Så lidt fylder fremtidens 4K-video – bag om videoformaterne

Baggrund: Hvor langsom kan en netforbindelse være, når 4K-video skal leveres? Og hvorfor kræver fremtidens TV ikke 15 Mbit/s? Vi går bag om videoformaterne.

Ultra HD 4K demo

Ultra HD 4K demo

– “I fremtiden skal vi mindst bruge en internetforbindelse på 1000 Mbit/s og min gamle 20 Mbit/s forbindelse fra TDC er ubrugelig – selv Netflix siger, at min forbindelse skal være på mindst 15 Mbit/s, og vi har 4 fjernsyn hjemme hos os,” skrev nørden i et debatindlæg. Har du læst det før?

Altså den del med at der stilles absurd høje krav til ens internetforbindelse i nærmeste fremtid, hvis man skal kunne streame TV over internettet? Har du også hørt den anden side af sagen? Du ved, den med at kravene til din internetforbindelse måske slet ikke bliver så høje?

MereMobil.dk og FlatpanelsDK har slået hovederne sammen for at give vore læsere lidt mere indsigt omkring videoformater. Vi vil i denne artikel forsøge at forklare et hav af tekniske detaljer, og komme med en del baggrundsinformationer omkring emnet videokomprimering – og vi håber ikke det bliver alt for teknisk. Så hold tungen lige i munden, så lærer du sikkert noget nyt i dag.

Der er flere sider af sagen, og vi vil fokusere mest på komprimeringen af videoindhold, men vi skal også lige nævne en ikke helt uvigtig detalje; distributionsomkostninger.

Distribution koster rigtige penge

Almindelige danskere anser internettet på linje med vand. Man tænder hanen, og der kommer vand ud af den, og selvom man lader vandet løbe, så koster det kun et par kroner per kubikmeter. For de fleste danske husstande en omkostning på et par tusinde kroner om året.

Det er en overskuelig omkostning for de fleste, ligesom de fleste danskere har en overskuelig omkostning hver måned til et flat-rate internetabonnement. Sådan ser det desværre ikke ud set fra en distributionsmæssig vinkel, når det drejer sig om at flytte meget store mængder data. At flytte store mængder data koster mange penge, og selv verdens største videosite YouTube har såvidt vi kan vurdere endnu ikke en fornuftig og sund forretning på trods enorm volumen.

Det er nemlig langt fra omkostningsfrit at levere video i høj kvalitet lovligt over internettet. Mange har måske den opfattelse, at man blot skal sætte en server op og så trække et fiberkabel til den. Wupti wapti og så kan der leveres video til hele verden. Men sådan fungerer det bare ikke i praksis, når man skal holde sig indenfor lovens rammer og brugernes krav.

I praksis er internettet fyldt med flaskehalse (både økonomiske og kapacitetsmæssige), hvor trafikken begrænses, og videoudbydere er derfor nødt til at distribuere deres indhold, så videoindholdet kommer tættere på brugerne.

Dette kan gøres ved at betale en CDN (Content Delivery Network) leverandør såsom Akamai, Amazon eller Bitgravity, for at stå for distributionen. Når en videoudbyder som f.eks. Danmark Radio lægger et videoklip online, så bliver videoklippet fordelt over forskellige servere hos Akamai. Serverne er fysisk placeret forskellige steder på internettet, f.eks. ved store udvekslingspunkter, hvor internetuydbyderne udveksler trafik. Nogle af de store CDN leverandører har også servere stående hos de største internetleverandører, så videotrafikken kan holdes internt på internetudbyderens eget netværk.

Men denne form for distribution koster penge, og jo mere data der skal overføres per sekund desto højere bliver prisen – specielt hvis der skal kunne garanteres en bestemt kvalitet hos slutbrugeren.

Det er for øvrigt ikke kun videoudbydere på internettet, som kigger på distributionsomkostningerne. Det koster også at levere video via f.eks. satellit, kabel-TV eller antenne-TV omend problemstillingerne er lidt anderledes.

