O que é vídeo HEVC H.265 e por que é tão importante para filmes 4K?

4K é a próxima grande novidade nas TVs , e os vídeos em 4K estão começando a aparecer em todos os lugares . Mas o vídeo 4K ocupa muito espaço, o que dificulta o download e o streaming com a melhor qualidade possível. Felizmente, uma tecnologia está mudando isso e é conhecida como Codificação de Vídeo de Alta Eficiência (HEVC) ou H.265.

Está demorando um pouco para que essa nova tecnologia se torne onipresente, mas está acontecendo – os Blu-rays 4K UHD usam HEVC, o  VLC 3.0 torna os vídeos HEVC e 4K mais assistíveis no seu PC e o iPhone pode até salvar vídeos gravados em HEVC para economizar armazenamento espaço. Mas como isso funciona e por que é tão importante para o vídeo 4K?

O padrão atual: AVC / H.264

Quando você assiste a um disco Blu-ray, um vídeo do YouTube ou um filme do iTunes, não é idêntico ao vídeo bruto original que sai da sala de edição. Para caber esse filme em um disco Blu-ray – ou torná-lo pequeno o suficiente para ser baixado confortavelmente da web – o filme deve ser compactado .

Advanced Video Coding, também conhecido como AVC ou H.264, é o melhor padrão para compressão de vídeo em uso generalizado e existem alguns métodos diferentes que usa para tentar reduzir o tamanho do arquivo de seu vídeo.

Por exemplo, em qualquer quadro, ele pode procurar áreas que são principalmente da mesma cor. Pegue esta imagem estática de mim e meu filho – grande parte do céu é da mesma cor azul, então o algoritmo de compressão pode dividir a imagem em pedaços – chamados de “macroblocos” – e dizer “ei, em vez de lembrar a cor de cada um pixel, podemos apenas dizer que todos esses pedaços ao longo do topo são da mesma cor azul. ” Isso é muito mais eficiente do que armazenar a cor de cada pixel individual, o que reduz o tamanho do arquivo do quadro final. No vídeo, isso é chamado  de compactação intra-quadro – compactar os dados de um quadro individual.

O AVC também usa compactação entre quadros , que olha para vários quadros e observa quais partes do quadro estão mudando – e quais não estão. Tire esta foto do Capitão América: Guerra Civil . O fundo não muda muito – a maior parte da diferença entre as molduras está no rosto e no corpo do Homem de Ferro. Portanto, o algoritmo de compressão pode dividir o quadro nos mesmos blocos de macrobloco e dizer “sabe de uma coisa? Esses pedaços não mudam por 100 quadros, então vamos apenas exibi-los novamente em vez de armazenar a imagem inteira 100 vezes. ” Isso pode reduzir drasticamente o tamanho do arquivo.

Esses são apenas dois exemplos simplificados demais dos métodos que o AVC / H.264 usa, mas você entendeu. É tudo uma questão de tornar o arquivo de vídeo mais eficiente sem comprometer a qualidade. (Claro, qualquer vídeo perderá qualidade se você compactá-lo demais, mas quanto mais inteligentes essas técnicas forem, mais você poderá compactar um vídeo antes de chegar a esse ponto.)

HEVC / H.265 comprime vídeos com mais eficiência, perfeito para vídeo 4K

A codificação de vídeo de alta eficiência, também conhecida como HEVC ou H.265, é a próxima etapa dessa evolução. Ele se baseia em muitas das técnicas usadas em AVC / H.264 para tornar a compactação de vídeo ainda mais eficiente.

Por exemplo, quando AVC olha para vários quadros para alterações – como o exemplo do Capitão América acima – esses macroblocos “pedaços” podem ter algumas formas e tamanhos diferentes, até um máximo de 16 pixels por 16 pixels. Com HEVC, esses fragmentos podem ter até 64 × 64 de tamanho – muito maiores do que 16 × 16, o que significa que o algoritmo pode se lembrar de menos fragmentos, diminuindo assim o tamanho do vídeo geral.

Você pode ver uma explicação mais técnica dessa técnica neste ótimo vídeo da HandyAndy Tech Tips :

Novamente, há outras coisas acontecendo no HEVC, mas essa é uma das maiores melhorias – e quando tudo está dito e feito, HEVC pode compactar vídeos duas vezes mais que AVC no mesmo nível de qualidade. Isso é particularmente importante para vídeo 4K, que ocupa muito espaço com o AVC. HEVC torna o vídeo 4K muito mais fácil de transmitir, baixar ou extrair para o seu disco rígido.

O problema: HEVC é lento sem decodificação acelerada por hardware

HEVC é um padrão aprovado desde 2013, então por que ainda não o usamos para todos os vídeos?

Esses algoritmos de compressão são complexos – é preciso muita matemática para descobrir isso durante a reprodução de um vídeo. Existem duas maneiras principais de um computador decodificar este vídeo: decodificação de software, em que usa a CPU do seu computador para fazer as contas, ou decodificação de hardware , na qual transfere a carga para sua placa de vídeo (ou o chip gráfico integrado em seu CPU). Uma placa de vídeo é muito mais eficiente, desde que tenha suporte integrado para o codec do vídeo que você está tentando reproduzir.

Portanto, embora muitos PCs e programas possam tentar reproduzir um vídeo HEVC, ele pode falhar ou ficar muito lento sem a decodificação do hardware. Portanto, HEVC não faz muito bem a menos que você tenha uma placa gráfica e um reprodutor de vídeo que suportem a decodificação de hardware HEVC.

Isso não é um problema para dispositivos de reprodução autônomos – players de Blu-ray 4K, incluindo o do Xbox One, são todos construídos com HEVC em mente. Mas quando se trata de reproduzir vídeos HEVC em seu PC, as coisas ficam mais difíceis. Seu computador precisará de uma das seguintes peças de hardware para decodificar o vídeo HEVC por hardware:

• Intel 6ª geração “Skylake” ou CPUs mais recentes
• AMD de 6ª geração “Carizzo” ou APUs mais recentes
• NVIDIA GeForce GTX 950, 960 ou placas gráficas mais recentes
• AMD Radeon R9 Fury, R9 Fury X, R9 Nano ou placas gráficas mais recentes

Você também precisará usar um sistema operacional e um reprodutor de vídeo que suporte não apenas vídeo HEVC, mas decodificação de hardware HEVC – e isso é um pouco irregular no momento. Muitos jogadores ainda estão adicionando suporte para decodificação de hardware HEVC e, em alguns casos, pode funcionar apenas com alguns chips da lista acima. No momento em que este artigo foi escrito, VLC 3.0, Kodi 17 e Plex Media Server 1.10 oferecem suporte a alguma forma de decodificação de hardware HEVC, pelo menos para algumas placas. No entanto, pode ser necessário habilitar a aceleração de hardware no reprodutor de sua escolha para que ele funcione corretamente.

Conforme o tempo passa, mais computadores serão capazes de lidar com esse tipo de vídeo, e mais jogadores irão suportá-lo de forma mais ampla – assim como fazem com AVC / H.264 agora. Pode demorar um pouco para que ele se torne onipresente e, até lá, você terá que armazenar seus vídeos 4K em AVC / H.264 em tamanhos de arquivo gigantes (ou compactá-los mais e perder a qualidade da imagem). Mas quanto mais HEVC / H.265 for amplamente suportado, melhor será o vídeo.

Crédito da imagem: alphaspirit /Shutterstock.com