Anforderungen für ProRes 4444 4k Playback unter Windows

  • Hallo,


    ich habe diverse 4K Files im ProRes Format (4444, ap4h) vorliegen, die ich leider nicht sauber auf meinem Windows 10 Pro (64 Bit) System abspielen kann. Ich habe es sowohl mit dem Quicktime Player, Premiere Pro (CC) als auch VLC probiert. Beide Player kommen arg ins ruckeln bzw zeigen erst gar kein Bild (VLC). Ich nehme an, das Problem sind wohl Datenrate und CPU. Hier mal ein paar Eckdaten:


    Videofile: Apple ProRes 4444 (ap4h) mit 3840x2160 px, (Frameraten: 25, 23,976 und 24 fps), Videobitrate ca. 1GBit/s


    Rechner: Windows 10 Pro 64 Bit, i5-4670 (3,4 GHz), 8 GB RAM, Geforce GTX 1050 & Intel HD 4600 (3 FullHD-Bildschirme), System HD: Samsung EVO 840 (250 GB)


    Auffallend ist, dass die Videos auch ruckeln, wenn ich sie auf der System HD abspiele. Die CPU-Auslastung liegt bei knapp 50%. Ich vermute, das Decoding ist rein CPU-basiert, und dann auch nur auf einem Kern. In diesem Fall bedeutet die Auslastung, das die CPU zu schwach zu sein scheint. Falls neue Hardware notwendig ist, wüsste ich gern wie potent diese sein muss. Leider hab ich im Netz nichts zu den Hardware-Anforderungen gefunden. Weiß hier zufällig jemand, ob ich mit meiner Vermutung richtig liege und kann mir vielleicht sagen, was die Mindestanforderungen sind?


    Vielen Dank im Voraus!

  • Soweit ich das sehe, ist dein System von der Leistung her in Ordnung. Der i5 liefert einen Bustakt von 5GT/s (Gigatransfer/s). Das ist gegenüber 1 Gbit/s, das 5fache.
    Ich nehme an, dass es SATA 3-Anschlüsse für die SSDs/HDDs sind. SATA 3, überträgt ja bekanntlich bis 800 MByte/s.
    Die Leistungen der Samsung EVO 840/850, werden mit ca. 540 MByte/s angegeben. Das sollte normalerweise auch für 4K ausreichen.
    Auch meine HDDs, die leicht über 200 MByte/s (lesen) bringen, ruckeln sehr stark.


    Bei 4K haben normale HDDs ausgedient. Keine Chance mehr, dieses Material mit professionellen Codecs zu bearbeiten.
    Um in 4K ein paar Videospuren ohne Ruckeln bearbeiten zu können, bräuchte man einen RAID 5, oder besser einen RAID 6-Verbund.
    Dann käme man theoretisch auf einen Datentransfer um die 1500 MByte/s. Empfohlen wird auch ein Arbeitsspeicher von 32 GByte.
    Zum Beispiel für Hintergrundrendering.


    Mich wundert nur die hohe Bitrate von 1 GBit/s. Trotz Alpha-Kanal und 10 Bit Farbe, sollte der ProRes 4444, keine solch hohe Datenrate erzeugen.
    Auf meinem Windows-PC, setze ich den Codec von Apple „DNxHD 4444 10 Bit“ ein. DNxHR ist der Nachfolger.
    Aber der „DNxHD 4444 10 Bit“, ist qualitätsmäßig gleichzusetzen mit dem „ProRes 4444“. Die Datenrate hier, beträgt um die 365 MBit/s.
    Diese Rate lässt sich in der Timeline des Schnittsystems ruckelfrei verarbeiten.


    Ich muss noch hinzufügen, dass bei mir 3 SSDs werkeln. 1 SSD für das System, 1 SSD für das Rendering und 1 SSD für den Export der SD- und HD-Files.
    Was bei SD-Material früher 3 Stunden dauerte, ist jetzt in ca. 45 Minuten erledigt. Aber das muss jeder selbst wissen, wie viel Geld er ausgeben möchte.
    Da werden wir in Bezug auf eine gute 4K-Leistung, noch viel Gejammere lesen.


