En este artículo, aclararemos que es la tecnología de codificación de video HEVC o H.265 y por qué es tan importante para la transmisión de video en 4K y el porqué es superior a la tecnología de codificación de video AVC/H.264.

La resolución de 4K es la próxima gran novedad en los televisores y está destinada a convertirse en el nuevo estándar de la industria, lentamente, comenzamos a ver una mayor oferta de material en  4K. Pero uno de los problemas del video en 4K es que ocupa mucho espacio, lo que hace que sea difícil descargarlo y transmitirlo en la mejor calidad posible. Afortunadamente, una nueva tecnología está cambiando eso y se conoce como codificación de video de alta eficiencia HEVC o H.265.

Sin duda que le está tomando su tiempo a esta nueva tecnología hacerse omnipresente, pero lentamente está sucediendo: los Blu-rays 4K UHD usan la tecnología de codificación de video HEVC H.265, VLC 3.0 hace que los videos HEVC y 4K se vean mejor en su computadora, y el iPhone incluso puede guardar video grabado en HEVC para ahorrar espacio de almacenamiento. Pero, ¿cómo funciona y por qué es tan importante para el video en 4K?

El estándar actual: la tecnología de codificación de video AVC/H.264

Cuando miras un disco Blu-ray, un video de YouTube o una película en iTunes, no es idéntica al video original que sale de la sala de edición. Para ajustar esa película en un disco Blu-ray, o hacerla lo suficientemente pequeña como para descargarla cómodamente de la web, la película debe comprimirse.

Advanced Video Coding, también conocido como AVC o H.264, es el mejor estándar para la compresión de video en uso generalizado, y hay algunos métodos diferentes que utiliza para tratar de reducir el tamaño del archivo del video.

Por ejemplo, en cualquier marco dado, puede buscar áreas que son principalmente del mismo color. Toma este fotograma de mí y de mi hijo: gran parte del cielo es del mismo color azul, por lo que el algoritmo de compresión puede dividir la imagen en fragmentos, llamados “macrobloques”, en lugar de recordar el color de cada píxel, por consiguiente podemos decir que todos estos trozos en la parte superior son del mismo color azul. “Eso es mucho más eficiente que almacenar el color de cada píxel de forma individual, lo que reduce el tamaño del archivo del fotograma final. En video, esto se llama compresión dentro del marco, comprimiendo los datos de un marco individual.

AVC también utiliza compresión entre cuadros, que analiza múltiples fotogramas y notas, qué partes del fotograma cambian y cuáles no. Por ejemplo toma esta foto de Avatar. El fondo no cambia mucho: la mayor parte de la diferencia entre fotogramas está en la cara y el cuerpo de Neytiri . Entonces, el algoritmo de compresión puede dividir el cuadro en esos mismos trozos de macrobloques y decir “¿sabes qué? Estos trozos no cambian en 100 fotogramas, así que simplemente visualícelos nuevamente en lugar de almacenar toda la imagen nuevamente 100 veces. “Esto puede reducir el tamaño del archivo dramáticamente.

Estos son solo dos ejemplos simplificados sobre los métodos que utiliza la tecnología de codificación AVC/H.264, pero se entiende la idea. Se trata de hacer que el archivo de video sea más eficiente sin comprometer la calidad. (Por supuesto, cualquier video perderá calidad si lo comprimes demasiado, pero cuanto más inteligente sean estas técnicas, más se puede comprimir un video antes de llegar al punto en que se pierda la calidad del video).

La tecnología de codificación de video HEVC o H.265 comprime videos de manera más eficiente, perfecto para el video en 4K

La codificación de video de alta eficiencia, también conocida como HEVC o H.265, es el paso siguiente en esta evolución. Desarrolla muchas de las técnicas utilizadas en la codificación AVC/ H.264 para hacer que la compresión de video sea aún más eficiente.

Por ejemplo, cuando AVC analiza varios fotogramas en busca de cambios, como el ejemplo en las imagenes de Avatar, esos “fragmentos” de macrobloques pueden tener diferentes formas y tamaños, hasta un máximo de 16 píxeles por 16 píxeles. Con la tecnología de codificación de video HEVC o H.265, esos fragmentos pueden tener un tamaño de hasta 64 × 64, mucho más grande que 16 × 16, lo que significa que el algoritmo puede recordar menos fragmentos, disminuyendo así el tamaño del video en general.

