Высокоэффективный видео кодек (High Efficiency Video Coding (HEVC)), видео кодек, известный также как кодек H 265, который сжимает сильнее в более чем в два раза, чем лучший видео кодек для Blu-ray.
Я бы назвал его просто — H 265, потому что это звучит круто, но его полное имя — High Efficiency Video Coding (HEVC). Это новый преемник Advanced Video Coding (AVC), кодек, также известный как H.264, который является одной из основных схем сжатия, используемых Blu-ray.
Идея HEVC заключается в том, чтобы предложить тот же уровень качества изображения, что и AVC, но с улучшенным сжатием, поэтому видео файл, сжатый с помощью этого кодека, будет в два раза меньше. Это важно, для вещания в формате 4K / Ultra HD (интернет и спутник), 4K Blu-ray и для других целей.
Но достаточно ли хорошо он в этом отношении, как он работает?
Сжатие (хорошее, плохое, с потерями)
Объем необработанных данных, выходящих из профессиональной HD-камеры, является огромным. Нет возможности удобно доставить его в ваш дом. Вместо этого видео сжимается, чтобы уменьшить объем данных в более управляемую форму.
Есть много способов сделать это, одним из самых простых является снижение качества. В некоторых случаях это нормально. Подумайте о видео на YouTube с низким качеством. Не очень, правда? Часто это связано с тем, что видео сильно сжато (до или во время загрузки).
Сильное сжатие при помощи различных кодеков может быть технически одинаковым, но в зависимости от кодека, изображение может казаться более мягким, шумным или иметь странные отвлекающие артефакты (как показано выше).
Но это не самая хорошая идея, если нужно сохранить намерение режиссера или показать свой новеньки 77-дюймовый телек.
Таким образом, другой вариант — использовать лучшее сжатие. В этом случае вы можете в основном думать о «лучшем» сжатии как «о более умном» сжатии. Он берет тот же оригинал (видео) и находит лучшие способы уменьшить количество данных, не жертвуя качеством. Каждые несколько лет вычислительная мощность передачи улучшилась настолько, что позволяет использовать более интенсивные алгоритмы сжатия процессора, а также сжимать данные без ухудшения качества.
Это различие между «большим» сжатием и «лучшим» сжатием важно, так как на самом деле термины не являются взаимозаменяемыми в этом контексте. Вы можете уменьшить объем данных, необходимых для сигнала, либо путем сжатия и ухудшения изображения, либо с помощью более эффективной компрессии («лучшего» сжатия).
Позвольте мне сказать это так. Скажите, что у вас есть бушель из яблок. Вам нужно поместить 100 яблок внутрь. Вы можете сделать это с большим сжатием (сокращение яблок до пюре) или с лучшим сжатием (поиск лучшего способа сделать их целыми, но при этом, уменьшить объем занимаемого места).
Большее сжатия: яблочное пюре
Лучшее сжатие: больше яблок, в одном и том же пространстве.
Как вы можете видеть из этого восхитительного примера, «более» сжатие легче сделать, в то время как «лучшее» сжатие требует более продуманных и / или лучших технологий.
Кодек H.265
Поток данных, в 4K видео, значительно сильнее чем в HD видео. В то время как большинство из нас еще только привыкало к идее преимущества кодека H.264 по сравнению с MPEG-2, Группа Motion Picture Experts Group и International Telecommunication Union’s Telecommunication Standardization Sector (ITU-T), уже начали работу над следующим поколением сжатия видео.
Не желая делать небольшие, косметические улучшения, всякий раз, когда вводится новый стандарт сжатия, это должно быть значительным изменением. При каждом переходе на новый стандарт, либо объем видео становится в два раза меньше при том же качестве, либо более высокое качество изображения про том же объеме.
Как удалось этого достичь? Во многом благодаря расширению использования AVC (и других методов сжатия).
