Видеоданные обычно хранятся в сжатом виде. Для сжатия используются кодеки, представляющие собой наборы алгоритмов, используемых для преобразования данных. В результате получается видеофайл, который может быть воспроизведен в проигрывателе, поддерживающем его формат. По мере повышения требований к качеству видео появляются все более эффективные форматы, обеспечивающие высокое качество видео при умеренном размере файла.
Что такое HEVC?
HEVC (High Efficiency Video Coding) — это формат видео, который все чаще используется современными устройствами. Он также известен как H.265 и поддерживает разрешение видео до 8K (7680×4320 пикселей).
HEVC был выпущен в 2012 году и является преемником формата H.264/MPEG-4 AVC. Он довольно быстро нашел применение в специализированных системах (IP-камеры, инфраструктура вещания и т.д.), но Apple первой начала массово использовать HEVC — в iOS 11 и macOS High Sierra, выпущенных в конце 2017 года.
Принципы кодирования и сжатия
Видеопоток — это сочетание массива изображений и звуковой дорожки. Поскольку для обеспечения плавности видеопотока требуется большое количество изображений (24 кадра в секунду или более), необходимо применить сжатие для обеспечения приемлемого размера файла. Если средняя несжатая песня или фотография уместится в несколько десятков или сотен мегабайт, то несжатое видео (например, в формате DCP, широко используемом в кинотеатрах) потребует несколько сотен гигабайт, а в некоторых случаях — более терабайта.
При сжатии видеоданных кодек анализирует кадры и применяет различные алгоритмы, чтобы выразить видео с меньшим количеством данных. При этом сжимаются как сами кадры за счет их «однотонных» участков, так и последовательности кадров путем изучения разницы между соседними кадрами. В большинстве случаев при создании файла кодек ориентируется на битрейт — объем, в котором выражается единица времени видеопотока. Чаще всего битрейт указывается в мегабитах в секунду.
Какой лучший битрейт для видео и аудио и что это такое
Можно выполнить сжатие:
- Без потерь, т.е. изображение остается неизменным. На практике это редко используется, поскольку файл слишком велик;
- С потерями, т.е. приводящие к артефактам. Использование современных форматов и достаточно высокого битрейта сводит их к минимуму.
В чем преимущество HEVC над другими форматами?
По сравнению со своими предшественниками, HEVC использует более продвинутые алгоритмы, позволяющие либо снизить битрейт без потери качества, либо сохранить ранее использовавшийся битрейт и получить «чистое» изображение. На самом деле, заменить старые форматы на более эффективные (например, MP3 на Ogg Vorbis и AAC, JPEG на HEIF, MPEG-4 AVC на HEVC) довольно сложно:
- дешевизна отдельных носителей информации;
- повсеместное распространение высокоскоростного интернета;
- использование старых устройств и программного обеспечения, которые не поддерживают новые форматы;
- Возможность достижения аналогичного эффекта за счет использования более старых форматов и более высоких битрейтов.
В результате и создатели контента, и потребители часто выбирают старые, более устоявшиеся и широко поддерживаемые форматы.
Отличие MPEG-4 AVC (H.264) от HEVC (H.265)
H.264, также известный как MPEG-4 Part 10, AVC или MPEG-4 AVC, является предшественником HEVC. Новый формат примерно в два раза эффективнее старого — во многом это связано с использованием блоков большего размера и более совершенных алгоритмов сжатия.
Как правило, видеоприложения предлагают пользователю выбор форматов. Например, в Handbrake, популярном видеоконвертере, это выглядит следующим образом:
Чем открыть формат HEVC?
Почти все плееры теперь поддерживают HEVC. Поддержка этого формата была встроена начиная с iOS 11 и macOS High Sierra. В других операционных системах самым простым способом воспроизведения файла HEVC является использование одного из универсальных проигрывателей, например, входящего в комплект K-Lite Codec Pack Media Player Classic Home Cinema:
Что такое файл cr2 и как его открыть
