Mi az AV1 kodek? Hogyan lehet kisebbíteni a fájlokat?

Ha már évek óta követi a média streaming szcénáját, akkor nagy izgalmat tapasztalhat az AV1 kodek pletykák szerint történő támogatása körül. Bár ez valóban elég nagy előrelépés az olyan kodekekhez képest, mint a H264 és a VP9, ​​ennél sokkal több van a történetben. Az AV1, más néven AOMedia Video 1, először 2018 márciusában jelent meg, és lassan terjedt el az iparágban. Ez az AV1 teljes története, hogyan fejlődik a VP9-hez és a H.264-hez képest, és miért olyan nagy dolog ez.

Mi az AV1?

Az AV1 egy kodek, amelyet az Alliance for Open Media fejlesztett ki, amely egy csomó különböző vállalatból álló konglomerátum a technológiai térben. Legfőbb előnye, hogy jogdíjmentes (így a cégek ingyenesen beépíthetik szoftvereikbe), és óriási megtakarítást jelent a VP9-hez és a H264-hez képest. A Facebook Engineering 2018-ban teszteket végzett, és arra a következtetésre jutott, hogy az AV1 referenciakódoló 34%-ot ért el. 46,2%-kal és 50,3%-kal nagyobb adattömörítés, mint a libvpx-vp9, x264 High profile és x264 Main profilnál, illetőleg. Ez azt jelenti, hogy azok, akik lassabb kapcsolatot használnak, a megszokottnál magasabb minőséget élvezhetnek és azok számára, akik gyorsabb kapcsolaton vannak, még nagyobb bitsebességet érhetnek el ugyanazon a kapcsolaton sebesség.

Az első AV1 dekódolást támogató okostelefon lapkakészlet a MediaTek Dimensity 1000 volt, amely akár 4K 60 FPS-t is támogatott. Az Nvidia Geforce 3000 sorozat támogatja a dekódolást, a új Nvidia Geforce 4000 sorozat támogatja mind a kódolást, mind a dekódolást, és a Samsung Exynos 2100/2200 mindkettő támogatja az AV1 dekódolást is. Később a Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 támogatást hozott az AV1 dekódoláshoz, és az pletykák szerint a közelgő Tensor G3 támogatja az AV1-et kódolás is. A támogatás lassan növekszik az iparágban, és a Chromecast HD lapkakészlete is támogatja az AV1 dekódolást. Megkerestük a Google-t, és azt mondták, hogy a Chromecast with Google TV (HD) támogatja az AV1-et.

Nem csak ez, hanem az asztali YouTube is támogatja az AV1-et, és a fiókbeállításokban engedélyezheti mindaddig, amíg kompatibilis böngészőt használ. Valójában a cégnek van saját szilíciumot tervezett a YouTube adatközpontjaiban használt AV1 videó kódolásához. Az "Argos" kódnevű chip egy második generációs videó (transz) kódoló egység (VCU), amely videókat konvertál. különböző tömörítési formátumokba töltik fel a platformra, és optimalizálják azokat a különböző képernyőkre méretek. A Google azt állítja, hogy az új Argos VCU 20-33-szor hatékonyabban képes kezelni a videókat, mint a hagyományos szerverek.

Az AV1 története

A kontextus mögött Az AV1 és az, hogy miért jött létre, szintén fontos. A VP9 a Google által kifejlesztett jogdíjmentes kodek, amelyet bárki használhat, és mivel jogdíjmentes, bármilyen platformon vagy szolgáltatáson implementálható, aki akarta. A YouTube minden olyan eszközön felhasználta a kodeket, amely támogatni tudta (mivel ez jelentős megtakarítást jelentett a Google számára a csökkentett sávszélességnek köszönhetően), és még az igény szerinti videoszolgáltatások is átvették. Netflix, Twitch és Vimeo.

Mivel azonban a Google-nak érdeke, hogy jobb tömörítési algoritmusokat alkalmazzon adatközpontjai sávszélesség-használatának csökkentése érdekében, elkezdett dolgozni a VP10-en – a VP9 utódján. A videónkénti tömörítés kismértékű növelése óriási költségmegtakarítást és a felhasználói élmény jelentős javulását eredményezheti, ha több milliárd videópercről van szó. A Google bejelentette, hogy 2016-ban tervezik a VP10 kiadását, majd 18 havonta kiadnak egy frissítést a folyamatos fejlődés érdekében. Odáig jutott, hogy a Google elkezdte kiadni a VP10 kódját, de a cég bejelentette a VP10 törlését, és helyette megalapította az Alliance for Open Media (AOMedia) szervezetet.

Az Alliance for Open Media a processzortervezőktől (AMD, Arm, Broadcom, Chips&Media, Intel, Nvidia) a böngészőkig mindenkit magába foglal. fejlesztők (Google, Microsoft és Mozilla), streaming és videokonferencia szolgáltatásokhoz (Adobe, Amazon, BBC R&D, Cisco, Netflix, Youtube). Ezek a cégek mindegyike felajánlott valamilyen támogatást az AV1-nek, legyen szó hardveres dekóderekről chipkészletekben bevezetett, dekóderek megvalósítása a böngészőkben, vagy a kodek használata a streamelésnél szolgáltatások.

AV1 versus HEVC/H265

A legnagyobb különbség az AV1 és a HEVC (High-Efficiency Video Coding), más néven H.265 között, az engedélyezésben van. Ahhoz, hogy egy terméket HEVC-támogatással szállíthasson, legalább négy szabadalmi bázisból (MPEG LA, HEVC Advance, Technicolor, és a Velos Media), valamint számos más cég, amelyek közül sok nem kínál szabványos licencfeltételeket – ehelyett megkövetelik, hogy tárgyaljon. feltételeket.

