Что такое vp9 видео
HEVC и VP9 какой кодек лучше?
Недавно компания Google предприняла очередной шаг в борьбе с Apple, отказавшись поддерживать YouTube через браузер Safari, если яблочники не примут новый формат для видеороликов VP9 4K. Появился повод вспомнить, что формат WebM, основанный на открытых кодеках VP8 и VP9, продвигается Гуглом в качестве альтернативы или даже замены платных стандартов H.264 и H.265 (множество патентов на которые держит, в частности, Apple). Они же AVC и HEVC соответственно. Вот и получается, что VP9 против HEVC. А отсюда и интерес получить прямой ответ на вопрос, какой же кодек лучше HEVC или VP9. Если, конечно, такой вопрос правомерен. Приведём краткое описание обеих кодеков.
VP9 против HEVC
Основной целью разработки нового алгоритма сжатия (именно нового, а не модернизации широко использующегося h.264) было получить при том же качестве картинки битрейт, вполовину меньший, чем этого требовал предшествующий кодек.
Само собой разумеется, это не должно было вылиться в существенное усложнение процессора, производящего обработку видеосигнала. Задача была выполнена, и в 2012 году появились первые программные декодеры. Помимо сниженного битрейта, кодек имеет ещё несколько существенных особенностей:
1. Увеличенный в 16 раз допустимый размер блока дал возможность эффективно обрабатывать изображения высокого разрешения, вплоть до 8К (8192х4120 пикселей).
2. Инновационное распараллеливание декодирования может оценить каждый, имеющий компьютер с многоядерным процессором (процессорами).
3. Граничный профиль Main 10 кодека поддерживает глубину цвета 10 бит.
4. Произвольный доступ к кадру не так важен для редактирования или просмотра видео, но критичен, например, для систем видеобезопасности, поскольку воспроизведение в этом случае может начаться с любого кадра изображения. Необходимости декодировать для этого какие-то предшествующие фрагменты нет.
В принципе глобальные особенности перечислены. Упомянем ещё одну проблему-проблемку, наверняка решаемую. Она связана с отсутствием качественных одночиповых кодеров HEVC. Качественных – значит, способных обеспечить продолжительную стабильную работу с потоками максимального разрешения.
Это, можно сказать, одна из основных причин далеко не революционного перехода на новый кодек h.265. И отбросив в сторону рассуждения о маркетологических трюках, скажем по правде, ещё и у h.264 ресурс не исчерпан, а тут уже вроде как задача поставлена о промышленном внедрении нового стандарта…
Но несмотря ни на что, на любое действие всегда находится противодействие – таков закон. Поэтому столь же усиленно продвигается и новый, патентно не обременённый, а значит, бесплатный кодек VP9.
Теперь компания Google хочет ускорить внедрение собственного конкурирующего с HEVC формата VP9. Ведь широкомасштабное принятие H.265 застопорилось до недавнего времени из-за проблем с лицензированием, и многие из производителей оборудования и контента довольствовались временным прибежищем на H.264 и его конкуренте с открытым исходным кодом MP4.
VP9 точно так же имел перед собой целью сократить битрейт в 2 раза по сравнению с VP8, своим предшественником. Сверхзадача – обогнать ХЕВК в эффективности сжатия. В связи с этим посмотрим на кодек с точки зрения особенностей h.265:
1. Размер блоков также увеличен по отношению к VP8. Но эффективность кодировки обеспечивается возможностью рассмотрения неквадратных блоков. Хорошо? Прекрасно! Только вот вариантов предсказания перераспределения пикселей в блоке всего 10. Ну куда тут против 35 у HEVC… Т.о. главное преимущество разработки практически сводится на нет у VP9 в отношении как бы конкурента.
2. Как современный кодек, VP9 просто обязан поддерживать параллельную обработку.
3. Поддержка стандартизированного HDR пока только на стадии рассмотрения.
Итоги сравнений
Что можно сказать после беглого взгляда на оба кодека? Вопрос, какой кодек лучше, HEVC или VP9, пока неактуален. Пока что разные задачи решают компании, создающие эти стандарты. Для h.265 главная задача стать отраслевым эталоном, внедрённым практически во все виды оборудования. В этом плане есть определённая уверенность, что всё больше и больше устройств будут снабжаться аппаратной поддержкой hevc декодирования.
