Il codec video H.265 (anche noto come HEVC) è sempre più diffuso ed è compatibile con un numero sempre più grande di dispositivi. Il codec H.265 promette una maggiore efficienza e maggiore qualità rispetto al suo predecessore H.264 (anche detto MPEG 4).
In questo articolo faremo il confronto dei codec H264 vs H265, per capire le principali differenze tra i due codec, i vantaggi che offre il nuovo standard e in quali circostanze ha ancora senso preferire il vecchio codec H264.
H264 vs H265: il confronto dettagliato
H.264 è uno standard di compressione video molto diffuso che si usa soprattutto nei servizi di streaming online e quando c’è stato bisogno di risparmiare banda.
H.264 è anche chiamato Advanced Video Coding (AVC) MPEG-4 ed è diventato famoso perché ha permesso di scambiare e guardare video in alta definizione senza consumare troppa banda o spazio di archiviazione.
Però, questo standard di compressione non funziona al meglio quando si vuole andare oltre la risoluzione Ultra HD e/o si vuole aumentare il frame rate.
H.265 è uno standard di compressione video più moderno che migliora H.264 sotto praticamente ogni aspetto. H.265 usa metodi di codifica più sofisticati che riducono le dimensioni del file mantenendo la qualità del video.
Questo standard di compressione è anche particolarmente adatto per video 4K e HDR perché può gestire risoluzioni più alte e frame rate migliori.
Nei prossimi paragrafi esamineremo nel dettaglio le differenze fra i due codec.
La profondità del colore
Quando si parla di profondità di colore ci si riferisce al numero di bit utilizzati per rappresentare ogni pixel in un’immagine. Più bit vengono utilizzati, maggiore sarà la gamma di colori che può essere rappresentata.
Ad esempio, una profondità di colore di 8 bit può rappresentare 256 colori diversi, mentre una profondità di colore di 10 bit può rappresentare 1.024 colori diversi.
H.264 supporta solo profondità del colore fino a 8 bit, mentre H.265 offre una maggiore flessibilità nella gestione della profondità di colore. In particolare, il nuovo standard supporta profondità di colore a 8 bit, a 10 bit (HDR) e a 12 bit, il che significa che può gestire una gamma di colori decisamente più ampia rispetto al codec H.264.
Questa capacità è davvero fondamentale in ambito professionale, dove una gamma cromatica estesa permette una maggiore fedeltà. Inoltre ormai è diffusa nei TV delle generazioni più recenti per offrire una migliore esperienza di visione.
L’uso di profondità di colore maggiori comporta anche un aumento delle dimensioni del file. Questo può essere un problema in alcune applicazioni in cui le dimensioni del file sono di importanza critica e devono essere mantenute ridotte, come nel caso dello streaming video in tempo reale su una rete con limitazioni di larghezza di banda.
La Motion Compensation Technology
La tecnologia di compensazione del movimento è uno dei fattori chiave nella compressione video. Essa aiuta a ridurre la quantità di dati necessari per rappresentare una determinata sequenza di immagini in movimento.
Questo risultato viene raggiunto, identificando aree di un’immagine che rimangono uguali o si muovono in modo prevedibile da un fotogramma all’altro e trasmettendo solo informazioni sulle differenze o sui vettori di movimento.
Queste aree sono dette blocchi di trasformazione e nella codifica H.264 hanno una dimensione fissa di 4×4 pixel, mentre con H.265 hanno dimensioni flessibili fino a 64×64 pixel.
Questo permette al codec H.265 di adattarsi meglio a diversi tipi di immagini e video e può portare a una maggiore efficienza di compressione.
Di conseguenza, con la nuova codifica spesso c’è una stima del movimento molto più accurata e un tempo di transizione ridotto nel video compresso.
Oltre a ciò, la codifica H.265 supporta anche tecniche di compensazione del movimento più avanzate che aiutano a migliorare ulteriormente l’efficienza di compressione.
