Wozu ein Codec dient
Unkomprimiertes Video ist gigantisch: Ein Full-HD-Bild (1920 × 1080 Pixel) in 8-Bit-Farbe wiegt in der gängigsten Form etwa 3 MB, und pro Sekunde braucht man 25 bis 60 davon. Eine Stunde ergäbe mehrere hundert Gigabyte. Ein Codec (zusammengezogen aus Coder-Decoder) verkleinert diese Menge etwa um den Faktor hundert bis tausend, indem er weglässt, was das Auge kaum wahrnimmt, und von Bild zu Bild nur überträgt, was sich ändert.
Der Preis dafür ist Rechenarbeit: Um das Video anzuzeigen, muss das Gerät jedes Bild aus den komprimierten Daten wiederherstellen. Je effizienter der Codec, desto aufwendiger ist diese Arbeit. Deshalb kann ein neuer Codec, der Bandbreite spart, ein altes Gerät überfordern.
Der Codec ist unabhängig vom Container (MP4, MKV, MPEG-TS) und vom Übertragungsprotokoll (HLS, DASH). Sind Ihnen diese Begriffe wenig vertraut, stellt sie unser Artikel HLS, MPEG-TS und DASH vor.
H.264, HEVC, AV1: die drei Generationen
H.264 (AVC)
Der 2003 normierte Codec H.264, auch AVC oder MPEG-4 Teil 10 genannt, ist der universellste. Praktisch jedes in den letzten fünfzehn Jahren verkaufte Gerät decodiert ihn in Hardware. Er ist die Standardwahl der meisten online in HD übertragenen Sender.
HEVC (H.265)
Der 2013 normierte HEVC zielt auf dieselbe Qualität wie H.264 bei deutlich geringerer Datenrate, oft mit „bis zur Hälfte“ beziffert; der tatsächliche Abstand hängt von Inhalt und Encoder ab. Er hat sich für 4K und HDR durchgesetzt. Seine Verbreitung wurde durch ein kompliziertes Patentsystem gebremst, weshalb er nicht immer kostenlos verfügbar ist: Unter Windows etwa läuft die HEVC-Wiedergabe in den Systemanwendungen über eine im Microsoft Store verkaufte Erweiterung.
AV1
AV1 wurde 2018 von der Alliance for Open Media veröffentlicht (zu der unter anderem Google, Netflix, Amazon, Microsoft und Apple gehören), ist lizenzfrei und noch effizienter als HEVC. Die großen Videoplattformen setzen ihn zunehmend ein, doch die Hardwaredecodierung gibt es nur auf ziemlich neuen Chips, in der Regel ab etwa 2020.
| Kriterium | H.264 / AVC | HEVC / H.265 | AV1 |
|---|---|---|---|
| Jahr | 2003 | 2013 | 2018 |
| Relative Effizienz | Referenz | Deutlich besser | Noch besser |
| Typische Nutzung | HD, Live, maximale Kompatibilität | 4K, HDR, UHD-Fernsehen | Videoplattformen, 4K im Internet |
| Hardwaredecodierung | Nahezu universell | Verbreitet auf 4K-Geräten | Nur neuere Chips |
| Lizenzgebühren | Ja (Lizenzen) | Ja (mehrere Patentgruppen) | Nein |
Außerdem begegnen Ihnen MPEG-2, der alte Codec des digitalen Antennenfernsehens in Standardauflösung, und VP9, der Vorgänger von AV1 bei Google, der auf YouTube sehr verbreitet ist.
Hardware- oder Softwaredecodierung
Ein Gerät kann ein Video auf zwei Arten decodieren:
- in Hardware: Ein spezialisierter Schaltkreis des Chips, der für einen bestimmten Codec gebaut ist, erledigt die Arbeit. Das ist schnell, sparsam und leise;
- in Software: Der Hauptprozessor rechnet alles selbst, mit Programmen wie denen der Bibliothek FFmpeg. Das klappt für fast alle Codecs, verbraucht aber viel mehr.
Die Softwaredecodierung ist eine ausgezeichnete Notlösung: Ein leistungsstarker Computer decodiert HEVC in 1080p auch ohne eigenen Schaltkreis problemlos. Ein TV-Stick oder ein Einsteiger-Smartphone hat dagegen nicht die Leistung, 4K in HEVC oder AV1 per Software zu decodieren: Das Ergebnis sind ruckelnde Bilder, Bildausfälle oder sogar ein eingefrorener Bildschirm.