Во-первых, новый кодек сразу просматривает несколько кадров, чтобы увидеть, что в кадре не меняется. В большинстве сцен в телешоу или фильме, подавляющее большинство кадров не сильно меняется. Подумайте о сцене с кем-то разговаривающим. В кадре в основном голова. Фон не сильно изменится для многих кадров. В этом отношении большинство пикселей, составляющих лицо, вероятно, не будут сильно меняться (кроме губ, конечно). Поэтому вместо того, чтобы кодировать каждый пиксель из каждого кадра, кодируется начальный кадр, а затем после этого кодируются (в основном) только изменения.
Затем HEVC расширяет размер области, на которую смотрят эти изменения. Большие и меньшие «блоки» существенно, что обеспечивает дополнительную эффективность. Они могут быть больше, меньше и различной формы в HEVC, чем в предыдущих кодеках. Более крупные блоки, например, оказались более эффективными.
Слева — макроблокирование по AVC / H.264. Как вы можете видеть, справа гораздо больше гибкости, не говоря уже о больших размерах, для кодировщика HEVC / H.265.
Затем были улучшены другие вещи, такие как компенсация движения, пространственное предсказание и т. Д. Все это было бы сделано в AVC или даже раньше, но это требовало большей вычислительной мощности, чем это было в то время экономически целесообразно.
На этапе разработки алгоритм сжатия объективно проверяется на эффективность его исходного видео. Также проверяется и субъективно, профессионалами видео, сравнивающими различные методы сжатия в «слепом» тесте, где они не знают, какой именно метод перед ними. Сравнение человеком, имеет решающее значение. Просто потому, что компьютер говорит, что один уровень сжатия лучше, чем другой, не означает, что он выглядит лучше другого.
Поскольку H.265 работает намного интенсивнее, не ожидайте простого обновления прошивки, чтобы заставить ваше устройство декодировать его. На самом деле, это часть проблемы. Вам нужен аппаратный декодер. Ваш телевизор или медиа проигрывателя изначально должен иметь декодер, прошивкой тут не обойтись. Может ли ПК высокого класса декодировать его с помощью программного обеспечения? Может быть.
Достаточно ли этого?
Ну, технически да, но с большой оговоркой. Как и AVC (и другие стандарты сжатия), H.265 настраивается в зависимости от требуемой пропускной способности. Хотите 4K на низкоскоростном интернете? Нет проблем; увеличьте степень сжатия (помните яблочный соус?). Хотите лучшее качество изображения? Нет проблем; уменьшите степень сжатия.
Хотя эта схема обеспечивает гибкость, это также означает, что «4K» и «UHD» не обязательно гарантируют лучшее качество изображения, чем сегодня, «1080p» или «HD». Очень сжатый сигнал 4K во многих отношениях выглядел хуже, чем менее сильно сжатый сигнал HD.
Другими словами, потоковая передача 4K может выглядеть хуже, чем текущий 1080p Blu-ray, в зависимости от того, сколько используется сжатие
И хотя скорость обработки на всех устройствах соответствует закону Мура, пропускная способность интернета ограничена.
Еще одно преимущество
В то время как большинство потенциальных преимуществ HEVC сосредоточены на 4K, его лучшее сжатие обеспечивает преимущества для HD. Более низкая пропускная способность с HD означает, что больше людей может получить HD. Люди, у которых низкая скорость интернета, с новым кодеком смогут смотреть HD видео. Если у вас тариф с оплатой за мегабайты, то более низкие скорости передачи данных также означают более дешевый просмотр HD.
Чем смотреть HEVC.
Понятно, сразу возникает вопрос, как смотреть HEVC. Есть несколько решений, в зависимости от того, что у вас есть.
Если у вас ПК, и стоит Windows 10, то вы можете воспользоваться приложением, которое выпустила компания Microsoft. — приложение, позволяющее смотреть видео в формате HEVC на компьютерах. Однако, стоит заметить, что для того, чтобы это приложение работало, у вас должен быть довольно мощный компьютер, с процессорами Intel седьмого поколения. Ну и сама операционная система, должна быть Windows 10.
