El 4K ya se ha instalado en los televisores y el 8K está empezando a aparecer en todas partes. Pero los vídeos de tanta resolución ocupan muchísimo espacio por lo que es costoso transmitirlos y descargarlos con la mejor calidad posible.
Afortunadamente, una tecnología está cambiando eso, el códec H.265 o MPEG-H Parte 2, también conocido como HEVC (High Efficiency Video Coding o Codificación de Video de Alta Eficiencia).
Aunque tiene muchas ventajas, el H.265 nunca llegó a imponerse del todo, y ya han aparecido sus sucesores —AV1 y H.266—, como veremos al final. Pero ¿cómo funciona y por qué fue tan importante para el vídeo 4K y 8K?
El problema: el streaming de vídeo
El vídeo es, con diferencia, lo que más ancho de banda consume en internet, y de ahí que la compresión importe tanto: cada punto que se gana comprimiendo se convierte en ancho de banda y en factura, tanto para quien emite como para quien mira con una tarifa de datos limitada. Ya en 2019 el streaming suponía el 60,6 % de todo el tráfico, y desde entonces solo ha subido. ref
El High Efficiency Video Coding (HEVC), más conocido como H.265, es el último códec de compresión de vídeo desarrollado por el Moving Picture Experts Group (MPEG) y se caracteriza por duplicar la eficiencia con respecto al H.264/AVC, el códec más usado en la actualidad.
De esta manera, se podrá reducir a la mitad el ancho de banda necesario para transmitir vídeo en alta definición, permitiendo reducir los costes por ancho de banda tanto para los proveedores como para los clientes (tarifas de datos limitadas más pequeñas).
El punto de partida: AVC/H.264
Cuando vemos un vídeo de YouTube o una película de Netflix, el vídeo que vemos no es el original que sale de la sala de edición. Para que la película sea lo suficientemente pequeña como para poder descargarse cómodamente por Internet, la película tiene que ser comprimida.
El códec de uso más generalizado para la compresión de vídeo en la actualidad es el H.264, también conocido como AVC (Advanced Video Coding o Codificación de Vídeo Avanzada).
El códec H.264 tiene varias formas de comprimir un vídeo:
- Intra-fotograma: dentro de un fotograma los píxeles están agrupados macrobloques. Si todos los píxeles de un macrobloque son del mismo color, se puede guardar la información de todos ellos de manera conjunta, lo que es mucho más eficiente que guardar la información de cada píxel individual.
- Compresión entre fotogramas: el códec también puede comprar diferentes fotogramas sucesivos entre sí y comprobar qué píxeles cambian y cuáles no. Los píxeles que no cambian (por ejemplo, el fondo en una escena estática) los podemos volverlos a mostrar sin tener que almacenar de nuevo la información. Esto permite ahorrar mucho espacio.
Por tanto, comprimir un vídeo trata de reducir el espacio intentando perder la menor calidad posible y cuánto más avanzadas sean las técnicas de comprimir, más se podrá comprimir un vídeo sin llegar a perder calidad.
Compresión más eficiente: HEVC/H.265
El códec H.265, también conocido como HEVC, es un códec que utiliza técnicas semejantes al H.264, pero algo más evolucionadas y avanzadas.
Por ejemplo, cuando el códec H.264 busca cambios en varios fotogramas, esos “trozos” (CTU o Coding Tree Units) pueden ser de diferentes formas y tamaños, pero no pueden ser mayores de 16 x 16 píxeles. Sin embargo, con el HEVC, esos trozos pueden tener un tamaño de hasta 64 × 64 píxeles, lo que significa que el algoritmo es capaz de reutilizar bloques más grandes de los fotogramas anteriores, disminuyendo así el tamaño del video en general.
Puedes ver una explicación más técnica de esta técnica en este vídeo de HandyAndy Tech Tips:
Por supuesto, el HEVC también tiene otras mejoras, pero la más importante es esa.
Sumando todas las mejoras, el H.265 es capaz de comprimir los vídeos el doble que el H.264 con el mismo nivel de calidad lo que puede suponer un ahorro muy importante para el vídeo en 4K y 8K.
H.265 Vs. H.264
El códec H.265 también tiene muchas más ventajas:
- El H.265 es compatible con vídeos de hasta 8K y 300 fps, mientras que H.264 está limitado a vídeos 4K y 60 fps.
- El H.265 tiene menos errores y artefactos lo que aumenta la calidad de imagen con respecto al H.264.
- Como hemos visto, el códec H.265 permite agrupar los píxeles en CTU o Coding Tree Units de entre 4×4 y hasta 64×64, mientras que en H.264 solo puede ser hasta 16×16. De esta manera el H.265 puede adaptarse mejor a cada escena.
- El H.265 utiliza mejores algoritmos de segmentación, ya que no solo compara dos fotogramas a la vez, sino que intentan aprovechar y compartir la misma información en más fotogramas. Esto hace que la información que no cambie pueda ser reutilizada durante más fotogramas.
- El H.265 tiene mejores algoritmos de seguimiento del movimiento que el H.264. Es decir, teniendo en cuenta que normalmente los planos tienen cierto movimiento, lo que hace que las mismas partes cambien ligeramente de posición, esta mejora permite que se pueda aprovechar información, aunque no se encuentre en la misma zona de la pantalla.