    Gruß Jo

  • Also,


    ich habe es mit VLC 64 Bit getestet. Nach einem Tip habe ich den Potplayer ausprobiert. Mit dem kann ich von einem der Videos den (monochromen, grafischen) Vorspann abspielen. Sobald viel Farbe und Bewegung im Spiel ist, sackt die die Framerate laut Potplayer auf 11 - 14 fps ein. Die CPU-Auslastung laut Taskmanager ist dann über 70%.

  • Hallo,

    ja, das Problem ist schon klar. Das starke Ruckeln tritt dann auf, wenn die Datenrate für den Decoder des Software-Players zu hoch ist. Das ist ein typisches Verhalten dafür.
    Da am Anfang die Farbe und keine Bewegung deines Clips fehlen, wird diese Sequenz flüssiger wiedergegeben.
    4:4:4:4 ist ja der qualitativ höchste Farbsampler den es gibt, und dieser benötigt selbstverständlich mindestens das 3-fache an Bitrate.


    Volles Helligkeitssignal mit Alpha-Kanal, volles Rotsignal, volles Grünsignal und volles Blausignal (RGBA).
    4:2:0 hat im Gegensatz dazu nicht einmal die Hälfte der Farbsampler. Ein extra Blausignal ist überhaupt nicht vorhanden (0). Klar wird eine blaue Farbe angezeigt.
    Dazu wird die Helligkeit mit der roten Farbe abgeglichen, bis eine blaue Farbe entsteht.


    Bei 4:2:2 hat man dann 50% der Farbsampler von 4:4:4.

    Bei einer Steigerung der Bildqualität von 4:2:0 auf 4:2:2 hat man schon eine Verdoppelung der Bitrate.
    Komprimiert sind das 50 MBit/s bei 4:2:2, unkomprimiert ca. 165 Mbit/s. 4:4:4 (unkomprimiert, ohne Alpha-Kanal) liegt bei ca. 350 Mbit/s. Mit Alpha-Kanal ca. 50% mehr.
    Für VHS bräuchte man nur um die 12 Mbit/s.


    Das wären die korrekten Bitraten. Aber das macht ja keiner. Fakt ist, dass man mit 500 KBit/s keine UHD-Qualität erreichen kann. Ist nicht einmal bei SD-Material empfehlenswert.
    Dazu bräuchte man die Industrie-Decoder von SONIC. Kosten allerdings um die100.000 Dollar.


    Das weißt Du sicherlich alles. Ich wollte damit nur schreiben, mit wie viel Datenrate man rechnen muss, um ein normgerechtes UHD-Signal zu erzeugen.
    Ein guter Kompromiss wäre ein 4:2:2-Signal für UHD. Wenn man die Möglichkeit hat, BT.2020-Files zu erstellen, dann ziehe ich 4:4:4:4 klar vor.


    Vorschlag:
    Erstelle einmal von deinem ProRes 4444 ein x264- oder x265-Testfile. Bildmaß 3840 x 2160 Pixel eingeben, eine Bitrate von 3000 KBit/s einstellen, und 4:2:0 wählen.
    Sollte dieser Teststream flüssig abgespielt werden können, dann liegt das eindeutig an der hohen Bitrate, die der ProRes erzeugt.
    Die Qualität die der ProRes ausgibt, ist aber in Ordnung. ProRes hält sich an die normgerechten Studio-Spezifikationen.
    Denn, je höher die Bitrate, desto weniger Artefakte werden vom Codec selbst produziert.


    Um die volle Bildqualität ausschöpfen zu können, braucht man folgende HDMI-Anschlüsse:

    HDMI-Versionen:
    HDMI 2.0 für 4K und UHD,
    HDMI 2.0 a für BT.2020 und
    HDMI 2.0 b für HDR (HDMI 2.0 b beinhaltet auch BT.2020)

    Das heißt, wenn man nicht mindestens einen HDMI 2.0 a-Anschluss am Fernseher oder PC-Monitor hat, kann man den neuen Farbraum überhaupt nicht genießen.

    Gruß Jo

  • Bei einer Steigerung der Bildqualität von 4:2:0 auf 4:2:2 hat man schon eine Verdoppelung der Bitrate.


    Für Farben. Da die aber nur einen Teil der Daten ausmachen, ist 4:2:0 -> 4:2:2 nur 33% mehr Bitrate (unkomprimiert).


    unkomprimiert ca. 165 Mbit/s. 4:4:4 (unkomprimiert, ohne Alpha-Kanal) liegt bei ca. 350 Mbit/s.


