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文/大林慈院教學部教學研發組程式設計師 劉普昇

隨著解析度戰爭的開打，FHD、4K解析度在手機端以及高畫質大尺寸電視螢幕端，也逐漸普及，壓縮率為120倍左右，目前主要的影像編碼格式H.264竟也開始捉襟見肘了。再聊一下H.265之前，我們可以先有個基本的概念，對影像來說，每一個像素，也就是一個點，要顯示顏色就需要24bit的資料量，所以，當像素越大，資料量也就會跟著上升，這時候就有可能會硬碟不夠存、網路不夠快，等等的問題產生。接著先用幾張圖表，來看看解析度的上升，對應資料量的增加，是如何的恐怖。

圖一：解析度尺寸的對照圖 (資料來源：wiki)

表一：解析度與像素

我們可以看到，從現今主流的1080p HD畫質，到4K畫質，像素量整整增加了四倍，代表的是資料量也要跟著增加四倍。那我們來算算看，如果都不壓縮，4K影片光影像的部分需要多少的資料量呢？

1.解析度：4K = 4096x2160

2.每秒頁數：60fps

假設顏色取樣採24bit，得到4K無壓縮影片每秒六十頁需要的資料量為：4096x2160x60x24bit 約等於 1,423MB/s，也就是說，每秒就需要1.4G，一個一分鐘的影片需要84G的容量，一個兩小時的電影需要高達10,080G的容量了~這時候，一個優秀的壓縮演算法就是必要的了！

目前的高畫質影片壓縮主流演算法是H.264/AVC，大約可以達到120倍的壓縮比例，也就是說上面提到的4K畫質兩小時電影經過H.264壓縮後，大約是84G的容量，每秒需要的資料量為11.86MBps，也就是94.87Mbps，100M網路必須滿檔運作才能剛剛好順利播放。代表即使出動H.264來壓縮影片，4K畫質每秒需要的資料量依然太多，所以新的H.265/HEVC壓縮演算法在2013年誕生了。

在H.264的基礎下，H.265新增的更多的運算來壓縮影片，像是Coding tree、更多的Prediction、Transform，以及更好的Motion Compensation來預測每一頁影像的變動，減少重複區域的多餘儲存，用電腦計算來預測每一頁影像的變動。從H.264的GOP改成RPS、嶄新加入wavefront parallel運算等等，就是在每個block都更精進一些，更壓縮一些，來得到更好的壓縮比。

於是，相較於H.264，H.265可以在差不多相同畫質的表現下，將壓縮率進一步提升到240倍左右，也就是比H.264高上一倍，使的4K畫質影片經由網路串流播放成為可能，準備進入4K畫質的時代吧！但可能要先瘦了荷包，換取4K畫質的手機或電視才能享受呢！(笑)