Если ваш ПК отвечает этим требованиям, то это расширение вы можете получить при обновлении Windows. Но если вы не стали обновлять свою ОС, но хотите смотреть фильмы в формате HEVC, то вы можете скачать приложения с официального сайта Microsoft .
Проигрыватель для HEVC.
Если же у вас либо другая ОС, например Windows 7, или просто ваш компьютер не столь мощный, то вы можете скачать плейер, с поддержкой HEVC, например WindowsPlayer. Данный плейер, вы можете скачать с официального сайта программы .
Заключение
Начните искать HEVC (или H.265) в качестве позиции на телевизорах, проигрывателях Blu-ray и других медиаплеерах в будущем. Почти все основные модели начиная с моделей 2014 года выпуска включают необходимый аппаратный декодер, хотя лучше сразу убедится, что он действительно есть, чем потом жалеть о покупке.
Было много ворчаний во время перехода на H.264 / AVC при появлении Blu-ray. Теперь тоже самое происходит и появлением HEVC. Но более низкие скорости передачи данных при сохранении качества — это хорошо для всех.
С момента появления первого 4K контента возникла одна общая проблема - 4К весит слишком много. О будущем 8K Ultra HD лучше и вовсе не упоминать. Нужны огромные дисковые массивы для хранения сырого материала и неоправданно большие для хранения конечного продукта и его продвижения на оптических носителях или в Интернете. Потому еще 2 года назад были ускорены работы над созданием нового стандарта кодирования и результатом стал H.265, также известный как High Efficiency Video Coding (HEVC).
Областями применения нового стандарта в первую очередь являются вещательное телевидение, мультимедиа и видеонаблюдение. Новый кодек является важным ключом к переходу на более высокое качество изображения и поможет уменьшить нагрузку на сети. H.265 при вдвое меньшем битрейте обеспечивает такое же визуальное качество, что и нынешний H.264 / MPEG-4 Part 10 Advanced Video Coding (AVC), которым сейчас сжато большая часть видео в Интернете. Например, сейчас онлайн-кинотеатры для передачи сжатого Н.264 видеопотока 1080p/30 используют битрейт примерно 4-6 мегабит в секунду, а у изображения эквивалентного качества, сжатого Н.265, битрейт вроде как упадет до 2-3 мегабит в секунду. На самом деле цифра в 50% прежде всего касается относительно несложных сцен, где отсутствуют резкие перепады контрастности и не наблюдается интенсивных перемещений объектов и фона. Реальные цифры на произвольном видео скорее всего близки к отметке 30%, но и это улучшение радует.
Стандарт HEVC даcт толчок новому этапу инноваций, начиная от мобильных устройств до телевидения в формате Ultra HD. Также изменения затронут коллекции видеоконтента в онлайн-кинотеатрах, системах VOD, OTT и тому подобное. А вдобавок H.265 будет основой для кодирования видео на уже анонсированных дисках 4K Blu-ray.
Хочется акцентировать внимание на основных новшествах H.265, чтобы отбросить все сомнения в происхождении стандарта и версию, что он является очередным маркетинговым трюком. Ведь такого рывка технологий как между MPEG-2 и Н.264 здесь не наблюдается, а у старичка Н.264 есть еще порох в пороховницах.
Можно выделить следующие основные улучшения:
*
Поддержка разрешений вплоть до так называемого 8К Ultra HD (8192 х 4320 = 35 мегапикселов).
*
Максимальный размер блока. В стандарте H.264 это 256 пикселов (16 x16), а в стандарте H.265 максимум в 16 раз больше (4096 = 64 x 64). В Н.265 размер блока выбирается самим алгоритмом в процессе кодирования в зависимости от содержания кодируемого изображения.
