Распространённый в «нулевых» формат DVD, основанный на кодеке MPEG2, по мере появления телевизоров и мониторов с высоким разрешением уже не мог удовлетворять возросшим требованиям к качеству видео. Поэтому появление в 2003 году формата кодирования H.264 было воспринято в основном доброжелательно. Но со временем и этот стандарт перестал отвечать современным нуждам – требовался такой кодек, который бы обеспечивал меньший размер файла при том же битрейте (или увеличенный битрейт при неизменном объёме видеофайла). Так появился усовершенствованный формат H.265, именуемый также HEVC, позволивший уменьшить размеры файлов на 30-50% при сравнимом качестве. В нём реализована поддержка разрешения уровня 8К (8192×4320 пикселей). Насколько успешно продвигается этот стандарт? Давайте разбираться.
Что такое формат H.265 (HEVC)
High Efficiency Video Coding на сегодняшний день является самым современным и продвинутым видеокодеком. Если H.264 (AVC), основанный на кодеке MPEG, был ориентирован на воспроизведение FullHD видео, то его сменщик способен сжимать видеоряд до разрешения UHDTV, или 8К.
Что интересно, к разработке более совершенного стандарта приступили в 2004 году, то есть всего через год после начала внедрения AVC. Первоначально проект назывался H.NGVC, что расшифровывается как Next-generation Video Coding, а затем за стандартом закрепилось нынешнее эволюционное название. Перед экспертной группой VCEG стояла нелёгкая задача: повысить разрешение видео, добившись снижения битрейта, при этом не увеличивая вычислительные мощности оборудования. Требования, прямо скажем, противоречивые, поэтому в полной мере их реализовать не удалось.
И всё-таки разработчикам удалось добиться главного: увеличения максимального размера блока, основной единицы кодека, в 16 раз по сравнению с H.264, у которого он равен 16х16 пикселей. При этом была задействована технология блоков динамического размера, когда кодек во время сжатия видео сам выбирает оптимальное количество пикселей в блоке. Это и позволило новому формату легко поддерживать разрешение 8К, хотя и 4К на сегодня внедряется не такими быстрыми темпами, как хотелось бы. Добавьте сюда технологию параллельного кодирования, и вы получите кодек, способный сжимать видео до размера, на 25-50% меньше, чем у предшественника, при том же качестве.
Новый стандарт был утверждён только в 2012 году и поначалу имел ограниченное применение – в телевидении и IP камерах. Но когда в 2017 году поддержку HEVC реализовали в iOS 11, ситуация начала быстро меняться.
Преимущества HEVC по отношению к старым форматам
С выходом iOS 11 и macOS High Sierra Apple начала усиленно продвигать новые форматы для изображений (HEIF) и видео (HEVC). Задача упростилась в том плане, что новый кодек обеспечивал либо видео лучшего разрешения, либо меньшего размера, что в эпоху глобального обмена контентом имеет немаловажное значение – попробуйте передать по сети файл размером с 10-20 ГБ.
Использование блоков большего размера позволило также сократить время, затрачиваемое на кодирование и, что не менее важно, на декодирование, предотвращая фризы при просмотре видео.
Частично улучшения характеристик нового формата удалось добиться за счёт использования новых технологий, о которых мы уже упоминали. Но за всё нужно платить. В данном случае речь идёт о возрастании нагрузки на аппаратную часть, из чего следует вывод, что для обеспечения декодирования видео в формате HEVC потребуется более мощное оборудование. Второй негативный момент связан с тем, что соответствующие кодеки, по крайней мере, на начальном этапе распространения формата, встроены в популярные проигрыватели в ограниченном количестве. Ещё хуже обстоят дела с «железом» – только передовые модели телевизоров, медиаплееров, телевизионной техники и IP-камер умеют «переваривать» этот формат. Но это, разумеется, дело поправимое в среднесрочной перспективе. Во всяком случае, уже сейчас количество доступных аппаратных и софтверных декодеров стремительно растёт.