Ultra HD 4K koster 3-4 gange mere

Prisen på distribution er i sidste ende et reelt problem, hvis man vil levere video over internettet. Jo mere data der skal overføres, jo højere omkostning. Lidt firkantet og rent illustrativ kan man sige, at koster det i dag 1 krone at overføre en 90 minutter spillefilm i Full HD H.264 format, så stiger omkostningerne til at distribuere den samme film i Ultra-HD 4K til 3-4 kroner, fordi der skal overføres 3-4 gange så meget data. Man kan ikke helt stille det så firkantet op, da en del af omkostningerne går til den grundlæggende infrastruktur, men pilen peger på en markant højere omkostning.

Derudover bliver vi også nødt til at se udover vores egen næsetip. I rigtigt mange lande vil streaming både i dag og i morgen foregå over en langsom forbindelse – tænk 3G/4G smartphones, mobilt bredbåndsrouter eller en sløv xDSL forbindelse. Internethastighederne i mange udviklingslande ligger markant under, hvad vi i den vestlige verden er forvente med, og her må videoudbyderne kunne levere deres indhold via internetforbindelser på kun 1-2 Mbit/s.

Det er også meget interessant at notere sig, at filmbranchen nu begynder at bruge 4K-masters til nye tv-serier og film. En master er den originale indspilning, og en god master i høj kvalitet kan også være med til at hæve billedkvaliteten.

Netflix kræver 15 Mbit/s

Du har helt sikkert hørt det nævnt på utallige nyhedssites – Netflix i Ultra HD 4K kræver mindst en internetforbindelse på 15 Mbit/s. Netop den udmelding fra Netflix er også omdrejningspunktet, når vi taler om internetforbindelser, og hvor kraftige disse skal være i fremtiden for at kunne levere videoindhold i høj kvalitet. Det er nemlig let for de fleste at forholde sig til Netflix, og den visuelle kvalitet af selskabets videotilbud.

Med lidt hovedregning så er den gennemsnitlige danske internetforbindelse alt for sløv, hvis ens hjem tilfældigvis er storforbruger af Netflix. Streamer man Ultra HD 4K på fire fjernsyn på samme tid, vil man mindst skulle bruge en internetforbindelse på 60 Mbit/s – og meget gerne en noget hurtigere forbindelse, hvis det hele skal fungere uden problemer.

Fordi det ser ud til, at kravene til hastigheden stiger nærmest eksplosivt, så er fremtidens brug af f.eks. Netflix i Ultra HD 4K format også en ofte benyttet pointe, når samtalen falder på fremtidens behov for hurtigt internet. Netflix er simpelthen en slags fællesnævner, når det gælder internethastigheder.

Men det spændende er faktisk ikke, hvor hurtig ens internetforbindelse skal være i fremtiden. Det virkelig spændende er, hvor langsom den kan være. Ah hvad for en fisk? Forklaring følger.

Ultra HD og fremtiden

Videoudbyderne er altså fanget i det dilemma, at transport af højkvalitetsvideo koster mange penge, og forbrugerne kræver visuelt bedre kvalitet af videoindholdet. Forbrugerne accepterer ikke længere hakkende video i frimærkestørrelse med tydelig pixelering (store firkanter over alt i billedet).

Forbrugerne forventer knivskarpe billeder på det 55 tommer store stuealter, men forbrugernes forbindelse til internettet kan også skabe udfordringer, da ikke alle forbrugere har adgang til en kraftig internetforbindelse.

Så hvad kan videoudbyderne gøre ved dette dilemma? Det er her artiklens hovedemne videokomprimering kommer ind i billedet.

Lidt om videoformater

Video i ukomprimeret form fylder så utrolig meget, at det ikke kan sendes over en normal internetforbindelse. Derfor benytter man et videocodec (videoformat) til at komprimere videoen ned til et håndterbart format. I ukomprimeret form kan 1 minuts Full HD video fylde mere end 11 gigabytes, og ved at komprimere videoen kan informationerne pakkes ned, så ét minutes video fylder mindre end 30 megabytes. Altså en en forskel på 300:1.

