Recuento de las innovaciones en la tecnología de compresión de video a lo largo de los años.
Frank Schöenberger*
La industria de la radiodifusión no sería lo que es hoy sin la compresión de video. Se trata de un proceso fundamental que permite convertir archivos de vídeo de gran tamaño a un tamaño más manejable para su transporte, almacenamiento y transmisión. La tecnología de compresión de vídeo de vanguardia actual permite satisfacer las necesidades de millones de personas en todo el mundo, al permitir la entrega eficiente de contenido de alta calidad.
La tecnología de video se ha transformado significativamente a lo largo de los años, pasando de lo analógico a lo digital y, posteriormente, a medida que la tecnología de compresión avanzaba, permitiendo la entrega de contenido en streaming. Pero ¿Cómo pasamos del lanzamiento de MPEG-1 hace unos treinta años, diseñado para comprimir video y audio digital sin procesar con calidad VHS, a las avanzadas tecnologías de compresión que vemos hoy? ¿Y qué se avecina en el futuro de la compresión de video?
Auge de la TV Digital
A mediados de la década de 1990, el uso de internet se generalizó considerablemente y se empezaron a instalar redes de fibra óptica que permitían la transferencia de datos a velocidades mucho mayores que el cable convencional para satisfacer la demanda de los consumidores. Las emisoras y las compañías de medios apenas comenzaban a experimentar con el uso del estándar estadounidense para televisión analógica, NTSC, y el estándar ST-259M de SMPTE, sobre nuevas redes de fibra.
Estas redes marcaron un punto de inflexión significativo al iniciar la transición del coaxial y otros sistemas basados en cobre a la transmisión digital. Las redes de fibra abrieron nuevas oportunidades, en particular para el transporte de las primeras señales digitales, pero en ese momento, la industria aún operaba sin métodos de compresión digital estandarizados.
Las soluciones para el transporte de video digital apenas estaban surgiendo, sentando las bases para métodos más eficientes y escalables. No fue hasta la aparición de estándares de compresión digital como MPEG-2 que comenzamos a descubrir realmente el potencial de la transmisión de video eficiente. Fue entonces cuando comenzó la verdadera revolución de la TV digital.
Lanzado en 1996, MPEG-2 se diseñó para proporcionar un método estandarizado de compresión y transmisión de video y audio, permitiendo comprimir video con calidad de transmisión sin pérdida significativa de calidad visual o de audio. Su uso fue generalizado en DVD, así como en transmisiones de televisión digital terrestre, por cable y satélite, sentando las bases para la generalización de la televisión digital. MPEG-2 introdujo el esquema de codificación DCT adaptativa con predicción con compensación de movimiento, lo que redujo significativamente la tasa de bits necesaria para la transmisión de video. De esta manera, las emisoras y los proveedores de servicios iniciaron una importante transición, marcando el inicio de la era de la televisión digital y el posterior declive de los sistemas analógicos.
El impacto de MPEG-2 en la industria fue profundo. Permitió la transmisión eficiente de contenido en definición estándar y, en cierta medida, de alta definición, reduciendo drásticamente el consumo de ancho de banda y los costos de almacenamiento. La televisión digital y los primeros servicios de video a la carta se basaron en este estándar de compresión, y durante más de una década, MPEG-2 se mantuvo como el estándar de oro para la compresión de video.
Revolución del Streaming: AVC y HEVC
En 1999, se lanzó el estándar MPEG-4, que permitió una mayor eficiencia de codificación en comparación con su predecesor, MPEG-2. Como todos los estándares MPEG, MPEG-4 se compone de varias partes, y en 2003 se lanzó MPEG-4 Parte 10, o Codificación de Video Avanzada (AVC), también conocida como H.264. Si bien MPEG-2 se sigue utilizando hoy en día para la transmisión de televisión digital por aire, AVC se ha convertido en el estándar predilecto para la compresión de video, tanto para la transmisión de televisión como para el streaming. Permitió la distribución eficiente de contenido a través de internet y sentó las bases para el auge de servicios OTT como Netflix, Amazon Prime y Disney+.
