Kas ir AV1 kodeks? Kā tas samazina failus?

Ja vairākus gadus sekojat līdzi mediju straumēšanai, iespējams, esat pieredzējis lielu satraukumu saistībā ar baumām par AV1 kodeka atbalstu. Lai gan tas patiešām ir diezgan liels solis uz priekšu no tādiem kodekiem kā H264 un VP9, ​​stāstā ir daudz vairāk. AV1, kas pazīstams arī kā AOMedia Video 1, pirmo reizi tika izlaists 2018. gada martā, un tā ieviešana visā nozarē ir bijusi lēna. Šis ir viss stāsts par AV1, kā tas uzlabojas salīdzinājumā ar VP9 un H.264, un kāpēc tas ir liels darījums.

Kas ir AV1?

AV1 ir kodeks, ko izstrādājusi Alliance for Open Media, kas ir daudzu dažādu uzņēmumu konglomerāts tehnoloģiju jomā. Tās galvenās priekšrocības ir tas, ka tas ir bez autoratlīdzības (lai uzņēmumi to varētu ieviest savā programmatūrā bez maksas), un tas sniedz milzīgus ietaupījumus salīdzinājumā ar VP9 un H264. Facebook Engineering veica testus 2018. gadā, secinot, ka AV1 atsauces kodētājs sasniedza 34% par 46,2% un par 50,3% lielāka datu saspiešana nekā libvpx-vp9, x264 augsta profila un x264 galvenajā profilā, attiecīgi. Tas nozīmē, ka tiem, kuri izmanto lēnākus savienojumus, jūs, iespējams, varēsit izbaudīt kvalitāti, kas ir augstāka par to, ko lietojat un tiem, kuri izmanto ātrākus savienojumus, jūs varēsiet iegūt vēl lielāku bitu pārraides ātrumu tajā pašā savienojumā ātrumu.

Pirmais viedtālruņa mikroshēmojums, kas atbalsta AV1 dekodēšanu, bija MediaTek Dimensity 1000, kas atbalstīja līdz pat 4K 60 FPS. Nvidia Geforce 3000 sērija atbalstīja dekodēšanu jaunā Nvidia Geforce 4000 sērija atbalsta gan kodēšanu, gan dekodēšanu, un Samsung Exynos 2100/2200 abi atbalsta arī AV1 dekodēšanu. Vēlāk, Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 atnesa atbalstu AV1 dekodēšanai, un tas ir baumoja, ka gaidāmais Tensor G3 atbalstīs AV1 kodējums arī. Atbalsts nozarē lēnām pieaug, un Chromecast HD mikroshēmojums atbalsta arī AV1 dekodēšanu. Mēs sazinājāmies ar Google, lai saņemtu komentāru, un mums tika paziņots, ka Chromecast ar Google TV (HD) atbalsta AV1.

Ne tikai tas, bet arī YouTube galddatorā atbalsta AV1, un varat to iespējot sava konta iestatījumos kamēr izmantojat saderīgu pārlūkprogrammu. Patiesībā uzņēmumam ir izstrādāja savu silīciju AV1 video kodēšanai, kas tiks izmantots YouTube datu centros. Mikroshēma ar koda nosaukumu "Argos" ir otrās paaudzes video (trans) kodēšanas vienība (VCU), kas pārveido video. augšupielādēt platformā dažādos saspiešanas formātos un optimizēt tos dažādiem ekrāniem izmēriem. Google apgalvo, ka tā jaunais Argos VCU var apstrādāt video 20-33 reizes efektīvāk nekā parastie serveri.

AV1 vēsture

Konteksts aiz muguras Svarīgi ir arī AV1 un kāpēc tas tika izveidots. VP9 ir Google izstrādāts bezatlīdzības kodeks, ko var izmantot ikviens, un, tā kā tas ir bez autoratlīdzības, to var ieviest jebkurā platformā vai pakalpojumā, kas to vēlējās. YouTube izmantoja kodeku jebkurā ierīcē, kas to varētu atbalstīt (jo tas nozīmēja lielus ietaupījumus uzņēmumam Google, pateicoties samazinātam joslas platumam), un to ir pārņēmuši pat tādi video pēc pieprasījuma pakalpojumi kā, piemēram, Netflix, Twitch un Vimeo.