Man minimerer simpelthen den mængde data, som skal overføres Det er her, at de nye avancerede videoformater kommer ind i billedet

De sidste mange år har vi på internettet levet med MPEG4 part 2 (også kendt under navne som DivX eller Xvid), og senere MPEG4 part 10 (også kendt som H.264 eller AVC). Disse videoformater har dramatisk formindsket størrelsen på den mængde data, der skal overføres, og samtidig har videokvaliteten fået et stort løft.

H.264 (MPEG4 part 10) er i dag standardformat i en lang række produkter lige fra mobiltelefoner over settopbokse til videokameraer. Når du tænder for dit Apple TV og streamer Netflix eller YouTube, så er det H.264 komprimeret video du kigger på. Tænder du for dit TV og ser digital TV via Boxer, YouSee, Canal Digital, Viasat eller Stofa, så er det H.264 video, som vises på dit TV. Streamer du video fra DR.dk, så er det også H.264 video du streamer.

H.264 er altså et meget succesfuldt videoformat.

Forskel på live-TV og on-demand TV

I broadcast-sammenhæng, såsom TV-kanaler, bruges H.264 også i stor stil. I Danmark leveres HD-kanaler i alt fra 6 til 14 Mbit/s bitrate, men det er vigtigt at holde for øje, at live TV-kanaler via kabelnet, parabol og antenne benytter sig af single-pass-komprimering, i modsætning til multi-pass-komprimering.

Single-pass-komprimering: Man analyserer og komprimerer indholdet (film, TV-serie, dokumentar, sport osv.) “on-the-fly” eller på godt dansk her og nu. Denne metode bruges, når indholdet skal kunne komprimeres hurtigt og når forsinkelsen skal være så lav som muligt på f.eks. TV-kanaler. Her tager det 1 minut at komprimere 1 minuts indhold. Alt normalt TV du ser direkte bliver komprimeret efter denne metode.

Multi-pass-komprimering: Man lader indholdet (film, dokumentar, TV-serier osv.) passere gennem encoderen flere gange, og derved kan man analyse og optimere komprimering. Typisk lader man indholdet passere to (2-pass) eller tre (3-pass) gange for derved at kunne optimere komprimeringen. Det tager meget længere tid, men giver betydeligt bedre billedkvalitet ved lavere bitrate. Her kan det tage 1, 10 eller 100 minutter at komprimere 1 minuts indhold. Alt indhold du ser på f.eks. Netflix, HBO eller Viaplay er komprimeret på denne måde.

Fordi TV-kanaler sender “live” ved at fylde indhold ind i en encoder (en hardwareenhed eller et stykke software, der komprimerer videoindholdet), som videredistribuerer det ud i sendenettet, har man kun ét forsøg til at komprimere indholdet. Forsinkelsen på live-tv som f.eks. sport, skal være så lav som muligt og derfor bruges single-pass-metoden.

Streamingtjenester såsom Netflix og HBO har ikke samme krav om at indholdet skal komprimeres hurtigt “on-the-fly”. Om det tager 20 sekunder eller 1 dag at komprimere de nye afsnit af House of Cards eller Game of Thrones har ingen praktisk betydning, for videofilerne ligger til rådighed “in-house”, før de udgives. Disse tjenester kan derfor udnytte multi-pass til at forbedre billedkvalitet og sænke bitraten. Den visuelle billedkvalitet bliver bedre, og indholdes kan streames i god kvalitet selvom brugerens internetforbindelse ikke er super hurtig.

Det er derfor heller ikke muligt at sammenligne bitrate på TV-kanaler med bitrate på streamingtjenester en til en. Ud over at der kan være forskel i hvilken MPEG4-generation der bruges, så spiller single-pass og multi-pass en stor rolle for billedkvaliteten. Der er også grunden til, at en TV-serie på Netflix der leveres i 6-7 Mbit/s bitrate, kan se bedre ud end samme tv-serie leveres i 8-12 Mbit/s bitrate på en TV-kanal.

