Cos'è il codec AV1? Come riduce i file?

Se segui la scena dello streaming multimediale da diversi anni, potresti aver notato un sacco di entusiasmo per il presunto supporto per il codec AV1. Sebbene sia davvero un grande passo avanti rispetto a codec come H264 e VP9, ​​c'è molto di più nella storia di questo. AV1, noto anche come AOMedia Video 1, è stato rilasciato per la prima volta nel marzo del 2018 ed è stata una strada lenta nella sua adozione in tutto il settore. Questa è l'intera storia di AV1, come migliora rispetto a VP9 e H.264 e perché è un grosso problema.

Cos'è AV1?

AV1 è un codec sviluppato dall'Alliance for Open Media, un conglomerato di un sacco di aziende diverse nello spazio tecnologico. I suoi principali vantaggi sono che è esente da royalty (quindi le aziende possono implementarlo gratuitamente nel loro software) e ha degli immensi risparmi rispetto a VP9 e H264. Facebook Engineering ha condotto dei test nel 2018, concludendo che il codificatore di riferimento AV1 ha raggiunto il 34%, Compressione dei dati superiore del 46,2% e del 50,3% rispetto a libvpx-vp9, x264 High profile e x264 Main profile, rispettivamente. Ciò significa che per chi ha connessioni più lente, potresti essere in grado di godere di una qualità superiore a quella a cui sei abituato a, e per quelli su connessioni più veloci, sarai in grado di ottenere un bitrate ancora più alto sulla stessa connessione velocità.

Il primo chipset per smartphone a supportare la decodifica AV1 è stato MediaTek Dimensity 1000, che supportava fino a 4K 60 FPS. La serie Nvidia Geforce 3000 supportava la decodifica, il nuova serie Nvidia Geforce 4000 supporta sia la codifica che la decodifica e l'Exynos 2100/2200 di Samsung supporta anche la decodifica AV1. Più tardi, il Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 ha portato il supporto per la decodifica AV1, e lo è si dice che il prossimo Tensor G3 supporterà AV1 codifica anche. Il supporto sta lentamente crescendo nel settore e il chipset di Chromecast HD supporta anche la decodifica AV1. Abbiamo contattato Google per un commento e ci è stato detto che Chromecast con Google TV (HD) supporta AV1.

Non solo, YouTube su desktop supporta anche AV1, e puoi abilitarlo nelle impostazioni del tuo account fintanto che utilizzi un browser compatibile. In effetti, l'azienda ha progettato il proprio silicio per la codifica del video AV1 che verrà utilizzato nei data center per YouTube. Il chip, nome in codice "Argos", è un'unità di codifica video (trans) (VCU) di seconda generazione che converte i video caricato sulla piattaforma in vari formati di compressione e li ottimizza per diversi schermi dimensioni. Google afferma che il suo nuovo Argos VCU è in grado di gestire i video in modo 20-33 volte più efficiente rispetto ai server convenzionali.

La storia dell'AV1

Il contesto dietro Anche AV1 e il motivo per cui è stato creato sono importanti. VP9 è un codec esente da royalty sviluppato da Google che chiunque può utilizzare e, poiché è esente da royalty, potrebbe essere implementato su qualsiasi piattaforma o servizio che lo desiderasse. YouTube ha utilizzato il codec su qualsiasi dispositivo in grado di supportarlo (in quanto ciò ha comportato un notevole risparmio per Google grazie alla larghezza di banda ridotta), ed è stato adottato anche da servizi di video on demand come Netflix, Twitch e Vimeo.

Tuttavia, poiché Google ha tutto l'interesse ad adottare algoritmi di compressione migliori per ridurre l'utilizzo della larghezza di banda dei suoi data center, ha iniziato a lavorare su VP10, il successore di VP9. Un piccolo aumento della compressione video per video può comportare enormi risparmi sui costi e un notevole miglioramento dell'esperienza utente quando si calcolano miliardi di minuti video. Google ha annunciato di aver pianificato di rilasciare VP10 nel 2016 e quindi di rilasciare un aggiornamento ogni 18 mesi per garantire una progressione costante. È arrivato al punto in cui Google ha persino iniziato a rilasciare il codice per VP10, ma la società ha annunciato l'annullamento di VP10 e ha formato invece l'Alliance for Open Media (AOMedia).

L'Alleanza per Open Media include tutti, dai progettisti di processori (AMD, Arm, Broadcom, Chips&Media, Intel, Nvidia) ai browser sviluppatori (Google, Microsoft e Mozilla), ai servizi di streaming e videoconferenza (Adobe, Amazon, BBC R&D, Cisco, Netflix, Youtube). Tutte queste aziende hanno offerto una qualche forma di supporto ad AV1, tramite decodificatori hardware introdotto nei chipset, l'implementazione di decoder nei browser o l'uso del codec sullo streaming Servizi.

AV1 contro HEVC/H265

La più grande differenza tra AV1 e HEVC (High-Efficiency Video Coding), noto anche come H.265, è nella licenza. Per spedire un prodotto con supporto HEVC, è necessario acquisire licenze da almeno quattro pool di brevetti (MPEG LA, HEVC Advance, Technicolor, e Velos Media) così come numerose altre società, molte delle quali non offrono termini di licenza standard, ma richiedono invece di negoziare termini.