VP9 очень скоро был определён компанией Google как нишевый, можно сказать, стандарт для потокового вещания, в т.ч. и для видеоконференций. Благодаря «агрессивной» политике Гугл, кодек будет использоваться для просмотра видео скорее всего во всех браузерах, а иначе Ютуба не видать!
Что тут комментировать, когда уже Netflix ведёт трансляции с использованием этого кодека. Единственная загвоздка – слабое обеспечение DRM. В итоге имеем два разных кодека, дающих в принципе, одинаковые результаты в части качества картинки, но идущие к этому качеству своими собственными путями.
Битва кодеков 2016. AVC vs. HEVC vs.VP9
Какой кодек стоит выбрать для видео-трансляций? По мнению руководителя отдела цифровых медиа консалтинговой компании Frost & Sullivan, Анви Рамбиа нет смысла выбирать кодек в отрыве от всей экосистемы. На конференции Streamingmedia East она анализировала сегодняшние ниши применения кодеков и перспективы изменения их рыночных позиций на ближайшие годы. Предлагаемый материалы по существу является изложением ее доклада, а пояснения и дополнения Медиа-Спутника выделены курсивом и цветом.
Анви Рамбиа
В то же время, если стоит задача доставки видео с разрешением HD или ниже, резонов думать об использовании HEVC пока нет.
И еще — кодеры HEVC пока медленные. Транскодирование в HEVC в реальном времени сегодня если и выполняется, то с неэффективной тратой компьютерных ресурсов.
А в сетях профессиональной доставки живого вещания в 4К до сих пор используются связки из четырех синхронизированных AVC кодеров, каждый из которых кодирует свой квадрант. Некоторые производители, такие как Ericsson и Imagine, уже подготовили HEVC кодеры с реально низкой задержкой. Их применение в точках формирование сигнала будет большим шагом в упрощении инфраструктуру доставки HEVC сигналов. Одновременно отрабатываются и транскодеры реального времени для формата 4K.
HEVC Оборудование
С другой стороны, надо иметь в виду, что аппаратные кодеры на ASIC сегодня сохраняют актуальность только для вещательных сетей, для ОТТ это устаревшая концепция. Поэтому большинство продаваемых последнее время кодеров реализованы программно, хотя часто с аппаратными акселераторами. В будущем они могут быть перепрограммированы не только по разрешению, но и по системе компрессии. В условиях сегодняшней неопределенности это дает необходимую гибкость выбора кодека в будущем.
VP9?
Напомним, что VP9 безлицензионный кодек c открытым кодом, разработанный Google. Его последняя версия была представлена в 2013 году и включена в браузеры Google Chrome и Chromium.
По оценке Анви Рамбиа VP9 для стриминга более эффективен, чем AVC, но его основная проблема в том, что он не интегрирован с DRM и соответственно не подходит для доставки премиального контента.
Приведем здесь основные выводы:
— Кодеки следующего поколения ( HEVC и VP9) обеспечивают 50% снижение битрейта по сравнению с AVC. В то же время такой результат требует в 10-20 раз больше процессорного времени
— Декодер ffvp9 по производительности намного превосходит остальные протестированные декодеры.
По словам Анви Рамбиа VP9 сейчас активно используется в корпоративных сетях и в системе видеоконференций от Google ( видимо имеются в виду Google Hangouts и платная платформа Chromebox for meeting). Недавно Google усовершенствовал возможности масштабирования ( Scalible Video Coding) VP 9, что делает прямым конкурентом AVC в сфере видео- конференций Microsoft включил VP 9 декодер в свой Edge браузер и скоро добавит в свою систему видеоконференций. В тестовом режиме его также поддерживают Mozilla Firefox и VLC.
VP9 уже два года поддерживается YouTube, а этой осенью для сжатия контента загружаемого для off-line просмотра этот кодек начал использовать Netflix. Это в определенной мере гарантирует жизнеспособность формата и снижает риски внедрения в корпоративном секторе.
Что касается приемных устройств, то кроме ПК с упомянутыми браузерами, VP9 на уровне ОS поддерживаетcя платформой Android, начиная с версии 4.4 «KitKat». В то же время платформа IOS этот кодек не поддерживает и не очень понятно будет ли, так как в Apple пока не собираются отказываться от связки HLS + AVC.