    Niemals. Selbst die 14,4 Gbit/s von HDMI 2.0 reichen nicht für 4Kp60 4:4:4 10 Bit.

  • Sorry, hätte dazuschreiben sollen, dass ich von SD-Material ausgehe. Bei UHD sind die Bitraten selbstverständlich wesentlich höher.
    Bei SD-DV-Material in 4:2:0 habe ich 25 Mbit/s. Bei DVCPRO50 4:2:2 sind es 50 Mbit/s.

    Unkomprimiertes SD-Material 4:4:4 liegt bei mir, laut Testfile, zwischen 335- und 350 Mbit/s. Ich nehme aber auch nur in 4:2:2, mit 165 Mbit/s auf. Aber hier war ja nach 4K gefragt.

    Ja, da hast Du recht sneaker2, es reichen 14,4 Gbit/s für 4K/50/60 Hz nicht aus. Die Angaben bei Wikipedia sind nicht zu glauben. Danach soll HDMI 2.0 schon HDR unterstützen.
    Dies soll aber erst in der Version 2.0 b möglich sein. Außerdem sollen für UHD 60 Hz, 21 Gbit/s normgerecht sein. Für echtes 4K 24 Gbit/s.
    Was lese ich da bei HDMI 2.1, es wird wieder auf 4:2:0 zurückgegangen. Dann machen BT.2020 und HDR keinen Sinn mehr.


    Die Infos sind aus dem Jahr 2013, aber doch interessant:
    IRT Kolloquium Ultra-HD(UHD) und 4K Teil 1

    IRT Kolloquium Ultra-HD(UHD) und 4K Teil 2

    IRT Kolloquium Ultra-HD(UHD) und 4K Teil 3

    IRT Kolloquium Ultra-HD(UHD) und 4K Teil 4

    4K-Aufnahmen für Videoplattformen müssen extrem komprimiert werden. 4K mit 10 bit hoch zuladen wird kaum möglich sein, es sei denn man wartet geschätzt 24 Stunden und mehr.
    Was man zurzeit bei den diversen Videoplattformen sieht, ist nur die Auflösung von 3840 x 2160 Pixel.
    Alle anderen normgerechten Parameter sind wegen der zu hohen Datenrate, noch nicht möglich wiederzugeben.


    Gruß Jo

  • Unkomprimiertes SD-Material 4:4:4 liegt bei mir, laut Testfile, zwischen 335- und 350 Mbit/s. Ich nehme aber auch nur in 4:2:2, mit 165 Mbit/s auf.


    Das paßt rechnerisch nicht. 4:4:4 zu 4:2:2 ist unkomprimiert Verhältnis 3 zu 2.

    Ja, da hast Du recht sneaker2, es reichen 14,4 Gbit/s für 4K/50/60 Hz nicht aus. Die Angaben bei Wikipedia sind nicht zu glauben. Danach soll HDMI 2.0 schon HDR unterstützen.
    Dies soll aber erst in der Version 2.0 b möglich sein.


    2.0a kann statisches HDR (CTA 861.3), 2.0b dynamisches inkl. HLG (CTA-861-G). Könnte sein, daß man beim "Ur-2.0" noch Dolby Vision oder so mit reinpacken konnte. Ist halt nicht standardisiert...


    Was lese ich da bei HDMI 2.1, es wird wieder auf 4:2:0 zurückgegangen.


    Das wurde erstmalig mit HDMI 2.0 eingeführt. Eben weil wie oben gesagt, die Bandbreite nicht für 4Kp60 4:4:4 10 Bit ausreicht. HDMI 2.1 ermöglicht dann 4Kp60 4:4:4 10 Bit.


    Dann machen BT.2020 und HDR keinen Sinn mehr.


    Weil? Sehe ich anders. Die machen unabhängig von der Auslösung Sinn. Und ob 4K jetzt 4:4:4, 4:2:2 oder 4:2:0 ist, ist für den Zuschauer im Grunde vernachlässigbar. Da sieht man keinen Unterschied. Unterschiede bei Farben und Kontrast könnte man hingegen auch bei DVD-Auflösung sehen.