Il controllo del bitrate
Il controllo del bitrate (Bitrate Control in inglese) è una tecnica utilizzata nella compressione video per controllare la quantità di dati necessaria per rappresentare un video in modo da soddisfare determinati requisiti di qualità e limiti di risorse.
In sostanza, regola la quantità di dati da utilizzare per codificare ogni frame del video, tenendo conto di fattori come la complessità della scena, la risoluzione del video, il tasso di frame e altri parametri.
L’obiettivo è quello di ridurre il bitrate del video senza compromettere la qualità dell’immagine e senza superare le limitazioni di risorse come la larghezza di banda o lo spazio di archiviazione disponibile.
Ci sono diversi algoritmi di controllo del bitrate utilizzati nella compressione video sia da H.264 che da H.265, tra cui i più usati sono: la costante quantità di dati (CBR) e la quantità variabile di dati (VBR).
Bitrate costante (CBR)
Il bitrate costante (CBR) è l’algoritmo più semplice e prevedibile di controllo del bitrate: il bitrate viene mantenuto costante per l’intera durata del video. Tuttavia, tale approccio può portare a una riduzione della qualità del video nelle scene più complesse.
Bitrate variabile (VBR)
Il bitrate variabile (VBR) è un algoritmo di controllo del bitrate più avanzato che regola il bitrate in base alla complessità della scena. In pratica, il bitrate viene aumentato in scene complesse e ridotto in scene meno complesse, al fine di mantenere una qualità costante dell’immagine.
Mentre H.264 utilizza le versioni convenzionali di CBR e VBR, H.265 ne introduce un’evoluzione chiamata “quantizzazione adattiva per frame” (in inglese per-frame adaptive quantization).
Questa consente un controllo più preciso del bitrate e della qualità per ogni frame. Inoltre, può portare a una qualità visiva più coerente tra diverse parti del video.
H.265 è un formato molto più efficiente del suo predecessore, quindi permette di ottenere, a parità di bitrate, una qualità video decisamente più elevata. Tale efficienza è particolarmente importante quando si parla di streaming, in quanto permette di fornire video di ottima qualità con un basso consumo di banda.
Il frame rate
Il frame rate è il numero di immagini che vengono mostrate su uno schermo in un secondo e si misura in fotogrammi al secondo (fps). Ad esempio, un video con un frame rate di 30 fps significa che ogni secondo vengono mostrati 30 fotogrammi sullo schermo.
Si tratta di una delle caratteristiche chiave dei video, poiché influenza la fluidità dell’animazione e la percezione della qualità visiva da parte dell’utente.
In generale, maggiore è il frame rate, più alta sarà la fluidità del movimento e migliore sarà la qualità visiva.
Il vecchio codec H.264 supporta un’ampia gamma di frame rate, dalla standard 24fps fino a un massimo di 60fps. Tuttavia, il bitrate necessario per raggiungere un’alta qualità con un frame rate elevato può diventare molto elevato, producendo file che occupano molto spazio sul dispositivo di archiviazione.
Il codec H.265 supporta una gamma di frame rate decisamente maggiore che arriva fino a 300 fps, inoltre, può gestire il flusso di dati in modo più efficiente rispetto al codec H.264, consentendo di raggiungere una maggiore qualità video a bitrate inferiori anche con frame rate elevati come 60fps o 120fps.
H264 vs H265: la compatibilità
Il numero di dispositivi che supporta nativamente H.265 è in costante aumento, quindi i problemi di compatibilità che hanno caratterizzato il codec video fin dalle origini paiono in forte diminuzione. Oggi tutte le nuove TV supportano H.265 e anche tutti i nuovi smartphone in commercio (e non solo quelli di fascia alta).
In ogni caso, se devi codificare il tuo contenuto video per un dispositivo un po’ più vecchiotto l’utilizzo di H.264 è ancora fortemente consigliato. Praticamente non esiste dispositivo digitale che ormai non sappia gestire la vecchia codifica.
