Tutto quello che devi sapere su H.266, AV1 ed EVC

H.264. HEVC. VP9. Se questi termini non significano nulla per te, non sei solo. Ciascuno è una sorta di codec video. Sebbene siano responsabili di ogni secondo di video che guardiamo online o su a Raggio blu, la maggior parte delle persone sedute a casa a guardare Netflix sul loro Rokus O televisori intelligenti hanno pochi motivi per pensarci.

Tuttavia, i recenti sviluppi nel mondo dei codec apporteranno alcuni cambiamenti interessanti al modo in cui funziona lo streaming video, insieme ad alcune potenziali insidie. Ecco tutto ciò che devi sapere.

Cos'è un codec?

Prima di iniziare, discutiamo rapidamente cosa sono i codec e perché sembrano esserci così tanti modi diversi di etichettarli.

Se sai già molto su queste cose, potresti saltare su e giù, urlando: "Smettila di confondere i codec con i formati di codifica video, non sono la stessa cosa!" Hai ragione, sono diversi. Ma per la maggior parte delle persone questa distinzione non significa molto, quindi resteremo fedeli al termine codec, scusandoci con la comunità tecnica.

La parola codec è un portmanteau – una parola che combina altre due parole – di “codificare” e “decodificare”. Descrive a metodo per prendere un tipo specifico di file (in questo caso un file video) e modificarlo attraverso un processo di codifica. La codifica può realizzare molte cose, ma in genere riduce le dimensioni del file utilizzando tecniche di compressione.

Naturalmente, una volta che un file è stato codificato e inviato su Internet o memorizzato su un disco, deve essere anche decodificato qualunque dispositivo o app sia responsabile della riproduzione del video e un codec descrive il metodo per eseguire quella parte pure.

Se hai familiarità con il formato MP3, allora sei già esperto di codec anche se non lo sapevi. Il formato audio MP3 che ha conquistato il mondo della musica più di 20 anni fa è in realtà un codec audio in grado di ridurre una traccia audio di un CD a meno di un decimo della sua dimensione originale.

Cosa significano tutte quelle lettere?

In quanto standard tecnici, ai codec si tende ad assegnare il tipo di etichette che solo un ingegnere potrebbe amare. H.263, H.264 e H.265 sono tutti esempi di queste etichette. Ma insieme alle loro designazioni formali, ai codec viene spesso dato un nome amichevole come “Alta efficienza”. Video Coding", che naturalmente viene abbreviato in HEVC (ehi, si tratta di rendere le cose più piccole, Giusto?).

L'esempio più famoso di uno standard tecnico a cui è stato assegnato un nome descrittivo è IEEE 802.11. Per la maggior parte di noi, lo conosciamo semplicemente come “Wi-Fi”.

Perché dovrei preoccuparmi dei codec?

Francamente, le uniche persone che dovrebbero davvero preoccuparsi dei codec sono gli ingegneri che li sviluppano e le società di hardware, software e servizi di streaming che devono implementarli.

Ma i codec possono avere un impatto diretto sulla qualità del video che vediamo e sulla quantità di dati utilizzati dal video sui nostri piani dati mobili o domestici e sulle nostre scelte quando andiamo ad acquistare una nuova TV o un dispositivo multimediale in streaming.

Pertanto, vale la pena tenere d'occhio gli sviluppi nel mondo dei codec video per assicurarsi di poter sfruttare gli ultimi vantaggi offerti.

OK, quindi cosa sta cambiando?

Puoi pensare all'evoluzione dei codec sia nel mondo audio che video come una ricerca infinita per trovare modi più efficienti per ridurre le dimensioni di un determinato file preservandone la qualità.

L’ultimo grande risultato in questa ricerca è avvenuto nel 2013, quando ha debuttato H.265, meglio noto come HEVC. Vantava la capacità di prendere un file video e comprimerlo fino alla metà delle dimensioni che il miglior codec precedente (H.264 AVC) poteva ottenere, e lo faceva senza alcuna perdita di qualità.

