O que é o vídeo HEVC H.265 e por que é tão importante para filmes em 4K?

O 4K é a próxima grande novidade nas TVs e os vídeos em 4K estão começando a aparecer em todos os lugares. Mas o vídeo 4K ocupa muito espaço, o que dificulta o download e o fluxo na melhor qualidade possível. Felizmente, uma tecnologia está mudando isso, e é conhecida como High Efficiency Video Coding (HEVC), ou H.265.

Está demorando para que essa nova tecnologia se torne onipresente, mas isso está acontecendo - Blu-rays 4K UHD usam HEVC, VLC 3.0 faz vídeos HEVC e 4K mais assistidos em seu PC, e o iPhone pode até salvar vídeos gravados em HEVC para economizar armazenamento espaço. Mas como funciona e por que é tão importante para o vídeo 4K?

O padrão atual: AVC / H.264

Quando você assiste a um disco Blu-ray, a um vídeo do YouTube ou a um filme do iTunes, ele não é idêntico ao vídeo bruto original que sai da sala de edição. Para encaixar esse filme em um disco Blu-ray ou torná-lo pequeno o suficiente para baixar confortavelmente da web, o filme tem que ser comprimido.

O Advanced Video Coding, também conhecido como AVC ou H.264, é o melhor padrão para compactação de vídeo em uso generalizado, e existem alguns métodos diferentes usados para tentar reduzir o tamanho do arquivo de seu vídeo..

Por exemplo, em qualquer quadro, ele pode procurar áreas com a mesma cor. Pegue esse quadro imóvel de mim e do meu filho - grande parte do céu tem a mesma cor azul, então o algoritmo de compactação pode dividir a imagem em pedaços chamados "macroblocos" - e dizer "ei, em vez de lembrar a cor de cada um pixel, podemos apenas dizer que todos esses pedaços no topo são da mesma cor azul. ”Isso é muito mais eficiente do que armazenar a cor de cada pixel individual, o que reduz o tamanho do arquivo do quadro final. Em vídeo, isso é chamado compactação intra-frame-compactando os dados de um quadro individual.

AVC também usa compactação entre quadros, que analisa vários quadros e observa quais partes do quadro estão mudando - e quais não estão. Tire esta foto de Capitão América guerra civil. O fundo não muda muito - a maior parte da diferença entre os quadros está no rosto e no corpo do Homem de Ferro. Portanto, o algoritmo de compactação pode dividir o quadro nesses mesmos blocos de macroblocos e dizer “sabe de uma coisa? Esses pedaços não mudam para 100 quadros, então vamos apenas exibi-los novamente em vez de armazenar a imagem inteira 100 vezes. ”Isso pode reduzir drasticamente o tamanho do arquivo.

Estes são apenas dois exemplos simplificados dos métodos que o AVC / H.264 usa, mas você entende. Tudo se resume a tornar o arquivo de vídeo mais eficiente sem comprometer a qualidade. (Obviamente, qualquer vídeo perderá qualidade se você comprimir demais, mas quanto mais inteligentes forem essas técnicas, mais você poderá compactar um vídeo antes de chegar a esse ponto.)

HEVC / H.265 comprime vídeos com mais eficiência, perfeito para vídeo 4K

A codificação de vídeo de alta eficiência, também conhecida como HEVC ou H.265, é o próximo passo nessa evolução. Ele desenvolve muitas das técnicas usadas no AVC / H.264 para tornar a compactação de vídeo ainda mais eficiente.

Por exemplo, quando o AVC examina vários quadros para alterações, como Capitão América exemplo acima - os “blocos” de macroblocos podem ter algumas formas e tamanhos diferentes, até um máximo de 16 pixels por 16 pixels. Com o HEVC, esses blocos podem ter até 64 × 64 em tamanho - muito maiores que 16 × 16, o que significa que o algoritmo pode lembrar de menos pedaços, diminuindo assim o tamanho do vídeo em geral..

Você pode ver uma explicação mais técnica desta técnica neste excelente vídeo da HandyAndy Tech Tips:

Novamente, há outras coisas acontecendo no HEVC, mas essa é uma das maiores melhorias - e quando tudo estiver dito e feito, o HEVC pode compactar vídeos duas vezes mais do que o AVC com o mesmo nível de qualidade. Isto é particularmente importante para o vídeo 4K, que ocupa uma grande quantidade de espaço com o AVC. HEVC torna o vídeo 4K muito mais fácil de transmitir, baixar ou copiar para o seu disco rígido.

A captura: HEVC é lenta sem descodificação acelerada de hardware

HEVC tem sido um padrão aprovado desde 2013, então por que não usamos para todos os vídeos já?

Esses algoritmos de compactação são complexos - é preciso muita matemática para descobrir isso instantaneamente enquanto um vídeo é reproduzido. Há duas maneiras principais de um computador decodificar este vídeo: decodificação de software, na qual ele usa a CPU do seu computador para fazer essa matemática ou decodificação de hardware, na qual ele transfere a carga para sua placa gráfica (ou o chip gráfico integrado em seu computador). CPU). Uma placa gráfica é muito mais eficiente, contanto que tenha suporte interno para o codec do vídeo que você está tentando reproduzir.

Assim, enquanto muitos PCs e programas podem tentativa Para reproduzir um vídeo HEVC, ele pode gaguejar ou ficar muito lento sem decodificação de hardware. Então, HEVC não faz muito bem a menos que você tenha uma placa de vídeo e um player de vídeo que suportem a decodificação de hardware HEVC.

Este não é um problema para dispositivos de reprodução independentes - os players de Blu-ray 4K, incluindo o do Xbox One, são todos construídos com o HEVC em mente. Mas quando se trata de reproduzir vídeos HEVC no seu PC, as coisas ficam mais difíceis. Seu computador precisará de uma das seguintes peças de hardware para decodificar o hardware do vídeo HEVC:

Intel "Skylake" de 6ª geração ou CPUs mais recentes
AMD 6ª geração “Carizzo” ou APUs mais recentes
Placas gráficas NVIDIA GeForce GTX 950, 960 ou mais recentes
AMD Radeon R9 Fúria, R9 Fury X, R9 Nano ou placas gráficas mais recentes

Você também precisará usar um sistema operacional e player de vídeo que suporte não apenas vídeo HEVC, mas decodificação de hardware HEVC - e isso é um pouco irregular no momento. Muitos jogadores ainda estão adicionando suporte para decodificação de hardware HEVC e, em alguns casos, ele pode funcionar apenas com determinados chips da lista acima. No momento da redação deste artigo, o VLC 3.0, o Kodi 17 e o Plex Media Server 1.10 suportam alguma forma de decodificação de hardware HEVC, pelo menos para determinados cartões. Você pode ter que habilitar a aceleração de hardware no seu player de escolha para que ele funcione corretamente,.

Com o passar do tempo, mais computadores serão capazes de lidar com este tipo de vídeo, e mais jogadores irão suportá-lo mais amplamente - exatamente como fazem com o AVC / H.264 agora. Pode levar algum tempo até que se torne onipresente e, até lá, você terá que armazenar seus vídeos em 4K em AVC / H.264 em tamanhos gigantes de arquivos (ou comprimir mais e perder a qualidade da imagem). Mas quanto mais HEVC / H.265 se tornar amplamente suportado, melhor será o vídeo.

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