Nye formater først via streaming

Med springet til nye videoformater, såsom H.265 (HEVC), kan streamingtjenesterne, som ikke sender live, yderligere forbedre forholdet mellem bitrate og billedkvalitet. Husk på, at TV-kanaler kun kan sende i ganske få “formater”, fordi der er en fysisk øvre grænse for, hvor meget TV-sendenettet kan bære. Når man sender live TV i f.eks. antenne, så er der ikke uendelig plads til rådighed, og det må distributøren tage højde for, og distributøren bliver også nødt til at sende i nogle bestemte formater, som forbrugerne kan modtage på deres TV eller settopboks.

Streamingtjenester benytter internettet, hvor kapaciteten i teorien er uendelig – i praksis dog med mange begrænsninger. Streamingtjenester kan derfor have samme film tilgængelig i 20-30 forskellige encodninger og formater på serveren, og så spørger afspillerenheden i den anden om det format, som den forstår. Det gør det langt lettere for internet-baserede tjenester at tage skridtet til HEVC, VP9 eller andre videoformater.

Streamingtjenesterne kan altså let skifte videoformat, da de meget let kan være bagudkompatible, hvilket er noget mere besværligt, når det drejer sig om kabel-TV, antenne eller satellit.

Kilden spiller også ind

I den forbindelse er det også værd at huske på, at man i stigende grad begynder at anvende 4K-versioner af TV-serier og film som “masters”, der derefter nedskaleres til 1080p. En master er den originalfilm, hvorfra alt andet videomateriale bliver lavet. Ved at bruge en master i højere opløsning og kvalitet, så forbedres også 1080p-versionen af indholdet. I single-pass-konstruktioner, hvor signalet skal sendes videre i realtid, kan det være vanskeligt at bruge 4K-kildesignaler, fordi det stiller meget store krav til encoderen, når forsinkelsen samtidig skal holdes i bund. Igen spiller det med tiden ind.

Andre streamingtjenester såsom YouTube eller Twitch har lidt de samme udfordringer, som TV-kanalerne der sender live-TV. Forsinkelsen skal helst holdes i bund.

YouTube lader generelt uploadede videoer passere en single-pass-komprimering for at få en lavkvalitets version af videoen online hurtigt. Først senere optimeres videoen så ved hjælp af multi-pass. Det vil sige, at YouTube først publicerer en hurtigt lav-kvalitets version, og først senere kommer højkvalitetsversion så online.

Flere billeder per sekund

Udover bedre videoformater så er sker der også noget med frameraten – antal billeder per sekund, der bruges fremtidens videoer.

I dag udsendes det meste video med 25 eller 30 billeder per sekund. Det er et levn fra fortiden, hvor det gode gamle analoge TV viste 25 eller 30 helbilleder per sekundet afhængig af TV-format. I Europa benyttede man 25 helbilleder per sekund, mens USA benyttede 30 helbilleder per sekund.

I fremtiden vil det meste videoindhold blive sendt med 50 eller 60 billeder per sekund, fordi det bliver teknisk muligt ved hjælp af de nye avancerede videoformater.

Flere billeder per sekund giver mere jævne billeder, som virker mindre hakkende og detaljerne bliver tydeligere. Kort sagt bedre billedkvalitet.

Det med flere billeder per sekund kan videoformater som H.264 allerede håndtere, men det er ikke ret udbredt til andet end Blu-Ray discs, fordi 60 billeder fylder rundt regnet det dobbelt af 30 billeder per sekund.

I praksis har ikke alle H.264 chipsæts i f.eks. settop bokse og TV understøttelse af mere end 25/30 billeder per sekund, så derfor er 50/60 billeder per sekund ikke ret udbredt. Men i fremtiden ændrer dette sig markant, da 50/60 billeder per sekund bliver standard ved streaming over internettet.

Udviklingen står ikke stille

Udviklingen står som bekendt ikke stille og næste skridt på evolutionen af videoformater har allerede været i gang i et par år.

