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O que é AV1 Codec e por que você deve se preocupar com isso

¿Qué es el códec AV1 y por qué debería importarle?

Em meio à disputa pública entre Roku e Google, o codec AV1 surgiu como o principal ponto de discórdia. Alegadamente, o Google está forçando o Roku a lançar seu streaming stick com suporte AV1 para reduzir o custo da largura de banda, mas o Roku está resistindo dizendo que aumentaria o custo do consumidor. Então, o que é sobre o codec AV1 que está causando tanta confusão? Neste artigo, trazemos um explicativo lúcido sobre o que é o codec AV1, onde é usado e se o novo codec é melhor que o HEVC? Então, sem demora, vamos pular para o explicador.

Codec AV1 explicado: o que significa para streaming online (2021)

Aqui, explicamos o codec AV1, quais são seus principais recursos, se o AV1 pode competir com o HEVC e muito mais. Você pode expandir a tabela abaixo e ir para a seção relevante com apenas um clique.

O que é o Codec AV1?

AV1 (AOMedia Video 1) é um novo codec de vídeo na indústria de mídia que está fazendo sucesso por sua eficiência. Ele foi desenvolvido pela Alliance for Open Media (AOMedia) – um consórcio que inclui Google, Apple, Facebook, Netflix, Amazon, Mozilla, Samsung e muitos outros grandes players. A principal característica deste codec de vídeo é que ele é código aberto e livre de royalties.

No mundo da entrega de mídia online, os codecs desempenham um papel muito importante. Atualmente, H.264 (MPEG-4) é o codec dominante seguido por H.265 (popularmente conhecido como HEVC). Ambos os codecs foram desenvolvidos por um grupo liderado principalmente pela Samsung, General Electric, Dolby, Nippon Telegraph and Telephone e muito mais. Fora isso, esses codecs são padrões com royalties e exigem que os fornecedores pagar uma taxa de licenciamento negociada.

Como sabemos, o consumo de vídeo na internet está aumentando a um ritmo vertiginoso, então as empresas de streaming precisavam de um codec livre de royalties para reduzir o alto custo de entrega de mídia online. E é por isso que notáveis ​​empresas do Vale do Silício se uniram para trazer uma alternativa ao MPEG-4. Fora isso, a melhor parte do codec AV1 é que ele é mais eficiente que os padrões HEVC ou H.264. Discuti o desempenho do AV1 e o comparei com o HEVC na próxima seção.

A tecnologia por trás do AV1

O codec AV1 é baseado no codec VP9 do Google. No entanto, adiciona mais opções de codificação para codificadores, o que permite que eles se adaptem melhor a diferentes tipos de entradas.

Para lhe dar uma explicação realmente simples do processo que os codificadores usam ao codificar vídeos com o codec AV1, deixe-me explicar em termos leigos. Para começar, o codificador particiona quadros em blocos do mesmo tamanho de 128×128 ou 64×64 pixels. Estes são chamados de ‘Superblocks’ e são divididos em blocos menores de acordo com diferentes padrões.

Esses padrões podem ser 4×4 (recursivos), divisão horizontal (4:1), divisão vertical (1:4) ou padrões em forma de T que foram originalmente desenvolvidos para o codec VP10. Esses partições são então quantizadas e codificadas em um fluxo de bits.

Os decodificadores praticamente pegam esse fluxo codificado de informações e o executam de volta, com coisas como previsões, filtragem de loop e síntese de grãos de filme para formar um quadro de saída.

Especificações do AOMedia Video 1 (AV1)

O codec AV1 pode atualmente suporta até 8K a 120FPS vídeo. No entanto, isso pode aumentar no futuro à medida que mais níveis são definidos. Dentro de si, o codec AV1 possui três perfis para decodificadores, além de vários níveis de decodificadores que variam de 2,0 a 6,3.

Perfis AV1

Como mencionado acima, existem três perfis dentro da especificação AV1 — Main, High e Professional.

O perfil Principal suporta amostragem de croma 4:0:0 (escala de cinza) e 4:2:0 (quarto) em profundidade de 8 bits ou 10 bits. O perfil alto suporta amostragem de croma 4:0:0, 4:2:0 e 4:4:4 em profundidade de 8 bits ou 10 bits. Considerando que, o perfil Professional suporta 8 bits, 10 bits e 12 bits de profundidade e adiciona subamostragem de croma 4:2:2 (meia) e 4:4:4.

Níveis AV1

Há um total de 14 níveis definidos até agora dentro da especificação AV1 (variando entre 2,0 e 6,3). Esses níveis especificam MaxPicSize, MaxHSize, MaxVSize, Decode Rate, Header, bit-rate e mais para os decodificadores — indiretamente ditando as resoluções que podem ser decodificadas com o codec AOMedia Video 1.

Assim, por exemplo, o nível 2.0 suporta resoluções como 426×240 a 30FPS. Subindo, o nível 4.0 suporta 1920×1080 (resolução Full HD) a 30FPS, o nível 5.1 suporta 3840×2160 a 60FPS, enquanto o nível 6.2 suporta 7680×4320 (8K) a 120FPS.

O codec AV1 é melhor que o HEVC?