In termini reali, ciò significava che se trasmettevi in ​​streaming a 4K risoluzione video utilizzando H.264, richiederebbe 32 Mbps di larghezza di banda. Utilizzando HEVC, lo stesso video richiedeva solo circa 15 Mbps.

Ma HEVC ha ormai sette anni (il che significa che la tecnologia stessa è ancora più vecchia) ed è ora che passi il testimone a una nuova generazione di codec.

H.266VVC

Codifica video versatile H.266 (VVC) è il frutto dell'ingegno del Fraunhofer Heinrich Hertz Institute, lo stesso gruppo che ha sviluppato il famoso formato audio MP3, nonché AVC e HEVC. Chiamato anche Future Video Coding (FVC): sul serio, quanti nomi possiamo usare per la stessa tecnologia? — VVC può ridurre la larghezza di banda necessaria per un determinato video di un ulteriore 50% rispetto a HEVC.

In un esempio fornito da Fraunhofer, utilizzando HEVC, avresti bisogno di 10 GB di dati per trasmettere un video 4K di 90 minuti. Con VVC sono necessari solo 5 GB di dati per ottenere la stessa qualità.

Fraunhofer HHI ha sviluppato VVC con il supporto di diverse aziende leader nel settore dell'elettronica, tra cui Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm e Sony. Lo standard è stato finalizzato il 7 luglio 2020.

AV1

In parallelo allo sviluppo di VVC è AV1, un codec sviluppato da Alleanza per i media aperti (AOM), un'organizzazione senza scopo di lucro i cui membri includono Amazon, Apple, Facebook, Google, Samsung e, forse, soprattutto, Netflix.

Secondo quanto riferito, AV1 offre un risparmio medio del 30% sulla larghezza di banda rispetto a HEVC, ma potenzialmente fino al 40%.

Perché avremmo bisogno di AV1 se VVC fosse più efficiente? Bene, uno dei motivi principali sono i soldi. AV1 è esente da royalty, il che significa che chiunque è libero di usarlo senza pagare un centesimo. VVC, invece, richiede una licenza a pagamento.

Se il risparmio sui costi derivante dal fatto di essere esente da royalty non fosse già un vantaggio sufficiente per AV1, ha un altro asso nella manica: Netflix ha già ha iniziato a utilizzare AV1 con una capacità limitata durante lo streaming su Androide dispositivi. Quando la più grande forza nello streaming video sostiene la tua tecnologia, è un buon segno che sarà ampiamente adottata da altri.

Nonostante i suoi vantaggi, il percorso di AV1 potrebbe non essere privo di intoppi. Anche se AOM ha ha dichiarato che il codec è esente da royalty, c'è qualche dubbio sulla capacità o meno di fare tale dichiarazione.

Sisvel, un'entità che possiede o detiene i diritti su molti brevetti tecnologici, sostiene che AV1 non è esente da royalty e ha creato un sito che vende licenze AV1. La tesi è che AV1 è stato costruito sulla base di parte della proprietà intellettuale (IP) di Sisvel, oltre che su la proprietà intellettuale di altre aziende che hanno aderito a Sisvel e quindi non possono essere esenti da licenze commissioni.

Dato che un programma di licenza mal eseguito e frammentato ha contribuito alla scarsa diffusione di HEVC, AV1 potrebbe affrontare ostacoli simili se AOM e Sisvel non possono appianare le loro differenze.

MPEG-5EVC

Infine, il Moving Pictures Expert Group (MPEG), gli stessi che hanno creato lo standard MPEG-2 utilizzato per tutte le trasmissioni TV digitali ATSC, ha recentemente finalizzato il suo codec di prossima generazione, Codifica video essenziale MPEG-5 (EVC).

Huawei, Qualcomm e Samsung lo hanno già approvato e si sono impegnati ad annunciare i termini di licenza entro i prossimi due anni. Come VVC e AV1, EVC promette una maggiore efficienza rispetto a HEVC – fino al 25% in meno di larghezza di banda necessaria – ma EVC prende una strada diversa per arrivarci. Invece di creare un sistema di codifica video completamente nuovo, applica nuove tecniche di codifica ai codec esistenti come AVC, HEVC e persino AV1.