De næste skridt hedder VP9 og H.265, og de fleste smart-TV fra og med 2015 indeholder understøttelse af mindst et af disse to formater – mange oven i købet begge formater. Ligeledes understøtter flere og flere smartphones også de avancerede videoformater.

VP9 (WebM)

Sammenligning af VP9 video mod H.264

Sammenligning af VP9 video mod H.264

Google har faktisk førertrøjen på, da selskabet allerede leverer højkvalitets video (VP9 format) via YouTube.

VP9 er efterfølgeren til VP8, som oprindeligt blev udviklet af On2 Technologies. VP8 fik aldrig fodfæste men med VP9 er Google begyndt at få chipproducenterne med på idéen. TV-skærme, med Ultra HD, der er produceret i 2015+ understøtter VP9 i hardwaren. Google købte selskabet On2 med et mål om at skabe et “åbent” og gratis videoformat, der på sigt kan overtage for MPEG4 part 2/10 og HEVC.

På YouTube kræver Full HD VP9 streaming indtil videre 2,5 Mbit/s, men på YouTube skal Google også tage højde for, at ikke alt videomateriale er af lige høj kvalitet, når de modtager det. Dårligt videomateriale kræver en højere bitrate.

Samtidig har Google valgt en god kvalitet frem for en acceptabel kvalitet, og da Google skal håndtere ekstremt store mængder video, så har det også betydning, hvor hurtigt video kan komprimeres. Hvis den højeste kvalitet skal opnås, så kræver det ekstra datakraft og tid – begge dele kan Google have givet køb på.

Det sidst tilgængelig tal er tilbage fra 2012, hvor Google offentliggjorde, at YouTube modtager 72 timers video hvert minut. Hver enkelt videoklip skal encodes i forskellige videoformater i forskellig opløsninger og med forskellig bitrate til en række forskellige enheder. I praksis bliver hver videoklip encoded op til et dusin gange. Google kan med andre ord ikke maksimere kvaliteten på YouTube, da mængden af video er enorm, og videoklippene skal online så hurtigt som muligt. Tiden er altså en faktor hos YouTube.

Andre videoudbyderes som Netflix har ikke samme problemstilling. Her gør det ikke noget, at det tager fire dage at encode en 90 minutters spillefilm, hvis kvaliteten bliver bedre og bitraten lavere.

VP9 understøtter allerede HD og 4K, men endnu ikke nye teknologier såsom 8K og HDR, hvilket med al sandsynlighed først bliver understøttet i VP10, der kommer om få år. Google har meldt ud, at de vil opdatere VPx-formatet oftere end de hidtil har været tilfældet for videoformater.

Google bruger som sagt VP9 på YouTube og opfordrer andre tjenester til at tage det i brug ligesom VP9 understøttes af Google Chrome browseren.

Med til historien hører, at Amazon, Cisco, Google, Intel, Microsoft, Mozilla og Netflix er gået sammen i “Alliance for Open Media” med et mål om at skabe fremtidens videoformat, der grundlæggende skal bygge på VP9 og det kommende VP10. Det kan du læse mere om i denne artikel på FlatpanelsDK.

H.265 (HEVC)

H.265 (HEVC) betragtes som den naturlige efterfølger til H.264 (MPEG4 part 10), fordi mange af de samme parter er involverede i udviklingen. H.265 er ikke gratis at bruge, men til gengæld bidrager en stor del af branchen som helhed til både udvikling, vejledning og udbredelse. H.265 udvides løbende med ekstra “profiler”, der tilbyder bedre billedkvalitet og understøttelse af f.eks. 8K, HDR (high dynamic range), HFR (high frame rate), 3D og flere farvebits.

H.265 er allerede bredt understøttet i TV fra 2014+ (modeller med Ultra HD) samt visse mediebokse. Tjenester såsom Netflix og Amazon er begyndt at bruge H.265 til 4K-streaming.

Der er også optakt til at mobile enheder vil understøtte H.265, men H.265 oplever lige nu modstand fra visse dele af branchen på grund af stigende royalty-priser for at bruge formatet.