Но, несмотря на распространение VP 9 в Интернете и корпоративных сетях, Анви Рамбиа пока не видит оснований рассматривать этот кодек как конкурента HEVC в вещательных сетях. В первую очередь, из-за отсутствия декодеров, защищенных на аппаратном уровне, отсутствия метаданных, необходимых для защиты и реализации других функции платного ТВ. Кроме того, VP9 еще более медленный, чем HEVC и активных работ для повышения его быстродействия не наблюдается.
Как работают видеокодеки? Разбор
К примеру вы купили новенький 4K-телевизор. Приготовились смотреть блокбастер в 4K HDR, а там сплошные блоки, артефакты и так далее. А выставляешь качество получше, видео начинает тормозить и долго подгружаться! Почему так?
Ответ простой — виноваты кодеки.
Поэтому сегодня поговорим от том какие бывают кодеки при видеостриминге. Узнаем, чем отличается h.264 от h.265? Узнаем, почему современные видеокодеки — самые лучшие предсказатели. Поговорим от том, что придет на смену AV1? И выясним как не ошибиться с выбором ТВ!
Если бы не было современных видеокодеков, то не было бы ни YouTube, ни стриминговых сервисов, ни zoom-конференций. А всё потому, что цифровое видео очень много весит. К примеру несжатый полуторачасовой фильм в формате 4K Ultra HD весил бы. Как думает сколько? Немногим больше, чем 3,22 терабайта! Это примерно по 36 гигабайт на 1 минуту видео.
3840 x 2160 точек x 8 (бит) x 3 (канала цвета) x 24 (кадра) x 5400 (сек) / 8 000 000 000 000 (биты в терабайты) = 3,22 TБ
Современные кодеки позволяют без заметной потери качества уменьшить размер файла до 5 гигабайт на всё видео. Это в почти в 645 раз меньше! Но как они это делают, и что значит без заметной потери качества?
Принцип работы
Все это основано на принципах работы архивов. Кстати, напишите, если хотите материал про основы сжатия информации.
Но сейчас сосредоточимся на вдиео. Грубо говоря, есть два типа сжатия которые применяются в видеокодеках. Что это всё такое?
Первое — это внутрикадровое сжатие. А второе — межкадровое сжатие.
Внутрикадровое сжатие позволяет оптимизировать размер каждого конкретного кадра. Для чего применяются различные методы борьбы с излишней информацией. По принципу — удаляем всё подряд, кожаные мешки всё равно не заметят! А мы действительно много чего не замечаем.
Цветовая субдискретизация
Например, человеческое зрение отлично различает перепады яркости, но так себе различает цвета. Это такая странная эволюционная фишка. Поэтому в кодеках активно используется метод цветовой субдискретизации. Это абсолютно гениальная штука.
Берём видео с тремя каналами цвета — RGB, и конвертируем его в видеоформат, в котором есть отдельный канал яркости — Y и два канала цвета Cb и Cr. И получаем формат YCbCr.
Кому интересно, вот такая математика за этим стоит.
Преобразование ITU-R BT.709
А дальше, так как у нас теперь цвета и яркость — это отдельные сущности, мы уменьшаем каналы цвета по разрешению в два раза и натягиваем на канал яркости. Готово! Разница почти не видна, а количество информации почти в два раза уменьшили.
Такой вариант субдискретизации обозначается тремя цифрами 4:2:0, что расшифровывается так: на 4 пикселя яркости приходится всего 1 цветной пиксель, в каждом канале цвета.
Именно в формате 4:2:0 стримят всё видео в интернете. Включая этот видос. Хотя в настройках камеры я поставил 4 4 2 — чтобы хотя бы цветокоррекцию можно было сделать.
Косинусы
Если вам это кажется сложным, то как насчет — второго варианта сжатия или например использования дискретного косинусного преобразования. Это вообще интересная штука.
Вот посмотрите на такую табличку с градиентами.
Оказывается, накладывая вот такие квадратики друг на друга с разной степенью прозрачности можно получить в принципе любое изображение.
Вот посмотрите как потихоньку вырисовывается буква А.
