Kas yra AV1 kodekas? Kaip tai sumažina failus?

Jei daugelį metų stebėjote žiniasklaidos transliacijos sceną, galbūt matėte daug įspūdžių, susijusių su gandais apie AV1 kodeko palaikymą. Nors tai iš tiesų yra didelis žingsnis į priekį nuo kodekų, tokių kaip H264 ir VP9, ​​istorija yra daug daugiau. AV1, taip pat žinomas kaip AOMedia Video 1, pirmą kartą buvo išleistas 2018 m. kovo mėn., o tai buvo lėtas jos pritaikymas pramonėje. Tai yra visa AV1 istorija, kaip jis tobulėja, palyginti su VP9 ir H.264, ir kodėl tai labai svarbu.

Kas yra AV1?

AV1 yra kodekas, sukurtas Alliance for Open Media, daugelio skirtingų technologijų srityje veikiančių įmonių konglomerato. Pagrindiniai jo pranašumai yra tai, kad jis nemokamas (todėl įmonės gali nemokamai ją įdiegti savo programinėje įrangoje), be to, sutaupoma daug pinigų, palyginti su VP9 ir H264. 2018 m. „Facebook Engineering“ atliko bandymus ir padarė išvadą, kad AV1 etaloninis kodavimo įrenginys pasiekė 34 proc. 46,2 % ir 50,3 % didesnis duomenų glaudinimas nei libvpx-vp9, x264 aukšto profilio ir x264 pagrindinio profilio, atitinkamai. Tai reiškia, kad tie, kurie naudojasi lėtesniu ryšiu, gali mėgautis aukštesne kokybe, nei naudojate ir tiems, kurie naudojasi greitesniais ryšiais, to paties ryšio pralaidumas bus dar didesnis greitis.

Pirmasis išmaniojo telefono mikroschemų rinkinys, palaikantis AV1 dekodavimą, buvo MediaTek Dimensity 1000, kuris palaikė iki 4K 60 FPS. „Nvidia Geforce 3000“ serija palaiko dekodavimą nauja Nvidia Geforce 4000 serija palaiko ir kodavimą, ir dekodavimą, o Samsung Exynos 2100/2200 abu palaiko AV1 dekodavimą. Vėliau, Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 atnešė palaikymą AV1 dekodavimui, ir tai gandai, kad būsimas Tensor G3 palaikys AV1 kodavimas taip pat. Palaikymas pramonėje lėtai auga, o „Chromecast HD“ mikroschemų rinkinys taip pat palaiko AV1 dekodavimą. Susisiekėme su „Google“ norėdami pakomentuoti ir mums buvo pasakyta, kad „Chromecast“ su „Google TV“ (HD) palaiko AV1.

Ne tik tai, bet ir „YouTube“ staliniame kompiuteryje palaiko AV1, ir galite jį įjungti savo paskyros nustatymuose tol, kol naudojate suderinamą naršyklę. Tiesą sakant, įmonė turi sukūrė savo silicį AV1 vaizdo įrašui, kuris bus naudojamas „YouTube“ duomenų centruose, koduoti. Lustas, kodiniu pavadinimu „Argos“, yra antros kartos vaizdo (trans) kodavimo įrenginys (VCU), konvertuojantis vaizdo įrašus įkeliami į platformą įvairiais glaudinimo formatais ir optimizuoja juos skirtingiems ekranams dydžiai. „Google“ teigia, kad jos naujasis „Argos VCU“ gali apdoroti vaizdo įrašus 20–33 kartus efektyviau nei įprasti serveriai.

AV1 istorija

Kontekstas už nugaros AV1 ir kodėl jis buvo sukurtas, taip pat svarbu. VP9 yra nemokamas „Google“ sukurtas kodekas, kuriuo gali naudotis visi, o kadangi jis nemokamas, jį būtų galima įdiegti bet kurioje platformoje ar paslaugoje, kuri to norėjo. „YouTube“ naudojo kodeką bet kuriame jį palaikančiame įrenginyje (nes tai reiškė, kad „Google“ sutaupė daug dėl sumažinto pralaidumo), ir jį netgi perėmė užsakomosios vaizdo paslaugos, pvz. Netflix, Twitch ir Vimeo.

