Mis on AV1 koodek? Kuidas see faile väiksemaks muudab?

Kui olete meedia voogesituse stseeni juba mitu aastat jälginud, olete võib-olla näinud palju elevust AV1 kodeki kuulujuttude toetamise ümber. Kuigi see on tõepoolest üsna suur samm edasi sellistest koodekitest nagu H264 ja VP9, ​​on loos palju enamat. AV1, tuntud ka kui AOMedia Video 1, ilmus esmakordselt 2018. aasta märtsis ja selle kasutuselevõtt on kogu tööstuses olnud aeglane. See on kogu AV1 lugu, kuidas see paraneb võrreldes VP9 ja H.264-ga ning miks see on suur asi.

Mis on AV1?

AV1 on kodek, mille on välja töötanud Alliance for Open Media, mis on paljude erinevate tehnoloogiavaldkonna ettevõtete konglomeraat. Selle peamised eelised on see, et see on tasuta (nii et ettevõtted saavad seda oma tarkvaras tasuta rakendada) ja see annab tohutult säästu võrreldes VP9 ja H264-ga. Facebook Engineering viis 2018. aastal läbi testid, jõudes järeldusele, et AV1 etalonkooder saavutas 34%. 46,2% ja 50,3% suurem andmete tihendus kui libvpx-vp9, x264 High profile ja x264 põhiprofiil, vastavalt. See tähendab, et aeglasemate ühenduste kasutajad võivad nautida kasutatavast kvaliteetsemat kvaliteeti ja need, kes kasutavad kiiremaid ühendusi, saate samal ühendusel saada veelgi suurema bitikiiruse kiirust.

Esimene nutitelefoni kiibistik, mis toetas AV1 dekodeerimist, oli MediaTek Dimensity 1000, mis toetas kuni 4K 60 kaadrit sekundis. Nvidia Geforce 3000 seeria toetas dekodeerimist uus Nvidia Geforce 4000 seeria toetab nii kodeerimist kui ka dekodeerimist ning Samsungi Exynos 2100/2200 mõlemad toetavad ka AV1 dekodeerimist. Hiljem, Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 tõi toe AV1 dekodeerimisele ja nii see ongi kuulujutud, et eelseisev Tensor G3 toetab AV1 kodeering samuti. Tugi kasvab tööstuses aeglaselt ja Chromecast HD kiibistik toetab ka AV1 dekodeerimist. Pöördusime Google'iga kommentaari saamiseks ja meile öeldi, et Chromecast koos Google TV-ga (HD) toetab AV1.

Mitte ainult see, vaid ka YouTube lauaarvutis toetab AV1, ja saate selle oma konto seadetes lubada seni, kuni kasutate ühilduvat brauserit. Tegelikult on ettevõttel kujundas oma räni AV1-video kodeerimiseks, mida kasutatakse YouTube'i andmekeskustes. Kiip koodnimega "Argos" on teise põlvkonna video (trans) kodeerimisseade (VCU), mis teisendab videoid laaditakse platvormile üles erinevatele tihendusvormingutele ja optimeeritakse need erinevatele ekraanidele suurused. Google väidab, et tema uus Argos VCU suudab videoid käsitleda 20-33 korda tõhusamalt kui tavalised serverid.

AV1 ajalugu

Kontekst taga AV1 ja selle loomise põhjus on samuti oluline. VP9 on Google'i välja töötatud autoritasuvaba koodek, mida saavad kasutada kõik ja kuna see on tasuta, saab seda rakendada mis tahes platvormil või teenuses, mis seda soovis. YouTube kasutas kodekit kõigis seadmetes, mis seda toetasid (kuna see tähendas tänu väiksemale ribalaiusele Google'i jaoks suurt kokkuhoidu) ja selle on kasutusele võtnud isegi tellitavad videoteenused, näiteks Netflix, Twitch ja Vimeo.

Kuna Google on aga huvitatud paremate tihendusalgoritmide vastuvõtmisest, et vähendada oma andmekeskuste ribalaiuse kasutamist, hakkas ta töötama VP10 kallal, mis on VP9 järglane. Video tihendamise väike suurenemine video kohta võib kaasa tuua tohutu kulude kokkuhoiu ja kasutajakogemuse olulise paranemise, kui arvestate miljardeid videominuteid. Google teatas, et kavatseb VP10 välja anda 2016. aastal ja seejärel iga 18 kuu tagant värskenduse, et tagada pidev areng. See jõudis punktini, kus Google hakkas isegi VP10 koodi välja andma, kuid ettevõte teatas VP10 tühistamisest ja moodustas selle asemel Alliance for Open Media (AOMedia).

Alliance for Open Media hõlmab kõiki protsessorite disaineritest (AMD, Arm, Broadcom, Chips&Media, Intel, Nvidia) kuni brauserini arendajatele (Google, Microsoft ja Mozilla), voogedastus- ja videokonverentsiteenustele (Adobe, Amazon, BBC R&D, Cisco, Netflix, Youtube). Kõik need ettevõtted on pakkunud AV1-le mingit tuge, olgu see siis riistvaradekooderite kaudu kasutusele võetud kiibikomplektides, dekoodrite juurutamine brauserites või kodeki kasutamine voogedastamisel teenuseid.

AV1 versus HEVC/H265

Suurim erinevus AV1 ja HEVC (High-Efficiency Video Coding) vahel, tuntud ka kui H.265, on litsentsimises. HEVC-toega toote saatmiseks peate hankima litsentsid vähemalt neljast patendifondist (MPEG LA, HEVC Advance, Technicolor, ja Velos Media), aga ka paljud teised ettevõtted, millest paljud ei paku standardseid litsentsitingimusi – selle asemel nõuavad teilt läbirääkimisi tingimustele.

