Versatile Video Coding (VVC),auf deutsch: Vielseitige Videocodierung oder auch ITU H.266 ist ein Video-Kompressionsverfahren, das von JVET (dem vereinigten Video-Experten-Team von MPEG und ITU) entwickelt und als Standard festgelegt wurde. Es ist der Nachfolger für das Verfahren High Efficiency Video Codec/HEVC (auch bekannt als ITU H.265). Am 6. Juli 2020 gab das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut die Finalisierung des Videokodierstandards bekannt. Bei UHD-Auflösung soll eine Datenreduktion von 50% im Vergleich zu HEVC bei gleicher Bildqualität möglich sein. Außerdem wurden eine Reihe zusätzlicher Möglichkeiten (beispielsweise in Bezug auf Farbtiefe und Farbunterabtastung) und spezielle Anwendungen wie die zur Übertragung von Bildschirminhalten standardisiert.
Ziele und Zeitplan
Ziele
mindestens 30 Prozent bessere Kompression als H.265/HEVC (angestrebtes Ziel: wie immer 50 Prozent)
Unterstützung von Auflösungen bis 16K
Unterstützung von 360°-Videos
Ursprünglicher Zeitplan
Oktober 2017: Call for Proposals
Februar 2018: Auswertung der eingetroffenen Vorschläge
Oktober 2018: erste Testmodule zur Evaluierung
Oktober 2019: erster Draft des Standards
Ende 2020: erster offizieller Standard
Juni 2021: erste Hardware-Implementierungen
Qualität und Effizienz
In einer Untersuchung im Mai 2019 von BBC Research wurde der getesteten Version des Codec (VTM 4.0) eine Bitrateneinsparung bei UHD-Auflösung von 35% im Vergleich zu HEVC bescheinigt. Die Fraunhofer-Gesellschaft geht für die finalisierte Version von einer 50-%-Einsparung im Vergleich zu HEVC aus. In einem ersten Test von VVENC berechnete Streaming-Experte Jan Ozer bei 1080p die Einsparung (BD-Rate) gegenüber HEVC/x265 auf 39% und gegenüber AV1 (mit dem AOM-Encoder) auf 11%. Der Encoderaufwand (gemessen durch die Zeitdauer der Kodierung) lag für die getestete Version ungefähr beim 10-fachen derjenigen von x265. Dies entsprach auch der Erhöhung der Komplexität des Encoders, die bei der Entwicklung des Verfahrens bewusst in Kauf genommen wurde. Experten gingen davon aus, dass sich dieser hohe Aufwand im Laufe der Zeit optimieren lässt.
Für den Decoder ging Fraunhofer dagegen davon aus, dass sich der Aufwand im Vergleich zu HEVC lediglich um einen Faktor 1,9 (gemessen anhand der Testmodelle) erhöht. Jan Ozer kam bei einer Untersuchung 2025 allerdings zu dem Schluss, dass der Decodieraufwand um ein Vielfaches höher ist als bei HEVC und mindestens doppelt so hoch ist wie der von AV1.
Einsatzgebiete
Der Videoausrüster ATEME hat zusammen mit SES bereits erste Tests zur Nutzung des Verfahrens für die Satelliten-Übertragung von UHD-Video mit VVC über DVB-S2 durchgeführt.
Das brasilianische SBTVD-Forum will LCEVC zusammen mit VVC für Brasiliens kommendes Fernsehsystem TV 3.0 verwenden, das voraussichtlich im Jahr 2024 eingeführt wird.
Das DVB-Projekt hat VVC in seine Toolbox als Kompressionsverfahren für die Übertragung von Videoinhalten aufgenommen.
Implementierungen
Software
Die Referenzsoftware VVC Test Model (VTM) des Fraunhofer HHI.
Der Fraunhofer Versatile Video Encoder (VVenC) und Decoder (VVdeC) werden als schnelle und effiziente VVC-Implementierung entwickelt. Als Programmiersprache wird C++ verwendet, ebenso für die Referenzsoftware. Der Encoder soll bereits 70 mal schneller als die Referenzsoftware sein. Im März 2021 erreichte der Decoder die Version 1.0.0, im Mai 2021 auch der Encoder. Mit Hilfe von WebAssembly soll in Zukunft eine Nutzung des Decoders im Browser möglich sein.
GPAC unterstützt VVC ab Version 2.0, die im Februar 2022 erschien.
Die Firma Sharp entwickelt einen Echtzeit-Decoder für VVC-Videos in 8K-Auflösung.
Die Firma MultiCoreware entwickelt mit x266 einen Open-Source VVC-Encoder. Mit der Veröffentlichung einer Version 1.0 rechnete der Hersteller im 2. Halbjahr 2023, bisher ist jedoch kein öffentlich zugängliches Repository bekannt.
Tencent Media Lab entwickelt einen (kommerziellen) H.266 Echtzeit-Decoder.
Der (kommerzielle) Video Analyzer der Firma Elecard unterstützt VVC
Ali266, von Alibaba entwickelte softwarebasierte VVC-Encoder und -Decoder, welche bei dem chinesischen Videoportal Youku benutzt werden.
MainConcept bietet ein (kommerzielles) VVC-Encoder SDK und ein FFmpeg-Plugin an (Stand November 2022: Beta)
Der Elmedia Player für MacOS Geräte unterstützt das Abspielen von VVC-Videos (optimiert für M1/M2 Geräte)
FFmpeg Git Master hatte im Januar 2024 eingeschränkte Unterstützung für die VVC-Dekodierung hinzugefügt. Einige nicht wesentliche Standardfunktionen wie Reference Picture Resampling, Intra block copying und PALETTE mussten noch implementiert werden. Mit FFmpeg Release 7.0 erschien die erste initial als experimentell deklarierte Release-Version mit Unterstützung für VCC-Dekodierung (inklusive Intra block copying), ab Release 7.1 wurde die Unterstützung als stabil eingestuft.