    4K-Aufnahmen für Videoplattformen müssen extrem komprimiert werden. 4K mit 10 bit hoch zuladen wird kaum möglich sein, es sei denn man wartet geschätzt 24 Stunden und mehr.
    Was man zurzeit bei den diversen Videoplattformen sieht, ist nur die Auflösung von 3840 x 2160 Pixel.
    Alle anderen normgerechten Parameter sind wegen der zu hohen Datenrate, noch nicht möglich wiederzugeben.


    Auf Youtube funktioniert 3840 x 2160/BT.2020/HDR/10 Bit. (4:2:0, aber wer will kann ja 8K hochladen...)

  • Eine "Kleinigkeit" habe ich vergessen:


    Ich habe einen Samsung UHD Screen via Displayport angeschlossen. Laut Hersteller ist dieser Version 1.2. Wikipedia meint dazu:



    DisplayPort 1.2 (August 2009) mit 540 MHz Symbolrate


    1 Leitung: 540 MByte/s (4,32 GBit/s): ausreichend für 1600×1200 oder 1920×1200
    2 Leitungen: 1080 MByte/s (8,64 GBit/s): ausreichend für 3072×1920 oder 2560×1600
    4 Leitungen: 2160 MByte/s (17,28 GBit/s): ausreichend für 3840×2400 oder 4096×2560


    Ich habe NUR eine Leitung angeschlossen, das Videofile hat aber "nur" 1GBit/s - wenngleich auch in 4k. Könnte es sein, das Displayport 1.2 ebenfalls ein Bottleneck darstellt?

  • Ja, das sehe ich auch so. Schließlich will man ja die volle Bildqualität sehen.
    BT.2020 wiedergibt noch überhaupt kein Konsumer-Fernseher, oder für später 12-bit, wenn ich mich nicht täusche.


    Wenn man solch eine hohe Qualität tatsächlich sehen möchte, dann müsste man sich für einen professionellen Monitor mit den entsprechenden Anschlüssen entscheiden.
    Professionelle 4K-Monitore kosten aber um die 8.000 Euro. Diese Geräte machen seit neuesten auch BT.2020.


    Technisch normgerechtes UHD oder 4K, wiedergibt heutzutage noch kein Software-Player ruckelfrei.
    Aber eine 4K-Capture-Karte mit 6 G-Interface, müsste UHD-Material ruckelfrei wiedergeben.
    Allerdings nur mit 25 und 30 Hz. Für 4K, 50- und 60 Hz, braucht man unbedingt eine 12Gbit/s-Schnittstelle.
    Solch hohen Busdatenraten liefern zurzeit nur SAS-SSDs, oder Fiber-Channel (Lichtwellenleiter) – SSDs. M.2-Chips sind noch schneller.


    Die DeckLink 4K Extreme 12G, ist z. Bsp. so eine gute Capture-Karte.
    DeckLink 4K Extreme 12G

    [FONT=&amp]Für PC-Schnäppchen wie z. Bsp. von Aldi für 799 Euro, diese Zeiten sind entgültig vorbei. [/FONT]

    [FONT=&amp]Infos über Bitraten (Seite 22):[/FONT]
    [FONT=&amp]ProRes (PDF)[/FONT]

    [FONT=&amp]Die Mindestanforderungen für so eine Hardware sind 2x 6-Kern-Prozessionen mit 2,4 GHz. Eine 2x 12-Kerne-CPU mit 3.0 GHz (9,6 GT/s) auf Intel Xeon Basis und Intel Chipsatz wären optimal.
    Das gibt es auch alles für den MAC. 32 Gbyte RAM ebenfalls. [/FONT]


    [FONT=&amp]Leider sind die Komponenten sehr teuer. Aber wenn man sich an die hier genannten Spezifikationen hält, dann kann man 4K-Material schon sehr viel besser bearbeiten.
    Außerdem hat man wieder Freude an dieser Arbeit. [/FONT]



    [FONT=&amp]Unkomprimiertes SD-Material liegt bei mir wirklich bei ca. 335 Mbit/s. Es wird aber RGB, statt YUV angezeigt. RGB kann ich da aber nicht brauchen. War nur ein Test-File.[/FONT]

    [FONT=&amp]Bei 4:2:2 fehlen bereits schon 50% der Farbqualität. Ist schon klar, dass dann 4:4:4 wenig bringt, wenn das Quellmaterial nur in 4:2:0 aufgenommen ist.
    Wenn 50% der Farbanteile fehlen, dann müsste doch auch BT.2020 von den 75% des Farbraumes nur 37,5% anzeigen? Oder wird das anders gerechnet?[/FONT]


