Video HEVC H.265 là gì và tại sao nó lại quan trọng đối với phim 4K?

4K là điều lớn tiếp theo trong TV và video 4K đang bắt đầu xuất hiện ở mọi nơi. Nhưng video 4K chiếm rất nhiều dung lượng, khiến cho việc tải xuống và phát trực tuyến với chất lượng tốt nhất có thể. Rất may, một công nghệ đang thay đổi điều đó và được gọi là Mã hóa video hiệu quả cao (HEVC) hoặc H.265.

Phải mất một thời gian để công nghệ mới này trở nên phổ biến, nhưng điều đó đang xảy ra - Blu-ray 4K UHD sử dụng HEVC, VLC 3.0 giúp video HEVC và 4K dễ xem hơn trên PC của bạn và iPhone thậm chí có thể lưu video đã ghi trong HEVC để lưu trữ không gian. Nhưng nó hoạt động như thế nào và tại sao nó lại quan trọng đối với video 4K?

Tiêu chuẩn hiện tại: AVC / H.264

Khi bạn xem đĩa Blu-ray, video YouTube hoặc phim từ iTunes, nó không giống với video thô ban đầu được phát ra từ phòng chỉnh sửa. Để phù hợp với bộ phim đó trên đĩa Blu-ray - hoặc làm cho nó đủ nhỏ để có thể tải xuống thoải mái từ web - bộ phim phải có nén.

Mã hóa video nâng cao, còn được gọi là AVC hoặc H.264, là tiêu chuẩn tốt nhất để nén video khi sử dụng rộng rãi và có một vài phương pháp khác nhau được sử dụng để cố gắng giảm kích thước tệp của video của bạn.

Ví dụ, trong bất kỳ khung cụ thể nào, nó có thể tìm các khu vực có cùng màu. Lấy khung hình tĩnh này của tôi và con trai tôi - phần lớn bầu trời có cùng màu xanh lam, vì vậy thuật toán nén có thể chia hình ảnh thành nhiều phần - được gọi là macro macroblocks - và nói là hey hey, thay vì nhớ màu của mỗi pixel, chúng ta chỉ có thể nói rằng tất cả các khối này dọc theo đỉnh đều có màu xanh giống nhau. 'Điều đó hiệu quả hơn nhiều so với việc lưu trữ màu của từng pixel riêng lẻ, làm giảm kích thước tệp của khung cuối cùng. Trong video, điều này được gọi là nén trong khung-nén dữ liệu của một khung riêng lẻ.

AVC cũng sử dụng nén liên khung, nhìn vào nhiều khung và ghi chú phần nào của khung đang thay đổi - và phần nào không. Chụp ảnh này từ Đội trưởng Mỹ: Nội chiến. Bối cảnh không thay đổi nhiều - hầu hết sự khác biệt giữa các khung hình nằm ở khuôn mặt và cơ thể của Người sắt. Vì vậy, thuật toán nén có thể chia khung hình thành các khối macroblock tương tự và nói rằng bạn biết gì không? Các khối này không thay đổi trong 100 khung hình, vì vậy, hãy chỉ hiển thị lại chúng thay vì lưu trữ toàn bộ hình ảnh 100 lần. Điều này có thể làm giảm đáng kể kích thước tệp.

Đây chỉ là hai ví dụ đơn giản hóa quá mức về các phương thức AVC / H.264 sử dụng, nhưng bạn hiểu ý. Đó là tất cả về việc làm cho tệp video hiệu quả hơn mà không ảnh hưởng đến chất lượng. (Tất nhiên, bất kỳ video nào cũng sẽ mất chất lượng nếu bạn nén quá nhiều, nhưng các kỹ thuật này càng thông minh, bạn càng có thể nén video trước khi đến điểm đó.)

HEVC / H.265 nén video hiệu quả hơn, hoàn hảo cho video 4K

Mã hóa video hiệu quả cao, còn được gọi là HEVC hoặc H.265, là bước tiếp theo trong quá trình phát triển này. Nó xây dựng rất nhiều kỹ thuật được sử dụng trong AVC / H.264 để giúp nén video hiệu quả hơn nữa.

Ví dụ: khi AVC xem xét nhiều khung hình để thay đổi - như Đội trưởng Mỹ ví dụ ở trên - những khối macroblock đó có thể là một vài hình dạng và kích cỡ khác nhau, tối đa là 16 pixel x 16 pixel. Với HEVC, các đoạn đó có thể có kích thước lên tới 64 × 64 - lớn hơn nhiều so với 16 × 16, điều đó có nghĩa là thuật toán có thể nhớ ít đoạn hơn, do đó làm giảm kích thước của video tổng thể.

