Tudo o que você precisa saber sobre H.266, AV1 e EVC

H.264. HEVC. VP9. Se esses termos não significam nada para você, você não está sozinho. Cada um é uma espécie de codec de vídeo. Embora sejam responsáveis ​​por cada segundo de vídeo que assistimos on-line ou em um Blu-ray, a maioria das pessoas sentadas em casa assistindo Netflix em seus Rokus ou TVs inteligentes têm poucos motivos para pensar sobre eles.

No entanto, os desenvolvimentos recentes no mundo dos codecs trarão algumas mudanças interessantes na forma como o streaming de vídeo funciona, juntamente com algumas armadilhas potenciais. Aqui está tudo o que você precisa saber.

O que é um codec?

Antes de começarmos, vamos discutir rapidamente o que são codecs e por que parece haver tantas maneiras diferentes de rotulá-los.

Se você já sabe muito sobre essas coisas, pode estar pulando e gritando: “Pare de confundir codecs com formatos de codificação de vídeo, eles não são a mesma coisa!” Você está certo, eles são diferentes. Mas para a maioria das pessoas, essa distinção não significa muito, por isso vamos continuar com o termo codec, e pedimos desculpas à comunidade técnica.

A palavra codec é uma mala de viagem – uma palavra que combina duas outras palavras – de “codificar” e “decodificar”. Ele descreve um método para pegar um tipo específico de arquivo (neste caso, um arquivo de vídeo) e alterá-lo por meio de um processo de codificação. A codificação pode realizar muitas coisas, mas geralmente torna o arquivo menor usando técnicas de compactação.

É claro que, uma vez que um arquivo tenha sido codificado e enviado pela Internet ou armazenado em um disco, ele também deverá ser decodificado por qualquer dispositivo ou aplicativo responsável pela reprodução do vídeo, e um codec descreve o método para fazer essa parte também.

Se você está familiarizado com o formato MP3, então você já conhece codecs, mesmo que não o conheça. O formato de áudio MP3 que dominou o mundo da música há mais de 20 anos é na verdade um codec de áudio que pode reduzir uma faixa de áudio de CD para menos de um décimo de seu tamanho original.

O que há com todas essas cartas?

Como padrões técnicos, os codecs tendem a receber o tipo de rótulo que só um engenheiro poderia adorar. H.263, H.264 e H.265 são exemplos desses rótulos. Mas junto com suas designações formais, os codecs geralmente recebem um nome amigável como “Alta Eficiência”. Video Coding”, que naturalmente é abreviado para HEVC (ei, o que importa é tornar as coisas menores, certo?).

O exemplo mais famoso de um padrão técnico que recebeu um nome amigável é IEEE 802.11. Para a maioria de nós, simplesmente o conhecemos como “Wi-Fi”.

Por que devo me preocupar com codecs?

Francamente, as únicas pessoas que realmente deveriam se preocupar com os codecs são os engenheiros que os desenvolvem e as empresas de hardware, software e serviços de streaming que precisam implementá-los.

Mas os codecs podem ter um impacto direto na qualidade do vídeo que vemos, na quantidade de dados que o vídeo consome em nossos planos de dados móveis ou domésticos e em nossas escolhas quando vamos comprar uma nova TV ou dispositivo de streaming de mídia.

Como tal, vale a pena ficar de olho nos desenvolvimentos no mundo dos codecs de vídeo para garantir que você possa aproveitar as vantagens mais recentes que eles oferecem.

OK, então o que está mudando?

Você pode pensar na evolução dos codecs no mundo do áudio e do vídeo como uma busca sem fim para encontrar maneiras mais eficientes de reduzir o tamanho de um determinado arquivo, preservando sua qualidade.

A última grande conquista nessa busca aconteceu em 2013, quando o H.265 – mais conhecido como HEVC – foi lançado. Ele ostentava a capacidade de pegar um arquivo de vídeo e compactá-lo até a metade do tamanho que o melhor codec anterior (H.264 AVC) poderia atingir, e fazia isso sem qualquer perda de qualidade.

Em termos reais, isso significava que se você transmitisse um 4K resolução de vídeo usando H.264, seriam necessários 32 Mbps de largura de banda. Usando HEVC, o mesmo vídeo precisava apenas de cerca de 15 Mbps.

Mas o HEVC já tem sete anos (o que significa que a tecnologia em si é ainda mais antiga) e é hora de passar a tocha para uma nova geração de codecs.

H.266 VVC

Codificação de vídeo versátil H.266 (VVC) é ideia do Instituto Fraunhofer Heinrich Hertz, o mesmo grupo que desenvolveu o famoso formato de áudio MP3, bem como AVC e HEVC. Também conhecido como Future Video Coding (FVC) — sério, quantos nomes podemos usar para a mesma tecnologia? — O VVC pode reduzir a largura de banda necessária para um determinado vídeo em mais 50% em relação ao HEVC.

Em um exemplo fornecido por Fraunhofer, usando HEVC, você precisaria de 10 GB de dados para transmitir um vídeo 4K de 90 minutos. Com o VVC, são necessários apenas 5 GB de dados para atingir a mesma qualidade.

A Fraunhofer HHI desenvolveu o VVC com o apoio de diversas empresas líderes de eletrônicos, incluindo Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm e Sony. A norma foi finalizada em 7 de julho de 2020.

AV1

Correr paralelamente ao desenvolvimento do VVC é AV1, um codec que está sendo desenvolvido pela Aliança para Mídia Aberta (AOM), uma organização sem fins lucrativos cujos membros incluem Amazon, Apple, Facebook, Google, Samsung e talvez mais notavelmente, Netflix.

AV1 supostamente oferece uma economia média de 30% em largura de banda em relação ao HEVC – mas potencialmente até 40%.