*
Возможность параллельного декодирования. В отличие от H.264, декодеры H.265 позволяют раздельно и одновременно обрабатывать различные части одного и того же кадра, что на полную задействует преимущества многоядерных процессоров и существенно ускоряет воспроизведение.
*
Произвольный доступ к изображениям (Clean Random Access). Декодирование произвольно выбранного кадра видеоряда производится без необходимости декодирования каких-либо предшествующих ему в потоке изображений. В H.265 не требуется вставка промежуточных опорных кадров (I-frames), которые еще и заметно увеличивают битрейт видео.
*
10-битное цветовое кодирование и высокое качество цветопередачи, которое обеспечивает «верхний» профиль Main 10. Все существующие стандарты предлагают всего 8 бит. Технология HEVC также может использоваться и для фотографии (вместо 8 бит JPEG можно сохранить снимок с гораздо меньшим размером и поднять дискретизацию до 10 бит, что придаст снимку плавные градации яркости и цветов).
*
H.265 предусматривает автоматическое определение типа развертки, но изначально ориентирован на обработку прогрессивного видео (вплоть до 120 кадров). Впрочем, никаких проблем не возникнет и в работе с чересстрочной разверткой.
И в заключение несколько слов о сроках этой мини-революции. Сколько же времени должно произойти, чтобы H.265 стал популярным и доступным? На мой взгляд речь идет о 2-3 годах. Чипы для H.265 в силу его усложненной математической базы нуждаются в улучшенной производительности и большем количестве энергии, чем в случае H.264. Но уже по состоянию на осень 2014 года появляются первые смартфоны со съемкой 4K видео с HEVC кодированием, в ближайшее время новым чипом будут оснащаться все бытовые камеры DSLR, а следом подтянутся телевизоры средней ценовой категории и медиаплееры. К 2017 году H.265 станет стандартом для потоковой передачи фильмов и роликов на онлайн-сервисах подобных Netflix и YouTube, а после за судьбу кодека уже можно будет не беспокоиться.
Видео 4K занимает тонну пространства, что затрудняет загрузку и потоковое вещание в лучшем качестве. К счастью, одна технология меняет это, и она известна как High Efficiency Video Coding (HEVC) или H.265 .
Потребуется много времени, чтобы эта новая технология стала вездесущей, но это происходит: 4K UHD Blu-ray использует HEVC, VLC 3.0 воспроизводить 4K с помощью надежного HEVC, а iPhone может даже сохранить записанное видео в HEVC для экономии памяти.
Но как это работает, и почему так важно для видео 4K?
Текущий стандарт: AVC/H.264
Когда вы смотрите диск Blu-ray, видео на YouTube или фильм из iTunes, все они имеют идентичный исходный файл, который был получен в студии редактирования. Чтобы разместить этот фильм на диске Blu-ray или сделать его достаточно маленьким, чтобы удобно загружать из интернета, видео должно быть сжато .
AVC также использует межкадровое сжатие , которое рассматривает несколько кадров и отмечает, какие части кадра меняются, а какие нет. Алгоритм сжатия также развивает фрейм на макроблоки и говорит: «Знаешь что? Эти куски не меняются 100 кадров подряд, поэтому давайте просто отображать их снова, вместо того, чтобы хранить все части изображения 100 раз». Это может значительно уменьшить размер файла.
Это всего лишь два упрощенных примера использования методов AVC/H.264 . Но, они позволяют сделать видеофайл более эффективным, не ставя под угрозу качество.
Конечно, любое видео потеряет качество, если вы слишком сильно его сжимаете, но чем умнее эти методы, тем сильнее вы можете сжать видео без больших потерь.
HEVC/H.265 сжимает видео более эффективно
Высокоэффективное видеокодирование, также известное как HEVC или H.265 , является следующим шагом в этой эволюции. В нем реализовано множество методов, используемых в AVC/H.264, чтобы сделать сжатие видео еще более эффективным .