Bạn có thể xem giải thích kỹ thuật hơn về kỹ thuật này trong video tuyệt vời này từ Mẹo vặt công nghệ của HandyAndy:

Một lần nữa, có những thứ khác đang diễn ra trong HEVC, nhưng đó là một trong những cải tiến lớn nhất - và khi tất cả được nói và thực hiện, HEVC có thể nén video nhiều gấp đôi so với AVC ở cùng mức chất lượng. Điều này đặc biệt quan trọng đối với video 4K, chiếm một lượng không gian khổng lồ với AVC. HEVC giúp video 4K dễ dàng phát trực tuyến, tải xuống hoặc trích xuất vào ổ cứng của bạn.

Nắm bắt: HEVC chậm mà không cần giải mã tăng tốc phần cứng

HEVC đã là một tiêu chuẩn được phê duyệt từ năm 2013 - vậy tại sao chúng tôi không sử dụng nó cho tất cả các video?

Các thuật toán nén này rất phức tạp - phải mất rất nhiều toán học để tìm ra điều này một cách nhanh chóng khi video đang phát. Có hai cách chính mà máy tính có thể giải mã video này: giải mã phần mềm, trong đó nó sử dụng CPU máy tính của bạn để thực hiện phép toán đó hoặc giải mã phần cứng, trong đó nó xử lý tải cho card đồ họa của bạn (hoặc chip đồ họa tích hợp trên CPU). Một card đồ họa hiệu quả hơn nhiều, miễn là nó có hỗ trợ tích hợp cho codec của video bạn đang cố gắng phát.

Vì vậy, trong khi nhiều PC và chương trình có thể cố gắng để phát video HEVC, video có thể bị giật hoặc rất chậm mà không cần giải mã phần cứng. Vì vậy, HEVC không giúp ích gì cho bạn trừ khi bạn có card đồ họa và trình phát video vừa hỗ trợ giải mã phần cứng HEVC.

Đây không phải là vấn đề đối với các thiết bị phát lại độc lập - đầu phát Blu-ray 4K, bao gồm cả thiết bị trong Xbox One, tất cả đều được tích hợp sẵn HEVC. Nhưng khi phát video HEVC trên PC, mọi thứ trở nên khó khăn hơn. Máy tính của bạn sẽ cần một trong những phần cứng sau đây để giải mã phần cứng video HEVC:

• Intel Skylake thế hệ thứ 6 Intel hoặc CPU mới hơn
• AMD Carizzo thế hệ thứ 6 AMD hoặc APU mới hơn
• NVIDIA GeForce GTX 950, 960 hoặc card đồ họa mới hơn
• AMD Radeon R9 Fury, R9 Fury X, R9 Nano hoặc card đồ họa mới hơn

Bạn cũng sẽ cần sử dụng một hệ điều hành và trình phát video không chỉ hỗ trợ video HEVC mà còn giải mã phần cứng HEVC - và điều này hơi khó hiểu vào lúc này. Nhiều người chơi vẫn đang thêm hỗ trợ cho giải mã phần cứng HEVC và trong một số trường hợp, nó chỉ có thể hoạt động với một số chip nhất định từ danh sách trên. Tại thời điểm viết bài này, VLC 3.0, Kodi 17 và Plex Media Server 1.10 đều hỗ trợ một số dạng giải mã phần cứng HEVC, ít nhất là đối với một số thẻ nhất định. Bạn có thể phải kích hoạt tăng tốc phần cứng trong trình phát mà bạn chọn để nó hoạt động bình thường, mặc dù.

Khi thời gian trôi qua, nhiều máy tính sẽ có thể xử lý loại video này và nhiều người chơi sẽ hỗ trợ nó rộng rãi hơn - giống như họ làm với AVC / H.264 bây giờ. Có thể sẽ mất một lúc để nó trở nên phổ biến và cho đến lúc đó, bạn sẽ phải lưu trữ video 4K của mình ở AVC / H.264 ở kích thước tệp khổng lồ (hoặc nén nhiều hơn và mất chất lượng hình ảnh). Nhưng càng nhiều HEVC / H.265 được hỗ trợ rộng rãi, video sẽ càng tốt hơn.

Tín dụng hình ảnh: alphaspirit / Shutterstock.com