H.266 VVC, AV1, EVC: โค้ดเดคมาตรฐานใหม่ เปลี่ยนโลกการรับชมวิดีโอ HD
การสตรีมมิ่งวิดีโอแบบออนดีมานด์กลายเป็นช่องทางการรับสื่อที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในโลก ไม่ว่าใครก็ต้องเคยใช้บริการ YouTube, Netflix ซึ่งเบื้องหลังความสะดวกสบายนี้ต้องยกความดีความชอบให้กับเทคโนโลยีการเข้ารหัสและบีบอัดข้อมูลวิดีโอที่มีประสิทธิภาพที่สามารถส่งวิดีโอความละเอียดสูงไปสู่ผู้ชมพร้อมๆ กันจำนวนมากได้
แม้เทคโนโลยีการเข้ารหัสในปัจจุบันไม่ว่าจะเป็น H.264, HEVC หรือ VP9 จะทำหน้าที่ของมันได้เป็นอย่างดีไม่มีบกพร่อง แต่พวกมันกำลังเจอความท้าทายจากการที่วิดีโอต่างๆ มีความละเอียดสูงขึ้น จาก Full HD เป็น 4K จาก 4K เป็น 8K และแน่นอนว่าจะยังไม่หยุดเพียงเท่านี้
โชคดีที่บรรดาผู้พัฒนาเทคโนโลยีการเข้ารหัส-ถอดรหัสวิดีโอ หรือเรียกสั้นๆ ว่า โค้ดเดค (Codec) ยังคงทำงานอย่างหนักเพื่อพัฒนาโค้ดเดคที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น เพื่อให้สามารถรองรับการสตรีมวิดีโอความละเอียดที่สูงขึ้นโดยไม่สร้างภาระให้กับการสตรีมข้อมูลผ่านออนไลน์
ในความความนี้เราจะพาคุณไปรู้จักกับ 3 โค้ดเดคมาตรฐานใหม่ที่จะเข้ามามีบทบาทสำคัญในการรับชมวิดีโอออนไลน์ในอนาคตอันใกล้
ทำไมต้องมีโค้ดเดค
ก่อนจะไปรู้จักกับโค้ดเดคใหม่ล่าสุด เราขอพาไปทำความรู้จักกับโค้ดเดคปัจจุบันที่ใช้อยู่รวมไปถึงเส้นทางวิวัฒนาการของพวกมันเพื่อที่คุณจะได้มองเห็นความสำคัญและหลักการทำงานพื้นฐานของโค้ดเดคได้ง่ายขึ้น
หน้าที่สำคัญของโค้ดเดคคือการ "เข้ารหัส" และ "ถอดรหัส" ตามความหมายของคำภาษาอังกฤษที่มาจากการผสมคำว่า “Encode” และ “Decode” มาเป็น "Codec" ซึ่งอธิบายถึงกระบวนวิธีการทำงานที่เกี่ยวข้องกับไฟล์รูปแบบหนึ่งๆ (ในที่นี้คือไฟล์วิดีโอ) โดยทำการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของมันผ่านการ “เข้ารหัส” ด้วยเทคนิคต่างๆ โดยมีเป้าหมายสำคัญคือการลดขนาดของไฟล์โดยที่ยังคงคุณภาพไว้ให้ใกล้เคียงต้นฉบับได้มากที่สุด
เมื่อไฟล์ที่ถูกเข้ารหัสถูกส่งไปยังปลายทางผ่านอินเทอร์เน็ต (หรือแม้แต่การเก็บไว้บนแผ่นดิสก์) การที่จะเปิดหรือเล่นไฟล์นั้นๆ ได้ก็จะต้องอาศัยกระบวนการ “ถอดรหัส” ไม่ว่าจะโดยอุปกรณ์หรือแอพพลิเคชั่นที่มีหน้าที่รับผิดชอบในการเล่นวิดีโอ ซึ่งต้องอาศัยโค้ดเดคด้วยเช่นกัน
