H266/VVC (Versatile Video Coding) & MPEG-5

2013 doğumlu HEVC kodlaması Ultra HD videolar için ilaç olamayınca, Ultra HD videoların daha verimli kodlanması için alternatifler düşünüldü... (1920x1080 üzerindeki herhangi bir çözünürlük Ultra HD'dir, ille de 4K-3840x2160 olmasına gerek yok)

İlki, 2018 doğumlu AV1 oldu (yeni sürüm "AV2", 2021'de duyuruldu). Başını Youtube, Netflix gibi internet yayıncılarının çektiği bir projeydi. Amaç, internetten iletilen Ultra HD içerikleri çok daha düşük bit oranlarında sunmak, sonuçta internet veri trafiğini daha az işgal etmekti... Forumda AV1'e dair yeterince söz edildi.

2020'de iki kodlama daha çıktı:

- MPEG-5

- VVC/Versatile Video Coding (H266)

MPEG-5'in iki versiyonu peş peşe çıktı: EVC/Essential Video Coding (part-I) ve LCEVC/Low Complexity Enhancement Video Coding (part-II).

Yapılan testlerde, VVC'nin EVC ve LCEVC'ye göre daha verimli sıkıştırma sunduğu, HEVC'e kıyasla %50'ye varan veri tasarrufu sağladığı anlaşılmış. Yani, eşit video kalitesini HEVC kodlu videodan %45-50 oranında daha düşük bir dosya boyutuyla/veri akışıyla elde etmişler.

***********************************

EVC ve LCEVC kodlu videolara hiç rastlamadım, bir test videosu bile yok. Çok umut vaat eden LCEVC'ye kısaca değineceğim.

LCEVC bir hibrit kodlama tekniği. Dolby Vision'daki gibi, iki katman söz konusu. Temel katmanda, başka bir kodlamada olan (yani AVC, HEVC, VP9, AV1, hatta VVC veya EVC olabilir) ve daha düşük çözünürlükte olan bir içerik var. Temel katman, LCEVC uyumlu olmayan sistemlerde oynatılacak. Geliştirme katmanında, ekstra detay ve çözünürlük sağlayan, LCEVC kodlanmış içerik var. 1080p çözünürlüklü LCEVC kodlu dosyanın temel katmanında 960x540 bir AVC akış var diyelim. LCEVC çözücü içermeyen VLC oynatıcıda dosyayı açtığınızda bu AVC içerik oynatılacak. 

LCEVC'nin bir diğer öne çıkan özelliği, encode işleminde AVC kadar hızlı olması (Bir videonun HEVC, AV1 ve bilhassa VVC ile encode edilmesi, LCEVC ve AVC'ye kıyasla çok uzun sürüyor).

EVC'de ise "Baseline" profili LCEVC ve AVC kadar kısayken, EVC "Main" profildeki encode işlemi, VVC'den bile çok uzun sürüyor. Baseline profil AVC'nin, Main profil ise HEVC'in yerine kullanım için geliştirilmiş. HEVC'in yerine geçmesi umulan bir profilde, gelmiş geçmiş en uzun encode süresinin olması çok olumsuz bir özellik.

LCEVC resmi sitesi: https://www.lcevc.org

***********************************

VVC konusunda şanslıyız. Test videoları var.

1280x720, 2000 kbps https://www.elecard.com/storage/video/NovosobornayaSquare_1280x720.bin

1920x1080, 4000 kbps https://www.elecard.com/storage/video/NovosobornayaSquare_1920x1080.bin

3840x2160, 10000 kbps https://www.elecard.com/storage/video/NovosobornayaSquare_3840x2160.bin

1920x1080, 1835kbps https://mega.nz/file/5QRBTSTJ#PRBq8eiOmmjoxVZToyaQGGt2L49SGWNNPVwjZgddC9Q

1920X1080, 5322kbps https://mega.nz/file/gd5iEYAC#phjmIZrbmvdDojOZ_vpMXYeT_9YuBxLjGXwiiE7X3w0

"Tears of Steel" VVC klasörü https://mega.nz/folder/64swUYxI#WE5njn2aX6-6fxypNC3gtA

VVC çözücüsü, medya oynatıcılara (VLC, PotPlayer...) halen entegre edilemediği için, bu tür videoları bu oynatıcılarla izleyemiyoruz.

FFmpeg paketine "libvvdec" (VVC çözücüsü) eklenerek oluşturulmuş "FF_VVCEasy", kullanımı kolay bir seçenek:

https://github.com/MartinEesmaa/VVCEasy/blob/master/FFMPEGVVC.md

Windows için indirme linki:

https://mega.nz/file/n4d0HLpD#Stu2nWNf4wj-5CPgXFfcM8rfJdMpXm_kSixxweeUJf8

FFmpeg kullananlar bilecektir, paketin "bin" alt klasöründe ffprobe, ffplay ve ffmpeg dosyaları olur. Bunda da "ffmpeg_vvceasy", "ffplay_vvceasy" ve "ffprobe_vvceasy" dosyaları var. Kullanım yine "Komut İstemi" veya daha basidi "Powershell" üstünden.

VVC kodlanmış videoları, aynı klasöre koyun. Üst kısımdan "Dosya > Windows Powershell'i aç" deyin ve...

...şablonuyla videoları oynatın. Şöyle:

./ffplay_vvceasy VVC_1080p_1835kbps_Elecard_Tomsk_Traffic.webm

./ffplay_vvceasy VVC_1080p_5322kbps_Elecard_Chewing_cows.webm

Intel 7.nesil işlemcim, 1080p VVC'LERİ %50-60 gibi makul bir işlem yüküyle oynattı. VVC'nin daha yüksek görüntü kalitesi, AV1'den daha üstün olduğu anında anlaşılıyor.

2160p VVC'yi tabii ki oynatamadı :) %100 yüklendi, bolca kare düştü, kesik kesik ağır çekim görüntü oldu.

*************************

VVC/H266 çözdürmek için diğer yöntem, VLC medya oynatıcısına özel eklenti koymak.

Bu yöntemde "VLC\plugins\codec" klasörüne libvvcdecoder_plugin.dll ve libVTMDecoder.dll dosyalarının, "VLC\plugins\demux" klasörüne de libvvctsdemux_plugin.dll dosyasının koyulması gerekiyor... Codec klasörüne koyulanlar VVC çözümüyle ilgili. Demux klasörüne koyulan dll ise, TS uzantılı VVC kodlu videolarda yaşanan oynatım problemini düzeltmek için.

Diğer iki "dll" mevcut olsa da, "libVTMDecoder.dll" dosyasını kendiniz oluşturmalısınız. Bunların kaynak kodları GitHub'da açık olarak paylaşılıyor:

https://github.com/ChristianFeldmann/VTM

DLL oluşturamadığım için bu yöntemi uygulayamadım. Şimdilik anlayamadığım ve yapamadığım bir şeyi de forumda anlatamam.

*************************

Peki VVC/H266 çözücü yazılımı VLC'ye neden eklenememiş?

MP4, MKV, TS gibi taşıyıcılardaki VVC kodlu videoların program tarafından algılanamaması sorunu yaşanıyor. VLC'nin içindeki "demuxer"ların hepsine birer yama gerekiyormuş ve VLC projesinin üyesi olan hiç kimse şimdilik bununla uğraşmıyormuş...

edit:linkler düzeltildi

Bu güzel paylaşım için teşekkürler.

VVC (H266) gerçekten harika bir codec.

VVC görsel olarak AV1'den daha güzel sonuçlar veriyor ve daha tasarruflu. AV1 için başarısız demiyorum elbette ama CDEF özelliği devredışı kalsa dahi çok dikkatli inceleyince nedense bana göre balmumuymuş gibi bir görüntü veriyor. Daha farklı olarak AV1 verimlilik açısından HEVC (H265) 'ten daha iyi olmasına rağmen görüntü kalitesi açısından HEVC daha güzel sonuçlar veriyor. Kodlama sürelerini tartışmıyorum elbet. Tabi AV1'in misyonunu ve sonuçlarını inkar etmiyorum ayrıca telifsiz(!?) bir kodek olduğu için hızlı bir şekilde benimsenmeye devam ediyor.

VVC daha başarılı ve verimli olmasına rağmen telif ücretlerinden dolayı hemen benimsenmedi. Çünkü 2020'de sürüldü ve hala bilinen standard video oynatıcılarda hala yer bulmuş değil. Elbette yarın bir gün olacak ama çok yavaş ilerliyor. Kaldı ki donanımsal olarak işlemci kısmından (kodlayıcı/çözücü) bahsetmiyorum bile..

Geçmişte birkaç VVC kodlama deneyimim oldu (VVenC). AV1 ile kıyaslandığında, VVC gerçekten güzel sonuçlar veriyor; hem boyut açısından hem de psiko-görsel açıdan.

Ayrıca paylaşımınıza binaen şunu eklemek isterim. MartinEesmaa'nın kendisinin derlediği video oynatıcılar arasında VVC'yi denemek için zahmetsiz bir oynatma işi gören mpv'yi sürükle-bırak mantığıyla direk oynatabilirsiniz.

github

VVCEasy/MPV.md at master · MartinEesmaa/VVCEasy

https://github.com/MartinEesmaa/VVCEasy/blob/master/MPV.md

Sonuç olarak VVC'nin standard ffmpeg gibi kütüphanelerde, bilinen oynatıcılarda yer bulmasını ve donanımsal olarak entegre edilme sürecini dört gözle beklediğimi söyleyebilirim.

Elinize sağlık hocam, keyifle okudum. Bir soru da sormak istiyorum müsaadenizle.

VVC için sanırım yüksek işlem gücü gerekiyor. IPTV (yasal platformları kastediyorum) için bu kodek kullanılabilir mi sizce? Sunucular üzerine çok yük bindirir mi? Veya conditional access'e ıygun mudur sizce?

Aylar geçti ve "VVC'li VLC" konusunda bir gelişme yok:

https://code.videolan.org/videolan/vlc/-/issues/27055

Öte yandan, Martin yeni sürüm yayınladı:

https://github.com/MartinEesmaa/VVCEasy

2023'ü bitirirken bir tane MPEG5 video bulamadık ya, harika değil  

H266/VVC videolar da birkaç demo videodan ibaret kalınca, VLC Player ekibi de haliyle ilgilenmiyor.

Umarım 2024'te şenlenir bu konu.

VVC çözücülü bir LAV Filters paketi de çıkmış. Martin yine yapmış yapacağını.  

https://raw.githubusercontent.com/MartinEesmaa/VVCEasy/master/LAVFilter/LAVFilters-0.78.0-x64-VVCEasy.7z

Paketin içindeki install_audio, install_video, install_splitter dosyalarına sağ tıklayıp yönetici olarak çalıştırın. Artık PotPlayer gibi bir oynatıcıda VVC'leri açabilirsiniz...

Ne kadar güçlü CPU, o kadar yüksek çözünürlük+FPS+bitrate değerlerine sahip bir VVC video izleme deneyimi olacak. 2160p-60 FPS olanları izleyemiyorum ben mesela. CPU yükü %100'e varıyor, piksel sayısı aşırı geliyor.

Bu yöntemle izlerken, bit hızı değeri sürekli 0 kbps olarak yazıyor. Halbuki bu 1080p-VVC videonun ortalama bit hızı 1835 kbps. CPU yükü de %30-60 arasında değişiyor.

Resmi versiyon ile VVC'ler açılmaz: https://github.com/Nevcairiel/LAVFilters

PotPlayer'ın iki hafta önce çıkan son sürümüne de (240305) VVC çözücüsü eklenmiş.

Ama bunu güncelleme sayfasına yazmamışlar:

https://t1.daumcdn.net/potplayer/PotPlayer/v4/Update2/UpdateEng.html

MP4'te sorun yok ama Webm taşıyıcısındaki VVC videolarda işlemci yükü (çözünürlük, FPS, bitrate farketmeksizin) %100'e varıyor. Demultiplex sorunu gibi, bir sonraki sunumda düzeltilir herhalde.

https://potplayer.daum.net

Hala ne encoding ne de decoding tarafında donanımlara eklenmiyor. Hevc pekala yeterli çoğu durumda sonra av1 var. 8k yaygınlaşamadı. Galiba VCC için daha çok zaman var.

Evet, "dahili AV1 encode" çok gecikmeden 2020'de gelmişken 2024'te "dahili VVC encode" ufukta yok. Ne de olsa VVC'de lisans sorunu var.

PotPlayer'in en yeni sürümünde de o bahsettiğim container/taşıyıcı sorunu var, sadece MP4 içindeki VVC videoları oynatabiliyor - CPU'ya güzelce yük bindirerek tabii.

Ben böyle videoları, CPU'nun gücünü test etmenin en iyi yolu görüyorum. Oyunlarla test etmek yerine böyle daha pratik. GPU'nun çözemediği videoyu CPU'ya çözdürmeye çalışmak, en iyi CPU testi.

Potplayer 240618 (18 Haziran 2024) sürümünde taşıyıcı sorunu giderilmiş, sadece MP4 değil BIN ve WEBM gibileri içindeki VVC'ler de oynatılıyor artık.

Benim dizüstü 1080p oynattı ama 4K filmi kare kare oynattı. Ryzen 5 5500U’yu haşat etti.  

Intel'in yeni çıkan Lunar Lake mobil işlemcileri ve Arrow Lake masaüstü işlemcileri, H266 decode edebilen entegre Intel Arc 130V/140V grafik işlemcisine sahip.

AV1 decode konusunda olduğu gibi, rakipleri AMD ve NVIDIA'dan önce davranmış oldular yine.