Поэтому если разбить кадр на мелкие блоки. Всё изображение можно представить в виде наложения косинусов друг на друга.
Всё это внутрикадровые методы сжатия, их довольно много и они ничем не отличаются от методов сжатия изображений, например также сжимается JPEG.
Все эти методы позволяют неплохо сжать изображение, оптимизировав размер в десятки раз. Что неплохо, но не идет ни в какое сравнение с видеокодеками, которые сжимают данные в сотни раз. И делают они это благодоря межкадровому сжатию. Что это такое?
Межкадровое сжатие
Как правило соседние кадры в видео мало чем отличаются друг от друга. Тогда зачем нам тогда кодировать каждый кадр отдельно?
Мы можем взять первый кадр, назовём его «ключевым». А второй, промежуточный, кадр можно сделать на основе первого. Что в нем закодировано? Только та информацию, которая изменилась.
А с учетом того, что мы и так уже разбили информацию на блоки, кодировать нам придется не весь кадр, а только изменившиеся блоки.
Всякие глитчи, когда изображение становится зеленым или фиолетовым, а поверх частично рисуется новый кадр, это как раз следствие межкадрового сжатия. Просто ключевой кадр во время стриминга был потерян.
Предсказания
И если вы уже сейчас думаете: WOW! Как круто люди придумали, то вы рано удивляетесь.
Больше всего сэкономить места кодекам помогают механизмы предсказаний.
Например, если человеку показать два кадра: в одном кадре объект находится слева, а в другом справа, и попросить его предположить, где бы находился объект в промежуточном состоянии. Человек легко это сможет сделать интуитивно.
Точно также в каждый кодек вшиты алгоритмы предсказаний. Просчитывая вектора движений, они предполагают каким могут быть промежуточные кадры. Но какой в этом смысл?
Если их предположение оказывается верным, то есть совпадает с реальным кадром который нужно сжать, то в этом случае можно вообще не использовать никакие данные из реально кадра, а использовать предположение.
А если что-то не совпало, то можно хранить просто разницу между реальным кадром и предполагаемым, в этом случае всё равно получится сохранить очень много байт. Более того при помощи предиктивных моделей, можно предугадывать не только соседние кадры, но и соседние блоки внутри кадра.
Например, если внутри блока у нас одни синие пиксели, мы можем предположить, что и соседний блок будет состоять из синих пикселей.
Естественно, чем лучше модель предсказания, тем эффективнее работает кодек. Поэтому именно в моделях анализа изображения и предсказания соревнуются современные кодеки.
А если вы также хороши как современные кодеки, вы должны были предсказать, что сейчас мы будем говорить о телевизоре от спонсора, сегодняшнего ролика — Haier.
У нас сегодня недорогой телевизор HAIER 43 SMART TV MX с диагональю 43 дюйма и разрешением Ultra HD. В телевизоре есть все базовые функции.
Он работает на Android TV 9-й версии со всеми преимуществами системы: можно обмазаться всеми стриминговыми сервисами и смотреть сериальчики в 4K HDR.
Благо Wi-Fi модуль поддерживает частоту 5 ГГц, поэтому стримится контент без задержек. Также можно истыкать телевизор флешками и жесткими дисками, для любителей надежного старого способа.
Здесь удобный пульт с голосовым управлением, который работает по Bluetooth 5.0, а также можно подружить другие аксессуары: наушники, клавиатуры, геймпады. В общем, раздолье. Да и вы сами знаете, что позволяет Android TV.
Но самое главное в этом телике — качество картинки. Тут установлена очень хорошая VA-матрица и Direct LED подсветка. Картинка выглядит отлично: глубокий черный, сочные цвета. Есть поддержка HDR10.
Плюс есть 4K-апскейлинг, поэтому Full HD-контент на этом телевизоре выглядит замечательно.
В общем, за дисплей пятёрка. Даже больше скажу, у Haier есть подобная модель с Full HD-разрешением по цене ниже. Так вот тут, картинка гораздо лучше, есть за что доплатить.
Звук тоже очень неплохой — колонки мощностью 16 Ватт, а также поддерживается фирменная технология объемного звука Simulated Surround Sound. Поэтому можно не тратиться на дополнительные саундбары.