Например, когда AVC просматривает несколько кадров на наличие изменений, макроблоки могут иметь несколько разных форм и размеров, максимум до 16×16 пикселей. С HEVC эти фрагменты могут быть размером до 64×64, что намного больше, чем 16×16, это означает, что алгоритм может запоминать меньшее количество фрагментов, тем самым уменьшая размер общего видео.
Опять же, в HEVC используются другие методы, но это одно из самых больших улучшений – оно позволяет HEVC сжимать видео вдвое сильнее, чем AVC, при том же уровне качества. Это особенно важно для видео 4K , которое занимает огромное пространство с AVC. HEVC делает 4K видео намного более удобным для потоковой передачи, загрузки или копирования на ваш жесткий диск.
HEVC медленнее без аппаратного декодирования
HEVC является утвержденным стандартом с 2013 года, так почему его не используют во всех видео?
Алгоритмы сжатия H.265 сложны – для вычисления этого процесса на лету требуется очень много «математики». Существует два основных способа, которыми компьютер может декодировать это видео: программное декодирование , при котором он использует процессор компьютера для выполнения этих расчетов, и аппаратное декодирование , при котором он переносит нагрузку на графическую карту (или интегрированный графический чип на процессоре). Графическая карта намного эффективнее, если у нее есть встроенная поддержка кодека видео, которое вы пытаетесь воспроизвести.
Таким образом, хотя многие ПК и программы могут пытаться воспроизвести видео HEVC, оно может «заикаться» или быть очень медленным без аппаратного декодирования. Таким образом, HEVC не принесёт много пользы, если у вас нет видеокарты и видеопроигрывателя, которые поддерживают аппаратное декодирование HEVC .
Это не проблема для автономных устройств воспроизведения. 4K проигрыватели Blu-ray, в том числе Xbox One, уже сконструированы с учетом HEVC. Но когда дело доходит до воспроизведения видео HEVC на компьютере, всё становится сложнее.
Вашему устройству потребуется одно из следующих аппаратных средств для быстрого декодирования видео HEVC:
- Intel 6-го поколения «SkyLake» или более новые процессоры
- AMD 6-го поколения «Carizzo» или более новые APU
- NVIDIA GeForce GTX 950, 960 или более новые видеокарты
- AMD Radeon R9 Fury, R9 Fury X, R9 Nano или более новые графические карты
Вам также понадобится использовать операционную систему и видеоплеер, который поддерживает не только видео HEVC, но и аппаратное декодирование HEVC, – этот момент немного «мутный». Многие приложения имеют поддержку аппаратного декодирования HEVC, но в некоторых случаях оно может работать только с некоторыми фишками из списка выше. Возможно, вам придётся включить аппаратное ускорение в вашем плеере, чтобы он работал правильно.
С течением времени большее количество компьютеров сможет обрабатывать видео такого типа, и больше плееров будут поддерживать H.265. Для этого может потребоваться некоторое время, чтобы стандарт стал повсеместным, и до этого Вам придётся хранить свои 4K видео в AVC/H.264 при больших размерах файлов (или сжимать их больше и терять качество изображения). Но чем шире будет поддерживаться больше HEVC/H.265, тем лучше будет видео.
В новых операционных системах iOS 11 и macOS High Sierra Apple поддерживается новый видеоформат HEVC, который пришел на смену предыдущему стандарту под названием H.264/AVC. Этот стандарт наиболее часто использовался на устройствах Mac и iOS.
Итак, почему же Apple приняла решение использовать формат HEVC? В чем же его прелесть для конечного пользователя?
Что такое высокоэффективное видеокодирование HEVC?
Высококачественное кодирование видеосигналов HEVC, также известное как H.265, представляет собой стандарт сжатия видеоизображения нового поколения, разработанный группой экспертов по кодированию под названием Joint Collaborative Team on Video Coding.
Видеоформат HEVC существует с 2013 года, а – это стандартная версия фотоформата, поддерживающаяся как iOS 11, так и на macOS High Sierra.