Apples produkter med A8 og A9 har efter sigende også H.265 indbygget, men ikke aktiveret til andet end Facetime.

Outsideren Daala

Vi bliver også lige nød til at nævne outsideren Daala.

Daala er et videoformat udviklet af Xiph.Org og Mozilla, som et bedre og gratis alternativ til H.265 og VP9. Google og Cisco bidrager også fra sidelinjen. Xiph.Org argumenterer, at mange nuværende videoformater generelt bygger på samme principper, som nogle af spæde formater. De vil i stedet gå tilbage til roden og starte forfra for at bygge et mere effektivt videoformat.

Navnet Daala er inspireret af Admiral Natasi Daala fra Star Wars-universet.

Daala er i dag ikke understøttet på hardware-niveau i nogen forbrugerprodukter, som vi er bekendte med.

Langsomme forbindelser kan også være med

Men for at vende tilbage til hele artiklens omdrejningspunkt, så er det spændende er faktisk ikke hvor hurtig ens internetforbindelse skal være i fremtiden. Det virkelig spændende er, hvor langsom den kan være.

Hvor langsom eller hurtig ens internetforbindelse skal være, det beror på, hvor avanceret et videoformat streamingtjenesterne benytter, og hvor effektivt streamingtjenesterne kan levere visuelt flotte levende billeder.

Kraftig videokomprimering kræver hardwaremuskler i selve dekodningen – altså afspilnings delen. Det er altså ikke selve encodingen – komprimereingen af videosignalet –  som sætter grænsen. Det er derimod i store træk dekodningen hos modtagerne af videosignalet, som sætter en grænse. Udviklingen i videokomprimerings-effektivitet følger i store træk Moore’s lov, og for hver generation processor kan videoformaterne komprimeres mere og mere effektivt.

Netflix siger, at Ultra HD 4K kræver en afspillerenhed med en H.265 decoder (chip til afkoning af videoformatet) og en internetforbindelse på mindst 15 Mbit/s, men i praksis kan kravene til ens internetforbindelse sagtens være langt mindre.

En lille praktisk test

For at demonstrere hvor kraftfulde de nye videoformater er, har vi valgt at lave en lille test.

Vi har praktiske årsager valgt H.265 videoformatet. Hvis vores læsere ønsker at se VP9 videoformatet i aktion, så er det ikke sværere end at benytte YouTube med Googles Chrome browser, da VP9 er standardformatet på YouTube.

Vores lille testklip ligger også på Youtube – se det her. Husk at bruge Google Chrome browseren – ellers vises klippet i H.264 format.

Test videoen er optaget på en LG G2 smartphone. Formatet er i Full HD (1920 x 1080 pixels), og originalformatet er komprimeret i højkvalitets H.264 videoformat. Optagelsen er lavet med 30 billeder per sekund.

Den originale video er altså ikke optaget i bedst mulige kvalitet, og hvis materialet var optaget i f.eks. ukomprimeret 4K Ultra HD format med et godt kamera, så ville testklippet også være i en endnu bedre visuel kvalitet. Det er “garbage in – garbage out” princippet, men til vores lille demonstration, må vores læsere leve med vores valgte testklip.

LG G2 smartphonen har et velkendt problem med autofokusen til videooptagelser, hvilket kan ses på optagelserne. Dette er dog en fordel i testklippet, da den skiftende fokus stresser videocodec’et, når der konstant skal tages højde for detaljer, der forsvinder (ude af fokus), og detaljer som pludselig opstår (når fokus er korrekt).

Til at producere testklippet i forskellige formater har vi benyttet programmet Handbrake til H.265. Til VP9 klippet benyttede vi Googles YouTube.

Vi skal gøre opmærksom på, at dette IKKE er en test mellem H.265 og VP9 formatet, da de manuelle indstillingsmuligheder i Handbrake er næsten uendelige, og til VP9 klippet gør vi brug af YouTubes indstillinger, som vi helt ærligt ikke aner, hvordan fungerer i praksis. Alt sammenligning mellem de to videoformater på baggrund af vores dybt uvidenskabelige test, er derfor helt og holdent urimeligt – så lad være med at sammenligne VP9 og H.265 formaterne på baggrund af vores lille test.