Особенное удовольствие доставляет безрамочный дизайн, который впишется в любой интерьер и не будет отвлекать на себя внимание от контента (в любом кодеке).
Теперь мы представляем, как примерно работают работают кодеки, а значит сможем их сравнить.
Самый популярный и устаревший на текущий момент кодек — это всеми любимый H.264 или AVC (Advanced Video Coding), или MPEG-4 Part 10. Это всё одно и тоже.
Кодек существует с 2003 года и он по-прежнему популярен. В первую очередь, потому что он поддерживается всеми браузерами, операционными системами и процессорами.
Но при этом кодек безбожно устарел. И вот почему:
Поэтому на смену H.264 пришел его старший брат H.265 или High Efficiency Video Coding, то есть HEVC. Тот самый кодек, на который перешли в Apple в 2017 году. Поэтому все видео и даже фоточки на iPhone кодируются при помощи кодека HEVC.
Скажу сразу, кодек хорош. На текущий момент это такая золотая середина между скоростью кодирования, декодирования и эффективностью сжатия. Смотрите сами:
Кодек сам по себе великолепный. Но есть у него проблема — неадекватная политика лицензионных отчислений. Он настолько дорогой, что он просто не прижился в интернете.
Из всех браузеров его поддерживает только Safari, несмотря на то что кодеку уже 9 лет.
Тем не менее, кодек очень приглянулся всем любителям торрентов, поэтому для телевизоров поддержка H.265 обязательна. Поэтому прежде чем купить телевизор внимательно посмотрите в инструкции, есть ли цифровой декодер H.265. В телевизоре Haier поддержка есть, мы специально проверили.
В интернете господствуют кодеки от Google — VP8 и VP9.
По эффективности VP8 примерно равен H.264, а VP9 примерно равен H.265, но все же немного ему уступает. Эффективность — не главное их преимущество, главное, что они бесплатные. Поэтому кодеки быстро получили подержку всех браузеров, а в прошлом году даже появилась поддержка на девайсах Apple.
Помните то, что на iOS девайсах наконец-то в YouTube появилось разрешение 4K — это как раз заслуга VP9. Потому как YouTube рендерит 4К именно в этом кодеке.
Но это всё не так важно, потому как VP9 уже устарел. А на смену ему приходит новый бесплатный кодек AV1, про который мы уже как-то рассказывали.
В AV1 уже стримит YouTube и Netflix, его уже поддерживают почти все браузеры кроме Safari, конечно. И постепенно появляются процессоры с аппаратным декодированием.
Короче, в светлом будущем AV1 сомневаться не приходится. Но чем он так хорош, помимо бесплатности?
Но если вы думаете, что война кодеков закончена. Это не так!
В прошлом году был представлен наследник H.265, новый кодек H.266, который получил название VVC или Versatile Video Coding. Этот кодек эффективнее вообще всего что было раньше.
Он на 50% эффективнее и без того прекрасного HEVC и где-то на 20% эффективнее AV1. Какие у него есть фишки?
Во-первых, в названии кодека указано, что он универсальный и это действительно так.
Он одинаково хорошо работает с любым типом контента: кино, 360° видео, неподвижный контент, игры.
Он поддерживает переменную частоту кадров от нуля до 120 Гц! Это просто подарок для стримеров и тестировщиков видеокарт!
А также поддерживает переменное разрешение!
Кодек ещё лучше подходит для 8К, потому как блок тут увеличен до 256×256 пикселей.
А механизмы предсказаний в этом кодеке тренировали нейросети.
С лицензионными платежами тоже обещали разобраться, поэтому вполне возможно, что наследник HEVC станет супер популярным.
По крайней мере Apple скорее всего будет использовать именно этот кодек. Но подождать придется минимум года три.
Расширение файла VP9
VP9 Video Format
Что такое файл VP9?
Программы, которые поддерживают VP9 расширение файла
Следующий список содержит программы, сгруппированные по 3 операционным системам, которые поддерживают VP9 файлы. Файлы с расширением VP9, как и любые другие форматы файлов, можно найти в любой операционной системе. Указанные файлы могут быть переданы на другие устройства, будь то мобильные или стационарные, но не все системы могут быть способны правильно обрабатывать такие файлы.
Программы, обслуживающие файл VP9
Как открыть файл VP9?