Tačiau, kadangi „Google“ yra suinteresuota priimti geresnius glaudinimo algoritmus, kad sumažintų savo duomenų centrų pralaidumo naudojimą, ji pradėjo dirbti su VP10 – VP9 įpėdiniu. Nedidelis vaizdo įrašo suspaudimo padidėjimas kiekviename vaizdo įraše gali padėti sutaupyti daug išlaidų ir gerokai pagerinti naudotojo patirtį, kai vaizdo įrašas trunka milijardus minučių. „Google“ paskelbė, kad planuoja išleisti VP10 2016 m., o vėliau kas 18 mėnesių išleis naujinimą, kad užtikrintų nuolatinį progresą. Tai pasiekė tašką, kai „Google“ net pradėjo leisti VP10 kodą, tačiau bendrovė paskelbė atšaukianti VP10 ir vietoj to suformavo „Alliance for Open Media“ (AOMedia).

„Alliance for Open Media“ apima visus nuo procesorių dizainerių (AMD, Arm, Broadcom, Chips&Media, Intel, Nvidia) iki naršyklės kūrėjams („Google“, „Microsoft“ ir „Mozilla“), į srautinio perdavimo ir vaizdo konferencijų paslaugas („Adobe“, „Amazon“, „BBC R&D“, „Cisco“, „Netflix“, YouTube). Visos šios bendrovės siūlo tam tikrą AV1 palaikymą, nesvarbu, ar tai būtų aparatinės įrangos dekoderiai įdiegta mikroschemų rinkiniuose, dekoderių įdiegimas naršyklėse arba kodeko naudojimas srautiniam perdavimui paslaugos.

AV1 prieš HEVC/H265

Didžiausias skirtumas tarp AV1 ir HEVC (High-Efficiency Video Coding), taip pat žinomo kaip H.265, yra licencijavimas. Norėdami išsiųsti produktą su HEVC palaikymu, turite įsigyti licencijas iš mažiausiai keturių patentų fondų (MPEG LA, HEVC Advance, Technicolor, ir Velos Media), taip pat daug kitų įmonių, kurių daugelis nesiūlo standartinių licencijavimo sąlygų, o reikalauja, kad jūs derėtųsi. terminai.

Šie dideli honorarai jau buvo problemiški tokiems produktams kaip „Google Chrome“, „Opera“, „Netflix“, „Amazon Video“, „Cisco WebEx Connect“, „Skype“ ir kt., ir jie visiškai neįtraukia HEVC kaip parinkties projektams, tokiems kaip „Mozilla“. Firefox. Taip yra todėl, kad tai prieštarauja kelioms pagrindinėms „Firefox“ projekto vertybėms: „Firefox“ turi būti nemokama, kad būtų galima pristatyti daugelyje FOSS projektų, o naudojant HEVC tai neleistų; ir „Mozilla“ tiki nemokamu ir atviru žiniatinkliu, o tai neįmanoma, jei reklamuojate patentais suvaržytus standartus. Net ignoruodama šias dvi problemas, „Mozilla“ tiesiog negali sau leisti eikvoti šimtų milijonų dolerių autoriniams atlyginimams ir visą tą laiką derantis dėl būtinų licencijavimo sutarčių.

Įdomus faktas, kad tos pačios problemos neleido „Firefox“ (ir „Chromium“) net įtraukti vietinio H.264 atkūrimo daugelyje platformų, kol prieš porą metų... ir vis tiek reikalingas papildinys „Linux“. Mažai tikėtina, kad „Firefox“ netgi galės palaikyti HEVC, kol jos patentai baigsis 2030-aisiais (arba galbūt net vėliau). Net iki šiol „Firefox“ palaiko tik H.264, nes „Cisco“ siūlo apmokėti visas licencijavimo išlaidas. „Mozilla“ per OpenH264, siekiant standartizuoti H.264 srautiniam perdavimui visoje rinkoje iki naujos kartos kodeko buvo pasiruošęs. Ant Mozilla vaizdo kodeko vadovas, bendrovė teigia, kad „Mozilla nepalaikys HEVC, kol jis yra apsunkintas patentais“. Iki šios dienos tik „Edge“ ir „Internet Explorer“ palaiko vietinį HEVC atkūrimą ir tik tam tikroje aparatinėje įrangoje, kuri palaiko dekodavimas.