- De esta manera el H.265 permite reducir a la mitad el espacio que ocupa un contenido al codificar un vídeo a la misma calidad que en H.264.
Por qué tardó tanto (y dónde está hoy)
El H.265 se aprobó en 2013 y tardó años en llegar a todas partes. Hoy la situación es la contraria de la que tenía este artículo cuando se escribió: el HEVC ganó en los dispositivos y perdió en la web.
Los algoritmos del H.265 son mucho más complejos que los del H.264 y piden bastante más cálculo. Comprimir siempre ha costado mucho más que descomprimir, pero al usuario lo que le afectaba era la reproducción, y ahí había dos caminos:
- Por software: se usa la CPU para resolver los complejos cálculos de los algoritmos. La CPU sirve para todo, pero no es eficiente a la hora de realizar este tipo de cálculos.
- Por hardware: existen chips que tienen incorporados el soporte para el códec de vídeo y son mucho más rápidos y eficientes porque están diseñados para ello. De esta manera consiguen reproducir el vídeo sin tirones y con un consumo menor de energía.
Al principio eso era un problema de verdad: un PC sin decodificación por hardware reproducía HEVC a tirones. Los aparatos dedicados —los reproductores de Blu-ray 4K, las consolas— nunca lo sufrieron, porque salieron ya con el chip preparado.
Desde cuándo lo lleva cada equipo
La decodificación por hardware del H.265 llegó al PC en 2015. Estas son las primeras generaciones que la incorporaron, y hoy valen más como referencia histórica que como lista de compra: cualquier equipo posterior la trae.
- Intel: 6.ª generación «Skylake».
- AMD: APU «Carrizo».
- Nvidia: GeForce GTX 950 y 960.
- AMD Radeon: R9 Fury, R9 Fury X y R9 Nano.
En el móvil pasó lo mismo, y más deprisa: más del 95 % de los teléfonos que se venden hoy decodifican HEVC por hardware, y el iPhone graba directamente en ese formato desde iOS 11, en 2017.
Codificar tampoco es ya lo que era. La idea de que exportar en H.265 tarda diez veces más que en H.264 venía de comprimir por software con la CPU. Hoy NVENC (Nvidia), Quick Sync (Intel) y AMF (AMD) codifican HEVC por hardware, muchas veces más rápido que en tiempo real. La codificación por software sigue siendo lenta —y sigue dando algo más de calidad al mismo tamaño—, pero ya casi nadie depende de ella para el uso corriente.
Cómo instalar el códec y reproducir HEVC en Windows
Los mejores programas para reproducir vídeos en HEVC actualmente son: VLC, MPC HC, Plex y Kodi. Hay muchos más, pero esos son una apuesta segura.
Si solo quieres bajarte el códec H.265 (HEVC) para Windows, puedes descargarlo desde la propia tienda de Microsoft o puedes utilizar el K-Lite Codec Pack que también te permitirá codificar (no solo decodificar).
Eso que en su día se esperaba —que el soporte por hardware acabara siendo universal, como pasó con el H.264— ya ha ocurrido. Lo que no se cumplió fue lo otro: que el H.265 se convirtiera en el códec de internet. Ahí la historia tomó otro camino, y es el del capítulo siguiente.
Lo que vino después: AV1 y H.266
Cuando se escribió este artículo, el H.265 era lo más nuevo. Ya no. Han llegado dos sucesores, y la historia de por qué el H.265 nunca llegó a reinar del todo tiene mucho que ver con el dinero.
El problema del H.265: los royalties
El HEVC es una tecnología de pago, con varios grupos de patentes cobrando licencias. Ese lío de royalties frenó su adopción en la web: por eso muchos servicios y navegadores nunca lo abrazaron del todo.
AV1: el códec libre
Como respuesta, un consorcio de gigantes (Google, Netflix, Amazon, Microsoft, Meta…) creó AV1, un códec libre de royalties con una eficiencia parecida o mejor que la del HEVC. Hoy lo usan YouTube y Netflix, y las GPU y móviles modernos ya lo decodifican por hardware. Se ha convertido, de facto, en el códec de la web.
H.266 / VVC: el más eficiente (pero…)
El sucesor «oficial» del HEVC es el H.266 o VVC (2020), que comprime entre un 40 % y un 50 % mejor que el H.265. El problema es el mismo de siempre: es de pago y, de momento, ningún navegador lo soporta. Se usa sobre todo en televisión y difusión profesional, pero en internet le está costando despegar frente al AV1.
En resumen: para la web, AV1; para máxima eficiencia en difusión, H.266; y el H.265 sigue muy presente en los dispositivos y en las grabaciones de los últimos años. Los números lo dicen bien: HEVC está en producción en torno a dos tercios de las empresas de vídeo, mientras que AV1 anda por el 17 % pero creciendo mucho más rápido.
Si lo que quieres es decidir cuál usar hoy, lo comparamos uno a uno —con qué plataforma usa cada cual y qué dispositivos lo aceleran— en AV1 vs AV2 vs H.265 vs H.266.