Para codecs de vídeo, existem duas métricas que permitem avaliar o desempenho: a qualidade e a taxa de bits. Se você conseguir diminuir a taxa de bits sem afetar a qualidade do vídeo, terá um algoritmo de compactação de dados muito bom. Nesse sentido, o codec AV1 é 30% melhor que o HEVC na compactação de dados. Isso significa que, para a mesma qualidade de vídeo, o codec AV1 reduz a taxa de bits em 30%, o que é uma queda significativa para empresas de streaming online.

O logotipo padrão 4K

Uma taxa de bits menor significa menor largura de banda, o que reduz o custo do servidor para empresas como YouTube, Netflix, etc. As empresas terão que armazenar menos dados em seus servidores e os consumidores poderão economize dados mesmo enquanto assiste a conteúdo de alta definição. Tenha em mente que o codec HEVC não é o melhor player em streaming online, em vez disso, sua versão mais antiga H.264 junto com o codec VP9 interno do Google é usado em quase todos os lugares. E se você comparar o H.264 com o AV1, a diferença se tornará ainda maior. AV1 é 50% e 25% melhor que H.264 e VP9, ​​respectivamente.

Dito isso, nem tudo é cor-de-rosa sobre o AV1 e há uma questão vital que está dificultando sua adoção na web. Enquanto em termos de compressão de dados, AV1 é muito melhor, se olharmos para o tempo necessário para codificar um vídeo, leva muito mais tempo do que HEVC ou H.264. Basicamente, para exportar um vídeo em codec AV1, levará muito mais tempo — mais do dobro — do que um HEVC/H.264.

Isso ocorre principalmente porque o codec AV1 requer codificação de hardware e, atualmente, existem muito poucos chips que suportam codificação AV1 baseada em hardware. Por outro lado, HEVC ou H.264 aproveitam a codificação baseada em hardware que reduz significativamente o tempo de processamento.

chip mediatek dimensão 1000

A partir de agora, em smartphones, apenas alguns SoCs suportam a decodificação AV1. Isso inclui o Dimensity 1000, bem como o Exynos 2100. Portanto, não há muitos smartphones que possam realizar decodificação AV1 baseada em hardware, embora o número esteja crescendo lentamente.

Enquanto isso, a Nvidia e a Intel anunciaram alguns de seus chips de ponta com suporte à codificação AV1 e a AMD também se uniu para trazer chips de nível intermediário com suporte acelerado a AV1.

Onde o AV1 é usado atualmente?

Embora o AV1 tenha um problema com a decodificação de hardware, várias plataformas, dispositivos e serviços começaram a oferecer suporte à codificação AV1. Isso se deve principalmente às taxas de bits significativamente mais baixas que o AV1 exige para conteúdo de alta qualidade em comparação com vídeos codificados em HEVC, H.265 ou H.264. Vamos dar uma olhada em quais dispositivos, serviços e plataformas suportam o codec AV1 a partir de agora.

Dispositivos que suportam AV1

  • Série Samsung Galaxy S21 (Exynos 2100)
  • Dimensão 1000
  • Roku Ultra
  • Televisores LG 8K
  • Televisores Samsung 8K
  • Placas gráficas da série RTX 30

Além disso, o Google determinou que qualquer dispositivo que queira usar o Android TV tenha um decodificador AV1 integrado. O prazo para o cumprimento foi no início deste ano, em março. Portanto, devemos ver muitas TVs inteligentes saindo com suporte de hardware para decodificação AV1.

Serviços de streaming que suportam AV1

  • Netflix
  • Youtube
  • Vimeo
  • Twitch (esperado em 2022/23)
  • IQIYI

Navegadores que suportam AV1

  • Chrome 70+
  • Ópera 57+
  • Corajoso
  • Vivaldi
  • Firefox 67+
  • Microsoft Edge (requer o complemento AV1 Video Extension)

Plataformas/Sistemas Operacionais com Suporte AV1

Observação: Dispositivos da Apple, incluindo iPhones, iPads e Macs, não são compatíveis com AV1 nativamente; a empresa está optando por oferecer suporte ao HEVC.

Aplicativos e players de vídeo que suportam decodificação AV1

  • VLC
  • MPV
  • PotPlayer
  • Google Duo usa AV1 para videochamadas

Software de edição de vídeo com suporte AV1

  • Da Vinci Resolve

Conclusão: Qual é o futuro do AV1?

À medida que mais chipsets vêm com suporte para codificação/decodificação AV1 baseado em hardware, as coisas ficarão melhores para a adoção do AV1. Não devemos esquecer que o AV1 é um padrão bastante novo. O desenvolvimento foi iniciado em 2015, portanto, para adoção em massa, devemos esperar mais 2-3 anos. As TVs Android, incluindo o Google TV, também começarão a oferecer suporte ao AV1 depois que o ARM integrar as especificações do AV1 em seu design de SoC.

Mesmo os chips de gama baixa e intermediária começarão a ter suporte para decodificação AV1 nos próximos anos. Parece que o futuro do streaming de baixa taxa de bits e alta qualidade não está longe. Então, o que você acha do codec AV1? Deixe-nos saber nos comentários.

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