Что такое видео HEVC H.265 и почему это так важно для фильмов 4K?

4K - это следующая большая вещь в телевизорах, и видео 4K начинают появляться повсюду. Но 4K-видео занимает много места, что затрудняет загрузку и потоковую передачу в наилучшем возможном качестве. К счастью, это меняет одна технология, известная как высокоэффективное кодирование видео (HEVC) или H.265.

Потребуется время, чтобы эта новая технология стала повсеместной, но это происходит - 4K UHD Blu-ray использует HEVC, VLC 3.0 делает видео HEVC и 4K более удобными для просмотра на вашем ПК, а iPhone может даже сохранять записанное видео в HEVC для экономии места. пространство. Но как это работает и почему это так важно для видео 4K?

Текущий стандарт: AVC / H.264

Когда вы смотрите диск Blu-ray, видео на YouTube или фильм из iTunes, они не идентичны исходному необработанному видео, выходящему из комнаты редактирования. Чтобы уместить этот фильм на диск Blu-ray или сделать его достаточно маленьким для удобной загрузки из Интернета, фильм должен быть сжат .

Расширенное кодирование видео, также известное как AVC или H.264, является лучшим стандартом для широко распространенного сжатия видео, и существует несколько различных методов, которые он использует, чтобы попытаться уменьшить размер файла вашего видео.

Например, в любом заданном кадре он может искать области, в основном одного цвета. Возьмите этот неподвижный кадр со мной и моим сыном - большая часть неба синего цвета, поэтому алгоритм сжатия может разделить изображение на части, называемые «макроблоками», и сказать «эй, вместо того, чтобы запоминать цвет каждого из них». пикселя, мы можем просто сказать, что все эти фрагменты вверху имеют синий цвет ". Это намного эффективнее, чем сохранение цвета каждого отдельного пикселя, которое уменьшает размер файла окончательного кадра. В видео это называется  внутрикадровым сжатием - сжатие данных отдельного кадра.

AVC также использует межкадровое сжатие , которое рассматривает несколько кадров и отмечает, какие части кадра меняются, а какие нет. Возьмите этот снимок из « Капитана Америки: Гражданская война» . Фон сильно не меняется - большая часть различий между кадрами заключается в лице и теле Железного человека. Итак, алгоритм сжатия может разбить кадр на те же самые фрагменты макроблока и сказать: «Знаете что? Эти фрагменты не меняются для 100 кадров, поэтому давайте просто отобразим их снова, вместо того, чтобы сохранять все изображение 100 раз ». Это может значительно уменьшить размер файла.

Это всего лишь два упрощенных примера методов, которые использует AVC / H.264, но вы поняли идею. Все дело в том, чтобы сделать видеофайл более эффективным без ущерба для качества. (Конечно, любое видео потеряет качество, если вы сжимаете его слишком сильно, но чем умнее эти методы, тем сильнее вы можете сжать видео, прежде чем добраться до этой точки.)

HEVC / H.265 сжимает видео более эффективно, идеально подходит для видео 4K

Высокоэффективное кодирование видео, также известное как HEVC или H.265, является следующим шагом в этой эволюции. Он основан на многих методах, используемых в AVC / H.264, чтобы сделать сжатие видео еще более эффективным.

Например, когда AVC просматривает несколько кадров на предмет изменений - как в приведенном выше примере с « Капитаном Америка», эти «фрагменты» макроблока могут иметь несколько разных форм и размеров, максимум до 16 пикселей на 16 пикселей. В HEVC эти фрагменты могут иметь размер до 64 × 64 - намного больше, чем 16 × 16, что означает, что алгоритм может запоминать меньшее количество фрагментов, уменьшая таким образом размер всего видео.

Вы можете увидеть более техническое объяснение этой техники в этом отличном видео от HandyAndy Tech Tips:

Опять же, в HEVC происходят и другие вещи, но это одно из самых больших улучшений - и когда все сказано и сделано, HEVC может сжимать видео в два раза больше, чем AVC, при том же уровне качества. Это особенно важно для видео 4K, которое занимает очень много места с AVC. HEVC значительно упрощает потоковую передачу, загрузку или копирование видео 4K на жесткий диск.

Уловка: HEVC работает медленно без аппаратного ускорения декодирования

HEVC является утвержденным стандартом с 2013 года, так почему бы нам уже не использовать его для всех видео?

СВЯЗАННЫЙ: Как заставить VLC использовать меньше батареи, включив аппаратное ускорение

Эти алгоритмы сжатия сложны - требуется очень много математики, чтобы выяснить это на лету во время воспроизведения видео. Компьютер может декодировать это видео двумя основными способами: программное декодирование, при котором он использует ЦП вашего компьютера для выполнения вычислений, или аппаратное декодирование, при котором он перекладывает нагрузку на вашу видеокарту (или встроенный графический чип на вашем ПРОЦЕССОР). Графическая карта намного эффективнее, если она имеет встроенную поддержку кодека видео, которое вы пытаетесь воспроизвести.

Таким образом, хотя многие ПК и программы могут пытаться воспроизвести видео HEVC, оно может заикаться или работать очень медленно без аппаратного декодирования. Итак, HEVC не принесет вам много пользы, если у вас нет видеокарты и видеоплеера, которые поддерживают аппаратное декодирование HEVC.

Это не проблема для автономных устройств воспроизведения - проигрыватели Blu-ray 4K, в том числе тот, что есть в Xbox One, созданы с учетом HEVC. Но когда дело доходит до воспроизведения видео HEVC на вашем ПК, все становится сложнее. Для аппаратного декодирования видео HEVC вашему компьютеру потребуется одно из следующих аппаратных средств:

  • Процессоры Intel Skylake 6-го поколения или новее
  • APU AMD 6-го поколения «Carizzo» или новее
  • Видеокарты NVIDIA GeForce GTX 950, 960 или новее
  • AMD Radeon R9 Fury, R9 Fury X, R9 Nano или более новые видеокарты

Вам также потребуется операционная система и видеопроигрыватель, который поддерживает не только видео HEVC, но и аппаратное декодирование HEVC - а это пока что не так. Многие игроки все еще добавляют поддержку аппаратного декодирования HEVC, и в некоторых случаях она может работать только с определенными чипами из списка выше. На момент написания этой статьи VLC 3.0, Kodi 17 и Plex Media Server 1.10 поддерживали ту или иную форму аппаратного декодирования HEVC, по крайней мере, для определенных карт. Однако вам, возможно, придется включить аппаратное ускорение в выбранном вами плеере, чтобы он работал правильно.

Со временем все больше компьютеров смогут обрабатывать этот вид видео, и больше игроков будут поддерживать его более широко - точно так же, как сейчас это делается с AVC / H.264. Может потребоваться некоторое время, чтобы он стал повсеместным, а до тех пор вам придется хранить свои видео 4K в AVC / H.264 с гигантскими размерами файлов (или сжимать его больше и терять качество изображения). Но чем больше будет поддерживаться HEVC / H.265, тем лучше будет видео.

Изображение предоставлено: alphaspirit / Shutterstock.com