Tomēr, tā kā Google ir ieinteresēta labāku saspiešanas algoritmu pieņemšanā, lai samazinātu datu centru joslas platuma lietojumu, tas sāka strādāt pie VP10 — VP9 pēcteča. Neliels video saspiešanas palielinājums vienam videoklipam var radīt milzīgus izmaksu ietaupījumus un būtisku lietotāju pieredzes uzlabošanos, ja tiek uzņemti miljardiem video minūšu. Google paziņoja, ka plāno izlaist VP10 2016. gadā un pēc tam izlaidīs atjauninājumu ik pēc 18 mēnešiem, lai nodrošinātu vienmērīgu progresu. Tas nonāca līdz vietai, kur Google pat sāka izlaist kodu VP10, taču uzņēmums paziņoja par VP10 atcelšanu un tā vietā izveidoja Alliance for Open Media (AOMedia).

Alliance for Open Media ietver visus, sākot no procesoru dizaineriem (AMD, Arm, Broadcom, Chips&Media, Intel, Nvidia) līdz pārlūkprogrammai. izstrādātājiem (Google, Microsoft un Mozilla), straumēšanas un videokonferenču pakalpojumiem (Adobe, Amazon, BBC R&D, Cisco, Netflix, YouTube). Visi šie uzņēmumi ir piedāvājuši sava veida atbalstu AV1, vai nu ar aparatūras dekoderiem ieviesti mikroshēmās, dekoderu ieviešanu pārlūkprogrammās vai kodeku izmantošanu straumēšanai pakalpojumus.

AV1 pret HEVC/H265

Lielākā atšķirība starp AV1 un HEVC (augstas efektivitātes video kodēšana), kas pazīstama arī kā H.265, ir licencēšanā. Lai nosūtītu produktu ar HEVC atbalstu, jums ir jāiegādājas licences no vismaz četriem patentu fondiem (MPEG LA, HEVC Advance, Technicolor, un Velos Media), kā arī daudzi citi uzņēmumi, no kuriem daudzi nepiedāvā standarta licencēšanas noteikumus — tā vietā jums ir jāvienojas. noteikumiem.

Šie lielie honorāri jau bija problemātiski tādiem produktiem kā Google Chrome, Opera, Netflix, Amazon Video, Cisco WebEx Connect, Skype un citi, un tie pilnībā izslēdz HEVC kā iespēju tādiem projektiem kā Mozilla Firefox. Tas ir tāpēc, ka tas ir pretrunā vairākām Firefox projekta pamatvērtībām: Firefox ir jābūt bez autoratlīdzības, lai tos varētu piegādāt daudzos FOSS projektos, un HEVC izmantošana to novērstu; un Mozilla tic brīvam un atvērtam tīmeklim, un tas nav iespējams, ja reklamējat ar patentiem apgrūtinātus standartus. Pat ignorējot šīs divas problēmas, Mozilla vienkārši nevar atļauties tērēt simtiem miljonu dolāru autoratlīdzībām un visu šo laiku sarunām par nepieciešamajiem licences līgumiem.

Interesants fakts ir arī tas, ka šīs pašas problēmas neļāva Firefox (un Chromium) pat iekļaut vietējo H.264 atskaņošanu daudzās platformās vēl pirms pāris gadiem... un tam joprojām ir nepieciešams spraudnis operētājsistēmā Linux. Maz ticams, ka Firefox pat varēs atbalstīt HEVC pirms tā patentu termiņa beigām 2030. gados (vai, iespējams, pat vēlāk). Pat līdz šai dienai Firefox atbalsta tikai H.264, pateicoties Cisco, kas piedāvā segt visas licencēšanas izmaksas Mozilla caur OpenH264, lai standartizētu H.264 straumēšanai visā tirgū līdz nākamās paaudzes kodekam bija gatavs. Uz Mozilla video kodeku rokasgrāmata, uzņēmums saka, ka "Mozilla neatbalstīs HEVC, kamēr tas ir apgrūtināts ar patentiem." Līdz šai dienai tikai Edge un Internet Explorer atbalsta vietējo HEVC atskaņošanu un tikai noteiktā aparatūrā, kas atbalsta dekodēšana.