Mit dem AL-D320 stellt Allegro DVT einen IP-Core mit VVC-Decoder-Funktionalität zur Integration in Hardware bereit, daneben wird auch die Decodierung von AV1, VP9, H.265/HEVC und H.264/AVC unterstützt. Mit dem AL-E320 gibt es auch einen Encoder, der u.a. das VVC Main Profile (4:2:0, 4:2:0, 8bit) unterstützt.
Die Firma MediaTek entwickelt und bietet verschiedene Chip-Decoder mit VVC-Unterstützung an: Pentonic 700, 1000 und 2000 für Smart-TVs mit 4K und 8K.
Android unterstützt ab Version 17 Hardware-Decoder mit VVC
Service
Die indischen Video-Streaming-DiensteMX Player und MX TakaTak nutzen das Verfahren zur Reduktion von Bandbreite beim Streaming mit niedrigen Bitraten. Hierbei kommt der Decoder von Tencent zum Einsatz
Lizenzierung
Bei VVC handelt es sich um eine Weiterentwicklung der HEVC-Technik. Somit ist klar, dass VVC ein patentbehafteter Videocodierungsstandard ist und lizenzkostenpflichtig angeboten wird.
Um die bei der Lizenzierung des HEVC-Codecs gemachten Fehler bei VVC zu vermeiden, gründete man eine neue Arbeitsgruppe namens Media Coding Industry Forum (MC-IF). Im Juli 2020 appellierte dieses an potentielle Inhaber von VVC-relevanten Patenten, sich an der Bildung eines einheitlichen Patentpools für VVC zu beteiligen. Da dies offensichtlich nicht möglich war, entschied man sich im Januar 2021 zwei Patentpooladministratoren auszuwählen: Access Advance (der bisherige Patentpool HEVC Advance hatte sich im August 2020 umbenannt in Access Advance) und MPEG LA.
Eine Auflistung aus dem Februar 2021 zeigt die bestätigten Beitragsanteile der an der Entwicklung beteiligten Unternehmen/Organisationen.
Stand Februar 2022
Access Advance und MPEG LA haben die Lizenzbedingungen und Höhe der geforderten Lizenzgebühren veröffentlicht. Auch für freie Software, die den VVC-Codec verwendet, wird von MPEG LA 5 ct pro „Einheit“ ausdrücklich verlangt (die erste Million Einheiten pro Jahr ist frei). Anscheinend sind aber nicht alle Patente durch die beiden Pools abgedeckt.
Experten sehen die Chancen auf eine schnelle Markteinführung aufgrund der Unsicherheit bei Patenten, hohen Lizenzgebühren und konkurrierenden Verfahren (siehe unten) kritisch.
Bildformat
Die Möglichkeiten eines Bildformates auf Basis von VVC wurden untersucht (VVC still image coding). Die Untersuchung ergab einen Kompressionsgewinn von 28,82% im Vergleich zu HEVC/HEIF bei UHD-Auflösung.
Der HEIF-Standard sieht in der Version 2 die Unterstützung von mit VVC kodierten Bildern vor. Die Bibliothek libheif kann hierzu beispielsweise VVenC und VVdeC integrieren.
Alternative Verfahren
Mit AOMedia Video 1 (AV1) erschien im Laufe des Jahres 2018 ein weiteres Videokompressionsverfahren, das ebenfalls gute Kompressionsraten erzielen kann, welches durch die Alliance for Open Media lizenzkostenfrei angeboten wird und bereits in vielen Webbrowsern und Medienabspielern integriert ist. In einem Test Ende 2021 wurde festgestellt, dass der AOM-Encoder bei einer 1080p-Auflösung 5,87% schlechter komprimiert als VVENC. Eine andere Studie verglich im Oktober 2022 verschiedene Videocodecs, u.a. VVENC und SVT-AV1, und kam zu dem Schluss, „dass SVT-AV1 im Vergleich zu den anderen Codecs das beste Verhältnis von Qualität, Bitrate und Energieverbrauch bietet“.
Daneben verwirklichte die MPEG 2020 den Plan, ebenfalls einen Standard-Codec lizenzkostenfrei anzubieten, bei dem einzelne Funktionen an- und abschaltbar sind, für die Patentrechte vorliegen, bzw. Lizenzgebühren erforderlich sind. Hierzu wurde ein neuer Standard als MPEG-5 Teil 1 Essential Video Coding (EVC) festgelegt, der im Basis-Profil lizenzkostenfrei sein soll. Die Idee, einzelne Technologien an und abschaltbar zu machen, wurde auch beim konkurrierenden Codec XVC umgesetzt. Einen dritten Standard legte die MPEG ebenfalls 2020 als MPEG-5 Teil 2 mit Low Complexity Enhancement Video Coding (LCEVC) fest.
Weitere Entwicklung
Auch nach der 2020 abgeschlossenen Standardisierung von VVC wird weiter an der Entwicklung einer noch besseren Videocodierungstechnologie gearbeitet. In diesem Zusammenhang entwickelt die Joint Video Experts Group (JVET) verschiedene Videokompressionstechnologien unter dem Namen Enhanced Compression Model.
Ein Ansatz in der Forschung ist auch die Kombination von VVC mit Techniken der künstlichen Intelligenz, um weitere Verbesserungen zu erzielen.