Какие имеет достоинства видео формат HEVC?
Apple приняла решение использовать HEVC по двум причинам: во-первых, это видео более высокого качества, во-вторых, оно имеет самый лучший коэффициент сжатия. Стандарт H.265 позволяет сжать видеофайл H.264 / AVC примерно в половину (или половину битовой скорости).
Другими словами, видеофайл HEVC обеспечивает значительно лучшее качество изображения, чем файл AVC с таким же размером и скоростью передачи. Видео, закодированные в H.265, обычно демонстрируют меньше дефектов сжатия и обеспечивают более плавное воспроизведение, чем видео, закодированные с использованием AVC. Однако, результаты могут варьироваться в зависимости от типа контента и настроек используемых кодировщиком.
Согласно данным Apple, H.265 может сжимать 4K видеофайлы AVC размер которых будет на 40 процентов меньше, не теряя при этом качество. Это означает, что пользователи, которые переходят на iOS 11 и macOS High Sierra, смогут принимать высококачественные видео и при этом не тратить много места на их хранение.
В то же время, передача видеофайлов высокого разрешения между устройствами и сетями потребует значительно меньшей пропускной способности.
Это шаг вперед! Взять хотя бы в расчет то, что для нового Apple TV существует большое количество файлов форматом 4K. Передача подобного рода данных может занять приличное количество времени, однако данная технология сможет снизить временные затраты на 40 процентов.
Чем смотреть HEVC формат на компьютере и телевизоре?
Многие пользователи задаются вопросом, чем смотреть HEVC?
Все устройства Apple под управлением iOS 11 и Mac на High Sierra будут поддерживать воспроизведение HEVC. Также устройства iOS и новейшие Macintosh 2017 поддерживают ускорение аппаратного кодирования/декодирования, обеспечивая более высокую производительность, расходуя при этом меньше энергии.
Что касается программного обеспечения, которое может воспроизводить файлы с кодировкой H.265, то тут есть множество вариантов:
- VLC Media Player
- KMPlayer
- Media Player Classic – Black Edition (MPC-BE)
- GRETECH GOM Player
- Daum Pot Player
- K-Lite Codec Pack
- 5KPlayer
- Blu-ray Media Player
- Xbox One
Если вы используете macOS или iOS, то лучший выбор для вас – это VLC Media Player. На устройствах Android вы сможете воспроизводить файлы HEVC с помощью MX Player используя программное декодирование (если ваше устройство достаточно мощное).
Если это так, то и MX Player, и приложение Plex будут идеальным выбором, так как оба поддерживают воспроизведение HEVC. Обратите внимание, что некоторые устройства имеют блоки декодирования H.265 в своих SoC.
Таким образом, несмотря на то, что преимущества кодирования H.265 очевидны, воспроизведение таких файлов ограничено на персональных компьютерах, некоторых смартфонах, планшетах и консолях. Точна такая же проблема обстоит с некоторыми медиаплеерами. На данный момент именно проблема совместимости является недостатком для кодирования всей медиа-библиотеки в H.265.
В данной статье мы попытаемся понять, отвечает ли видеокодек нового поколения возлагаемым на него надеждам?
Видеокодек нового поколения High Efficiency Video codec (HEVC), известный также как H.265, стал важной вехой видеоиндустрии 2013 года. В течение последних 12 месяцев было много сказано о H.265 и новых технологиях кодирования видео, однако сегодня впервые можно просто сесть и внимательно изучить этот самый кодер нового поколения (хоть и существующий лишь в версии, предшествующей альфа-тестированию), а также протестировать его качества в плане работы с видео. Мы рассмотрим в едином ключе качество отображения видео и размеры сжатия потока нового кодека, сравнив его с предыдущим — H.264, а также изучим производительность в Sandy Bridge-E, Ivy Bridge и Haswell.