Что касается ПК, то поначалу H.265 поддерживали только видеокарты 970/980 от GeForce, а для кодирования среднего видео этого формата на более слабом оборудовании требовалось порядка 10 часов. Сегодня ситуация в этом плане гораздо более благоприятная, а дивиденды от использования HEVC очень даже ощутимы. Главное, что выгода будет тем больше, чем выше качество видео: для разрешения 720p, которое ещё совсем недавно было «золотым стандартом», размер файла будет примерно на 25% меньше, чем в формате H.264. Но для 4К выигрыш составит уже 50%, а если говорить о рипах Blue-ray, то здесь экономия достигается десятикратная, то есть видео такого качества вполне можно упаковать в каких-то 3-4 ГБ.
Рассмотрим основные особенности кодека HEVC с технической точки зрения:
- формат предусматривает поддержку 8-10-битных профилей Main, а в скором времени ожидается переход на 12-битные профили;
- кодек H.265 умеет компенсировать динамические кадры с потрясающей точностью – порядка 1/8 пикселя;
- применяются двумерные интерполяционные фильтры ASF трёх разновидностей: направленные, неразделимые, разделимые;
- реализована схема кодирования на основе сравнения и предсказания вектора движения;
- используется технология адаптивного предсказания ошибок и интеллектуального выбора параметров матрицы;
- в кодеке HEVC применяется зависящее от используемого режима внутрикадровое кодирование.
Разумеется, это не все технологические новшества, характеризующие новый кодек. Но и перечисленного вполне достаточно, чтобы специалист смог понять, на что способен новый формат.
Как использовать кодек HEVC
Разумеется, обычного пользователя больше интересует вопрос, чем смотреть видео в формате HEVC/H.265, нежели технические подробности реализации улучшенного стандарта.
Если не привязываться к видеоадаптеру, то самый простой вариант – это использование программных плееров. В частности, всем хорошо известного VLC. Его последняя версия гарантированно поддерживает новый формат.
Но по умолчанию поддержка HEVC здесь выключена, и чтобы смотреть видео, закодированное H.265, необходимо выполнить следующие действия:
- запускаем плеер, переходим во вкладку «Инструменты»;
- выбираем пункт «Настройки»;
- в открывшемся окне внизу кликаем по селектору «Все» (All), чтобы перейти к окну расширенных настроек программы;
- переходим в раздел «Вывод потока»;
- выбираем подпункт «Упаковщики»;
- в правом блоке выбираем из списка пункт «Видеоупаковщик HEVC/H.265»;
- жмём кнопку «Сохранить».
В результате вы получите возможность просматривать на компьютере видео, сжатое новым кодеком, вне зависимости от используемой операционной системы.
Примерно таким же способом можно установить HEVC/H.265 на Windows, используя последние версии других популярных медиаплееров – Media Player Classic, KMPlayer, GOM Player и других.
Поддержка H.265 реализована и в некоторых браузерах – Microsoft Edge (начиная с 16-й версии) и Safari (от одиннадцатой версии и выше).
Что касается MacOS High Sierra, то там с новым кодеком справляется стандартное приложение «Видео», хотя если вам нравятся сторонние плееры, то все вышесказанное остаётся справедливым. Аналогичная ситуация и с мобильными девайсами, работающими под iOS 11 – здесь главное, чтобы для воспроизведения нового формата хватило производительности устройства.
Что касается смартфонов и планшетов под Android, то на сегодня получить работающий кодек HEVC/H.265 можно только в приложении MX Player с тем же условием – производительности девайса должно хватать для воспроизведения видео нового формата.
Другое дело, что видео, записанного с использованием кодека HEVC, в сети пока не так много. Остаётся надеяться, что ситуация будет постепенно улучшаться, как это было с предшественником и разрешением 4К – сегодня количество каналов, вещающих в этом формате, растёт в арифметической прогрессии.
В немалой степени проблема касается и оборудования, способного поддерживать сверхвысокие разрешения – среди компьютерных мониторов таковых практически нет, да и телевизоры с разрешением 8192×4320 пикселей – пока не столь распространённое явление. Но технический прогресс не остановить…
