Видеоданные обычно хранятся в сжатом виде. Для их сжатия применяются кодеки — наборы алгоритмов для преобразования данных. Результатом их работы является видеофайл, который может быть воспроизведен проигрывателем, поддерживающим его формат. С повышением требований к качеству видео стали появляться все более эффективные форматы, позволяющие обеспечить высокое качество видео при умеренных размерах файлов.
Что такое HEVC?
HEVC (High Efficiency Video Coding, «высокоэффективное кодирование видео») — это видеоформат, который все чаще используется современными устройствами. Также он известен под названием H.265. Поддерживается разрешение видео вплоть до 8K (7680×4320 пикселей).
HEVC был выпущен в 2012 году и является преемником формата H.264/MPEG-4 AVC. Довольно быстро он стал использовался в специализированных системах (IP-камеры, инфраструктура телевещания и т. д.), а вот массово применять HEVC первой начала компания Apple — в iOS 11 и macOS High Sierra, выпущенных в конце 2017 года.
Принципы кодирования и сжатия
Видеопоток представляет собой сочетание массива изображений и звуковой дорожки к нему. Так как для обеспечения плавного видеопотока нужно большое количество изображений (24 кадра в секунду и более), для обеспечения приемлемого размера файла приходится применять сжатие. Если среднестатистическая песня или фотография в несжатом формате укладывается в несколько десятков или сотен мегабайт, то для несжатого фильма (например, в формате DCP, широко используемом в кинотеатрах) потребуется несколько сотен гигабайт, а в некоторых случаях — более терабайта.
При сжатии видеоданных кодек анализирует кадры и применяет разнообразные алгоритмы для того, чтобы выразить видео меньшим объемом данных. При этом сжимаются как сами кадры за счет их «монотонных» областей, так и последовательности кадров за счет исследования разницы между соседними кадрами. В большинстве случаев кодек при создании файла ориентируется на битрейт — объем, в котором выражается единица времени видеопотока. Чаще всего битрейт указывается в мегабитах в секунду.
Сжатие может проводиться:
- без потерь, то есть картинка остается неизменной. На практике применяется достаточно редко, так как файл оказывается слишком большим;
- с потерями, то есть в результате возникают артефакты. Использование современных форматов и достаточно высокого битрейта позволяет их минимизировать
В чем преимущество HEVC над другими форматами?
По сравнению со своими предшественниками, HEVC использует более совершенные алгоритмы, что позволяет либо уменьшить битрейт без потери качества, либо сохранить прежде используемый битрейт и достичь более «чистой» картинки. На деле, замене старых форматов на более эффективные (например, MP3 на Ogg Vorbis и AAC, JPEG на HEIF, MPEG-4 AVC на HEVC) довольно сильно мешают:
- дешевизна различных носителей;
- распространенность скоростного Интернета;
- использование старых устройств и программного обеспечения, не поддерживающих новые форматы;
- возможность достижения аналогичного результата путем использования старых форматов и более высокого битрейта.
В итоге как создатели контента, так и простые пользователи зачастую отдают предпочтение старым, проверенным и широко поддерживаемым форматам.
Отличие MPEG-4 AVC (H.264) от HEVC (H.265)
H.264, также известный под названиями MPEG-4 Part 10, AVC или MPEG-4 AVC – это предшественник HEVC. Новый формат примерно в два раза эффективнее старого — это во многом достигается за счет использования при сжатии блоков (отрезков кадра) большего размера и более совершенных алгоритмов.
Как правило, приложения для работы с видео предлагают пользователю выбор форматов. Например, в Handbrake, распространенном конвертере видео, это выглядит так:
Чем открыть формат HEVC?
На данный момент HEVC поддерживается практически всеми проигрывателями. Поддержка этого формата встроена начиная с iOS 11 и macOS High Sierra. При использовании других операционных систем воспроизвести файл HEVC проще всего с помощью одного из универсальных проигрывателей, например — включенного в пакет K-Lite Codec Pack Media Player Classic Home Cinema: