Evolución tecnológica y de internet
En los últimos años, la verdadera «revolución de Internet» se ha producido en la cantidad y tipo de tráfico intercambiado, en particular debido a los nuevos contenidos multimedia. La explosión del tráfico generado por los dispositivos móviles (sobre todo desde apps, redes sociales sobre todo) y los contenidos de vídeo bajo demanda, han acentuado aún más esta tendencia. Esto también bajo la presión general sobre el tráfico de datos provocada por la llegada de la pandemia y el fuerte aumento de aplicaciones como videoconferencias, juegos y otras.
De hecho, hoy en día la mayor parte del tráfico de Internet se refiere al uso de contenido de video. Sólo piensa que el año pasado, la parte del tráfico mundial de Internet «consumido» por el downstream de video alcanzó dos tercios del total. De estos, una parte significativa (alrededor del 50%) está a cargo de unos pocos servicios generalizados. Netflix (con un 15 %), YouTube (12 %), Disney+ y Prime Video concentran un tercio de todo el tráfico.
Sin duda, ha contribuido a esta evolución la difusión de conexiones a Internet de mayor ancho de banda, con la disponibilidad generalizada de conexiones de fibra y de red móvil rápidas. De hecho, 4G y 5G también han habilitado smartphones y tabletas para cualquier uso multimedia, satisfaciendo el hábito creciente de interactuar digitalmente o usar contenido de forma remota.
No solo eso, la supremacía del video también ha sido impulsada por una continua investigación y crecimiento de la calidad que, en términos de impacto en los volúmenes de tráfico generado, no tiene igual en otras aplicaciones. Ahora, de hecho, en el mundo del video digital estamos hablando de contenidos de «ultra-alta resolución», comenzando desde 4K, y aún 8K, HDR y 360 grados.
Nuevos protocolos para la codificación de video
Ser capaz de admitir estos escenarios de aplicaciones no es solo una cuestión de infraestructura: también se necesitan nuevos protocolos. No es casualidad que la búsqueda por poder soportar la máxima calidad de vídeo sin sobrepasar el ancho de banda sea continua y ferviente.
El nuevo estándar H.266/VCC (Versatile Video Coding) promete reducir a la mitad el ancho de banda ocupado en comparación con el estándar H.265/HEVC, manteniendo la misma calidad, incluso mejor que AV1, que sin embargo es gratuito. Esto admitirá escenarios más avanzados como 8K y video de 360 grados, pero estos son protocolos nuevos, cuyo uso hoy en día aún se ve frenado tanto por los costes de regalías como por la ausencia de productos listos para admitir directamente el protocolo en la aceleración de hardware.
Por ello, y sobre todo por los distintos requisitos de rendimiento y calidad frente a los escenarios 4K u 8K, protocolos como H265 y H264 siguen dominando en ámbitos como VDI (Virtual Desktop Infrastructure), donde se utilizan ambos, o videoconferencias (aplicaciones como Teams o Zoom utilizan H.264 o protocolos tecnológicamente similares).
Antes de eso, el protocolo HEVC/H.265 había superado al anterior al permitir una reducción del 50% en el espacio requerido para almacenar o transmitir videos en comparación con H.264, usando una codificación más eficiente, lograda a través de algoritmos más avanzados y sofisticados, con un alto nivel de calidad de imagen.
Sin embargo, el estándar H.264 sigue siendo el más popular. De hecho, la codificación utilizada por HEVC/H.265 es mucho más costosa tanto en codificación como en decodificación que H.264, requiriendo mucho más tiempo de cómputo y más consumo de energía/batería, con problemas de rendimiento en dispositivos de hardware de gama media-baja.
El mismo proceso que observamos hoy en el acercamiento al protocolo H.266/VCC (hasta 7 veces más complejo de codificar, y 2 veces más complejo de decodificar) se dio entre los estándares H.264 y H.265 y que tuvo lugar anteriormente con el códec H.264 a partir de 2003, y luego tardó años en extenderse, hasta que todos los distintos fabricantes de hardware han introducido decodificadores específicos para este formato.
H.264 frente a H.265
Pero veamos ahora las diferencias entre estos dos protocolos que son los más extendidos en la actualidad.
Ambos códecs de compresión de video funcionan comparando las diferencias entre cuadros consecutivos, identificando esas áreas comunes consistentes. Estas áreas de la imagen luego se reemplazan con información que describe los píxeles originales. La gran diferencia entre los dos es la diferente capacidad de expandir estas áreas (llamadas CTU, Coding Tree Unit) dinámicamente, con dimensiones que van desde 4×4 a 64×64, mientras que H.264 está limitado a un máximo de 16×16. Sin embargo, la mejora de la segmentación y la predicción espacial requiere más capacidad computacional para la parte de codificación, mientras que no impacta demasiado en la parte de decodificación. HEVC/H.265 también puede hacer referencia a bloques de píxeles dentro del mismo marco (predicción interna) o en diferentes marcos (predicción interna).
Para dar una idea, el nuevo protocolo H.266/VCC llega hasta las 128×128 áreas y tiene una gama mucho más amplia de modelos aplicables en las fases de predicción inter/intra y partición.
Incluso los sistemas de virtualización de escritorio siempre se han beneficiado de la mejora de los sistemas de transmisión. Desde un punto de vista técnico, las tecnologías utilizadas son muy similares. Por ello, los principales proveedores de tecnología, como Citrix y VMware, ya llevan años introduciendo la posibilidad de utilizar la codificación HEVC/H.265 para el streaming de escritorio. La configuración requiere que monte una tarjeta de video capaz de admitir esta codificación en su servidor, aunque, cuando se trata de instalaciones empresariales, las tarjetas gráficas que pueden permitir el acceso múltiple a su poder de cómputo pueden ser costosas.