    [FONT=&amp]Sneaker2, hast Du schon einmal ausprobiert ein 90-Minuten-Video auf YT in voller UHD-Qualität hoch zu laden? 1 Gbit/s, Wahnsinn.[/FONT]

    Gruß Jo

  • Meine Sichtweise dazu: Von den 50% der Farbanteile "fehlen" ja nicht 50%, sie werden nur interpoliert, sind also höchstens "ungenau". Geht man davon aus, dass kein Videoinhalt, der mit echten Kameras an realen Sets aufgezeichnet wurde, flächendeckend pixelgenau scharf ist, und man auch noch leichtes Rauschen annehmen muss, dann wird diese Ungenauigkeit im Mittel eher geringe Auswirkungen haben. Bemerkbar wird sie nur an scharfen Kanten zwischen Flächen mit Komplementärfarben. Höheres Risiko bestünde bei berechneten Videos wie 3D-Render-Filmen, die großflächig scharf und rauscharm sein können.

  • Hallo LigH,

    danke für diese Aussage. Das akzeptiere ich. Selbstverständlich weiß ich, dass die Qualität von 4:2:2 sehr gut ist, diese wird ja auch von den Profis verwendet.
    Es soll sogar auch transparentes 4:2:2 möglich sein. Im SD-Bereich war ich immer mit dieser Qualität zufrieden.



    MMVidzProf:
    Ich weiß leider nicht, ob Du ein Editor im Profi-Bereich bist. Zumindest ist es ungewöhnlich, dass ein Kollege hier im Forum, solch eine hohe Bildqualität als Quellmaterial besitzt.
    Ich meine aber, dass dein Bildmaterial ohne Alpha-Kanal ist. Sollte das so sein, dann unbedingt in den Codec-Eigenschaften (ProRes), den Alpha-Kanal deaktivieren.
    Dann wird auch das File etwas kleiner.


    Zu der 100%-CPU-Auslastung, möchte ich auch noch einige Worte schreiben.
    Jede Software-Firma hat ihre eigene Philosophie. Ich nenne jetzt einmal 2 Beispiele.
    Grass Valley programmiert seine Software so, dass man eine 100% Auslastung der CPU erreicht. Der Vorteil ist, dass einzelne Aktionen merklich schneller abgearbeitet werden.
    Die meisten Leute mögen das ja, und das ist auch so in Ordnung.


    Avid oder auch andere Software-Hersteller, verfolgen eine andere Philosophie. Hier liegt die Auslastung der CPU meistens im Bereich von nur 50 bis 70%.
    Der leichte Nachteil ist, dass bei solcher Software z. Bsp. das Rendern etwas länger dauert, dafür aber die CPU nicht soviel Strom zieht.
    Bei einer schnellen 12-Kerne-CPU, die 160 Watt pro Stunde verbraucht, die dann nur 100 Watt braucht, ist das schon zu überlegen.


    Bei einer Dual-CPU (z. Bsp. 12-Kerne), sind das definitiv 120 Watt Stromersparnis. Pro Stunde wohlgemerkt.
    Ein weitere Vorteil ist, dass die CPU fast doppelt so lange funktioniert, da diese nicht so heiß wird.


    Das sind Fakten, die sowohl im engagieren Amateur-Bereich als auch bei den Profis auftreten. Das muss alles bedacht werden.
    Die hier genannte 12-Kerne-CPU, kostet immerhin um die 2.500 Euro, eine 12-Kerne- CPU versteht sich. Es gibt auch Leute, die sagen, das ist mir egal, ich besitze genug Geld.
    Aber die Mehrzahl unserer Kollegen, haben sicherlich nicht soviel Geld zur Verfügung. Ich auch nicht, das wäre meine Wunsch-CPU.


    Goldwingfahrer war auch immer froh, wenn die CPU-Auslastung 100% anzeigte. Den Sinn einer 50%-Auslastung, war schwierig zu erklären.
    Vielleicht denkt der ein oder andere darüber nach. Es gibt bestimmt eine Möglichkeit, Edius nur bis 70% auszulasten.


    Gruß Jo