Co to jest wideo HEVC H.265 i dlaczego jest tak ważne dla filmów 4K?

4K to kolejna wielka rzecz w telewizorach, a filmy 4K zaczynają pojawiać się wszędzie. Ale wideo 4K zajmuje mnóstwo miejsca, co utrudnia pobieranie i przesyłanie strumieniowe w najlepszej możliwej jakości. Na szczęście jedna technologia to zmienia i jest znana jako High Efficiency Video Coding (HEVC) lub H.265.

Upłynęło trochę czasu, zanim nowa technologia stała się wszechobecna, ale to się dzieje - Blu-ray 4K UHD wykorzystuje HEVC, VLC 3.0 sprawia, że filmy HEVC i 4K są bardziej widoczne na komputerze, a iPhone może nawet zapisywać nagrane wideo w HEVC, aby zaoszczędzić miejsce przestrzeń. Ale jak to działa i dlaczego jest tak ważne w przypadku filmów 4K?

Obecny standard: AVC / H.264

Podczas oglądania płyty Blu-ray, filmu YouTube lub filmu z iTunes nie jest tożsama z oryginalnym nieprzetworzonym wideo, które wychodzi z pokoju edycji. Aby zmieścić film na dysku Blu-ray lub zrobić go wystarczająco małym, aby wygodnie pobrać go z internetu, film musi być sprężony.

Zaawansowane kodowanie wideo, znane również jako AVC lub H.264, jest najlepszym standardem kompresji wideo w powszechnym użyciu. Istnieje kilka różnych metod, których używa, aby zmniejszyć rozmiar pliku wideo.

Na przykład w dowolnej ramce może szukać obszarów, które są w większości tego samego koloru. Podejmij nieruchomą ramę ja i mój syn - duża część nieba jest tego samego koloru niebieskiego, więc algorytm kompresji może podzielić obraz na kawałki zwane "makroblokami" - i powiedzieć "hej, zamiast zapamiętać kolor każdego z nich piksel, możemy powiedzieć, że wszystkie te kawałki u góry są tego samego koloru niebieskiego. "Jest to o wiele bardziej wydajne niż przechowywanie koloru każdego pojedynczego piksela, co obniża rozmiar pliku ostatniej klatki. W wideo nazywa się to kompresja wewnątrz ramki-kompresowanie danych pojedynczej ramki.

AVC również używa kompresja między klatkami, który przegląda wiele ramek i zauważa, które części ramki się zmieniają, a które nie. Weź ten strzał z Kapitan Ameryka Wojna Domowa. Tło nie zmienia się zbytnio - większość różnicy między klatkami występuje w twarzy i ciele Iron Mana. Tak więc algorytm kompresji może podzielić ramkę na te same fragmenty makrobloków i powiedzieć "wiesz co? Te fragmenty nie zmieniają się w przypadku 100 klatek, więc po prostu wyświetlmy je ponownie zamiast zapisywać cały obraz 100 razy. "Może to znacznie zmniejszyć rozmiar pliku.

To tylko dwa uproszczone przykłady metod stosowanych przez AVC / H.264, ale masz pomysł. Chodzi o to, aby plik wideo był bardziej wydajny bez obniżania jakości. (Oczywiście, każdy film straci jakość, jeśli skompresujesz go za dużo, ale im mądrzejsze są te techniki, tym bardziej możesz skompresować wideo przed dotarciem do tego punktu.)

HEVC / H.265 Kompresuje wideo w bardziej wydajny sposób, idealny do filmów 4K

High Efficiency Video Coding, znany również jako HEVC lub H.265, jest kolejnym krokiem w tej ewolucji. Zbudowano wiele technik stosowanych w AVC / H.264, aby kompresja wideo była jeszcze bardziej wydajna.

Na przykład, gdy AVC sprawdza wiele ramek dla zmian - takich jak Kapitan Ameryka przykład powyżej - te "kawałki" makrobloku mogą mieć kilka różnych kształtów i rozmiarów, maksymalnie do 16 pikseli na 16 pikseli. W przypadku HEVC te fragmenty mogą mieć rozmiar do 64 × 64 - znacznie większy niż 16 × 16, co oznacza, że algorytm może zapamiętać mniej fragmentów, zmniejszając w ten sposób rozmiar całego wideo.

