H.265 vs VP9: раскладываем по полочкам информацию о кодеках

Что же такое H.265 и VP9?

Данные кодеки соревнуются за право стать форматом компрессии видео следующего поколения, вдвое превосходя по своей эффективности действующий отраслевой стандарт – H.264. Они будут иметь решающее значение для определения способов доставки 4K/Ultra HD контента на наши телевизоры, персональные компьютеры и планшеты ближайшие несколько лет. Помимо этого, они могут ускорить и облегчить загрузку и потоковую трансляцию HD-видео на медленных соединениях благодаря способности вдвое уменьшать размер файлов с 720p и 1080p видео.

К тому же кодеки H.265 и VP9 являются вполне совместимыми и с 8К-контентом, что делает их, по большому счёту, одной из основ будущего мира телевидения и видео в эпоху отмирания физических носителей. Вот почему они так важны.

Кодек H.265 изначально разрабатывался как HEVC (данную аббревиатуру следует расшифровывать как «High Efficiency Video Coding» – «Высокоэффективное кодирование видео») совместными усилиями двух известных альянсов — Video Coding Experts Group (VCEG) и Moving Picture Experts Group (MPEG). В апреле 2013 года HEVC был официально утверждён в качестве кодека, который должен прийти на смену H.264. Как и в случае с H.264, разработчики программного обеспечения и производители оборудования должны получать за определённую плату лицензии на использование кодека. Более подробно о процессе лицензирования HEVC мы писали в статье «Новые лицензионные сборы делают будущее HEVC туманным».

В то же время, кодек VP9 имеет открытый исходный код и его использование не требует уплаты роялти. Он был разработан компанией Google в качестве преемника кодека VP8 – относительно успешной альтернативы H.264. В процессе разработки кодек VP9 носил рабочее имя «NGOV» (Next Gen Open Video – Открытое видео нового поколения), и компания Google уже включила его поддержку в браузеры Chrome, а также в YouTube.

Как они работают?

Совершенно не так, как вы, наверное, себе это представляете. В то время, как принцип формата 4К заключается в увеличении качества картинки за счёт уменьшения размера отдельных пикселей её формирующих, кодек H.265 по сути делает эти пиксели большими, дабы уменьшить битрейт (и, соответственно, размер файла). При воспроизведении же файла данный кодек проделывает с видео целую серию трюков, возвращая назад все необходимые детали.

В частности, H.264 может взять макроблок размером 16х16 пикселей и провести девять «направленных интрапредсказаний» или же обоснованных предположений, которые позволяют перестроить пиксели внутри каждого из блоков. Кодек H.265 может взять суперблок размером 64х64 и провести 35 «направленных интрапредсказаний», дабы перестроить пиксели в нём.  Подобно кодеку  H.264, кодек H.265 изменяет размер обрабатываемых блоков. К примеру, он может использовать намного меньшие блоки (до 4х4 пикселей), формирующие такие детализированные фрагменты изображения, как черты лица, и блоки большего размера для отображения неба или относительно однородного фона.

Кодек VP9 в целом делает то же самое. Он также может захватывать суперблоки размером 64х64, однако, в отличие от H.265, они не обязательно должны быть квадратными, а, стало быть, кодек для большей эффективности обработки берет блоки размером 64х32 или 4х8. С другой стороны, он имеет лишь 10 вариантов предсказания для их перестройки. Циники утверждают, что достоинство использования VP9 вместо H.265 состоит лишь в возможности избежать нарушения авторских прав.

Само собой разумеется, что для всех этих преобразований обеим стандартам требуются большая мощность процессора в сравнении с H.264 и VP8. Однако, учитывая тот факт, что мощности процессоров всё же значительно выросли с момента запуска данных кодеков в 2003 и 2008 годах соответственно, это не такая уж большая проблема.

Какой же из них лучше?

Для начала скажем, что мы, в общем-то, сейчас сильно упрощаем теорию по данным форматам, однако несмотря на то, что в итоге они позволяют получать файлы примерно одинакового размера, первые отзывы экспертов говорят о том, что кодек H.265 обеспечивает более высокое качество видео, а VP9 больше подходит для потоковой трансляции видео.

Большее количество вариантов предсказания даёт кодеку H.265 преимущества визуально, но, в то же самое время, кодек VP9 устанавливает более строгие правила декодирования, что делает получаемые потоки более последовательными и надёжными. Эти различия дают возможность понять, на что же именно обращали внимание создатели кодеков в первую очередь. Впрочем, официально обе стороны утверждают, что предлагаемые ими стандарты не имеют недостатков.

Кто это поддерживает?

Сравнение H.265 и VP9 подобно сравнению HDMI и DisplayPort в том смысле, что отсутствие необходимости уплачивать роялти за VP9 и DisplayPort должно давать им определённые преимущества, но богатые истории предшественников H.265 и HDMI указывают на то, что они должны иметь более широкую поддержку в отрасли. Ранее это сделало H.264 победителем в борьбе за лидерство с VP8.

На этот раз схватка ожесточённее. Компания Google использовала различные технологические выставки для того, чтобы продемонстрировать тот факт, что кодек VP9 уже получил поддержку компаний LG, Panasonic, Sony, Samsung, Toshiba, Philips, Sharp, ARM, Intel, Nvidia, Qualcomm, Realtek Semiconductor и Mozilla. Как мы упоминали выше, компания Google таже встроила поддержку кодека VP9 в свой браузер Chrome и в платформу YouTube.

Однако обратной стороной медали является то, что упомянутые компании также поддержали кодек H.265, и даже компания Google обеспечит его поддержку в браузере Chrome, а также не исключает поддержки на платформе YouTube.

Соответственно, большая часть компаний склоняется к тому, чтобы поддержать оба формата, а стало быть, в итоге мы получим ситуацию, сходную с аудиоплеерами: сложно найти плеер, который бы не поддерживал как MP3, так и AAC.

Следует ли переживать относительно поддержки форматов?

На фоне упадка физических носителей и усиления 4K/Ultra HD ещё не было большего давления на новые стандарты компрессии видео для доставки контента. К счастью, оба формата хороши, пусть и немного по-своему и, в отличие от форматных войн прошлого, очень похоже на то, что в итоге они оба займут своё место под солнцем, поскольку в отрасли, скорее всего, не готовы ни к тому, чтобы всецело зависеть от уплаты лицензионного сбора, ни к тому, чтобы броситься в объятия к Google. А это значит, что, скорее всего, в большинстве устройств, которые появятся на рынке, будет присутствовать поддержка обеих форматов. Великолепная новость для всех нас!

Любопытно, что на горизонте уже слышен топот копыт, предвещающий появление третьего формата. Альянс Xiph.Org Foundation ведёт разработку собственного кодека, получившего название Daala или NetVC. И, несмотря на то, что на сегодняшний день он ещё достаточно сырой и требует доработки, в Xiph уверяют, что по своей производительности их детище будет «на голову выше» как H.265, так и VP9. Ничто не вечно под Луной – это выражение особенно справедливо, когда речь идёт о мире технологий!

Всеволод Добровольский

Источник: журнал MEDIASAT : цифровое ТВ, радиовещание и телекоммуникации