Was ist HEVC H.265-Video und warum ist es für 4K-Filme so wichtig?

4K ist die nächste große Sache in Fernsehgeräten, und 4K-Videos tauchen überall auf. 4K-Videos beanspruchen jedoch eine Menge Speicherplatz, was das Herunterladen und Streamen in der bestmöglichen Qualität erschwert. Zum Glück ändert eine Technologie dies und wird als High Efficiency Video Coding (HEVC) oder H.265 bezeichnet.

Es dauert eine Weile, bis diese neue Technologie allgegenwärtig wird, aber es passiert: 4K-UHD-Blu-rays verwenden HEVC, VLC 3.0 macht HEVC- und 4K-Videos auf Ihrem PC besser sichtbar, und das iPhone kann sogar aufgezeichnete Videos in HEVC speichern, um Speicherplatz zu sparen Raum. Aber wie funktioniert es und warum ist es für 4K-Videos so wichtig?

Der aktuelle Standard: AVC / H.264

Wenn Sie eine Blu-ray-Disc, ein YouTube-Video oder einen Film von iTunes ansehen, ist dies nicht identisch mit dem Original-Rohvideo, das aus dem Bearbeitungsraum kommt. Um diesen Film auf eine Blu-ray-Disc zu laden - oder ihn so klein zu machen, dass er bequem aus dem Internet heruntergeladen werden kann - muss der Film komprimiert werden .

Advanced Video Coding, auch bekannt als AVC oder H.264, ist der beste Standard für die weit verbreitete Videokomprimierung. Es gibt verschiedene Methoden, mit denen versucht wird, die Dateigröße Ihres Videos zu verringern.

Beispielsweise kann in einem bestimmten Rahmen nach Bereichen gesucht werden, die meist dieselbe Farbe haben. Nehmen Sie dieses Standbild von mir und meinem Sohn - ein Großteil des Himmels hat dieselbe Farbe wie Blau, sodass der Komprimierungsalgorithmus das Bild in Blöcke aufteilen kann - sogenannte „Makroblöcke“ - und sagen Sie „Hey, anstatt sich an die Farbe jedes einzelnen zu erinnern Pixel, wir können nur sagen, dass alle diese Stücke oben die gleiche Farbe Blau haben. “ Das ist viel effizienter als das Speichern der Farbe jedes einzelnen Pixels, wodurch die Dateigröße des endgültigen Frames verringert wird. In Videos wird dies als  Intra-Frame-Komprimierung bezeichnet. Dabei werden die Daten eines einzelnen Frames komprimiert .

AVC verwendet auch die Interframe-Komprimierung , bei der mehrere Frames betrachtet werden und festgestellt wird, welche Teile des Frames sich ändern - und welche nicht. Nehmen Sie diese Aufnahme von Captain America: Civil War . Der Hintergrund ändert sich nicht viel - der größte Unterschied zwischen den Bildern liegt in Iron Mans Gesicht und Körper. Der Komprimierungsalgorithmus kann den Frame also in dieselben Makroblockblöcke aufteilen und sagen: „Weißt du was? Diese Blöcke ändern sich für 100 Frames nicht. Zeigen wir sie also erneut an, anstatt das gesamte Bild 100 Mal zu speichern. “ Dies kann die Dateigröße drastisch reduzieren.

Dies sind nur zwei stark vereinfachte Beispiele für die Methoden, die AVC / H.264 verwendet, aber Sie haben die Idee. Es geht darum, die Videodatei effizienter zu gestalten, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. (Natürlich verliert jedes Video an Qualität, wenn Sie es zu stark komprimieren. Je intelligenter diese Techniken sind, desto mehr können Sie ein Video komprimieren, bevor Sie an diesen Punkt gelangen.)

HEVC / H.265 komprimiert Videos effizienter, perfekt für 4K-Videos

Die hocheffiziente Videocodierung, auch als HEVC oder H.265 bekannt, ist der nächste Schritt in dieser Entwicklung. Es baut auf vielen der in AVC / H.264 verwendeten Techniken auf, um die Videokomprimierung noch effizienter zu gestalten.