A continuación te dejo un video en el cual se puede apreciar claramente la diferencia entre ambas tecnologías de codificación:

Si bien existen un sinnúmero de otras operaciones dentro de la codificación HEVC, esta es una de las mayores mejoras, y cuando todo está dicho y hecho, HEVC puede comprimir videos dos veces más que la tecnología de codificación AVC en el mismo nivel de calidad. Esto es particularmente importante para el video en 4K, que ocupa una gran cantidad de espacio con AVC. HEVC hace que el video en 4K sea mucho más fácil de transmitir, descargar o copiar en tu disco duro.

El problema: la tecnología de codificación HEVC es lenta sin una descodificación acelerada por hardware

Si la tecnología de codificación HEVC ha sido un estándar aprobado desde el año 2013, entonces ¿por qué no lo usamos para todos los videos?

Estos algoritmos de compresión son complejos; se necesitan muchísimos cálculos para resolver esto sobre la marcha mientras se reproduce un video. Hay dos formas en que una computadora puede decodificar este video: decodificación de software, en la que utiliza la CPU de su computadora para realizar esos cálculos, o la decodificación por hardware, en la que se transfiere la carga de la decodificación a la tarjeta gráfica (o el chip gráfico integrado en el procesador). Una tarjeta gráfica es mucho más eficiente, siempre y cuando tenga soporte integrado para el códec del video que está tratando de reproducir.

Entonces, aunque muchas computadoras y programas pueden intentar reproducir un video HEVC, estas pueden presentar problemas que se manifiestan por una reproducción interrumpida, o muy lenta, por no tener soporte para la decodificación por hardware. Entonces, la tecnología HEVC no te sirve de mucho, a menos que tengas una tarjeta gráfica y un reproductor de video que sean compatibles con la decodificación por hardware de HEVC.

Esto no es un problema para los dispositivos de reproducción independientes: los reproductores de Blu-ray 4K, incluida la consola Xbox One, están diseñados con la tecnología HEVC en mente. Pero cuando se trata de reproducir videos HEVC en tu computador, las cosas se ponen más difíciles. Tu computadora necesitará una de las siguientes piezas de hardware para decodificar un video por medio del hardware HEVC:

  • Procesador Intel 6ta generación “Skylake” o CPUs más nuevas
  • Procesador AMD 6ta generación “Carizzo” o APU más nuevas
  • NVIDIA GeForce GTX 950, 960 o tarjetas gráficas más nuevas
  • AMD Radeon R9 Fury, R9 Fury X, R9 Nano o tarjetas gráficas más nuevas

También necesitarás usar un sistema operativo y un reproductor de video que admita no solo el video HEVC, sino la decodificación por hardware HEVC, y esto es un poco irregular en este momento. Muchos dispositivos están aun agregando soporte para la decodificación de hardware HEVC, y en algunos casos, solo pueden funcionar con ciertos chips de la lista anterior. Al momento de escribir este artículo, VLC 3.0, Kodi 17 y Plex Media Server 1.10 ofrecen compatibilidad con alguna forma de decodificación por hardware HEVC, al menos para ciertas tarjetas gráficas. Sin embargo, es posible que debas habilitar la aceleración por hardware en tu reproductor de preferencia para que funcione adecuadamente.

A medida que pasa el tiempo, más computadoras podrán manejar este tipo de video, y más dispositivos lo soportarán de forma predeterminada, tal como lo hacen ahora con la tecnología de codificación de video AVC/H.264.

Todo esto puede tomar todavía un buen tiempo, hasta que se transforme en el nuevo estándar de la industria y reemplace definitivamente a la tecnología de codificación actual, la AVC/H.264 en lo que respecta a archivos de gran tamaño. Hasta entonces, tendrás que almacenar tus videos en 4K utilizando la tecnología AVC/H.264 en archivos de tamaño grande (o comprimirlos más y estar dispuesto a perder la calidad de la imagen).

También se encuentra en desarrollo la tecnología de codificación de video H.265+, la cual promete comprimir hasta un 50 por ciento mas el tamaño del archivo con respecto a la tecnología de codificación de video HEVC o H.265.