Kalbant apie efektyvumą, abu kodekai eina vienas prieš kitą. Jų efektyvumas paprastai yra lygus vienas kitam (nors bandymai parodė, kad AV1 šiek tiek lenkia), bet yra klaida – AV1 kodavimas paprastai užtrunka daug ilgiau, nes trūksta aparatinės įrangos kodavimo pajėgumus. 2020 m. Vaterlo universitetas nustatė, kad nors AV1, palyginti su HEVC, sutaupė 9,5 % bitų perdavimo spartą, koduojant 4K vaizdo įrašą, AV1 vaizdo įrašams koduoti taip pat prireikė 590 kartų ilgiau nei AVC. Priešingai, HEVC užtruko tik 4,2 karto ilgiau. Akivaizdu, kad šie testai buvo atlikti gana anksti AV1 gyvavimo pradžioje, kai aparatinės įrangos palaikymas iš tikrųjų nebuvo pasiekiamas.

AV1 ateitis

Tikėtina, kad AV1 padės atkurti aukštos kokybės suspaustą vaizdo įrašą, nes vis daugiau įrenginių palaiko aparatinės įrangos dekodavimą. Atsižvelgiant į tai, kad HEVC palaiko tik viena naršyklė darbalaukyje (Dabar, kai „Internet Explorer“ mirėbet kokiu atveju), AV1 yra aiškiai tinkamas kodekas ateityje kaip VP9 įpėdinis. Tikimasi, kad parama tik augs, todėl vis daugiau įrenginių jį naudos. Jau yra kai kurios eksperimento vėliavėlės nurodant AV2 AOM saugykloje ir „AV2 tyrimų pradžios inkarą“, kuris buvo įsipareigojo į saugyklą praėjusiais metais, o tai rodo, kad pasikartojimų sulauksime ir ateityje.

Kalbant apie tuos, kurie žiūri į išmanųjį telefoną Android 14 iš anksto įkelta (kai tai bus išleista), jums bus malonu žinoti, kad tai tikėtina jam reikės AV1 palaikymo iš dėžutės. „Qualcomm“ „Snapdragon 8 Gen 2“ ir „MediaTek Dimensity 9000“ serija palaiko AV1, todėl šiuo požiūriu nebėra jokių aparatinės įrangos apribojimų.

Kodėl AV1 svarbus srautinio perdavimo įrenginiams, pvz., „Google Chromecast HD“?

Jei norite pasiimti „Google Chromecast HD“, yra viena svarbi priežastis, kodėl jums gali rūpėti AV1 – tai jūsų tinklo galimybės. Jei perkate HD versiją, o ne 4K versiją, tikriausiai yra keletas priežasčių jūs tai padarytumėte, o vienas iš jų gali būti, kad jūsų internetas neturi 4K pralaidumo transliacija. Jei taip yra, greičiausiai vis tiek būsite sąmoningi pralaidumui, o AV1 reiškia, kad iš „Chromecast“ galite gauti didesnio pralaidumo vaizdo įrašą. Tai užtikrins geresnę vaizdo kokybę tuo pačiu duomenų perdavimo greičiu, kurį jau palaiko jūsų internetas.

Tačiau ne tik tai, ir tai, ko gero, dar didesnė priežastis, tai pirmoji tikraipagrindinis TV raktas kuri aktyviai palaiko AV1. „Roku“ tam tikru laipsniu yra populiarus, tačiau kai kuriuose regionuose jį gauti sunkiau, o „Fire TV Stick 4K Max“ šiuo metu yra vienintelė kita galimybė. „Google“ TV raktų ekosistema yra pati tobuliausia iš visų, todėl AV1 įtraukimas taip pat yra gana didelis dalykas. Tai įteisina ją kaip galimybę ir gali paskatinti kitas įmones palaikyti AV1 kitais būdais.