Was sind H.264, H.265 und VP9 und was sind die Unterschiede?

Bei H.264 (auch AVC), H.265 (auch HEVC) und VP9 handelt es sich um Videokompressionsalgorithmen, also mathematische Regeln, mit denen es möglich ist die Speichergröße von Videos zu reduzieren. Wir gehen hier nur kurz auf die technischen Hintergründe ein und wollen Euch eher zeigen, worauf Ihr im Alltag achten müsst.

Warum werden Videos komprimiert?

Warum komprimiert man Videos überhaupt? Weil heutzutage überwiegend gestreamt wird: sei es von YouTube, einer Mediathek oder per iTunes. Alle Daten müssen irgendwie durchs Internet und da nicht jeder eine Glasfaserleitung hat (in Deutschland schon gleich gar nicht) ist es natürlich von Vorteil, wenn es sich dabei um möglichst wenige Daten handelt. Die Ausgangsinformation in bester Qualität wird also reduziert, möglichst so, dass man es im Bild nicht bemerkt.

Möglich ist das mit Algorithmen, die die entsprechenden Informationen auf schlauste Weise versuchen zusammenzufassen. Hier lest Ihr die Details für H.264, H.265 und VP9. Nach dem die Übertragung stattgefunden hat, muss man die Information wieder entkomprimieren (oder decodieren), damit man sie korrekt darstellen kann. Ganz simpel könnte man sagen man überträgt statt der Information “77777777” einfach “8×7”, was ja viel kürzer ist. Ist das Datenpaket angekommen macht man aus der Information “acht Mal die sieben” einfach wieder “7777777”. Für Videokompression wird natürlich mit ganz anderen Komplexitäten gearbeitet. :)

Eine Sache ist aber deutlich: die Encodierung reduziert die Datenmenge erheblich, allerdings muss auch wieder decodiert werden, was auch sehr viel Rechenleistung erfordert. Auf mobilen Geräten ist das nachteilig, denn wenn viel Rechenleistung gefordert ist, dann sinkt logischerweise auch die Akkulaufzeit und das will man nicht. Also gießt man die Algorithmen, die man für die Decodierung braucht in Hardware: Intel baut mit der Funktion “Quick Sync” in die Prozessoren Bereiche ein, die nur für die Entkompression von Video zuständig sind. Da diese so hoch spezialisiert sind und nicht anderes machen, sind sie sehr effizient und brauchen kaum Energie. Genauso macht es Apple in den iPhone und iPads mit den eigenen Chips.

H.264 AVC war gut, H.265 HEVC und VP9 sind besser – und komplexer

H.264 war über die letzen Jahre (und ist für Auflösungen bis 1080p immer noch) der Standard, wenn es um Videoencoding ging. Egal ob Ihr einen Film bei iTunes kauft oder eine Blu Ray guckt, der Film ist in diesem Format codiert. So ziemlich jedes Gerät der Welt kann mit diesem Standard umgehen. Jetzt kommt aber 4K um die Ecke und damit steigen die Datenraten deutlich an. Man will also noch stärker komprimieren, um die weiter steigende Informationsmenge irgendwie zu begrenzen: H.265 wurde erfunden. Dieser ist so um die 30% effizienter. Man könnte also ein Video, das statt mit H.264 in H.265 codiert wird einfach noch kleiner machen.

Diese weitere Reduzierung der Datenmenge erkauft man sich aber steigender Komplexität: sowohl das Kleinrechnen, also das Encodieren benötigt mehr Rechenzeit, also auch das Decodieren. Aber wir wissen ja kein Problem: wir können das einfach wieder in Chip einbauen und brauche so nicht mehr Strom. Und genauso wird es auch gemacht: sowohl Intel als auch Apple können 4K Videos beispielsweise aus dem iTunes Store in H.265 problemlos decodieren.

Nun kommt ein dritter Codec ins Spiel: Google (und damit ebenfalls YouTube) möchte als Nachfolger von H.264 nicht H.265 benutzen, weil dieser mit Lizenzkosten behaftet ist. Die Entwickler wollen natürlich an der Nutzung verdienen. Google jedoch möchte nicht bezahlen und nutzt deshalb den VP9 Codec. Dieser ist offen und lässt sich benutzen ohne Lizenzgebühren nutzen. Er ist sozusagen eine qualitativ ähnliche Alternative zu H.265. Manche sagen er sei etwas unterlegen, aber er spielt in der gleichen Komplexitätsliga wie H.265. Und wir erinnern uns: für die Decodierung wäre wieder ein Chip toll.