Ezek a meredek jogdíjak már olyan termékek esetében is problémát okoztak, mint a Google Chrome, Opera, Netflix, Amazon Video, A Cisco WebEx Connect, a Skype és mások, és teljes mértékben kizárják a HEVC-t az olyan projekteknél, mint a Mozilla Firefox. Ennek az az oka, hogy ez ellenkezik a Firefox projekt számos alapvető értékével: a Firefoxnak jogdíjmentesnek kell lennie ahhoz, hogy számos FOSS-projektben szállítható legyen, aminek a HEVC használata megakadályozná; a Mozilla pedig hisz a szabad és nyitott webben, és ez nem lehetséges, ha szabadalommal terhelt szabványokat hirdet. Még ha figyelmen kívül hagyja ezt a két problémát, a Mozilla egyszerűen nem engedheti meg magának, hogy több száz millió dollárt pazaroljon jogdíjakra és annyi időt a szükséges licencszerződések megtárgyalására.

Érdekes tény, hogy ugyanezek a problémák akadályozták meg a Firefoxot (és a Chromiumot) abban, hogy sok platformon akár natív H.264-lejátszást is tartalmazzon néhány évvel ezelőttig... és még mindig szüksége van egy bővítményre Linuxon. Valószínűtlen, hogy a Firefox még a 2030-as években (vagy esetleg még később) lejárta előtt is képes lesz támogatni a HEVC-t. A Firefox a mai napig csak natívan támogatja a H.264-et annak köszönhetően, hogy a Cisco felajánlja, hogy kifizeti az összes licencköltséget A Mozilla az OpenH264-en keresztül, hogy szabványosítsa a H.264-et a piacon való streaminghez a következő generációs kodekig készen volt. A Mozilla videó kodek útmutató, a cég azt mondja, hogy "a Mozilla nem támogatja a HEVC-t, amíg szabadalmak terhelik." A mai napig csak Az Edge és az Internet Explorer támogatja a natív HEVC lejátszást, és csak bizonyos hardvereken, amelyek támogatják dekódolás.

Hatékonyság szempontjából mindkét kodek lábujjhegyen halad egymással. Hatékonyságuk általában megegyezik egymással (bár a tesztek azt mutatták, hogy az AV1 kissé előrehalad), de van egy bökkenő – az AV1 kódolása általában lényegesen tovább tart, köszönhetően a hardveres kódolás hiányának képességeit. A Waterloo Egyetem 2020-ban megállapította, hogy míg az AV1 9,5%-os bitráta-megtakarítást kínál a HEVC-hez képest a 4K-s videók kódolásában, az AV1-videók kódolása is 590-szer hosszabb ideig tartott, mint az AVC. Ezzel szemben a HEVC csak 4,2-szer tovább tartott. Ezeket a teszteket nyilvánvalóan az AV1 élettartamának korai szakaszában futtatták, amikor a hardveres támogatás nem igazán volt elérhető.

Az AV1 jövője

Valószínűnek tűnik, hogy az AV1 utat tör magának a kiváló minőségű tömörített videólejátszás terén, mivel egyre több eszköz támogatja a hardveres dekódolást. Tekintettel arra, hogy a HEVC-t csak egy böngésző támogatja az asztalon (most, hogy az Internet Explorer meghaltmindenesetre), az AV1 egyértelműen a jövő kodekje a VP9 utódjaként. Mivel a támogatás várhatóan csak növekedni fog, egyre több eszköz fogja használni. Már vannak néhány kísérletjelző utalva az AV2-re az AOM adattáron és az „AV2-kutatás kiinduló horgonyjára”, amely elkötelezett az adattárba tavaly, ami arra utal, hogy a jövőben is látni fogunk iterációkat.

Ami pedig azokat illeti, akikkel egy okostelefonnal nézel Android 14 előre betöltve (amikor ez megjelenik), örömmel fogod tudni, hogy ez valószínű a dobozból AV1 támogatást igényel. A Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 és a MediaTek Dimensity 9000 sorozat egyaránt támogatja az AV1-et, tehát ebben az értelemben már nincs hardveres korlátozás.

Miért számít az AV1 olyan streaming eszközöknél, mint a Google Chromecast HD?

Ha a Google Chromecast HD-t szeretné felvenni, egy nagy oka van annak, hogy miért érdekelheti az AV1 – ez pedig a hálózati képességei. Ha a HD-verziót vásárolja a 4K-s verzió helyett, ennek valószínűleg több oka is van ezt tennéd, és az egyik az lehet, hogy az interneted nem rendelkezik a 4K sávszélességgel folyó. Ha ez a helyzet, akkor valószínűleg sávszélesség-tudatos lesz, és az AV1 azt jelenti, hogy nagyobb bitsebességű videót tud kihozni a Chromecastból. Ez összességében jobb videóminőséget eredményez ugyanazon az adatátviteli sebesség mellett, amelyet az internet már támogat.

Nem csak ez azonban, és ez vitathatatlanul még nagyobb ok, ez az első igazánmainstream TV dongle amely aktívan támogatja az AV1-et. A Roku bizonyos mértékig a mainstream, de bizonyos régiókban nehezebb megszerezni, és jelenleg a Fire TV Stick 4K Max az egyetlen másik lehetőség. A Google TV-kulcsainak ökoszisztémája messze a legkidolgozottabb ezek közül, és az AV1 beépítése emiatt is nagy dolog. Lehetőségként legitimálja, és arra késztethet más cégeket, hogy más módon is támogassák az AV1-et.