритми стиснення складні - це вимагає дуже багато математики, щоб зрозуміти це на льоту під час відтворення відео. Існує два основні способи розшифрування цього відео з комп'ютера: програмне декодування, в якому він використовує процесор вашого комп'ютера для виконання цього математичного або апаратного декодування, в якому він передає навантаження на відеокарту (або інтегрований графічний чіп ЦП). Графічна карта є набагато ефективнішою, якщо вона має вбудовану підтримку кодека відео, який ви намагаєтеся відтворити.

Отже, поки багато ПК і програм можуть спроба для відтворення відео HEVC, він може заїкати або бути дуже повільним без апаратного декодування. Таким чином, HEVC не робить вам багато чого хорошого, якщо у вас немає відеокарти та відеопрогравача, які підтримують апаратне декодування HEVC.

Це не проблема для автономних пристроїв відтворення - 4K Blu-ray плеєри, в тому числі і в Xbox One, побудовані з урахуванням HEVC. Але коли справа доходить до відтворення відео HEVC на вашому комп'ютері, речі стають жорсткішими. Для того, щоб апаратно декодувати відео HEVC, на вашому комп'ютері знадобиться одне з наступних апаратних засобів:

Intel 6-го покоління "Skylake" або новіші процесори
AMD 6-го покоління "Carizzo" або новіші APU
NVIDIA GeForce GTX 950, 960 або новіші відеокарти
AMD Radeon R9 Fury, R9 Fury X, R9 Nano або новіші відеокарти

Вам також потрібно буде використовувати операційну систему і відеопрогравач, який підтримує не тільки відео HEVC, але і HEVC-апаратне декодування - і це трохи плямистий момент. Багато гравців продовжують додавати підтримку апаратного декодування HEVC, а в деяких випадках можуть працювати лише з певними фішками зі списку вище. На момент написання цієї статті VLC 3.0, Kodi 17 і Plex Media Server 1.10 підтримують деяку форму апаратного декодування HEVC, принаймні для певних карток. Можливо, вам доведеться дозволити апаратне прискорення у вашому плеєрі, щоб він працював належним чином.

З плином часу більше комп'ютерів зможуть обробляти цей вид відео, і більше гравців підтримуватимуть його ширше - так само, як це робиться з AVC / H.264 зараз. Це може зайняти деякий час для того, щоб він став повсюдним, і до тих пір, вам доведеться зберігати свої 4K відео в AVC / H.264 за гігантськими розмірами файлів (або стискати його більше і втрачати якість зображення). Але чим більше HEVC / H.265 стає широко підтримуваним, тим краще відео.

Зображення: alphaspirit / Shutterstock.com