Need suured litsentsitasud olid juba problemaatilised selliste toodete puhul nagu Google Chrome, Opera, Netflix, Amazon Video, Cisco WebEx Connect, Skype ja teised ning need välistavad täielikult HEVC valiku selliste projektide jaoks nagu Mozilla Firefox. Seda seetõttu, et see on vastuolus Firefoxi projekti mitme põhiväärtusega: Firefox peab paljudes FOSS-projektides tarnimiseks olema kasutustasuta, mida HEVC kasutamine takistaks; ja Mozilla usub vabasse ja avatud veebi ning see pole võimalik, kui propageerite patendiga koormatud standardeid. Isegi neid kahte probleemi ignoreerides ei saa Mozilla endale lihtsalt lubada sadade miljonite dollarite raiskamist autoritasudele ja kogu selle aja läbirääkimistele vajalike litsentsilepingute üle.

Lõbus tõsiasi on ka see, et samad probleemid takistasid Firefoxil (ja Chromiumil) isegi mitmel platvormil natiivset H.264 taasesitust lisada veel paar aastat tagasi... ja see nõuab ikkagi Linuxi pistikprogrammi. On ebatõenäoline, et Firefox suudab isegi HEVC-d toetada enne, kui selle patendid aeguvad 2030. aastatel (või võib-olla isegi hiljem). Isegi tänapäevani toetab Firefox ainult H.264 algselt tänu sellele, et Cisco pakub võimalust tasuda kõik litsentsikulud. Mozilla kaudu OpenH264, et standardiseerida H.264 voogesitamiseks kogu turul kuni järgmise põlvkonna koodekini oli valmis. peal Mozilla videokoodeki juhend, ütleb ettevõte, et "Mozilla ei toeta HEVC-d, kuni see on koormatud patentidega." Tänaseni ainult Edge ja Internet Explorer toetavad natiivset HEVC-taasesitust ja ainult kindla riistvara puhul, mis seda toetab dekodeerimine.

Tõhususe mõttes käivad mõlemad koodekid üksteise vastu. Nende tõhusus on üldiselt üksteisega võrdne (kuigi testid on näidanud, et AV1 on veidi ees), kuid seal on konks – AV1 kodeerimiseks kulub tavaliselt oluliselt kauem aega, kuna puudub riistvaraline kodeering võimeid. Waterloo ülikool leidis 2020. aastal, et kuigi AV1 pakkus 4K-video kodeerimisel HEVC-ga võrreldes bitikiiruse kokkuhoidu 9,5%, kulus AV1-videote kodeerimiseks ka 590 korda kauem aega kui AVC-l. Seevastu HEVC võttis aega vaid 4,2 korda kauem. Need testid viidi ilmselt läbi üsna varakult AV1 eluea jooksul, kui riistvaratugi polnud tegelikult saadaval.

AV1 tulevik

On tõenäoline, et AV1 viib kvaliteetse tihendatud video taasesituse teele, kuna üha enam seadmeid toetab riistvaralist dekodeerimist. Arvestades, et HEVC-d toetab ainult üks töölaua brauser (nüüd, kui Internet Explorer on surnud, igatahes), on AV1 selgelt VP9 järeltulija tuleviku jaoks parim koodek. Kuna toetus eeldatavasti kasvab, hakkab seda kasutama üha rohkem seadmeid. Neid juba on mõned katselipud viidates AV2-le AOM-i hoidlas ja "AV2-uuringute lähteankrule", mis oli pühendunud hoidlas eelmisel aastal, mis viitab sellele, et iteratsioone näeme ka edaspidi.

Mis puudutab neid, kes vaatavad nutitelefoni Android 14 eellaaditud (kui see välja tuleb), on teil hea meel teada, et see on tõenäoline selleks on vaja karbist välja võetud AV1 tuge. Qualcommi Snapdragon 8 Gen 2 ja MediaTek Dimensity 9000 seeria mõlemad toetavad AV1, seega pole selles mõttes enam riistvarapiiranguid.

Miks on AV1 voogesitusseadmete, näiteks Google Chromecast HD jaoks oluline?

Kui otsite Google Chromecast HD-d, on üks suur põhjus, miks võite AV1-st hoolida – ja see on teie võrguvõimalused. Kui ostate 4K-versiooni asemel HD-versiooni, on sellel tõenäoliselt paar põhjust teeksite seda ja üks neist võib olla see, et teie Internetil pole 4K ribalaiust voogesitus. Kui see nii on, olete tõenäoliselt niikuinii ribalaiusetundlik ja AV1 tähendab, et saate oma Chromecastist suurema bitikiirusega video välja tuua. See tagab üldiselt parema videokvaliteedi sama andmeedastuskiirusega, mida teie Internet juba toetab.

Kuid mitte ainult, ja see on vaieldamatult veelgi suurem põhjus, see on esimene tõestimainstream TV dongle mis toetab aktiivselt AV1. Roku on teatud määral tavapärane, kuid mõnes piirkonnas raskemini kättesaadav ning Fire TV Stick 4K Max on praegu ainus võimalus. Google'i ökosüsteem telerite donglite jaoks on neist kõige tõhusam ja AV1 kaasamine on ka sel põhjusel üsna suur asi. See seadustab selle valikuna ja võib sundida teisi ettevõtteid toetama AV1 ka muul viisil.