Cosa significa tutto questo per me?

Per il momento... niente. Siamo spiacenti, sappiamo che c'erano molte informazioni da elaborare per un profitto così piccolo, ma ecco uno sguardo al motivo per cui non ci aspettiamo che questi nuovi codec abbiano un impatto a breve.

Anche se ha ormai 17 anni, H.264 AVC detiene ancora una fetta enorme del mercato dei codec video: 82% nel 2018 secondo almeno una stima. L’HEVC, invece, nello stesso anno ha raggiunto solo il 12%.

L’incapacità di HEVC di accaparrarsi una fetta più grande della torta durante i suoi sette anni di esistenza è stata ampiamente riconosciuta principalmente a un groviglio di termini di licenza che alcuni hanno definito complicati e ingiusti implementato.

VVC rappresenta chiaramente un grande passo avanti dal punto di vista tecnologico, ma gli osservatori hanno già sottolineato che potrebbe subire la stessa sorte di HEVC nonostante l’impegno del Fraunhofer HHI per un modello di licenza uniforme e trasparente basato sul principio FRAND (vale a dire, giusto, ragionevole e non discriminatorio).

Sia VVC che AV1 sono in grado di offrire i loro impressionanti miglioramenti in termini di efficienza perché si basano su algoritmi computazionalmente pesanti. In altre parole, qualsiasi dispositivo di riproduzione come una smart TV o un lettore multimediale in streaming che sia compatibile con questi nuovi codec dovrà mettere a disposizione una notevole potenza di calcolo, probabilmente molto più di quanto l'attuale generazione di dispositivi sia in grado di offrire Di.

Se sei Netflix o qualsiasi altro fornitore di streaming o video su disco, probabilmente non ha senso per implementare un ampio supporto di un nuovo codec fino a quando un numero significativo di clienti non potrà trarne vantaggio Esso.

Il futuro è luminoso

Partiamo con una nota positiva. Nonostante gli ostacoli finanziari e tecnologici che devono affrontare questi nuovi codec video, una volta che la polvere si sarà calmata e inizieranno a essere distribuiti, sarà un'ottima cosa per le persone che vogliono godersi 4K, 8K, HDR, o qualunque sia la prossima grande novità del video.

Il vantaggio più grande derivante dai codec più efficienti è che possono fornire la stessa immagine di alta qualità a cui siamo abituati, ma con una larghezza di banda inferiore.

Se il tuo pacchetto Internet domestico non include dati illimitati, significa che sarai in grado di riprodurre in streaming il doppio dei film 4K prima di raggiungere il limite. Una volta che i film in 8K diventeranno mainstream, non comporteranno più un enorme consumo di capacità di rete (e del tuo piano dati) come sarebbe se li guardassi con i codec di oggi.

E per quanto sia fantastico per chi è a casa, è ancora più importante per gli utenti mobili che in genere hanno quantità di dati molto più restrittive.

È anche possibile che l’uso di questi nuovi codec possa far scendere i prezzi degli abbonamenti ai media in streaming. Potrebbe essere eccessivamente ottimistico, ma considera questo: se Netflix trasferisse la sua intera libreria di contenuti in video che lo avessero Se fosse stato codificato utilizzando VVC, non solo ridurrebbe della metà la larghezza di banda della rete, ma ridurrebbe della metà anche le esigenze di archiviazione pure.

Trasferirà questi risparmi ai suoi clienti? Sarebbe bello se così fosse... dopo tutto, perché una migliore compressione video non dovrebbe ridurre anche le nostre bollette mensili?

Aggiornato il 31 luglio 2020: rimossi i riferimenti ad AV1 come tecnologia open source, chiarito che AV1 è considerato esente da royalty dall'Alliance for Open Media e che Sisvel ha stabilito un programma di licenza per AV1.

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