Testklippene ses her – tryk på linkene og vælg “gem som” for at hente videoklippene ned til din computer. Klippene kan afspilles i Windows 10 mediafspiller – alle andre kan hente opensource programmet VLC.

H.264 source 20 Mbit/s
Testklip H.265 500 Kbits
Testklip H.265 750 Kbits
Testklip H.265 1000 Kbits
Testklip H.265 1500 Kbits
Testklip H.265 2000 Kbits

En VP9 udgave af testklippet kan ses på YouTube. På YouTube tilpasses opløsningen og bitraten automatisk til ens forbindelse og enhed, så her giver angivelse af bitrate ikke så meget mening.

De angivne bitrates er kun videodelens. Den samlede bitrate er lidt højere, da der også skal være plads til blandt andet lyd.

Hvad skal man kigge efter?

Nu er det let for et trænet øje, at spotte fejl ved komprimering. Hvis man er lidt ude af træning, så er her lidt hjælp til, hvad man skal lede efter. I testklippet skal man kigge efter kunstige artefakter såsom firkanter eller uldne kanter.

Testklip med gynge. Under gyngen ses store firkanter i stedet for græs

Testklip med gynge. Under gyngen ses store firkanter i stedet for græs

Optagelserne er foretaget i høj solskin, hvor der er masser af detaljer i billedet, og der er samtidig store skift mellem lyse og mørke overflader med skarpe afgrænsninger mellem områderne, hvilket kan være svært at komprimere uden kunstige artefakter (pixelering – f.eks. små firkanter omkring kanten af en blomst).

Mange detaljer i området hvor farverne er meget ens (kig på de grå fliser med mange nuancer og detaljer) er også meget svære at komprimere uden tydelige artefakter eller uden at overfladen bliver ensfarvet uden tydelige detaljer. Det sidste fænomen kan også ses på grøn græs, som ved for høj komprimering kan virke som én stor grøn masse uden detaljer.

I klippet ses også en svingende sansegynge, som svinger frem og tilbage. Her er der masser af bevægelse i billedet, og her skal man kigge nærmere på sansegyngen. Gyngen skal fremstå knivskarp uden uldne kanter, når gyngen svinger frem og tilbage. Ligeledes skal man kigge nærmere på græsset under gyngen – når gyngen ikke er over græsset, så skal græsset fremstå helt detaljeret og ikke som én udsmattet grøn flade.

Testklip med højt græs. Her ses tydelig fejl omkring græsset i midten og øverst i højre hjørne

Testklip med højt græs. Her ses tydelig fejl omkring græsset i midten og øverst i højre hjørne

I den sidste del af videoen ses en klip fra en mark, hvor høje strå står og svajer i vinden mens kameraet skiftevis fokuserer på for og baggrund. Her skal man kigge efter tydelige artefakter i form af pixelering, når der er masser af bevægelse i billedet. Fejl ses tydeligst øverst i højre side

I den sidste scene ses et rød tæppe med en rød plastik spand og en masse legetøj. Her skal man kigge på, om man ser en tydelig overflade på tæppet. Man skal tydeligt kunne se, at det er et stykke stof med ujævn overflade. Hvis overfladen er en stor rød flade, så mangler alle detaljerne. I plastikkassen med legetøj er der en farveforskel på siden af kassen, når kameraet kigger ned i kassen. Den øverst del af plastikassen er på grund af lysindfaldet mørkerød mens den nederst del er langt mere lyserød. Overgangen mellem de to røde flader skal være knivskarp uden tydelig pixelering mellem farverne.

I testklippene skal man helst kunne se, at jo højere bitrate desto færre tydelige artefakter kan ses tydeligt.