La eficiencia de H.264 se debe al uso de algoritmos avanzados que reducen el tamaño de los archivos, manteniendo o mejorando la calidad de la imagen. Hizo del streaming una opción viable para los consumidores y cambió fundamentalmente la forma en que producimos, distribuimos y consumimos contenido multimedia. La capacidad de transmitir video de alta calidad a bajas tasas de bits se volvió crucial a medida que los servicios de streaming comenzaron a expandirse globalmente. Fue durante este período que el transporte basado en IP realmente comenzó a despegar, y la industria experimentó una rápida transición hacia modelos de entrega más eficientes y compatibles con la red.
Siguiendo los pasos de H.264, se encuentra la Codificación de Video de Alta Eficiencia (HEVC), o H.265, que mejora H.264 al ofrecer una eficiencia de compresión aún mayor. Permite a las emisoras y servicios de streaming ofrecer contenido de ultraalta definición sin saturar las redes. Las mejoras en la eficiencia de HEVC hicieron posible la transmisión en vivo en 4K y el streaming de alta resolución, aunque aún enfrenta desafíos en el ámbito de las patentes.
Hoy y en el futuro
A medida que la entrega de video continúa evolucionando, también lo hacen sus tecnologías subyacentes, y VVC (Codificación de Video Versátil), también conocido como H.266, es el próximo gran códec que respalda esta evolución. Diseñado para una eficiencia aún mayor con resoluciones de hasta 8K, VVC supera los límites de la eficiencia, reduciendo significativamente el tamaño de los archivos y el consumo de ancho de banda en comparación con HEVC.
Con una calidad visual maximizada y resoluciones más altas en mente, VVC se ha estandarizado para adaptarse a las cambiantes formas de crear y consumir video. Con mejoras de compresión de hasta un 40%, VVC permite una amplia variedad de casos de uso y abre el camino hacia flujos de trabajo de producción rentables y eficaces.
Multiview HEVC (MV-HEVC), una extensión de HEVC, es otro avance a destacar. Con el creciente apoyo de importantes empresas como Apple, que utiliza MV-HEVC en su Apple Vision Pro, el códec comprime eficientemente las grandes cantidades de datos necesarias para el video 3D al reducir la información redundante en múltiples vistas.
Esto permite contenido de realidad extendida (XR) de alta calidad con menores requisitos de ancho de banda, lo que ayuda a que las experiencias inmersivas sean más accesibles para un público más amplio. Aunque MV-HEVC aún está en desarrollo, su creciente popularidad sugiere un futuro en el que las experiencias XR se generalizarán, impulsadas por los avances en contenido inmersivo que enriquecen la interacción de los usuarios con los mundos virtuales. En definitiva, el desarrollo de MV-HEVC marca un cambio transformador en la industria del video, con experiencias inmersivas en tiempo real que se generalizarán.
De cara al futuro, la industria también parece estar avanzando hacia tecnologías de compresión que aprovechan el poder de la IA y las tecnologías basadas en la nube para ajustar dinámicamente la calidad y la compresión del video en tiempo real según las condiciones de la red, las preferencias del espectador y la complejidad del contenido. Sin duda, veremos cada vez más optimizaciones en tiempo real que se adaptan de forma inteligente a una amplia variedad de entornos de entrega.
A medida que la industria de la radiodifusión continúa evolucionando, las innovaciones en compresión de video se mantendrán a la vanguardia, ayudando a redefinir la forma en que la industria entrega video y cómo lo experimentan los consumidores. El futuro de la compresión de video ofrece infinitas posibilidades, permitiendo formas más flexibles, escalables y rentables de ofrecer contenido atractivo, de alta calidad e inmersivo a audiencias de todo el mundo.
*Frank Schöenberger es Director Senior de Producto de MainConcept.