Por que precisaríamos do AV1 se o VVC é mais eficiente? Bem, um grande motivo é o dinheiro. AV1 é isento de royalties, o que significa que qualquer pessoa pode usá-lo sem pagar um centavo. O VVC, por outro lado, requer uma licença paga.

Se a economia de custos implícita em ser isento de royalties já não fosse uma vantagem suficiente para o AV1, ele tem outro ás na manga: a Netflix já comecei a usar AV1 em uma capacidade limitada ao transmitir para Android dispositivos. Quando a maior força no streaming de vídeo apoia sua tecnologia, é um bom sinal de que ela será amplamente adotada por outros.

Apesar de suas vantagens, o caminho a seguir para AV1 pode não ser isento de contratempos. Embora a AOM tenha declarou o codec isento de royalties, há dúvidas se ele tem ou não a capacidade de fazer essa declaração.

Sisvel, uma entidade que possui ou detém os direitos de muitas patentes de tecnologia, afirma que AV1 não é isenta de royalties e criou um site que vende licenças AV1. O argumento é que o AV1 foi construído com base em algumas propriedades intelectuais (PI) da Sisvel – bem como a PI de outras empresas que aderiram à Sisvel — e portanto não podem ficar isentas de licenciamento tarifas.

Dado que um programa de licenciamento mal executado e fragmentado contribuiu para a fraca aceitação do HEVC, o AV1 poderia enfrentar obstáculos semelhantes se a AOM e o Sisvel não conseguem resolver suas diferenças.

MPEG-5 EVC

Finalmente, o Moving Pictures Expert Group (MPEG) – as mesmas pessoas que criaram o padrão MPEG-2 que é usado para todas as transmissões de TV digital ATSC – finalizou recentemente seu codec de próxima geração, Codificação de vídeo essencial MPEG-5 (EVC).

Huawei, Qualcomm e Samsung já o aprovaram e comprometeram-se a anunciar os seus termos de licenciamento nos próximos dois anos. Assim como o VVC e o AV1, o EVC promete maior eficiência em relação ao HEVC – até 25% menos largura de banda necessária – mas o EVC segue um caminho diferente para chegar lá. Em vez de criar um sistema de codificação de vídeo totalmente novo, aplica novas técnicas de codificação a codecs existentes como AVC, HEVC e até mesmo AV1.

O que tudo isso significa para mim?

No momento... nada. Desculpe, sabemos que eram muitas informações para processar com um retorno tão pequeno, mas aqui está uma olhada em por que não esperamos que esses novos codecs tenham impacto tão cedo.

Apesar de já ter 17 anos, o H.264 AVC ainda detém uma grande fatia do mercado de codecs de vídeo: 82% em 2018 de acordo com pelo menos uma estimativa. O HEVC, por outro lado, desfrutou apenas de 12% no mesmo ano.

O fracasso do HEVC em agarrar um pedaço maior do bolo durante seus sete anos de existência foi atribuído principalmente para um ninho de ratos de termos de licenciamento que alguns caracterizaram como complicados e injustos implementado.

O VVC é claramente um grande avanço do ponto de vista tecnológico, mas os observadores já apontaram que poderia sofrer o mesmo destino que o HEVC apesar do compromisso da Fraunhofer HHI com um modelo de licenciamento uniforme e transparente baseado no princípio FRAND (ou seja, justo, razoável e não discriminatório).

Tanto o VVC quanto o AV1 são capazes de oferecer ganhos de eficiência impressionantes porque dependem de algoritmos computacionalmente pesados. Em outras palavras, qualquer dispositivo de reprodução, como uma smart TV ou um reprodutor de mídia de streaming, que seja compatível com esses novos codecs terá que acumular muita potência computacional – provavelmente muito mais do que a geração atual de dispositivos é capaz de.

Se você é Netflix ou qualquer outro provedor de streaming ou vídeo baseado em disco, provavelmente não faz sentido para implementar amplo suporte a um novo codec até que um número significativo de seus clientes possa aproveitar isto.

O futuro é brilhante

Vamos sair com uma nota positiva. Apesar dos obstáculos financeiros e tecnológicos enfrentados por esses novos codecs de vídeo, quando a poeira baixar e eles começarem a ser implantados, vai ser muito bom para quem quer curtir 4K, 8K, HDR, ou qualquer que seja a próxima grande novidade no vídeo.

O maior benefício de codecs mais eficientes é que eles podem fornecer a mesma imagem de alta qualidade a que estamos acostumados, mas com largura de banda menor.

Se o seu pacote de Internet doméstico não vier com dados ilimitados, isso significa que você poderá transmitir o dobro de filmes em 4K antes de atingir seu limite. Assim que os filmes em 8K se tornarem populares, eles não serão o grande dreno na capacidade da rede (e no seu plano de dados) como seriam se você os assistisse com os codecs atuais.

E por melhor que isso seja para quem está em casa, é ainda mais importante para usuários móveis que normalmente têm limites de dados muito mais restritivos.

Também é possível que o uso desses novos codecs reduza os preços das assinaturas de streaming de mídia. Isso pode ser excessivamente otimista, mas considere o seguinte: se a Netflix mudasse toda a sua biblioteca de conteúdo para vídeos que tinham fosse codificado usando VVC, não apenas reduziria a largura de banda da rede pela metade, mas também reduziria as necessidades de armazenamento pela metade também.

Irá repassar essas economias aos seus clientes? Seria bom se assim fosse... afinal, por que uma melhor compactação de vídeo não deveria diminuir também nossas contas mensais?

Atualizado em 31 de julho de 2020: Removidas referências ao AV1 como uma tecnologia de código aberto, esclarecendo que AV1 é considerado isento de royalties pela Alliance for Open Media e que a Sisvel estabeleceu um programa de licenciamento para AV1.

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