Преимущества H.265
Кодек H.264 был вполне успешным проектом. Это весьма гибкий кодек, который получил широкое применение в сетях распространения потокового видео, на спутниковых платформах, а также при записи Blu-ray дисков. Он весьма хорош для масштабирования, благодаря чему он был предложен в качестве стандарта для 3D с частотой кадров 48-60 в секунду, и даже для 4К. И он вполне справляется с этими задачами. Стандарт, принятый для Blu-ray дисков, пока не включает в себя каких-либо рекомендаций относительно данных технологий, однако кодек H.264 сам по себе способен их поддерживать.
Проблема кодека H.264 заключается в том, что будучи в принципе способным кодировать видео в этих форматах, он не может обеспечить степень сжатия, которая бы сделала размеры получаемых файлов приемлемыми. Потребовался новый стандарт, который бы смог существенно уменьшить размеры получаемых после сжатия файлов и тем самым заслужил бы международное признание в качестве средства продвижения новых форматов видео. Так и появился на свет H.265. Он был разработан таким образом, чтобы используя новые технологии сжатия и более умную модель кодирования/декодирования, наиболее экономно использовать пропускные ресурсы канала.
В отличие от H.264, который хоть и может быть использован для поддержки 4К-телевидения, всё же он не создавался для этого формата, а H.265 разрабатывался с учётом всех особенностей 4К, включая поддержку 10-битового видео и высокой частоты кадров. Это только начало, и нынешняя, зародышевая версия кодека имеет некоторые ограничения. Она поддерживает 8-битовый цвет и даёт цветовую модель YUV, однако и данную тестовую версию много кому хотелось бы увидеть в работе. Поэтому группа исследователей, вооружившись только скомпилированным энкодером и несколькими тестовыми клипами, решила проверить – на что же способен новый кодек?
Первое, что их интересовало – это размеры файлов. Исследователи решили сравнить размеры элементарных видеопотоков. При этом следует учесть, что речь шла исключительно о видео – звук не кодировался ни в одном из случаев.
Размеры кодирования определялись настройками квантователя, где более низкие q-показатели соответствовали более высокому качеству (и большему размеру файлов). Базовый кодированный файл состоит из 500 кадров, его размер – 1,5 Гб, YUV 4:2:0, частота кадров – 50 в секунду. Для сравнения использовался элементарный размер потокового файла, потому что он отображает то, что передаётся на декодер для создания изображения на выходе. Исследователи работали с элементарными потоками, потому что на данной стадии проекта (предшествующей альфа-тестированию) размер декодируемого файла всегда составляет 1,5 Гб, вне зависимости от уровня качества, выбранного при его создании.
Это помогает понять основу тех преимуществ, которые может предложить H.265 в сравнении с H.264. И хотя в большинстве случаев он не даёт 50% экономии пропускной способности канала, результат близок к этой цифре. При установке q=24 в квантователе мы получаем файл размером 57% от созданного в H.264, при установке q=30 – 59%, а q=40 даёт 47%. Конечно, при установке q=40 финальный файл далёк от совершенства, однако он позволяет экономить пропускную полосу более, чем вдвое.
Производительность и качество картинки
Следующий вопрос, который интересовал исследователей, – это производительность. Известно, что в сравнении с H.264, H.265 требует большего количества «лошадиных сил» для кодирования и декодирования. Впрочем, разработчики обещают усилить роль параллельных вычислений при кодировании и декодировании, чтобы ускорить эти процессы. Подразумевается, что поддержка OpenCL станет реальной рано или поздно, а это значит, что предложения вроде HAS от AMD могут получить дополнительные очки от поддержки x265 в этом году.
В настоящее время исследователи были ограничены в выборе процессора, однако представитель MultiCoreWare Том Воган уверил их, что команда разработчиков активно работает над многопоточностью. Группа исследователей решила испытать возможности тестового декодера, используя Sandy Bridge-E, Ivy Bridge и Haswell. Исследователи экспериментировали с несколькими различными уровнями параллелизации, однако в итоге решили остановиться на числе физических ядер в системе (6, 4 и 4). Была задействована функция гипер-поточности, но установка параллелизации в 12/8 потока лишь не намного ускорила процесс кодирования.
