VVC/H.266, AV1 та EVC: як 3 маленькі літери змінять те, як ми отримуємо відео

H.264. HEVC. VP9. Якщо ці терміни вам нічого не говорять, ви не самотні. Кожен з них є різновидом відеокодеків. Хоча вони відповідають за кожну секунду відео, яке ми дивимося онлайн або на Blu-ray, більшість людей, які сидять вдома і дивляться Netflix на своїх Rokus або смарт-телевізорах, не мають причин замислюватися про них.

• Що таке кодек?
• До чого всі ці літери?
• Яке мені діло до кодеків?
• Гаразд, так що ж змінюється?
• Що це все означає для мене?
• Майбутнє світле Показати ще 1 пункт

Однак, останні події в світі кодеків принесуть деякі захоплюючі зміни в роботу потокового відео, а також деякі потенційні підводні камені. Ось все, що вам потрібно знати.

Що таке кодек?

Перш ніж ми почнемо, давайте швидко обговоримо, що таке кодеки і чому існує так багато різних способів їх позначення.

• Nvidia вбиває GameStream на Shield і направляє користувачів в Steam
• Кращі пропозиції на OLED-телевізори в грудні: Придбайте 4K-телевізор Sony за $800
• Кращі пропозиції на Apple TV в грудні: Отримайте стрімінгову приставку Apple за $99

Якщо ви вже багато знаєте про ці речі, ви, можливо, підстрибуєте і кричите: “Припиніть плутати кодеки з форматами кодування відео, це не одне і те ж!” Ви маєте рацію, вони відрізняються. Але для більшості людей ця різниця не має великого значення, тому ми будемо дотримуватися терміну “кодек”, приносячи свої вибачення технічному співтовариству.

Слово “кодек” є портманто – словом, яке поєднує в собі два інших слова – “кодувати” і “декодувати”. Воно описує метод отримання певного типу файлу (в даному випадку відеофайлу) і його зміни за допомогою процесу кодування. Кодування може досягти багато чого, але, як правило, воно робить файл меншим за рахунок використання методів стиснення.

Звичайно, після того, як файл був закодований і відправлений через Інтернет або збережений на диску, він також повинен бути декодований пристроєм або програмою, що відповідає за відтворення відео, і кодек описує метод виконання цієї частини роботи.

Якщо ви знайомі з форматом MP3, то ви вже розбираєтеся в кодеках, навіть якщо не знали про це. Аудіоформат MP3, який захопив музичний світ більше 20 років тому, насправді є аудіокодеком, який може зменшити звукову доріжку компакт-диска до менш ніж однієї десятої від її початкового розміру.

До чого всі ці літери?

Як технічні стандарти, кодеки, як правило, отримують такі позначення, які можуть сподобатися тільки інженерам. H.263, H.264 і H.265 – приклади таких позначень. Але поряд з формальними позначеннями кодекам часто дають дружню назву на кшталт “Високоефективне відеокодування”, яке природно скорочується до HEVC (адже це все для того, щоб зробити речі меншими, чи не так?).

Найвідомішим прикладом того, як технічному стандарту дають дружню назву, є IEEE 802.11. Для більшості з нас він просто відомий як “Wi-Fi”.

Яке мені діло до кодеків?

Відверто кажучи, єдині люди, яких дійсно повинні цікавити кодеки – це інженери, які їх розробляють, і компанії, що займаються виробництвом обладнання, програмного забезпечення та наданням потокових послуг, які повинні їх впроваджувати.

Але кодеки можуть мати прямий вплив на якість відео, яке ми бачимо, на обсяг даних, які відео використовує в наших мобільних або домашніх планах передачі даних, і на наш вибір, коли ми йдемо купувати новий телевізор або пристрій для потокового мультимедіа.

Тому варто стежити за розвитком світу відеокодеків, щоб переконатися, що ви зможете скористатися останніми перевагами, які вони пропонують.

Гаразд, так що ж змінюється?

Ви можете думати про еволюцію кодеків як в аудіо, так і в відео світі як про нескінченний пошук більш ефективних способів зменшити розмір даного файлу, зберігаючи при цьому його якість.

