Qu'est-ce que le codec AV1? Comment rend-il les fichiers plus petits ?

Si vous suivez la scène du streaming multimédia depuis un certain nombre d'années, vous avez peut-être vu beaucoup d'enthousiasme autour des rumeurs de prise en charge du codec AV1. Bien qu'il s'agisse en effet d'un pas en avant assez important par rapport aux codecs tels que H264 et VP9, ​​il y a beaucoup plus dans l'histoire que cela. AV1, également connu sous le nom d'AOMedia Video 1, a été lancé pour la première fois en mars 2018, et son adoption dans l'industrie a été lente. C'est toute l'histoire d'AV1, comment il s'améliore par rapport à VP9 et H.264, et pourquoi c'est un gros problème.

Qu'est-ce qu'AV1?

AV1 est un codec développé par l'Alliance for Open Media, un conglomérat d'une tonne d'entreprises différentes dans le domaine technologique. Ses principaux avantages sont qu'il est libre de droits (afin que les entreprises puissent l'implémenter gratuitement dans leur logiciel), et qu'il permet de réaliser d'immenses économies par rapport à VP9 et H264. Facebook Engineering a mené des tests en 2018, concluant que l'encodeur de référence AV1 a atteint 34%, Compression des données 46,2 % et 50,3 % supérieure à celle de libvpx-vp9, x264 High profile et x264 Main profile, respectivement. Cela signifie que pour ceux qui ont des connexions plus lentes, vous pourrez peut-être profiter d'une qualité supérieure à celle à laquelle vous êtes habitué. à, et pour ceux qui ont des connexions plus rapides, vous pourrez obtenir un débit encore plus élevé sur la même connexion vitesse.

Le premier chipset pour smartphone à prendre en charge le décodage AV1 était le MediaTek Dimensity 1000, qui prenait en charge jusqu'à 4K 60 FPS. Le décodage pris en charge par la série Nvidia Geforce 3000, le nouvelle série Nvidia Geforce 4000 prend en charge à la fois l'encodage et le décodage, et les Exynos 2100/2200 de Samsung prennent également en charge le décodage AV1. Plus tard, le Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 apporté le support du décodage AV1, et c'est selon la rumeur, le prochain Tensor G3 prendra en charge AV1 codage aussi. La prise en charge se développe lentement dans l'industrie et le chipset du Chromecast HD prend également en charge le décodage AV1. Nous avons contacté Google pour obtenir des commentaires et on nous a dit que le Chromecast avec Google TV (HD) prend en charge AV1.

Non seulement cela, mais YouTube sur ordinateur prend également en charge AV1, et vous pouvez l'activer dans les paramètres de votre compte tant que vous utilisez un navigateur compatible. En effet, l'entreprise a conçu son propre silicium pour l'encodage de la vidéo AV1 qui sera utilisée dans les centres de données pour YouTube. La puce, dont le nom de code est "Argos", est une unité de codage vidéo (trans) (VCU) de deuxième génération qui convertit les vidéos téléchargé sur la plate-forme dans divers formats de compression et les optimise pour différents écrans tailles. Google affirme que son nouveau Argos VCU peut gérer les vidéos 20 à 33 fois plus efficacement que les serveurs conventionnels.

L'histoire d'AV1

Le contexte derrière AV1 et pourquoi il a été créé sont également importants. VP9 est un codec libre de droits développé par Google que tout le monde peut utiliser, et comme il est libre de droits, il peut être implémenté sur n'importe quelle plate-forme ou service qui le souhaite. YouTube a utilisé le codec sur n'importe quel appareil pouvant le prendre en charge (car cela signifiait d'importantes économies pour Google grâce à une bande passante réduite), et il a même été adopté par des services de vidéo à la demande tels que Netflix, Twitch et Viméo.

Cependant, comme Google a tout intérêt à adopter de meilleurs algorithmes de compression pour réduire l'utilisation de la bande passante de ses centres de données, il a commencé à travailler sur VP10, le successeur de VP9. Une petite augmentation de la compression vidéo par vidéo peut entraîner d'énormes économies et une amélioration majeure de l'expérience utilisateur lorsque vous comptabilisez des milliards de minutes vidéo. Google a annoncé qu'il prévoyait de publier VP10 en 2016, puis publierait une mise à jour tous les 18 mois pour assurer une progression régulière. Il est arrivé au point où Google a même commencé à publier du code pour VP10, mais la société a annoncé l'annulation de VP10 et a formé l'Alliance for Open Media (AOMedia) à la place.

L'Alliance for Open Media inclut tout le monde, des concepteurs de processeurs (AMD, Arm, Broadcom, Chips&Media, Intel, Nvidia) aux navigateurs développeurs (Google, Microsoft et Mozilla), aux services de streaming et de visioconférence (Adobe, Amazon, BBC R&D, Cisco, Netflix, Youtube). Toutes ces sociétés ont proposé une forme de support à AV1, que ce soit via des décodeurs matériels introduites dans les chipsets, l'implémentation de décodeurs dans les navigateurs, ou encore l'utilisation du codec sur le streaming prestations de service.

AV1 contre HEVC/H265

La plus grande différence entre AV1 et HEVC (codage vidéo à haute efficacité), également connu sous le nom de H.265, réside dans la licence. Pour expédier un produit avec le support HEVC, vous devez acquérir des licences d'au moins quatre pools de brevets (MPEG LA, HEVC Advance, Technicolor, et Velos Media) ainsi que de nombreuses autres sociétés, dont beaucoup n'offrent pas de conditions de licence standard - vous obligeant plutôt à négocier conditions.