2023 sonları-2024 döneminde çıkan Intel işlemcilerin özeti:

1- Raptor Lake Refresh, masaüstü ve mobil, 10 nm, Raptor Cove-Gracemont çekirdek mimarileri

2- Meteor Lake, mobil, 7 nm, Redwood Cove-Crestmont çekirdekleri (Core Ultra birinci seri)

3- Lunar Lake, mobil, 3 nm, Lion Cove-Skymont çekirdekleri (Core Ultra ikinci seri - güç tasarrufu grubu) - H266 decode

4- Arrow Lake, masaüstü, 3 nm, Lion Cove-Skymont çekirdekleri (Core Ultra ikinci seri - yüksek performans grubu) - H266 decode

Arrow Lake mobil işlemciler 2025 başında çıkacak.

Biz eski sayımı sürdürüp Meteor Lake'e 14.nesil, Arrow Lake'e 15.nesil desek de Intel öyle demeyip "Core işlemci" ile "Core Ultra işlemci" farkına dikkat çekiyor.

Intel'e göre 14.nesil Core işlemciler Raptor Lake Refresh.

Meteor Lake, Lunar Lake ve Arrow Lake ise Core Ultra 1 ve 2.nesillerdir. Ultra üçüncü nesli de Panther Lake işlemciler olacak.

H266 çözen ilk grafik işlemcileri, Intel Core Ultra'nın 2.neslinde yani Lunar Lake-Arrow Lake'lerle geldi.

Ama Ultra 1.nesilde de durum iyi... Daha önce Core 7.nesilde hiç açılmamış olan 2160p-VVC videolar, 16 çekirdekli Core Ultra 7-155H işlemcimde, düşük-orta arası bir seviyede yük ile oynatılıyor. Ekran görüntüsü ekleyemedim şimdi... Core 12-13-14.nesillerde de buna yakın sonuçlar alınır galiba. Ryzen 5 5500U'daki gibi kare kare-ağır ağır ilerlemelere "oynatım" denemez.

Mobil işlemciler için konuşursak, Core Ultra 2.neslin 1.nesile göre sadece iki avantajı var: 7 nm'den 3 nm'ye iniş ve H266 çözen/decode eden yeni grafik işlemci. 2025'te çıkacak Arrow Lake mobil işlemcilerle durum değişecek elbette.

Ama birinci neslin/Meteor Lake işlemcinin H266 oynatımına bakarak, ikinci nesilde gelen H266 decode'nin öyle çoook büyük bir avantaj olmadığını söyleyebilirim. Ne de olsa, 4K çözünürlükte 10 megabit/s ortalama bit oranlı bir VVC videoyu oynatırken çok yük almayan bir işlemciden bahsediyorum. Bundan daha yüksek bir VVC akışını, 8K-VVC'leri falan önümüzdeki 10 yıl içerisinde fazla görmeyiz, çok büyük olasılıkla.

8K videolar için AV1 kullanılıyor uzun bir süredir (bkz:Youtube) ve son birkaç yıla ait tüm grafik işlemciler de AV1 decode ediyor/çözüyor. Core Ultra'ların güzelliği, AV1 encode'yi de sunması.

AV1 hem ücretsiz kullanım, hem verimli sıkıştırma hem de hızlı encode sunuyor. VVC ise hem ücretli hem de (daha verimli olsa bile) encode süresi daha uzun. HEVC ise her bakımdan facia. Yaptığım bir hız testini de aktarayım: 1080p-AVC videoda > AV1 encode hızı 150 FPS, HEVC encode 58 FPS, AVC encode 210 FPS.

Son olarak, VVC encode konusundan da bahsedeyim. Yabancı bir çılgın arkadaş, işlemcisi yakın tarihli olduğu halde, 3 saatlik bir 4K-bluray videosunu 35 günde VVC'ye çevirmiş   İşin encode kısmı, decode kısmından çok daha zor.

VVC encode cidden çok zor...

Core Ultra 1.nesil-Meteor Lake 155H işlemcide, test amaçlı, 29 saniyesini kesip aldığım bir 5K-AV1 videoyu 364 saniyede VVC olarak kodlayabildim, encode hızı saniyede 2 kare oldu.

Yani, 25 fps'lik 5K-AV1 videonun 1 saniyesinin VVC olarak yeniden kodlanması 12-13 saniye sürdü. Düz mantık düşünürsek, 2 saatlik film olsaydı, 120 dakika 7200 saniye olduğundan 7200 x 13 = 93600 saniye sürecekti, bu da 1560 saat, yani 65 gün demek  

1920x1080'leri falan VVC kodlamanın bir anlamı yok, sadece Ultra HD'ler için denenmeli VVC. İlk önce 8K videoda denemiştim, hızı saniyede max 1 kareydi. Beklenecek gibi değildi. 5K'ya düştüm mecburen, ona da zor sabrettim.