Параллелизация показала неплохие результаты производительности. Sandy Bridge-E с его шестью ядрами опережает четырёхядерный Ivy Bridge. Ivy Bridge также уступает модели Haswell благодаря поддержке последней AVX2 и лучшим характеристикам производительности. Если сравнивать время кодирования с x264, даже при самых медленных установках, кодирование при помощи x265 идёт намного больше. К примеру, файл, который Ivy Bridge 3770K кодировал в H.264 за 129 секунд, в H.265 кодировался на протяжении 247 секунд. Впрочем, не забывайте о том, что речь идёт о самой-самой первой тестовой версии.
Не менее интересным для исследователей был и вопрос качества. Насколько качество видеофайла, кодированного в H.265, будет отличаться от исходного некомпрессированного видео? Для изучения вопросов, связанных с качеством, исследователи решили выбрать фрагмент баскетбольного матча. Файл, записанный с частотой 50 кадров в секунду, был полон моментов, демонстрирующих быстрые движения, которые очень часто приводят к зависаниям процессоров или «дёрганию» картинки. Согласитесь, если эта «болезнь» будет также свойственна H.265, то его возможность создавать относительно небольшие видео-файлы будет нивелирована плохим качеством.
Elmedia Player для Мак поддерживает h.264 и h.265 кодеки.
Итак, вашему вниманию представлены скриншоты оригинального некомпрессированного YUV видео, а также видео, кодированного в H.265 при показателях q=24, и видео, кодированного в H.264 при показателях q=24.
Как мы видим, разница здесь минимальна. Деревянный пол под прыгающим игроком немного менее размыт в H.264 варианте, однако качество H.265 варианта – феноменально, при том, что размер этого файла примерно вдвое меньше. А как на счёт установок с меньшим качеством? Вот скриншоты видео, кодированного в H.265 и H.264 с показателем q=30. Первым идёт скриншот видео, сжатого в H.265.
При установке квантователя q=30 (размеры файлов соответственно 6.39 Мб и 10.87 Мб) показатели качества потокового видео при использовании кодека H.265 оказались лучшими, чем у потока, кодированного в H.264. Разумеется, группа исследователей, проводившая данные опыты, не собирается возводить полученные результаты в абсолют – как всегда, большое значение имеют параметры кодирования, которые требуют настройки. Однако после более года ожидания, «джинн» по имени H.265, наконец, вышел из бутылки, и уже очевидно, что новый стандарт компрессии сможет оправдать возложенные на него ожидания.
Тем временем поддержка кодирования/декодирования уже очень скоро будет доступна во многих изделиях. Современные процессоры более чем готовы к декодированию H.265 при наличии соответствующего программного обеспечения. Поддержка OpenCL ожидается в ближайших итерациях. А аппаратная поддержка от производителей графических процессоров – таких, как AMD, Intel и Nvidia – дело ближайшего будущего. Возможно, она и не появится в ближайших моделях, которые вот-вот выйдут на рынок, но определённо появится в недалёком будущем. Эти три компании уже включили в свои изделия поддержку дополнительных источников видеоинформации, как отмечается в презентации H.265, поскольку видео становится обычным явлением в любых устройствах.
В долгосрочной перспективе H.265, скорее всего, заменит H.264 в качестве главного решения для расширенной обработки видео. Впрочем, всё будет зависеть ещё и от того, насколько сильнее будет разряжать батареи процесс обработки H.265 видео по сравнению с H.264. Мы сможем об этом узнать только тогда, когда появится полноценное «железо» для работы с этим стандартом, однако пока предположения весьма оптимистичны. Параллельная модель H.265 кодирования, несомненно, должна хорошо показать себя на фоне многоядерных устройств будущего.