Причин, по которым у вас возникают проблемы с открытием файлов VP9 в данной системе, может быть несколько. Что важно, все распространенные проблемы, связанные с файлами с расширением VP9, могут решать сами пользователи. Процесс быстрый и не требует участия ИТ-специалиста. Мы подготовили список, который поможет вам решить ваши проблемы с файлами VP9.
Шаг 1. Скачайте и установите VLC media player
Основная и наиболее частая причина, препятствующая открытию пользователями файлов VP9, заключается в том, что в системе пользователя не установлена программа, которая может обрабатывать файлы VP9. Решение простое, просто скачайте и установите VLC media player. Выше вы найдете полный список программ, которые поддерживают VP9 файлы, классифицированные в соответствии с системными платформами, для которых они доступны. Если вы хотите загрузить установщик VLC media player наиболее безопасным способом, мы рекомендуем вам посетить сайт VideoLAN Project Team и загрузить его из официальных репозиториев.
Шаг 2. Убедитесь, что у вас установлена последняя версия VLC media player
Если проблемы с открытием файлов VP9 по-прежнему возникают даже после установки VLC media player, возможно, у вас устаревшая версия программного обеспечения. Проверьте веб-сайт разработчика, доступна ли более новая версия VLC media player. Может также случиться, что создатели программного обеспечения, обновляя свои приложения, добавляют совместимость с другими, более новыми форматами файлов. Это может быть одной из причин, по которой VP9 файлы не совместимы с VLC media player. Самая последняя версия VLC media player обратно совместима и может работать с форматами файлов, поддерживаемыми более старыми версиями программного обеспечения.
Шаг 3. Свяжите файлы VP9 Video Format с VLC media player
Если у вас установлена последняя версия VLC media player и проблема сохраняется, выберите ее в качестве программы по умолчанию, которая будет использоваться для управления VP9 на вашем устройстве. Процесс связывания форматов файлов с приложением по умолчанию может отличаться в деталях в зависимости от платформы, но основная процедура очень похожа.
Процедура изменения программы по умолчанию в Windows
Процедура изменения программы по умолчанию в Mac OS
Шаг 4. Убедитесь, что файл VP9 заполнен и не содержит ошибок
Вы внимательно следили за шагами, перечисленными в пунктах 1-3, но проблема все еще присутствует? Вы должны проверить, является ли файл правильным VP9 файлом. Отсутствие доступа к файлу может быть связано с различными проблемами.
Если файл заражен, вредоносная программа, находящаяся в файле VP9, препятствует попыткам открыть его. Рекомендуется как можно скорее сканировать систему на наличие вирусов и вредоносных программ или использовать онлайн-антивирусный сканер. Если сканер обнаружил, что файл VP9 небезопасен, действуйте в соответствии с инструкциями антивирусной программы для нейтрализации угрозы.
2. Убедитесь, что файл с расширением VP9 завершен и не содержит ошибок
Вы получили VP9 файл от другого человека? Попросите его / ее отправить еще раз. Возможно, файл был ошибочно скопирован, а данные потеряли целостность, что исключает доступ к файлу. Если файл VP9 был загружен из Интернета только частично, попробуйте загрузить его заново.
3. Проверьте, есть ли у вашей учетной записи административные права
Иногда для доступа к файлам пользователю необходимы права администратора. Войдите в систему, используя учетную запись администратора, и посмотрите, решит ли это проблему.
4. Проверьте, может ли ваша система обрабатывать VLC media player
Если в системе недостаточно ресурсов для открытия файлов VP9, попробуйте закрыть все запущенные в данный момент приложения и повторите попытку.
5. Убедитесь, что у вас установлены последние версии драйверов, системных обновлений и исправлений
Современная система и драйверы не только делают ваш компьютер более безопасным, но также могут решить проблемы с файлом VP9 Video Format. Устаревшие драйверы или программное обеспечение могли привести к невозможности использования периферийного устройства, необходимого для обработки файлов VP9.
Вы хотите помочь?
Если у Вас есть дополнительная информация о расширение файла VP9 мы будем признательны, если Вы поделитесь ею с пользователями нашего сайта. Воспользуйтесь формуляром, находящимся здесь и отправьте нам свою информацию о файле VP9.