Останнє велике досягнення в цьому пошуку відбулося в 2013 році, коли дебютував кодек H.265, більш відомий як HEVC. Він міг похвалитися здатністю брати відеофайл і стискати його до половини розміру, який міг досягти попередній найкращий кодек (H.264 AVC), і робити це без будь-якої втрати якості.

У реальних умовах це означало, що якщо ви передаєте відео з роздільною здатністю 4K за допомогою H.264, то для цього знадобиться 32 Мбіт/с пропускної здатності. Використовуючи HEVC, це ж відео потребувало лише близько 15 Мбіт/с.

Але HEVC вже виповнилося сім років (а значить, сама технологія ще старіша), і йому пора передати естафету новому поколінню кодеків.

H.266 VVC

H.266 Versatile Video Coding (VVC) – дітище інституту Fraunhofer Heinrich Hertz, тієї ж групи, яка розробила знаменитий аудіоформат MP3, а також AVC і HEVC. Також називається Future Video Coding (FVC) – серйозно, скільки назв можна використовувати для однієї і тієї ж технології? – VVC може зменшити пропускну здатність, необхідну для даного відео, ще на 50% порівняно з HEVC.

У прикладі, наведеному Фраунгофером, при використанні HEVC для передачі 90-хвилинного відео у форматі 4K потрібно 10 Гб даних. З VVC для досягнення тієї ж якості потрібно лише 5 ГБ даних.

Fraunhofer HHI розробив VVC за підтримки декількох провідних електронних компаній, включаючи Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm і Sony. Стандарт був остаточно затверджений 7 липня 2020 року.

AV1

Паралельно з розробкою VVC йде робота над кодеком AV1, який розробляється Альянсом відкритих медіа (AOM), некомерційною організацією, членами якої є Amazon, Apple, Facebook, Google, Samsung і, мабуть, найвідоміша з них – Netflix.

Повідомляється, що AV1 пропонує в середньому 30% економії пропускної здатності в порівнянні з HEVC – але потенційно до 40%.

Навіщо нам потрібен AV1, якщо VVC більш ефективний? Ну, одна з головних причин – це гроші. AV1 є безоплатним, що означає, що будь-хто може використовувати його, не сплачуючи жодної копійки. VVC, з іншого боку, вимагає платної ліцензії.

Якщо економія коштів, що випливає з безоплатності, вже не була достатньою перевагою для AV1, у нього є ще один туз в рукаві: Netflix вже почав використовувати AV1 в обмеженому обсязі для потокового мовлення на пристроях Android. Коли найбільша сила в потоковому відео підтримує вашу технологію, це хороший знак, що вона буде широко прийнята іншими.

Незважаючи на свої переваги, шлях вперед для AV1 може бути не без труднощів. Незважаючи на те, що AOM оголосила кодек вільним від роялті, є деякі питання щодо того, чи має вона можливість зробити таку заяву чи ні.

Компанія Sisvel, яка володіє або має права на багато технологічних патентів, стверджує, що AV1 не є безоплатним, і створила сайт, який продає ліцензії на AV1. Аргумент полягає в тому, що AV1 був побудований на основі деяких об’єктів інтелектуальної власності (ІВ) компанії “Сісвел”, а також інших компаній, які приєдналися до “Сісвел”, і тому не може бути вільним від ліцензійних платежів.

Враховуючи, що погано виконана і фрагментована програма ліцензування сприяла поганому засвоєнню HEVC, AV1 може зіткнутися з подібними перешкодами, якщо AOM і Sisvel не зможуть залагодити свої розбіжності.

MPEG-5 EVC

Нарешті, Експертна група з рухомих зображень (Moving Pictures Expert Group, MPEG) – ті ж самі люди, які створили стандарт MPEG-2, що використовується для всіх цифрових телевізійних трансляцій ATSC, – нещодавно завершила роботу над кодеком наступного покоління, MPEG-5 Essential Video Coding (EVC).

Huawei, Qualcomm і Samsung вже схвалили його і зобов’язалися оголосити умови ліцензування протягом наступних двох років. Як і VVC і AV1, EVC обіцяє більшу ефективність у порівнянні з HEVC – до 25% менше необхідної пропускної здатності – але EVC йде іншим шляхом, щоб досягти цього. Замість того, щоб створювати абсолютно нову систему кодування відео, він застосовує нові методи кодування до існуючих кодеків, таких як AVC, HEVC і навіть AV1.

