Ce este codecul AV1? Cum face fișierele mai mici?

Dacă ați urmărit scena de streaming media de câțiva ani, este posibil să fi văzut multă entuziasm în jurul zvonurilor de suport pentru codecul AV1. Deși este într-adevăr un pas destul de mare înainte față de codecuri precum H264 și VP9, ​​există mult mai mult în poveste decât atât. AV1, cunoscut și sub numele de AOMedia Video 1, a fost lansat pentru prima dată în martie 2018 și a fost un drum lent în adoptarea sa în industrie. Aceasta este întreaga poveste a AV1, cum se îmbunătățește față de VP9 și H.264 și de ce este o problemă importantă.

Ce este AV1?

AV1 este un codec dezvoltat de Alliance for Open Media, un conglomerat de o mulțime de companii diferite din spațiul tehnologic. Principalele sale beneficii sunt că este fără drepturi de autor (deci companiile îl pot implementa gratuit în software-ul lor) și are câteva economii imense față de VP9 și H264. Facebook Engineering a efectuat teste în 2018, ajungând la concluzia că codificatorul de referință AV1 a atins 34%, Comprimarea datelor cu 46,2% și 50,3% mai mare decât libvpx-vp9, x264 High profile și x264 Main profile, respectiv. Aceasta înseamnă că pentru cei care au conexiuni mai lente, s-ar putea să vă puteți bucura de o calitate mai mare decât cea folosită și pentru cei cu conexiuni mai rapide, veți putea obține un bitrate și mai mare pe aceeași conexiune viteză.

Primul chipset pentru smartphone care a suportat decodarea AV1 a fost MediaTek Dimensity 1000, care a suportat până la 4K 60 FPS. Seria Nvidia Geforce 3000 a acceptat decodificarea noua serie Nvidia Geforce 4000 acceptă atât codificare, cât și decodare, iar Exynos 2100/2200 de la Samsung acceptă și decodarea AV1. Mai târziu, cel Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 a adus suport pentru decodarea AV1, și este s-a zvonit că viitorul Tensor G3 va suporta AV1 codificare de asemenea. Suportul crește încet în industrie, iar chipsetul din Chromecast HD acceptă și decodarea AV1. Am contactat Google pentru comentarii și ni s-a spus că Chromecastul cu Google TV (HD) acceptă AV1.

Nu numai asta, dar YouTube pe desktop acceptă și AV1, și îl puteți activa în setările contului dvs atâta timp cât utilizați un browser compatibil. De fapt, compania are și-a proiectat propriul siliciu pentru codificarea video AV1 care va fi folosit în centrele de date pentru YouTube. Cipul, cu numele de cod „Argos”, este o unitate de codare video (trans) (VCU) de a doua generație care convertește videoclipuri încărcat pe platformă în diferite formate de compresie și le optimizează pentru diferite ecrane dimensiuni. Google susține că noul său Argos VCU poate gestiona videoclipuri de 20-33 de ori mai eficient decât serverele convenționale.

Istoria AV1

Contextul in spate AV1 și motivul pentru care a fost creat sunt, de asemenea, importante. VP9 este un codec fără drepturi de autor dezvoltat de Google pe care îl poate folosi oricine și, deoarece este fără drepturi de autor, ar putea fi implementat pe orice platformă sau serviciu care l-a dorit. YouTube a folosit codecul pe orice dispozitiv care l-ar putea suporta (deoarece asta a însemnat mari economii pentru Google datorită lățimii de bandă reduse) și a fost chiar adoptat de serviciile video la cerere, cum ar fi Netflix, Twitch și Vimeo.

Cu toate acestea, deoarece Google are un interes personal să adopte algoritmi de compresie mai buni pentru a reduce utilizarea lățimii de bandă a centrelor sale de date, a început să lucreze la VP10 - succesorul VP9. O mică creștere a compresiei video per videoclip poate duce la economii uriașe de costuri și la o îmbunătățire majoră a experienței utilizatorului atunci când contabilizați miliarde de minute video. Google a anunțat că intenționează să lanseze VP10 în 2016 și apoi va lansa o actualizare la fiecare 18 luni pentru a asigura o progresie constantă. S-a ajuns la punctul în care Google a început chiar să lanseze cod pentru VP10, dar compania a anunțat anularea VP10 și a format în schimb Alianța pentru Open Media (AOMedia).

Alliance for Open Media include pe toată lumea, de la designeri de procesoare (AMD, Arm, Broadcom, Chips&Media, Intel, Nvidia) până la browser dezvoltatori (Google, Microsoft și Mozilla), la serviciile de streaming și videoconferință (Adobe, Amazon, BBC R&D, Cisco, Netflix, YouTube). Toate aceste companii au oferit o formă de suport pentru AV1, fie prin intermediul decodoarelor hardware introduse în chipset-uri, implementarea decodoarelor în browsere sau utilizarea codecului în streaming Servicii.

AV1 versus HEVC/H265

Cea mai mare diferență între AV1 și HEVC (High-Efficiency Video Coding), cunoscută și sub numele de H.265, este în licențiere. Pentru a livra un produs cu suport HEVC, trebuie să achiziționați licențe de la cel puțin patru grupuri de brevete (MPEG LA, HEVC Advance, Technicolor, și Velos Media), precum și numeroase alte companii, dintre care multe nu oferă termeni standard de licențiere — în schimb vă solicită să negociați termeni.

