AV1 – кодек будущего

Качественное видео 21-го века — H.264 и H.265

Создание новых видеокодеков это преследует одну ключевую цель: уменьшение количества байтов при сохранении качества видео. Битрейт видео является одной из самых важных характеристик при доставке видео в Интернете, как с точки зрения затрат на трансляции, так и на хранение тяжелых видеоматериалов, требующих всё большее пространство облачного хранилища и большей пропускной способности CDN для доставки. Кроме того, вопрос актуален для зрителей, кто использует мобильный Интернет для просмотра, так как на сегодняшний день видео высочайшего качества им не доступно в принципе.

Сегодня большинство видеоконтента в Интернете кодируются кодеком H.264. Разработанный группой экспертов MPEG и VCEG, H.264 был надежным видеокодеком, но многое изменилось с момента его создания, с введением HDR, разрешений 4K и 8K, VR, 3D и 360° видео, а также выпуск новых аппаратных средств, которые могут быть использованы для кодирования видео с существенно меньшим битрейтом.

Чтобы удовлетворить все эти требования, с тех пор были разработаны другие видеокодеки. Одним из них является H.265, прямой преемник H.264, который обеспечивает значительно лучшее соотношение скорости кодирования к качеству и содержит встроенные технологии оптимизации для обработки больших разрешений, таких как 4K и 8K.

Необходимость нового и более мощного видеокодека понятна. Итак, почему не все видео сегодня кодируются H.265? Одной большой проблемой, которая препятствует широко распространенному принятию H.265, является плата за использование (роялти). H.265 разработан множеством компаний, все из которых владеют серией патентов на базовую технологию. Доставка продукта с H.265 требует, лицензии этих патентов, с расходами в миллионы долларов, что делает использование H.265 очень дорогостоящим делом.

Кодек VP9

Если гонорары препятствуют принятию H.265, другие компании работают над предоставлением рабочих альтернатив. Одна из этих компаний — Google, которая предоставляет полностью бесплатный видеокодек VP9. Стремясь заменить H.264 в качестве основного видеокодека, VP9 также обеспечивает существенно лучшее соотношение использование полосы пропускания к качеству видео. Кроме того, благодаря своей бесплатной модели, кодек VP9 сегодня поддерживается примерно 3/4 веб-браузерами и имеет поддержку аппаратного декодирования на всех современных телефонах Android.

Google в первую очередь испытал VP9 на YouTube, и посчитал расходы на хранение и доставку контента. YouTube хранит 80PB (петабайт) и доставляет 500PB видеоконтента в месяц. Экономия всего на пару процентов на этих числах благодаря лучшей кодировке видео может резко сократить их счет.

Для Google VP9 был прямым решением проблемы снижения эксплуатационных расходов. VP9 – это отличный видеокодек, который решает реальные проблемы, но он в значительной степени остался незамеченным. В то время как у YouTube есть огромная полоса пропускания и счет за хранение, большинство других видеокомпаний немного отстают, пытаясь получить видеоинформацию онлайн. Для них H.264 был стабильным и безопасным выбором, доказанным в отрасли. Однако теперь, когда их инфраструктура уже установлена, они также начнут рассматривать сокращение операционных расходов.

В среднем VP9 по-прежнему превосходит H.265. Это, в сочетании с быстрым ростом потребления мобильного видео, привело к тому, что Google захотел еще лучше сжать свои мобильные видеопродукты. С быстрым развитием программных и аппаратных технологий Google изначально планировала выпускать новые версии кодеков VP каждые 18 месяцев, а VP10 планировался к выходу в 2016 году. Этот план резко закончился 1 сентября 2015 года, когда Google объявил о создании The Alliance for Open Media (AOMedia) и прекратил дальнейшее развитие кодеков VP.