Możesz zobaczyć bardziej techniczne wyjaśnienie tej techniki w tym świetnym filmie z porad HandyAndy Tech:

Znowu w HEVC dzieje się coś innego, ale jest to jeden z największych usprawnień - a kiedy wszystko jest już powiedziane, HEVC może kompresować filmy dwa razy więcej niż AVC na tym samym poziomie jakości. Jest to szczególnie ważne w przypadku filmów 4K, które zajmują ogromną ilość miejsca dzięki AVC. HEVC znacznie ułatwia przesyłanie wideo 4K, pobieranie lub zgrywanie na dysk twardy.

The Catch: HEVC jest wolne bez sprzętowego przyspieszania dekodowania

HEVC jest zatwierdzonym standardem od 2013 r., Więc dlaczego nie użyjemy go już we wszystkich filmach?

Te algorytmy kompresji są złożone - potrzeba dużo pracy z matematyką, aby dowiedzieć się tego w locie podczas odtwarzania wideo. Istnieją dwa główne sposoby dekodowania tego wideo przez komputer: dekodowanie oprogramowania, w którym wykorzystuje procesor komputera do wykonania tej matematyki lub dekodowanie sprzętowe, w którym przekazuje obciążenie do karty graficznej (lub zintegrowanego układu graficznego na twoim komputerze). PROCESOR). Karta graficzna jest znacznie wydajniejsza, o ile ma wbudowaną obsługę kodeków wideo, które próbujesz odtworzyć.

Tak więc, podczas gdy wiele komputerów i programów może próba aby odtwarzać wideo HEVC, może się jąkać lub być bardzo powolnym bez dekodowania sprzętowego. HEVC nie robi więc wiele dobrego, jeśli nie posiadasz karty graficznej i odtwarzacza wideo, które obsługują dekodowanie sprzętowe HEVC.

Nie stanowi to problemu dla samodzielnych urządzeń odtwarzających - odtwarzacze Blu-ray 4K, w tym te na Xbox One, są zbudowane z myślą o HEVC. Ale jeśli chodzi o odtwarzanie filmów HEVC na komputerze, sprawy stają się coraz trudniejsze. Aby sprzętowo dekodować wideo HEVC, Twój komputer będzie potrzebował jednego z następujących elementów sprzętowych:

Szóstka generacji Intel "Skylake" lub nowsze procesory
AMD 6. generacji "Carizzo" lub nowsze APU
NVIDIA GeForce GTX 950, 960 lub nowsze karty graficzne
AMD Radeon R9 Fury, R9 Fury X, R9 Nano lub nowsze karty graficzne

Konieczne będzie również użycie systemu operacyjnego i odtwarzacza wideo, który obsługuje nie tylko wideo HEVC, ale także dekodowanie sprzętowe HEVC - i jest to obecnie trochę nieczytelne. Wielu graczy wciąż dodaje obsługę dekodowania sprzętowego HEVC, aw niektórych przypadkach może działać tylko z niektórymi żetonami z powyższej listy. W momencie pisania tego artykułu VLC 3.0, Kodi 17 i Plex Media Server 1.10 obsługują pewną formę dekodowania sprzętowego HEVC, przynajmniej dla niektórych kart. Być może będziesz musiał włączyć akcelerację sprzętową wybranego odtwarzacza, aby działał poprawnie.

Z biegiem czasu więcej komputerów będzie w stanie obsłużyć ten rodzaj wideo, a więcej graczy będzie go obsługiwać szerzej - tak jak teraz w przypadku AVC / H.264. Może to zająć trochę czasu, zanim stanie się wszechobecny, a do tego czasu będziesz musiał przechowywać swoje filmy 4K w AVC / H.264 w gigantycznych rozmiarach plików (lub kompresować je bardziej i tracić jakość obrazu). Ale im bardziej HEVC / H.265 będzie szeroko wspierany, tym lepszy będzie film.

Image credit: alphaspirit / Shutterstock.com