Aceste redevențe mari erau deja problematice pentru produse precum Google Chrome, Opera, Netflix, Amazon Video, Cisco WebEx Connect, Skype și altele și exclud complet HEVC ca opțiune pentru proiecte precum Mozilla Firefox. Acest lucru se datorează faptului că contravine mai multor valori de bază ale proiectului Firefox: Firefox trebuie să fie fără drepturi de autor pentru a fi livrat în multe proiecte FOSS, ceea ce utilizarea HEVC ar împiedica să fie; iar Mozilla crede într-un web gratuit și deschis, iar acest lucru nu este posibil dacă promovați standarde grevate de brevete. Chiar și ignorând aceste două probleme, Mozilla pur și simplu nu își poate permite să irosească sute de milioane de dolari pe drepturi de autor și în tot acest timp negociind acordurile de licență necesare.

Un fapt amuzant, de asemenea, aceleași probleme sunt cele care au împiedicat Firefox (și Chromium) să includă chiar și redarea nativă H.264 pe multe platforme până acum câțiva ani... și încă necesită un plugin pe Linux. Este puțin probabil ca Firefox să poată susține HEVC înainte ca brevetele sale să expire în anii 2030 (sau, eventual, chiar mai târziu). Chiar și în prezent, Firefox acceptă doar H.264 nativ datorită faptului că Cisco se oferă să plătească toate costurile de licențiere pentru Mozilla prin OpenH264, pentru a standardiza H.264 pentru streaming pe piață până la următoarea generație de codec a fost gata. Pe Ghid de codec video Mozilla, compania spune că „Mozilla nu va suporta HEVC cât timp este grevată de brevete”. Până astăzi, numai Edge și Internet Explorer acceptă redarea nativă HEVC și numai pe un anumit hardware care acceptă decodare.

În termeni de eficiență, ambele codecuri se îndreaptă unul împotriva celuilalt. Eficiența lor este în general la egalitate între ele (deși testele au arătat că AV1 este ușor înainte), dar există o capcană – codificarea AV1 durează de obicei mult mai mult, datorită lipsei de codificare hardware capabilități. Universitatea din Waterloo a constatat în 2020 că, în timp ce AV1 a oferit o reducere a ratei de biți de 9,5% în comparație cu HEVC la codificarea unui videoclip 4K, videoclipurile AV1 au durat, de asemenea, de 590 de ori mai mult pentru codificare decât AVC. În schimb, HEVC a durat doar de 4,2 ori mai mult. Aceste teste au fost, evident, efectuate destul de devreme în durata de viață a AV1, când suportul hardware nu era cu adevărat disponibil.

Viitorul AV1

Se pare că AV1 va deschide calea pentru redarea video comprimată de înaltă calitate, deoarece tot mai multe dispozitive acceptă decodarea hardware. Având în vedere că HEVC este acceptat doar de un browser pe un desktop (acum că Internet Explorer a murit, oricum), AV1 este în mod clar codecul de bază pentru viitor ca succesor al VP9. Având în vedere că suportul se așteaptă să crească, tot mai multe dispozitive vor ajunge să-l folosească. Există deja niște steaguri de experiment referindu-se la AV2 pe depozitul AOM și o „ancoră de pornire pentru cercetarea AV2”, adică comise la depozit anul trecut, ceea ce sugerează că vom vedea iterații și în viitor.

Cât despre cei dintre voi care priviți un smartphone cu Android 14 preîncărcat (când se lansează), veți fi bucuroși să știți că este probabil va necesita suport AV1 din cutie. Snapdragon 8 Gen 2 de la Qualcomm și seria MediaTek Dimensity 9000 acceptă ambele AV1, așa că nu mai există limitări hardware în acest sens.

De ce contează AV1 pentru dispozitivele de streaming precum Google Chromecast HD?

Dacă doriți să alegeți Google Chromecast HD, există un mare motiv pentru care s-ar putea să vă pese de AV1 - și acestea sunt capabilitățile dvs. de rețea. Dacă cumpărați versiunea HD în loc de versiunea 4K, probabil că există câteva motive ai face asta, iar una dintre ele poate fi că internetul tău nu are lățimea de bandă pentru 4K streaming. Dacă acesta este cazul, probabil că oricum vei fi conștient de lățimea de bandă, iar AV1 înseamnă că poți obține videoclipuri cu o rată de biți mai mare din Chromecastul tău. Acest lucru va duce la o calitate video mai bună în general la aceleași rate de date pe care le acceptă deja internetul dvs.

Nu numai asta, totuși, și acesta este un motiv probabil și mai mare, este primul într-adevărdongle TV mainstream care acceptă activ AV1. Roku este într-o anumită măsură, dar mai greu de obținut în unele regiuni, iar Fire TV Stick 4K Max este singura altă opțiune în prezent. Ecosistemul Google pentru dongle-urile sale TV este de departe cel mai bine dezvoltat dintre ele, iar includerea AV1 este o afacere destul de mare și din acest motiv. O legitimează ca opțiune și poate împinge alte companii să susțină AV1 și în alte moduri.