Auch die Hardwaredecodierung hat Grenzen: Der Schaltkreis beherrscht nur die vom Hersteller vorgesehenen Codecs, Profile, Auflösungen und Bildraten. Ein Chip, der HEVC mit 8 Bit decodiert, kann HEVC mit 10 Bit ablehnen; ein Chip, der 4K bei 30 Bildern pro Sekunde schafft, kann bei 60 Mühe haben.
Player auf Basis von libmpv wie AICKO IPTV versuchen zuerst die Hardwaredecodierung und wechseln zur Software, wenn diese scheitert. Die zugehörigen Optionen beschreibt die Seite Videoplayer. Am PC läuft die Hardwarebeschleunigung über den Grafiktreiber: Ein aktueller Treiber ist oft die beste Abhilfe, wie unser Ratgeber zum Streamen unter Windows erklärt.
Profile, Level, 10 Bit und HDR
Zu sagen, ein Gerät „spielt HEVC ab“, genügt nicht. Jeder Codec gibt es in verschiedenen Profilen (den erlaubten Kompressionswerkzeugen) und Levels (den Grenzen für Auflösung, Bildrate und Datenrate).
| Codec | Gängige Profile | Gut zu wissen |
|---|---|---|
| H.264 | Baseline, Main, High, High 10 | High mit 8 Bit ist nahezu universell; High 10 wird selten in Hardware decodiert |
| HEVC | Main (8 Bit), Main 10 (10 Bit) | Main 10 ist für HDR unverzichtbar |
| AV1 | Main (8 und 10 Bit) | Das Main-Profil deckt fast alle Verbraucheranwendungen ab |
Das Level wird als Zahl angegeben: Ein H.264-Stream mit Level 4.1 eignet sich für Full HD, während 4K in der Regel Level 5.1 oder höher verlangt. Ein Gerät, das auf ein niedrigeres Level beschränkt ist, lehnt den Stream ab oder decodiert ihn schlecht.
10 Bit und HDR
Ein 8-Bit-Video kodiert jede Farbkomponente mit 256 Werten, ein 10-Bit-Video mit 1.024, was Treppeneffekte in den Verläufen des Himmels vermeidet. HDR (High Dynamic Range) baut auf 10 Bit auf, um hellere Weißtöne und detailreichere Schwarztöne darzustellen. Es gibt mehrere Formate: HDR10 (die gemeinsame Basis), HLG (für die Fernsehübertragung entwickelt), HDR10+ und Dolby Vision (mit dynamischen Metadaten).
HDR abzuspielen setzt eine vollständige Kette voraus: einen 10-Bit-Decoder, einen Player, der die Metadaten weitergibt, einen kompatiblen Videoausgang und ein HDR-Display. Fehlt ein Glied, wirkt das Bild blass und gräulich oder im Gegenteil zu dunkel. Der Player kann HDR dann in ein Standardbild umrechnen (Tone Mapping), was zusätzliche Rechenarbeit kostet.
Symptome und Lösungen
Die meisten codecbedingten Wiedergabeprobleme erkennt man am Symptom. Hier die häufigsten Fälle.