Ces redevances élevées étaient déjà problématiques pour des produits comme Google Chrome, Opera, Netflix, Amazon Video, Cisco WebEx Connect, Skype et autres, et ils excluent complètement HEVC comme option pour des projets comme Mozilla Firefox. En effet, cela va à l'encontre de plusieurs valeurs fondamentales du projet Firefox: Firefox doit être libre de droits pour pouvoir être livré dans de nombreux projets FOSS, ce que l'utilisation de HEVC l'empêcherait d'être; et Mozilla croit en un Web libre et ouvert, et cela n'est pas possible si vous faites la promotion de normes encombrées de brevets. Même en ignorant ces deux problèmes, Mozilla ne peut tout simplement pas se permettre de gaspiller des centaines de millions de dollars en redevances et tout ce temps à négocier les accords de licence nécessaires.

Un fait amusant également, ces mêmes problèmes sont ce qui a empêché Firefox (et Chromium) d'inclure même la lecture H.264 native sur de nombreuses plates-formes jusqu'à il y a quelques années... et il nécessite toujours un plugin sous Linux. Il est peu probable que Firefox puisse même prendre en charge HEVC avant l'expiration de ses brevets dans les années 2030 (ou peut-être même plus tard). Même à ce jour, Firefox ne supporte nativement que le H.264 grâce à la proposition de Cisco de payer tous les frais de licence pour Mozilla via OpenH264, afin de normaliser H.264 pour le streaming sur le marché jusqu'au codec de prochaine génération était prêt. Sur le Guide des codecs vidéo Mozilla, la société déclare que "Mozilla ne prendra pas en charge HEVC tant qu'il est encombré de brevets". A ce jour, seulement Edge et Internet Explorer prennent en charge la lecture HEVC native, et uniquement sur un matériel spécifique prenant en charge décodage.

En termes d'efficacité, les deux codecs s'affrontent. Leur efficacité est généralement équivalente (bien que des tests aient montré que AV1 était légèrement en avance), mais il y a un hic - AV1 prend généralement beaucoup plus de temps à encoder, grâce au manque d'encodage matériel capacités. L'Université de Waterloo a découvert en 2020 que si AV1 offrait une économie de débit binaire de 9,5 % par rapport à HEVC pour l'encodage d'une vidéo 4K, les vidéos AV1 prenaient également 590 fois plus de temps à encoder qu'AVC. En revanche, HEVC n'a pris que 4,2 fois plus de temps. Ces tests ont évidemment été exécutés assez tôt dans la durée de vie d'AV1 lorsque le support matériel n'était pas vraiment disponible.

L'avenir d'AV1

Il semble probable que AV1 ouvrira la voie à une lecture vidéo compressée de haute qualité, car de plus en plus d'appareils prennent en charge le décodage matériel. Étant donné que HEVC n'est pris en charge que par un seul navigateur sur un ordinateur de bureau (maintenant qu'Internet Explorer est mort, quoi qu'il en soit), AV1 est clairement le codec de référence pour l'avenir en tant que successeur de VP9. Le support ne devant qu'augmenter, de plus en plus d'appareils finiront par l'utiliser. Il y a déjà quelques drapeaux d'expérience faisant référence à AV2 sur le référentiel AOM et une "ancre de départ pour la recherche AV2" qui a été engagé au référentiel l'année dernière, ce qui suggère que nous verrons également des itérations à l'avenir.

Quant à ceux d'entre vous qui regardent un smartphone avec Android 14 préchargé (lorsque cela sortira), vous serez heureux de savoir qu'il est probable il nécessitera un support AV1 prêt à l'emploi. Le Snapdragon 8 Gen 2 de Qualcomm et la série MediaTek Dimensity 9000 prennent tous deux en charge AV1, il n'y a donc plus vraiment de limitations matérielles dans ce sens.

Pourquoi AV1 est-il important pour les appareils de diffusion tels que Google Chromecast HD?

Si vous cherchez à vous procurer le Google Chromecast HD, il y a une grande raison pour laquelle vous pourriez vous soucier de AV1 - et ce sont vos capacités réseau. Si vous achetez la version HD au lieu de la version 4K, il y a probablement plusieurs raisons pour lesquelles vous feriez cela, et l'un d'eux peut être que votre Internet n'a pas la bande passante pour 4K streaming. Si tel est le cas, vous êtes probablement de toute façon soucieux de la bande passante, et AV1 signifie que vous pouvez obtenir une vidéo à débit binaire plus élevé de votre Chromecast. Cela conduira à une meilleure qualité vidéo globale aux mêmes débits de données que votre Internet prend déjà en charge.

Non seulement cela, cependant, et c'est sans doute une raison encore plus importante, c'est la première vraimentdongle TV grand public qui prend activement en charge AV1. Roku est courant dans une certaine mesure mais plus difficile à obtenir dans certaines régions, et le Fire TV Stick 4K Max est la seule autre option actuellement. L'écosystème de Google pour ses dongles TV est de loin le plus étoffé de tous, et l'inclusion d'AV1 est également un gros problème pour cette raison. Cela le légitime en tant qu'option et peut également pousser d'autres entreprises à prendre en charge AV1 d'autres manières.