Vad är HEVC H.265 Video, och varför är det så viktigt för 4K-filmer?

4K är nästa stora sak i TV, och 4K-videon börjar dyka upp överallt. Men 4K-video tar upp massor av utrymme, vilket gör det svårt att ladda ner och strömma i bästa möjliga kvalitet. Tack och lov förändras en teknik det, och det är känt som High Efficiency Video Coding (HEVC) eller H.265.

Det tar lite tid för den här nya tekniken att bli allestädes närvarande, men det händer 4K UHD-Blu-strålar använder HEVC, VLC 3.0 gör HEVC och 4K-videoklipp mer synliga på din dator och iPhone kan till och med spara inspelad video i HEVC för att spara lagring rymden. Men hur fungerar det, och varför är det så viktigt för 4K-video?

Den nuvarande standarden: AVC / H.264

När du tittar på en Blu-ray-skiva, en YouTube-video eller en film från iTunes, är den inte identisk med den ursprungliga raw video som kommer ut från redigeringsrummet. För att passa den filmen på en Blu-ray-skiva, eller gör den tillräckligt liten för att ladda ner bekvämt från webben, måste filmen vara komprimerad.

Avancerad videokodning, även känd som AVC eller H.264, är den bästa standarden för videokomprimering i utbredd användning, och det finns några olika metoder som används för att försöka minska filstorleken på din video.

I en viss ram kan det till exempel leta efter områden som mestadels är samma färg. Ta den här stillbilden av mig och min son - mycket av himlen är samma färg blå, så komprimeringsalgoritmen kan dela upp bilden i bitar som kallas "macroblocks" - och säga "hej, istället för att komma ihåg färgen på varje pixel kan vi bara säga att alla dessa bitar längst upp är samma färg blå. "Det är mycket effektivare än att lagra färgen på varje enskild pixel, vilket sänker filstorleken på den slutliga ramen. I video heter detta intra-ram-kompression-komprimera data i en enskild ram.

AVC använder också komprimering mellan ramarna, som tittar på flera ramar och anteckningar vilka delar av ramen ändras och som inte är. Ta det här skottet från Kapten Amerika: Inbördeskrig. Bakgrunden förändras inte mycket - det mesta av skillnaden mellan ramar är i Iron Man ansikte och kropp. Så, komprimeringsalgoritmen kan dela upp ramen i samma makroblockbitar och säga "vet du vad? Dessa bitar ändras inte för 100 bilder, så låt oss bara visa dem igen istället för att lagra hela bilden 100 gånger. "Detta kan dramatiskt minska filstorleken.

Dessa är bara två överförenliga exempel på metoderna AVC / H.264 använder, men du får tanken. Det handlar om att göra videofilen mer effektiv utan att kompromissa med kvaliteten. (Naturligtvis kommer någon video att förlora kvalitet om du komprimerar den för mycket, men ju smartare dessa tekniker är desto mer kan du komprimera en video innan du kommer till den punkten.)

HEVC / H.265 komprimerar videoklipp mer effektivt, perfekt för 4K-video

Videokodning med hög effektivitet, även känd som HEVC eller H.265, är nästa steg i denna utveckling. Det bygger upp många tekniker som används i AVC / H.264 för att göra videokomprimeringen ännu effektivare.

Till exempel när AVC tittar på flera ramar för ändringar, som t.ex. Kapten Amerika Exempel ovan-dessa macroblock "bitar" kan vara några olika former och storlekar, upp till högst 16 pixlar med 16 pixlar. Med HEVC kan dessa bitar vara upp till 64 × 64 i storlek-mycket större än 16 × 16, vilket betyder att algoritmen kan komma ihåg färre bitar och därigenom minska storleken på den övergripande videon.

Du kan se en mer teknisk förklaring av denna teknik i den här härliga videoen från HandyAndy Tech Tips:

Återigen finns det andra saker som händer i HEVC, men det är en av de största förbättringarna - och när allt är sagt och gjort kan HEVC komprimera videoklipp dubbelt så mycket som AVC på samma kvalitetsnivå. Detta är särskilt viktigt för 4K-video, vilket tar upp mycket utrymme med AVC. HEVC gör 4K-video mycket lättare att strömma, ladda ner eller rippa till hårddisken.

Fångst: HEVC är långsamt utan maskinvaruccelerat avkodning

HEVC har varit en godkänd standard sedan 2013 - så varför använder vi det inte för alla videoklipp redan?

Dessa kompressionsalgoritmer är komplexa - det tar en massa matematik att räkna ut det här på fliken när en video spelas. Det finns två huvudsakliga sätt att en dator kan avkoda den här videon: programvarokodning, där den använder din dator CPU för att göra det matematik eller maskinvarokodning, där det hämtar belastningen på ditt grafikkort (eller det integrerade grafikkortet på din CPU). Ett grafikkort är mycket effektivare, så länge det har inbyggt stöd för kodningen av videon du försöker spela.

Så, medan många datorer och program kan försök att spela en HEVC-video kan den stampa eller vara mycket långsam utan maskinvarokodning. Så, HEVC gör dig inte så bra om du inte har ett grafikkort och en videospelare som båda stöder HEVC-maskinvarokodning.

Detta är inte ett problem för fristående uppspelningsenheter-4K Blu-ray-spelare, inklusive den i Xbox One, är alla byggda med HEVC i åtanke. Men när det gäller att spela HEVC-videor på din dator blir det tuffare. Din dator behöver en av följande hårdvaror för att maskinvara avkoda HEVC-video:

• Intel 6: e generationen "Skylake" eller nyare CPU: er
• AMD 6: e generationen "Carizzo" eller nyare APU
• NVIDIA GeForce GTX 950, 960 eller senare grafikkort
• AMD Radeon R9 Fury, R9 Fury X, R9 Nano eller senare grafikkort

Du måste också använda ett operativsystem och en videospelare som inte bara stödjer HEVC-video utan HEVC-maskinvarukodning, och det här är lite spottigt för tillfället. Många spelare lägger fortfarande till stöd för HEVC-maskinvarokodning, och i vissa fall kan det bara fungera med vissa chips från listan ovan. Vid tidpunkten för denna skrivning stöder VLC 3.0, Kodi 17 och Plex Media Server 1.10 alla typer av HEVC-maskinvarukodning, åtminstone för vissa kort. Du kanske måste aktivera hårdvaruacceleration i din spelare för att den ska kunna fungera korrekt.

Med tiden går fler datorer att kunna hantera den här typen av video, och fler spelare kommer att stödja det bredare, precis som de gör med AVC / H.264 nu. Det kan bara ta en stund för att det blir allestädes närvarande, och till dess måste du lagra dina 4K-videor i AVC / H.264 på jätte filstorlekar (eller komprimera det mer och förlora bildkvaliteten). Men ju mer HEVC / H.265 blir allmänt stödjande, desto bättre video kommer att få.

Bildkredit: alphaspirit / Shutterstock.com