Wenn AVC beispielsweise mehrere Frames auf Änderungen untersucht - wie im obigen Beispiel von Captain America -, können diese Makroblock-Chunks einige verschiedene Formen und Größen haben, bis zu maximal 16 x 16 Pixel. Mit HEVC können diese Chunks bis zu 64 × 64 groß sein - viel größer als 16 × 16, was bedeutet, dass der Algorithmus weniger Chunks speichern kann, wodurch die Größe des gesamten Videos verringert wird.

Eine technischere Erklärung dieser Technik finden Sie in diesem großartigen Video von HandyAndy Tech Tips:

Auch in HEVC gibt es noch andere Dinge, aber das ist eine der größten Verbesserungen - und wenn alles gesagt und getan ist, kann HEVC Videos doppelt so stark komprimieren wie AVC bei gleicher Qualität. Dies ist besonders wichtig für 4K-Videos, die mit AVC sehr viel Platz beanspruchen. HEVC erleichtert das Streamen, Herunterladen oder Rippen von 4K-Videos auf Ihre Festplatte erheblich.

Der Haken: HEVC ist langsam ohne hardwarebeschleunigte Dekodierung

HEVC ist seit 2013 ein anerkannter Standard. Warum verwenden wir ihn nicht bereits für alle Videos?

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Diese Komprimierungsalgorithmen sind komplex - es erfordert sehr viel Mathematik, um dies im laufenden Betrieb während der Wiedergabe eines Videos herauszufinden. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie ein Computer dieses Video dekodieren kann: Software-Dekodierung, bei der die CPU Ihres Computers für diese Mathematik verwendet wird, oder Hardware-Dekodierung, bei der die Last auf Ihre Grafikkarte (oder den integrierten Grafikchip auf Ihrem Computer) übertragen wird ZENTRALPROZESSOR). Eine Grafikkarte ist weitaus effizienter, solange sie den Codec des Videos, das Sie abspielen möchten, integriert unterstützt.

Während viele PCs und Programme versuchen können , ein HEVC-Video abzuspielen, kann es ohne Hardware-Dekodierung stottern oder sehr langsam sein. HEVC tut Ihnen also nur dann gut, wenn Sie über eine Grafikkarte und einen Videoplayer verfügen, die beide die HEVC-Hardware-Dekodierung unterstützen.

Dies ist kein Problem für eigenständige Wiedergabegeräte. 4K-Blu-ray-Player, einschließlich des in der Xbox One, sind alle auf HEVC ausgelegt. Aber wenn es darum geht, HEVC-Videos auf Ihrem PC abzuspielen, wird es schwieriger. Ihr Computer benötigt eine der folgenden Hardwarekomponenten, um HEVC-Videos per Hardware zu dekodieren:

  • Intel Skylake der 6. Generation oder neuere CPUs
  • AMD 6. Generation "Carizzo" oder neuere APUs
  • NVIDIA GeForce GTX 950, 960 oder neuere Grafikkarten
  • AMD Radeon R9 Fury, R9 Fury X, R9 Nano oder neuere Grafikkarten

Sie müssen auch ein Betriebssystem und einen Videoplayer verwenden, die nicht nur HEVC-Video, sondern auch HEVC-Hardware-Decodierung unterstützen - und dies ist im Moment etwas fleckig. Viele Player unterstützen weiterhin die HEVC-Hardware-Decodierung, und in einigen Fällen funktioniert dies möglicherweise nur mit bestimmten Chips aus der obigen Liste. Zum Zeitpunkt dieses Schreibens unterstützen VLC 3.0, Kodi 17 und Plex Media Server 1.10 zumindest für bestimmte Karten eine Form der HEVC-Hardware-Dekodierung. Möglicherweise müssen Sie die Hardwarebeschleunigung in dem Player Ihrer Wahl aktivieren, damit er ordnungsgemäß funktioniert.

Mit der Zeit werden mehr Computer in der Lage sein, diese Art von Video zu verarbeiten, und mehr Player werden sie in größerem Umfang unterstützen - genau wie jetzt bei AVC / H.264. Es kann nur eine Weile dauern, bis es allgegenwärtig wird, und bis dahin müssen Sie Ihre 4K-Videos in riesigen Dateigrößen in AVC / H.264 speichern (oder mehr komprimieren und die Bildqualität verlieren). Aber je mehr HEVC / H.265 allgemein unterstützt wird, desto besser wird das Video.

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