Lidt matematik

Men hvorfor kun bruge et Full HD videoklip spørger vores kloge læser måske? Fordi det er det mest praktiske måde at demonstrere mulighederne ved de nye videoformater. I praksis har de færreste af vores læsere en ultra HD 4K PC skærm. En computer skal bruge processorkraft på at nedskalere videoindholdet til f.eks. Full-HD, og giver en forkert oplevelse af videoformatet, hvis billedet hakker på grund af nedskaleringen.

Derfor bruges Full HD formatet. Opløsningen på Full HD er 1920 x 1080 pixels, hvilket er 1/4 del af Ultra HD 4K, der er på 3840 x 2160 pixels.

På papiret fylder Ultra HD 4K omkring fire gange så meget, da opløsningen er fire gange højere. Har man et Full HD videoklip med en bitrate 2 Mbit/s, så kan altså gange med fire, og så har man bitraten på det samme videoklip i Ultra HD 4K.

Dette er dog kun en tommelfingerregel, da højere opløsning ikke nødvendigvis kræver fire gange så høj bitrate for at opnå den samme visuelle kvalitet. Går man fra Full HD til Ultra HD 4K kan man som tommelfinger regel nøjes med at gange med 3,5.

Ligeledes spiller antal billeder per sekund ind i udregningen. Testklippet er optaget med 30 billeder per sekund, og hvis videoen skal leveres med 60 billeder per sekund, så fylder videoklippet med en tommelfingerregel dobbelt så meget. Reelt kræver 60 billeder i sekundet ikke det dobbelte, men nok nærmere kun 60-70 procent ekstra, men nu bruger vi altså tommelfingerreglen, og vi multiplicerer altså med to.

Dvs. bitraten på Full HD testklippet skal ganges med 3,5 og derefter 2 for at opnå Ultra HD 4K.

Som det kan ses ud fra vores lille H.265 test, så opnår man allerede ved omkring 1 Mbit/s en fair billedkvalitet, så udregning kan være såldes: (1 Mbit/s x 3,5) x 2 = 7 Mbit/s

Der kan altså leveres Ultra HD i en fair kvalitet med omkring 7 Mbit/s – eller det halve af, hvad Netflix mener, der skal bruges.

Hvad er kvalitet?

Hvad synes du om vores små testklip? De fleste vil nok mene, at H.265 klippet med 1 Mbit/s har en visuel acceptabel kvalitet. Her og nu kan der altså streames Full HD H.265 video over internettet i acceptabel kvalitet via en forbindelse på kun 1 Mbit/s.

Det utrolige er så, at man faktisk kan streame Ultra HD 4K video (med 60 billeder i sekundet) i en acceptabel kvalitet med en forbindelse på kun 7 Mbit/s.

Lige så interessant er det dog, at der kan sendes video i Full HD opløsning på forbindelser med mindre end 2 Mbit/s. I mange udviklingslande betyder det, at der nu kan leveres video i rigtig høj visuel kvalitet, selvom internetforbindelserne er relativt langsomme. Ligeledes kan der leveres Full HD video over mobilforbindelser.

H.265 kommer også til at få en stor betydning for live-TV via satellit eller antenne, da H.265 vil kunne bruges til at sende flere TV-kanaler eller TV i højere opløsning. H.265/VP9 vil også kunne bruges til, at levere højkvalitets video til smartphones og tablets, ligesom formaterne vil få stor betydning for videodistributionen i lande, hvor internetforbindelserne er langsomme.

Vi håber du har lært noget, at vores lille gennemgang af videoformater, og forhåbentligt har du også lært, at moderne videoformater kan levere høj kvalitet over selv en relativ langsom internetforbindelse.

Mere til historien

FlatpanelsDK skriver om udviklingen indfor TV området, med speciel fokus på TV-mediet. FlatpanelsDK tester og anmelder også de nyeste TV på markedet, ligesom sitet indeholder et væld af baggrundsartikler indenfor TV-området.


Om Johnny K. Olesen

Johnny er freelance-journalist med en meget bred viden indenfor forbrugerelektronik. Hans speciale er netværksteknologier, og andre usynlige teknologier, der er essentielle for forbrugernes oplevelse, men som ikke altid er synlige for dem.