ถ้าคุณรู้จักไฟล์ MP3 ก็แสดงว่าคุณคุ้นเคยกับโค้ดเดคอยู่แล้วเป็นอย่างดีแม้ว่าคุณจะไม่รู้รายละเอียดลึกๆ ของมันก็ตาม ทั้งนี้ MP3 เป็นไฟล์เสียงที่ผ่านการเข้ารหัสด้วยโค้ดเดคที่ทำให้แทร็กเพลงในแผ่น CD มีขนาดเล็กลงถึง 10 เท่าเพื่อการฟังและแลกเปลี่ยนกันผ่านอินเทอร์เน็ต (ผ่านบริการ File-Sharing ชื่อดังอย่าง Napster) จนสร้างผลกระทบและทำให้อุตสาหกรรมเพลงเปลี่ยนแปลงไปตลอดกาล
สงครามที่ไม่มีวันจบของโค้ดเดค
วิวัฒนาการของโค้ดเดคไม่ว่าจะในฝั่งของเสียง (Audio) หรือภาพเคลื่อนไหว (Video) ถือเป็นภารกิจที่ไม่มีวันสิ้นสุด บรรดาผู้พัฒนาต่างมุ่งค้นหาวิธีที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการลดขนาดของไฟล์โดยที่ยังคงรักษาคุณภาพไว้ให้ได้มากที่สุด
ความสำเร็จครั้งสำคัญครั้งสุดท้ายในภารกิจนี้เกิดขึ้นในปี 2013 เมื่อโค้ดเดค H.265 หรือที่รู้จักกันดีในชื่อ HEVC เปิดตัวสู่สาธารณชน ความสามารถของมันคือการบีบอัดไฟล์ให้เล็กลงเหลือแค่ครึ่งเดียวของโค้ดเดคที่ดีที่สุดก่อนหน้า (H.264 AVC) สามารถทำได้ ที่สำคัญคือทำได้โดยไม่สูญเสียคุณภาพใดๆ แม้แต่น้อย
หมายความว่าหากคุณสตรีมวิดีโอความละเอียด 4K ที่เข้ารหัสด้วยมาตรฐาน H.264 จะต้องใช้แบนด์วิดธ์ถึง 32Mbps ในขณะที่การเข้ารหัสด้วย HEVC จะใช้แบนด์วิดธ์แค่ 15Mbps เท่านั้น
อย่างไรก็ดี ตอนนี้ HEVC มีอายุ 7 ปีแล้ว และถึงเวลาที่จะส่งไม้ต่อให้กับโค้ดเดครุ่นใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าเดิม โดยมีรายนามดังต่อไปนี้
และต่อไปนี้เชิญพบกับโค้ดเดคเลือดใหม่ที่กำลังแย่งชิงเจ้าแห่งโค้ดเดคครั้งใหม่
H.266 VVC
H.266 Versatile Video Coding (VVC) เป็นผลงานของสถาบัน Fraunhofer Heinrich Hertz เจ้าของเดียวกับผู้พัฒนา MP3, AVC และ HEVC โดยจุดเด่นของ VVC คือความสามารถในการลดแบนด์วิดธ์ได้มากกว่าที่ HEVC เดิมทำได้อีกเท่าตัวสำหรับยุค ultra-high-resolution เพื่อให้การรับชมวิดีโอแบบ 4K/8K มีประสิทธิภาพมากขึ้น
ในตัวอย่างการสาธิตประสิทธิภาพของ Fraunhofer นั้น การสตรีมวิดีโอ 4K 90 นาทีด้วย HEVC จะต้องใช้แบนด์วิดธ์ข้อมูล 10GB แต่ด้วย VVC แบนด์วิดธ์ที่ใช้จะลดลงเหลือแค่ 5GB โดยที่คุณภาพของวิดีโอไม่แตกต่างกันเลย (คุณภาพเดิมในขนาดไฟล์แค่ครึ่งเดียว) ด้วยเหตุนี้ H.266/VVC จึงขึ้นมาสำหรับ
Fraunhofer HHI พัฒนา VVC โดยมีพันธมิตรสนับสนุนหลายราย อาทิ Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm และ Sony ทั้งนี้เพิ่งจะมีการสรุปมาตรฐานเสร็จสมบูรณ์อย่างเป็นทางการไปเมื่อวันที่ 7 กรกฎาคม 2020 และจะเริ่มมีการนำไปใช้แอพพลิเคชั่นเล่นวิดีโอในเร็วๆ นี้
AV1