Queste alte royalties erano già problematiche per prodotti come Google Chrome, Opera, Netflix, Amazon Video, Cisco WebEx Connect, Skype e altri, ed escludono completamente HEVC come opzione per progetti come Mozilla Firefox. Questo perché va contro molteplici valori fondamentali del progetto Firefox: Firefox deve essere esente da royalty per poter essere spedito in molti progetti FOSS, cosa che l'utilizzo di HEVC gli impedirebbe di essere; e Mozilla crede in un Web libero e aperto, e questo non è possibile se promuovi standard gravati da brevetti. Anche ignorando questi due problemi, Mozilla semplicemente non può permettersi di sprecare centinaia di milioni di dollari in royalties e tutto quel tempo negoziando i necessari accordi di licenza.

Un fatto divertente è che questi stessi problemi sono ciò che ha impedito a Firefox (e Chromium) persino di includere la riproduzione H.264 nativa su molte piattaforme fino a un paio di anni fa... e richiede ancora un plugin su Linux. È improbabile che Firefox sia in grado di supportare HEVC prima che i suoi brevetti scadano negli anni '30 (o forse anche più tardi). Ancora oggi, Firefox supporta nativamente solo H.264 grazie all'offerta di Cisco di pagare tutti i costi di licenza per Mozilla attraverso OpenH264, al fine di standardizzare H.264 per lo streaming sul mercato fino al codec di nuova generazione era pronto. Sul Guida ai codec video Mozilla, la società afferma che "Mozilla non supporterà HEVC mentre è gravata da brevetti". Fino ad oggi, solo Edge e Internet Explorer supportano la riproduzione HEVC nativa e solo su hardware specifico che supporta decodifica.

In termini di efficienza, entrambi i codec vanno in punta di piedi l'uno contro l'altro. La loro efficienza è generalmente alla pari tra loro (sebbene i test abbiano dimostrato che AV1 è leggermente più avanti), ma c'è un problema: AV1 in genere richiede molto più tempo per la codifica, grazie alla mancanza di codifica hardware capacità. L'Università di Waterloo ha scoperto nel 2020 che mentre AV1 offriva un risparmio di bitrate del 9,5% rispetto a HEVC nella codifica di un video 4K, i video AV1 impiegavano anche 590 volte più tempo per la codifica rispetto ad AVC. Al contrario, HEVC ha impiegato solo 4,2 volte di più. Questi test sono stati ovviamente eseguiti all'inizio della vita di AV1, quando il supporto hardware non era realmente disponibile.

Il futuro dell'AV1

Sembra probabile che AV1 aprirà la strada alla riproduzione di video compressi di alta qualità poiché sempre più dispositivi supportano la decodifica hardware. Dato che HEVC è supportato solo da un browser su un desktop (ora che Internet Explorer è morto, comunque), AV1 è chiaramente il codec di riferimento per il futuro come successore di VP9. Con il supporto che dovrebbe solo crescere, sempre più dispositivi finiranno per usarlo. Ci sono già alcuni flag di esperimento riferendosi ad AV2 sul repository AOM e un "ancora di partenza per la ricerca AV2" che era impegnato al repository l'anno scorso, il che suggerisce che vedremo anche iterazioni in futuro.

Per quanto riguarda quelli di voi che guardano uno smartphone con Androide 14 precaricato (quando verrà rilasciato), sarai felice di sapere che è probabile richiederà il supporto AV1 pronto all'uso. Lo Snapdragon 8 Gen 2 di Qualcomm e la serie MediaTek Dimensity 9000 supportano entrambi AV1, quindi non ci sono più limitazioni hardware in tal senso.

Perché AV1 è importante per i dispositivi di streaming come Google Chromecast HD?

Se stai cercando di acquistare Google Chromecast HD, c'è un grande motivo per cui potresti interessarti ad AV1, e questa è la tua capacità di rete. Se stai acquistando la versione HD invece della versione 4K, ci sono probabilmente un paio di motivi per cui lo faresti e uno di questi potrebbe essere che Internet non ha la larghezza di banda per 4K streaming. In tal caso, è probabile che tu sia comunque attento alla larghezza di banda e AV1 significa che puoi ottenere video con bitrate più elevati dal tuo Chromecast. Ciò porterà a una migliore qualità video complessiva alle stesse velocità di dati già supportate da Internet.

Non solo, però, e questo è probabilmente un motivo ancora più grande, è il primo Veramentechiavetta TV tradizionale che supporta attivamente AV1. Roku è mainstream in una certa misura, ma è più difficile da ottenere in alcune regioni e Fire TV Stick 4K Max è attualmente l'unica altra opzione. L'ecosistema di Google per i suoi dongle TV è di gran lunga il più completo di tutti e l'inclusione di AV1 è un grosso problema anche per questo motivo. Lo legittima come opzione e può spingere altre aziende a supportare AV1 anche in altri modi.