Следующее поколение видео – Alliance for Open Media и AV1

На момент его образования альянса три компании работали индивидуально на видеокодеках:

  • Google, с кодеком VP10
  • Cisco, с кодеком Thor
  • Mozilla & Xiph с кодеком Daala

В то время как все три кодека выглядели многообещающими, их раздельные усилия препятствовали развитию. Стремясь решить эти проблемы, три стороны решили работать вместе и сформировали Альянс Alliance for Open Media (AOM).
С членами-учредителями, включая Amazon, Cisco, Google, Intel Corporation, Microsoft, Mozilla и Netflix, альянс фокусируется на предоставлении следующего видеоформата следующего поколения:

  • Бесплатное использование
  • Открытый код для широкого взаимодействия различных систем
  • Оптимизация для Интернета
  • Масштабируемость любого современного устройства с любой полосой пропускания
  • Низкие требования к ресурсам для аппаратного кодирования
  • Возможность последовательной, высококачественной передачи видео в реальном времени
  • Гибкость как для коммерческого, так и для некоммерческого контента, включая пользовательский контент

В конечном итоге это привело к разработке нового, открытого и не требующего роялти видеокодека под названием AOMedia Video 1 (AV1), с конечной целью — повысить пропускную способность на 50% по сравнению с H.265.

На развитие AV1 сильно влияет Google, поскольку они занимают ключевые позиции в браузерном, мобильном рынках, они находятся в лучшем положении, чтобы подтолкнуть принятие AV1 к массам. Кроме того, с Microsoft и Mozilla в качестве членов, неизбежно, что большинство современных веб-браузеров получат поддержку AV1. Google пообещали, что они будут вкладывать долгосрочные средства в AV-кодеки и, подобно кодекам VP, планируют выпускать более новые версии кодеков каждые 18 месяцев

Хотя AV1 выглядит готовым к революционной онлайн-доставке видео, есть еще некоторые открытые вопросы, которые могут оказать существенное влияние на принятие видеокодека.

Во-первых, AV1 обещает радикальные улучшения в отношении битрейта к качеству по сравнению с H.265, однако фактическая производительность AV1 до сих пор неизвестна. Битовый поток и спецификация кодека планировались завершить в конце 2017 года, и только после этой даты мы можем ожидать точных результатов третьих сторон, сравнивающих его производительность с H.264, VP9 или H.265 в своей видеоинфраструктуре.

Кроме того, информация об аппаратных требованиях для потоковой передачи AV1 в данный момент остается под вопросом. Первоначальные демонстрации во время NAB 2017 требовали до 200 виртуальных ядер процессоров для кодирования и для одного видеоканала AV1. Если эти цифры являются указанием фактических требований к оборудованию для потоковой передачи AV1, это, несомненно, будет препятствовать его принятию, поскольку кодирование и транскодирование станет слишком дорогим.

Также открыт вопрос требований к декодирующему оборудованию для воспроизведения видео AV1, что также относится к видеоуслугам, ориентированным на потребление Smart TV. Большинство смарт-телевизоров сегодня поддерживают встроенную поддержку кодеков H.265 на аппаратном уровне. Однако, если те же самые телевизоры Smart не смогут также поддерживать кодек AV1, это может привести к очень медленному принятию кодека, при этом среднее время развертываения для телевизоров составляет несколько лет.

Аналогичный вопрос касается устройств Apple. Google занимает лидирующие позиции, чтобы обеспечить прием AV1 в экосистеме Android, однако Apple в настоящее время полностью не вовлечена в процесс AV1. Кроме того, Apple недавно объявила о том, что они будут поддерживать H.265 на своих устройствах, оставив вопрос о том, идет ли поддержка AV1 к устройствам iOS и MacOS Apple без ответа.

Наконец, в то время как маркетинг для AV1 приближается к финалу, существует также правовая угроза, которая возникает из патентных групп, окружающих H.265. Подобные угрозы были сделаны в прошлом в отношении VP9 и даже VP8, но единственный раз, когда он попал в суд, не было обнаружено никаких нарушений в патентах, и Google оказался победителем. Верно, что патентные группы, окружающие H.265, не будут сидеть без дела, когда AV1 будет выпущен общественности, однако еще предстоит выяснить, какие действия они предпримут, чтобы остановить его принятие.

Мы же убеждены, что AV1 будет иметь окончательное и позитивное влияние на онлайн-видеоиндустрию. Члены Alliance of Open Media не только имеют предыдущий опыт разработки видеокодеков, но также имеют непосредственный опыт в решении существующих у них проблем.

В результате, следим за развитием AV1, но пока, было бы разумно придерживаться H.264, или выходить на рынок с VP9 или H.265.

Добавить комментарий

Закрыть меню
×