Apple unterstützt nur H.265, Google nur VP9

Und genau jetzt wird es für Apple User interessant: Apple unterstützt den VP9 Codec offiziell nicht. Man hat sich für H.265 entschieden. Google hingegen hat sich gegen H.265 entschieden und für VP9. Das führt nun zu folgender Situation: Mit Apple Produkten kann man YouTube Streams nur noch bis maximal 1080p Auflösung ansehen, da höhere Auflösungen nur noch in VP9 angeboten werden. Zudem wird die Bitrate bei kleineren Auflösungen für die VP9 Codierung optimiert. Für den neuen besseren Codec ist diese ausreichend, die aber ebenfalls in H.264 angebotenen Videos sehen aber um die 30% Effizienzgewinn schlechter aus. YouTube zeigt also, dass sie selbst H.264 nicht mehr in guter Qualität unterstützen wollen.

Apple setzt auf H.264 HEVC, Google auf VP9.

Was heißt das für Euch im echten Leben? Ihr habt auf dem iPhone, wenn Ihr die YouTube App nutzt keine Möglichkeit Videos in höherer Auflösung als 1080p abzuspielen, zudem werden nur Videos im H.264 Codec, den Apple ja unterstützt, angeboten. Diese sehen aber deutlich schlechter aus als die Varianten in der VP9 Variante, die das iPhone aber nicht kann. Gleiches gilt für das Apple TV: 4K YouTube ist unmöglich da YouTube kein H.265 bietet und das Apple TV kein VP9 kann.

Auf dem Mac kann man einfach einen anderen Browser als Safari nutzen: mit Firefox, Chrome oder Opera kann man VP9 Videos abspielen. Dabei wird die Decodierung dann einfach über den Prozessor gemacht. Bei mobiler Nutzung nicht sehr effizient. Ihr könnt bei Opera das Ganze mal ausprobieren: mit Batteriesparfunktion wird von YouTube H.264 Video abgerufen, ohne VP9. Damit könnt Ihr schön vergleichen.


Hardwarebeschleunigung für VP9 ist noch kaum vorhanden

Eine VP9 Decodierung in Hardware gibt es mit Intels Quick Sync auch, allerdings muss Euer Prozessor dann schon aus der Kaby Lake Baureihe stammen, das wären dann MacBook Pros aus 2017 oder nuer. Selbst die 2016er Modelle können kein VP9 in Hardware decodieren, mobile Apple Geräte sowieso nicht. (Wobei auch nicht ganz klar ist, ob macOS das anbietet, selbst wenn der Prozessor VP9 beherrscht). Zum Vergleich: H.264 können sogar Rechner die sechs Generationen zurückliegen, H.265 immerhin die drei älteren. Mit diesem Tool könnt Ihr nachsehen, welche Generation in Eurem Mac steckt.

Das offenbart auch ein zweites Problem: Google sperrt besonders ältere Hardware von guter Videoqualität aus bzw. überfodert sie mit dem VP9 Codec. Selbst auf alten Rechnern wird in Chrome und Firefox beispielsweise das komplexere und Rechenleistung fressende VP9 ausgeliefert, auch wenn es nur um kleinere Auflösungen bis 1080p geht. Dafür gibt es zumindest für Desktop Browser ein Plugin, um YouTube zu zwingen den älteren Codec zu liefern und so die Hardwarebeschleunigung zu nutzen – Safari bekommt ohnehin nur H.264. Dass bei YouTube nicht alles in 4K und älteren Codecs ausgeliefert werden muss ist klar. Aber zumindest anständiges 1080p oder 1440p in H.264 sollte drin sein.

Aktuell scheint YouTube aber auszutesten, wie weit man die Qualitätsschraube nach unten drehen kann. Wie stark sich die Qualitäten unterscheiden und was Ihr alternativ machen könnt lest Ihr hier.

Comments are closed.