Видеокодек нового поколения VVC (H.266): особенности и разница от HEVC (H.265)

Кодек Versatile Video Coding (VVC Codec) нового поколения, официальный преемник HEVC, в первую очередь появится на ПК на базе новых процессоров Intel, начиная с сентября 2024 года. Поддержка видеокодека HEVC (H.265) уже давно является стандартной функцией телевизоров 4K и 8K, но VVC (H.266) пока не реализован в телевизорах, даже в моделях с 8K-матрицами. Вместо этого массовое внедрение нового кодека начнётся с запуска «ПК с искусственным интеллектом» на базе новых процессоров Intel Core Ultra, построенных на архитектуре Lunar Lake. Компания Intel объявила, что Acer, Asus, Dell, HP, Lenovo, LG, MSI и Samsung начнут продажу таких ПК 24 сентября 2024 года. В 2022 году компания Intel также обошла AMD и Nvidia в гонке за внедрение поддержки видеокодека AV1. Однако аппаратное декодирование AV1 появилось в телевизорах 8K на два года раньше, в 2020 году, а в телевизорах 4K — в 2021 году.

Кодек VVC обеспечивает более эффективное кодирование видео и часто считается на 30–50 % более эффективным, чем HEVC, и на 10–20 % более эффективным, чем AV1 при разрешении видео 4K, хотя эти оценки различаются в зависимости от нескольких факторов. Сообщается, что при разрешении 8K VVC на 50–60% эффективнее HEVC и на 20–30% эффективнее AV1.

Повышенная эффективность нового видеокодека позволяет получать видео одинакового качества при более низких скоростях передачи данных, что позволяет даже пользователям с низкой скоростью интернета наслаждаться высоким качеством картинки, а при прежней скорости канала получать более качественное изображение.

Новые процессоры Intel оснащены графическим компонентом Xe2, который может обрабатывать видео с параметрами до 8K/60. Кроме того, VVC оптимизирован для создания 360-градусного иммерсивного видео для виртуальной реальности (VR).

Разница VVC (H.266) и HEVC (H.265)

Видеокодеки H.265 (HEVC) и его более современный преемник H.266 (VVC) разрабатывались с одной общей целью: добиться максимально эффективного сжатия видео без потери качества, чтобы уменьшить нагрузку на интернет и хранение данных, особенно с учетом быстрого роста популярности 4K и 8K-контента. Но между ними есть весьма существенные технические различия и плюсы, которые сказались и на возможностях использования, и на требованиях к аппаратуре.

H.265/HEVC появился в 2013 году и быстро стал новым промышленным стандартом для Ultra HD—он позволил в полтора-два раза сократить битрейт по сравнению с H.264 при том же уровне качества видео. Применение новых методов, включая очень большие блоки кодирования до 64×64 пикселей, более совершенное предсказание движения и продвинутые режимы энтропийного кодирования, обеспечило HEVC распространение практически во всех современных видеоуслугах, включая Netflix и YouTube. К главным преимуществам H.265 можно отнести отличную совместимость, зрелость экосистемы, легкую интеграцию почти на любое устройство и относительно невысокую сложность кодирования и декодирования, особенно для Full HD и 4K.

Однако технологии быстро развиваются, требования к качеству растут, и чтобы поддержать повсеместную передачу 4K и даже 8K, потребовался новый подход. Главная фишка VVC (H.266), официально представленного в 2020 году, — еще более высокий уровень сжатия: по оценкам специалистов и лабораторных тестов, он позволяет снизить размер файла почти вдвое по сравнению с HEVC без видимых потерь в качестве, особенно на потоках с высоким разрешением или HDR-контентом. Например, 90-минутное 4K-видео, закодированное с помощью H.265, занимает около 10 ГБ, а с помощью VVC — всего 5 ГБ. Достигается это за счет внедрения куда более сложных алгоритмов — внутри VVC используются методы много-гипотезного предсказания, копирование внутри блока, более сложная трансформация и квантование, многочисленные нововведения для кодирования панорамного видео, 360°, прозрачности и дополнительных каналов.

Платой за эту эффективность стала сложность — по вычислительным затратам H.266 кодируется в 5–10 раз дольше, декодирование примерно вдвое сложнее чем у H.265, что заметно повышает требования к железу. Если для HEVC уже давно доступны как программные, так и аппаратные кодеки для ПК, смартфонов и ТВ, то с VVC эта поддержка пока только начинает развиваться. Этим объясняется то, что большинство сервисов и устройств по-прежнему используют H.265, а внедрение VVC идет достаточно медленно: слишком дорогая цена ошибки в виде неподдерживаемого формата, а совместимость со старыми устройствами пока слаба.

Зато у VVC запас очень солидный: поддерживаются любые разрешения вплоть до 8K, различные динамические диапазоны, глубина цвета, частоты кадров, высокая гибкость под нестандартные сценарии кодирования, новые способы масштабирования и даже кодирование неподвижных изображений. Как только массово появятся новые чипы с аппаратной поддержкой VVC, он начнет активно вытеснять H.265 на всех фронтах, потому что для видеоиндустрии и стриминга экономия в два раза на трафике — это огромный плюс.

В итоге, если вам нужна максимальная совместимость, простота и быстрота, HEVC (H.265) остается лучшим универсальным выбором — он работает практически везде и поддерживается даже старыми смартфонами и Smart TV. Но будущее явно за H.266 (VVC): как только железо и софт "подтянутся", этот кодек позволит смотреть сверхчеткое видео с минимальным трафиком даже по мобильной сети. Выбор между ними сейчас зависит скорее от ваших задач: надежность и простота — выбирайте H.265, максимальная экономия трафика на самом передовом оборудовании — VVC, если, конечно, ваш гаджет готов к новым нагрузкам.

[ОБНОВЛЕНО: ИЮЛЬ 2025 ГОДА]

Анатолий Максименко

8 сентября 2024 года