AV1 เป็นโค้ดเดคที่พัฒนาคู่ขนานมากับ VVC แต่พัฒนาโดย Alliance for Open Media (AOM) ซึ่งเป็นองค์กรไม่แสวงหาผลกำไรที่มีสมาชิกประกอบไปด้วย Amazon, Apple, Facebook, Google, Samsung และ Netflix โดยประสิทธิภาพของ AV1 สามารถลดขนาดไฟล์วิดีโอได้มากกว่า HEVC ประมาณ 30-40%
หลายคนอาจสงสัย ว่าถ้า AV1 สู้ VVC ไม่ได้แล้วทำไมต้องใช้มัน เหตุผลก็คือเรื่องของค่าลิขสิทธิ์ ที่ AV1 เปิดให้ใช้งานได้ฟรี ในขณะที่ VVC นั้นผู้พัฒนาแอพพลิเคชั่นหรืออุปกรณ์ใดก็ตามที่ต้องการนำไปใช้จะต้องจ่ายค่าลิขสิทธิ์ ทำให้มีต้นทุนสูงขึ้นนั่นเอง
นอกจากนี้ อีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ AV1 ได้เปรียบโค้ดเดคมาตรฐานอื่นอยู่พอสมควรคือการที่ยักษ์ใหญ่อย่าง Netflix ได้เริ่มใช้โค้ดเดค AV1 ในการให้บริการสตรีมไฟล์ภาพยนตร์สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้ระบบปฏิบัติการแอนดรอยด์ ซึ่งการมีแบ็กอัพเป็นผู้ให้บริการสตรีมมิ่งอันดับ 1 ของโลกถือเป็นสัญญาณที่ดีที่จะทำให้มันถูกนำไปใช้เป็นมาตรฐานอย่างแพร่หลาย
MPEG-5 EVC
และแล้วเราก็ได้พบกับโค้ดเดคใหม่จากกลุ่ม Moving Pictures Expert Group หรือที่เรารู้จักกันดีในชื่อ MPEG ซึ่งเป็นผู้พัฒนามาตรฐาน MPEG-2 ที่ใช้กันมาช้านาน โดยโค้ดเดคมาตรฐานใหม่ MPEG-5 Essential Video Coding (EVC) นั้นมีผู้สนับสนุนอย่างเป็นทางการคือ Qualcomm, Samsung และ Huawei
จุดเด่นของ MPEG-5 EVC คือการบีบอัดไฟล์วิดีโอได้มีประสิทธิภาพมากกว่าและทำให้ข้อมูลมีขนาดเล็กกว่าที่ HEVC ทำได้ถึง 25% โดยที่ยังคงคุณภาพภาพและเสียงไว้ไม่เปลี่ยนแปลง
หากมองเรื่องค่าลิขสิทธิ์ในการใช้โค้ดเดคของ MPEG-5 EVC ที่มีอัตราที่สมเหตุสมผลกว่า H.266 VVC และมียักษ์ใหญ่สามรายเป็นแบ็กอัพ เราน่าจะได้เห็นมาตรฐานนี้ถูกใช้ในการสตรีมคอนเทนต์สู่ผู้บริโภคมากขึ้น
สรุปและความคิดเห็น
เราอาจจะไม่ได้เห็นโค้ดเดคมาตรฐานใดที่เป็นผู้ชนะอย่างชัดเจนเพราะต่างฝ่ายก็มีแบ็กอัพเป็นยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยีด้วยกันทั้งสิ้น แต่สิ่งที่ผู้ใช้งานจะได้ประโยชน์แน่ๆ คือความสามารถในการรับชมวิดีโอคุณภาพสูงผ่านสตรีมมิ่งออนไลน์โดยใช้แบนด์วิดธ์ข้อมูลที่น้อยกว่าเดิม เช่น ใครที่ใช้แพ็กเกจอินเทอร์เน็ตแบบจำกัด Data จะสามารถรับชมวิดีโอได้นานกว่าเดิม 2 เท่า หรือสามารถรับชมคอนเทนต์ความละเอียดสูงระดับ 4K, 8K, HDR ได้โดยไม่ต้องกังวลเรื่องแบนด์วิดธ์มากนัก ในขณะที่ฝั่งของผู้ให้บริการสตรีมมิ่งเองก็จะได้ประโยชน์ทั้งเรื่องแบนด์วิดธ์และพื้นที่ในการเก็บข้อมูล และไม่แน่ว่าอาจจะส่งผลถึงค่าบริการที่ปรับลดลงให้ทุกคนสามารถเข้าถึงได้ง่ายขึ้นในอนาคต
