H.265 (HEVC): qué ventajas e inconvenientes tiene

El problema: el streaming de vídeo

En 2019 el streaming de vídeo supuso el 60,6% del todo el tráfico de Internet, una subida del 2,9% respecto a 2018. Sin embargo, se espera que con la popularización de las nuevas resoluciones de mayor definición el tráfico de vídeo alcance el 80% en 2021. ref Por tanto, reducir el tamaño de este tipo de archivos resulta fundamental.

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 estándar actual: 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.

El problema del H.265

Aunque el H.265 es un estándar aprobado desde 2013, su uso aún no está completamente extendido, ¿por qué?

Los algoritmos de compresión son complejos y necesitan mucha potencia de cálculo. Para que te hagas una idea, exportar un vídeo en H.265 en mi ordenador tarda 10 veces más que en H.264. Pero bueno, no solemos codificar tantos vídeos como decodificarlos.

En un dispositivo tenemos dos formar de decodificar un vídeo:

• 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.

Por lo tanto, aunque muchos PC y programas pueden reproducir un vídeo HEVC, es bastante probable que, si el PC no es moderno, el vídeo vaya a tirones porque la CPU no es lo suficientemente potente y no tenga decodificación por hardware para dicho códec.

Esto no es un problema para los dispositivos de reproducción dedicados como los reproductores de Blu-ray 4K o las consolas modernas que están diseñados con componentes de hardware compatibles con la reproducción de vídeos H.265.

En el mundo de los PC, podemos encontrar CPU y GPU compatibles por hardware con el H.265:

• CPU Intel: sexta generación de Intel “Skylake” o posteriores.
• CPU AMD: 6ª generación “Carizzo” o APU posteriores.
• GPU Nvidia: NVIDIA GeForce GTX 950, 960 o posteriores.
• GPU AMD: AMD Radeon R9 Fury, R9 Fury X, R9 Nano o posteriores.
• En el mundo móvil, la gran mayoría de dispositivos Android e iOS (desde iOS 11) tienen soporte por hardware para el códec H.265.

También tendrás que usar un sistema operativo y un reproductor de vídeo que no solo admita vídeo HEVC, sino que también sea compatible con la decodificación de hardware HEVC, algo que aún no está del todo extendido.

Muchos reproductores siguen teniendo un soporte desigual a la decodificación de hardware HEVC y, en algunos casos, es posible que solo funcionen con ciertos chips de la lista anterior.

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).

A medida que pase el tiempo, cada vez más dispositivos y programas tendrán soporte por hardware para reproducir y codificar vídeo HEVC, como ha pasado con el AVC/H.264. Gracias a eso, podremos disfrutar de vídeos que ocuparán lo mismo, pero que tendrán mayor calidad de imagen.