Efektivitātes ziņā abi kodeki iet viens pret otru. To efektivitāte parasti ir līdzvērtīga viena otrai (lai gan testi ir parādījuši, ka AV1 ir nedaudz uz priekšu), bet ir āķis — AV1 kodēšana parasti prasa ievērojami ilgāku laiku, jo trūkst aparatūras kodēšanas. iespējas. Vaterlo universitāte 2020. gadā konstatēja, ka, lai gan AV1 piedāvāja 9,5 % bitu pārraides ātruma ietaupījumu, salīdzinot ar HEVC, kodējot 4K video, arī AV1 video kodēšana prasīja 590 reizes ilgāku laiku nekā AVC. Turpretim HEVC aizņēma tikai 4,2 reizes ilgāku laiku. Šie testi acīmredzami tika veikti diezgan agri AV1 darbības laikā, kad aparatūras atbalsts īsti nebija pieejams.

AV1 nākotne

Šķiet, ka AV1 radīs ceļu augstas kvalitātes saspiesta video atskaņošanai, jo arvien vairāk ierīču atbalsta aparatūras dekodēšanu. Ņemot vērā, ka HEVC atbalsta tikai viena pārlūkprogramma darbvirsmā (tagad, kad Internet Explorer ir mirisjebkurā gadījumā), AV1 noteikti ir labākais kodeks nākotnē kā VP9 pēctecis. Tā kā atbalsts tikai pieaugs, to izmantos arvien vairāk ierīču. Tādi jau ir daži eksperimenta karodziņi atsaucoties uz AV2 AOM repozitorijā un "AV2 izpētes sākuma enkuru", kas bija apņēmusies uz repozitoriju pagājušajā gadā, kas liecina, ka iterācijas redzēsim arī nākotnē.

Kas attiecas uz tiem, kas meklē viedtālruni Android 14 iepriekš ielādēts (kad tas tiks izlaists), jums būs prieks uzzināt, ka tas ir iespējams tam būs nepieciešams AV1 atbalsts no kastes. Gan Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2, gan MediaTek Dimensity 9000 sērija atbalsta AV1, tāpēc šajā ziņā vairs nav nekādu aparatūras ierobežojumu.

Kāpēc AV1 ir svarīga tādām straumēšanas ierīcēm kā Google Chromecast HD?

Ja vēlaties iegādāties Google Chromecast HD, ir viens liels iemesls, kāpēc jums varētu rūp AV1 — tās ir jūsu tīkla iespējas. Ja pērkat HD versiju, nevis 4K versiju, iespējams, tam ir vairāki iemesli jūs to darītu, un viens no tiem var būt tas, ka jūsu internetam nav 4K joslas platuma straumēšana. Ja tas tā ir, visticamāk, jūs jebkurā gadījumā ievērosit joslas platumu, un AV1 nozīmē, ka varat iegūt lielāku bitu pārraides ātrumu no Chromecast ierīces. Tas kopumā nodrošinās labāku video kvalitāti ar tādiem pašiem datu pārraides ātrumiem, kādus jau atbalsta jūsu internets.

Tomēr ne tikai tas, un tas, iespējams, ir vēl lielāks iemesls, tas ir pirmais tiešāmparastais TV sargspraudnis kas aktīvi atbalsta AV1. Roku zināmā mērā ir plaši izplatīts, taču dažos reģionos to ir grūtāk iegūt, un Fire TV Stick 4K Max pašlaik ir vienīgā iespēja. Google televizora sargspraudņu ekosistēma ir visprecīzākā no tām, un arī šī iemesla dēļ AV1 iekļaušana ir diezgan liela problēma. Tas leģitimizē to kā iespēju un var mudināt citus uzņēmumus atbalstīt AV1 arī citos veidos.