Що це все означає для мене?

На даний момент … нічого. Вибачте, ми знаємо, що це було багато інформації для обробки для такої невеликої віддачі, але ось чому ми не очікуємо, що ці нові кодеки матимуть вплив найближчим часом.

Незважаючи на те, що H.264 AVC вже 17 років, він все ще займає величезну частку ринку відеокодеків: 82% станом на 2018 рік, згідно з принаймні однією оцінкою. HEVC, навпаки, мав лише 12% в тому ж році.

Нездатність HEVC захопити більший шматок пирога за сім років свого існування пояснюється в основному щурячим гніздом ліцензійних умов, які дехто характеризує як складні та несправедливо впроваджені.

VVC, безумовно, є великим стрибком вперед з технологічної точки зору, але спостерігачі вже вказували на те, що його може спіткати та ж доля, що і HEVC, незважаючи на прихильність Fraunhofer HHI до єдиної та прозорої моделі ліцензування, заснованої на принципі FRAND (тобто, справедливого, обґрунтованого та недискримінаційного).

І VVC, і AV1 здатні запропонувати вражаючий приріст ефективності, оскільки вони покладаються на обчислювально важкі алгоритми. Іншими словами, будь-який пристрій відтворення, такий як смарт-телевізор або потоковий медіаплеєр, сумісний з цими новими кодеками, повинен мати серйозну обчислювальну потужність – ймовірно, набагато більшу, ніж здатне поточне покоління пристроїв.

Якщо ви – Netflix або будь-який інший постачальник потокового або дискового відео, ймовірно, немає сенсу розгортати широку підтримку нового кодека до тих пір, поки значна кількість ваших клієнтів не зможе скористатися його перевагами.

Майбутнє світле

Давайте закінчимо на позитивній ноті. Незважаючи на фінансові і технологічні перешкоди, з якими стикаються ці нові відеокодеки, як тільки пил вляжеться і вони почнуть розгортатися, це буде дуже добре для людей, які хочуть насолоджуватися 4K, 8K, HDR або будь-якою іншою новою технологією у відео.

Найбільша перевага більш ефективних кодеків полягає в тому, що вони можуть забезпечити таку ж високоякісну картинку, до якої ми звикли, але з меншою шириною смуги пропускання.

Якщо ваш домашній інтернет-пакет не включає необмежений обсяг даних, це означає, що ви зможете переглядати вдвічі більше фільмів у форматі 4K, перш ніж вичерпаєте свій ліміт. Після того, як фільми у форматі 8K стануть масовими, вони не будуть так сильно виснажувати мережеву ємність (і ваш тарифний план), як це було б, якби ви дивилися їх за допомогою сьогоднішніх кодеків.

І як би це не було важливо для тих, хто сидить вдома, це ще важливіше для мобільних користувачів, які зазвичай мають набагато більш обмежені дозволи на передачу даних.

Також можливо, що використання цих нових кодеків може знизити ціни на підписку на потокове мультимедіа. Можливо, це занадто оптимістично, але подумайте про це: Якщо Netflix переведе всю свою бібліотеку контенту на відео, закодоване за допомогою VVC, він не лише вдвічі зменшить пропускну здатність своєї мережі, але й вдвічі зменшить свої потреби у сховищах.

Чи передасть вона цю економію своїм клієнтам? Було б добре, якби так і було… зрештою, чому б кращому стисненню відео не зробити наші щомісячні рахунки меншими?

Оновлено 31 липня 2020 року: Видалено посилання на AV1 як на технологію з відкритим вихідним кодом, роз’яснено, що AV1 вважається Альянсом за відкриті медіа безоплатним і що Sisvel створив програму ліцензування для AV1.

Рекомендації редакції

• Що таке Amazon Music: все, що потрібно знати
• Найкращі пропозиції Amazon Echo у грудні: Отримайте Echo Show за $40
• Найкращі пропозиції Chromecast у грудні: Отримайте стрімінгову шайбу за $19
• Tidal дарує бета-тестерам функцію живого діджея
• Apple TV: Ціна, залізо, програмне забезпечення та інше

Source: digitaltrends.com