| Symptom | Wahrscheinliche Ursache | Lösungsansatz |
|---|---|---|
| Ton ohne Bild (schwarzer Bildschirm) | Videocodec vom gewählten Decoder nicht unterstützt, oft HEVC oder AV1 auf einem alten Gerät | Decodiermodus wechseln (Hardware/Software), eine SD- oder HD-Version des Senders probieren |
| Bild ohne Ton | Audiospur in einem nicht unterstützten Format (AC3, E-AC3, DTS) oder falsch konfigurierter Audioausgang | Andere Audiospur wählen, Passthrough deaktivieren |
| Regelmäßiges Ruckeln, besonders in 4K | Softwaredecodierung für den Prozessor zu schwer | Hardwaredecodierung aktivieren oder eine niedrigere Qualität wählen |
| Grünes, rosa oder blockiges Bild | Hardwaredecoder für dieses Profil fehlerhaft | Auf Softwaredecodierung umstellen, System oder Treiber aktualisieren |
| Blasse Farben | HDR-Inhalt auf einem Nicht-HDR-Kanal angezeigt | HDR-zu-SDR-Umwandlung aktivieren, HDR-Modus des Bildschirms prüfen |
| Gerät wird heiß, Akku schwindet | Dauerhafte Softwaredecodierung | Prüfen, ob die Hardwarebeschleunigung aktiv ist |
| Waagerechte Linien bei Bewegungen | Zeilensprung-Video (1080i, im Fernsehen häufig) nicht entschachtelt | Deinterlacing im Player aktivieren |
Um ein Codecproblem von einem Netzwerkproblem zu unterscheiden, beobachten Sie das Verhalten: Ein Netzwerkproblem führt zu Stopps mit Ladeanzeige und anschließender Fortsetzung; ein Decodierproblem führt zu dauerndem Ruckeln ohne Laden, auch wenn der Puffer voll ist. Die Netzwerkdiagnose behandelt unser Ratgeber gegen Pufferprobleme.
Herausfinden, was Ihr Gerät decodiert
Mit einigen Methoden prüfen Sie die tatsächlichen Fähigkeiten Ihrer Hardware:
- Das Datenblatt des Herstellers, das in der Regel die Hardwarecodecs auflistet („HEVC Main 10“, „AV1“, „Dolby Vision“ …). Für einen Fernseher oder eine Box ist es die verlässlichste Quelle.
- Die Wiedergabeinformationen des Players: Die meisten Player zeigen während der Wiedergabe den Codec des Streams, seine Auflösung und den verwendeten Decoder (Hardware oder Software) an.
- Unter Android listen Systeminfo-Apps die vom Chip gemeldeten Hardwaredecoder auf.
- Am Windows-PC zeigt der Task-Manager auf der Registerkarte „Leistung“ die Aktivität „Videodecodierung“ der Grafikeinheit: Bleibt sie während der Wiedergabe bei null, wird per Software decodiert.
Bedenken Sie schließlich, dass den Codec die Quelle bestimmt, nicht der Player. Gibt es einen Sender nur in HEVC mit 10 Bit und Ihr Gerät decodiert das nicht in Hardware, macht keine Einstellung daraus H.264. Die einzige dauerhafte Lösung ist dann eine andere Version des Streams oder ein neueres Gerät.
Zusammenfassung
- Ein Codec komprimiert Video; je effizienter er ist, desto anspruchsvoller ist die Decodierung.
- H.264 ist universell, HEVC beherrscht 4K und HDR, AV1 ist lizenzfrei, braucht aber einen neueren Chip.
- Die Hardwaredecodierung ist schnell und sparsam; Software ist eine gierige Notlösung.
- Profil (8 oder 10 Bit) und Level zählen genauso viel wie der Name des Codecs.
- Ton ohne Bild, Ruckeln ohne Laden und Erwärmung deuten fast immer auf ein Decodierproblem hin.
Häufige Fragen
Warum habe ich Ton, aber kein Bild?
Ton und Bild nutzen zwei getrennte Codecs. Ist das Audio kompatibel, das Video aber nicht, oft HEVC oder AV1 auf einem alten Gerät, spielt der Player den Ton auf einem schwarzen Bildschirm ab. Wechseln Sie den Decodiermodus oder wählen Sie eine andere Qualität des Senders.
Ist HEVC besser als H.264?
Bei gleicher Datenrate liefert er ein besseres Bild, was in 4K oder bei einer bescheidenen Verbindung wertvoll ist. Er verlangt aber mehr Rechenleistung und wird nicht von allen alten Geräten in Hardware decodiert, wo H.264 verlässlicher bleibt.
Kann mein Gerät AV1 abspielen?
Nur ziemlich neue Chips, in der Regel ab etwa 2020, decodieren AV1 in Hardware. Sehen Sie ins Datenblatt des Geräts; ohne Hardwaredecodierung kann AV1 in hoher Auflösung ruckeln.
Warum wird mein Smartphone bei der Wiedergabe heiß?
Meist wird das Video vom Hauptprozessor in Software decodiert. Prüfen Sie, ob die Hardwarebeschleunigung im Player aktiviert ist und der Stream einen vom Chip unterstützten Codec nutzt.
