Статьи

Простыми словами о видеокодеках 4K

Если у вас есть опыт трансляции или записи видеосигнала, вы наверняка знаете, что такое видеокодеки. Видеокодек – это устройство или программа, которая позволяет вам сжимать (кодировать) большие видеофайлы для последующего просмотра или редактирования – название образуется одновременно из таких английских слов – «compressor/decompressor» (компрессор/декомпрессор) и «code/decode» (кодировать/декодировать).

В контексте особенностей профессиональных настроек прямой трансляции или записи кодеки уменьшают размер (или битрейт) потока данных, позволяя осуществлять передачу данных на широкую аудиторию. Например, сжатый сигнал формата 1080p30 обычно занимает около 4–8 Мбит/с, в то время как несжатой версии сигнала потребовалось бы 1.5 Гб/с – а это в 250 раз больше! С учетом современных ограничений пропускной способности сети было бы практически невозможно осуществить трансляцию с таким высоким битрейтом без использования видеокодеков.

Прямая трансляция в 4K?

Трансляция или запись с разрешением 4K, если таковая возможна, определенно имеет свои преимущества. Это, прежде всего, качество и четкость видео, а также широкие возможности для дальнейшей обработки.

С точки зрения форматов и кодеков, разрешение 4К (3840х2160 пикселей) содержит в четыре раза больше пикселей, чем самое популярное современное разрешение Full HD (1920×1080), т.е. в одном кадре вы можете транслировать значительно больше данных для вашей аудитории.

К счастью, уже появились новые кодеки, которые позволяют работать с разрешением 4К и выше.

Кодек H.265 – оптимальный выбор для 4K

H.265, также известный как HEVC, - это преемник кодека современного поколения H.264 (известного как AVC), который способен кодировать/декодировать видеосигнал с разрешением 4K. HEVC устанавливается на большинство телевизоров 4K и компьютерных мониторов. При кодировании H.265 потребляет до 8-10 раз больше вычислительной мощности, чем H.264, тем самым делая HEVC непригодным для трансляции небольших или средних по объему данных с использованием последних технологий. Ресурсы, предоставляющие видео по запросу, как например Netflix, обычно кодируют свой видео-контент заблаговременно, прежде чем сделать его доступным для пользователей. При этом такие ресурсы могут себе позволить как дополнительные вычислительные мощности, так и увеличение времени кодирования, что является необходимым для HEVC при трансляции видео 4K на более низких битрейтах.

Обратите внимание, что старые форматы и кодеки (AVC/H.264) по-прежнему способны обрабатывать видео с разрешением 4K, а разница заключается в том, что новые, типа HEVC, делают это более эффективно. При этом качество видео при увеличенной степени сжатия стало лучше, и это не сказалось на битрейте. HEVC, способный поддерживать разрешения до 8K (8192×4320) – это видео-формат будущего!

При этом нет никаких расходов для конечных пользователей, связанных с HEVC/H.265, в то время как производители оборудования, поставщики платных программ и потоковых сервисов обязаны выплачивать роялти за использование HEVC технологии в своих продуктах и/или услугах. Наглядным примером могут стать современные телевизоры или мониторы 4К, в которые кодек H.265 встраивается при производстве, а пользователи фактически получают его бесплатно при покупке соответствующего устройства.

Бесплатные сервисы видео-трансляций (например, YouTube) традиционно были освобождены от выплаты отчислений – но это не коснулось HEVC. Такое исключение породило ряд интересных совместных разработок известных высокотехнологических компаний в сфере создания новых видео-форматов с открытым источником.

«Alliance for Open Media»

Недовольные правилами лицензирования и патентными отчислениями, связанными с HEVC, такие технологические гиганты, как Microsoft, Google, Mozilla, Cisco, Intel, Netflix и Amazon сформировали новый консорциум: Alliance for Open Media (АОМ). Это некоммерческая организация, нацеленная на разработку нового поколения видеокодеков, форматов кодирования видео и связанных с ними технологий. К 2016-2017 годам AOM планирует внедрить новую технологию, позволяющую более эффективно сжимать видеоданные, что в свою очередь существенно снизит нагрузку на интернет-соединение и заметно повысит возможности современных веб-сетей, передающих видео на персональные компьютеры, смартфоны, игровые консоли, потоковые приставки, телевизоры и т. п. Также при использовании нового формата не будет предусматриваться уплата роялти. Отсюда следует, что любая компания сможет создавать ПО, которое будет способно конвертировать, а также создавать файлы без необходимости в оплате лицензионных сборов.

Многие из членов группы уже внесли свой вклад в разработку нового поколения кодеков 4K; в Cisco создали Thor, Mozilla работает с Daala, а Google с VP9. Недавно к Альянсу присоединились AMD, ARM, Intel и Nvidia.

VP9 – самый популярный из кодеков 4K

Кодек VP9 имеет открытый исходный код и его использование не требует уплаты роялти. Популярностью он обязан использованию в веб-приложениях при постепенном переходе от технологии Flash к HTML5.

VP9 в настоящее время реализуется в следующих браузерах:

• Chromium и Google Chrome,
• Opera,
• Mozilla Firefox,
• Microsoft Edge.

Другим крупнейшим пользователем VP9 является популярная видео-платформа от Google, YouTube, которая предлагает VP9 для всех разрешений. Тем не менее, несмотря на популярность VP9 для интернет, у AOM есть большие планы на дальнейшую разработку кодеков 4K.

AV1 – будущее 4K кодеков для интернет

Сейчас члены AOM прилагают совместные усилия для разработки нового видео-формата свободного от уплаты роялти. Он носит название AOM Video (AV) и создается на основе VP9 и технологии на базе кодеков Thor (от Cisco) и Daala (от Mozilla). Первая версия AV1, вероятнее всего, будет выпущена к марту 2017 года.

Цель AV1 – повысить эффективность битрейта по сравнению с HEVC и VP 9 примерно на 50% при поддержке более высоких разрешений (т.е. 4K).

Учитывая, какие именно компании формируют AOM, можно предположить, что AV1 будет поддерживаться крупнейшими браузерами (Mozilla, Microsoft, Google), известными дистрибьютерами контента (Netflix, Amazon, YouTube) и многими производителями оборудования.

Что значат 4K кодеки для прямой трансляции?

Как мы уже упоминали выше, новые кодеки типа H.265 меньше подходят для прямых трансляций, так как процесс кодирования видеосигнала с использованием данных кодеков у стандартного компьютера занимает гораздо больше времени и требует значительной вычислительной мощности. До тех пор, пока новые технологии не станут менее затратными в плане использования компьютерных ресурсов, рекомендуем придерживаться кодеков H.264/AVC для потокового передачи данных в режиме реального времени. Кодеки с открытым исходным кодом, такие как VP9, в настоящее время не входят в программное/аппаратное обеспечение большинства устройств – но это может измениться в ближайшем будущем.

Тем не менее, не важно, какой тип 4K кодека или видео-формата вы предпочли бы, у вас в любом случае есть возможность трансляции или записи в 4K с помощью адаптивной потоковой технологии. Даже если вы кодируете сигнал в одном формате, например, в AVC, большинство потоковых сервисов, таких как YouTube, автоматически перекодируют ваш H.264-поток в VP9 (или AV1 в будущем).

Пользователи наших устройств для захвата, записи и трансляции сигнала могут быть уверены, что продукция Epiphan с поддержкой 4K гарантировано работает с разрешениями 4K, и теперь ваши трансляции будут еще более яркими и динамичными.