Uno sguardo ad AV1 e al futuro dei codec video: la risposta di Google a HEVC

La risposta royalty-free di Google a HEVC: uno sguardo ad AV1 e al futuro dei codec video

La risposta royalty-free di Google a HEVC: uno sguardo ad AV1 e al futuro dei codec video

Quasi 5 anni fa Google ha rilasciato per la prima volta VP9, ​​il codec video royalty free che mirava a sostituire H.264 come codec principale per lo streaming online e il consumo di contenuti multimediali. Sebbene VP9 non abbia avuto pieno successo in questo compito, ha gettato le basi per il codec di nuova generazione di Google, AOMedia Video 1 (AV1), che sembra estremamente promettente.

Quando VP9 è stato rilasciato per la prima volta, c’erano sostanziali dubbi su come sarebbe andato contro il prossimo codec HEVC, che era supportato dagli stessi gruppi che hanno portato alla popolarità di H.264檚 su On2檚 TrueMotion VP3, Xiph檚 Theora, Microsoft檚 VC-1 , e molti altri. Eppure, eccoci qui 5 anni dopo, e VP9 ha preso d’assalto il mondo. Sebbene HEVC non sia riuscito a trovare il supporto software, con Edge che è l’unico browser Internet principale a supportarlo (e anche in questo caso, solo su alcuni processori), VP9 è ora integrato in tutti i browser Web moderni ad eccezione di Safari e la sua natura esente da royalty ha stato un fattore chiave nella creazione di quella situazione.

Gruppi di licenza HEVCPer spedire un prodotto con supporto HEVC, è necessario acquisire licenze da almeno quattro pool di brevetti (MPEG LA, HEVC Advance, Technicolor e Velos Media) così come numerose altre società, molte delle quali non offrono termini di licenza standard (che richiedono invece di negoziare i termini), che possono potenzialmente costare centinaia di milioni di dollari (e che檚 dopo i recenti drastici tagli alle royalty di HEVC). Mentre queste elevate royalty erano già problematiche per prodotti come Google Chrome, Opera, Netflix, Amazon Video, Cisco WebEx Connect, Skype e altri, escludono completamente HEVC come opzione per progetti come Mozilla Firefox, sia a livello economico (Firefox semplicemente non può permettersi di sprecare centinaia di milioni di dollari in royalties e centinaia di ore di lavoro per negoziare tutti i necessari accordi di licenza), a livello pratico (Firefox deve essere royalty-free per poter essere spedito in molti progetti FOSS), e a livello ideologico livello (Mozilla crede in un web libero e aperto, e questo non è possibile se promuovi standard gravati da brevetti).

Questi problemi hanno impedito a Firefox (e Chromium) di includere anche la riproduzione H.264 nativa su molte piattaforme fino a un paio di anni fa (con ancora bisogno di un plug-in su Linux) e probabilmente impediranno a Firefox di supportare HEVC fino alla scadenza dei suoi brevetti nel 2030 (o forse anche dopo). Fino ad oggi, Firefox supporta solo H.264 in modo nativo grazie all’offerta di Cisco di pagare tutti i costi di licenza per Mozilla tramite OpenH264, al fine di standardizzare H.264 per lo streaming sul mercato fino a quando il codec di nuova generazione non fosse pronto.

Confronto degli artefatti di compressione in VP9, ​​VP8, AVC e HEVC, creato da Flugaal

E questo ha aperto le porte al VP9. Essendo esente da royalty, VP9 è stato in grado di essere implementato su qualsiasi piattaforma o servizio che lo desiderasse e sta vedendo anche un sostanziale supporto per l’accelerazione hardware. Oltre a Youtube che lo utilizza su qualsiasi dispositivo in grado di supportarlo (poiché l’utilizzo ridotto della larghezza di banda è un enorme risparmio sui costi per Youtube), anche il contenitore WebM (che supporta video e audio VPx in Opus o Vorbis) sta sostituendo i .gif con video silenziosi che sono sostanzialmente più piccoli su siti come imgur e gfycat, è utilizzato in tutta Wikipedia, è stato adottato da Skype (che è stato una forza trainante nello sviluppo di Opus) ed è stato adottato anche da Netflix (a partire dal loro download per la visualizzazione offline e trasferirsi a loro streaming regolare in futuro).

Tuttavia, VP9 da solo non era abbastanza. Google vuole una compressione ancora migliore, specialmente per Youtube e Duo, dove un piccolo aumento della compressione video può comportare enormi risparmi sui costi e un notevole miglioramento dell’esperienza utente. Quindi Google ha messo insieme un piano per aggiornare rapidamente la propria linea di codec VPx, come fanno con Chrome e alcuni dei suoi altri prodotti. Google ha annunciato di aver pianificato di rilasciare VP10 nel 2016, quindi di rilasciare un aggiornamento ogni 18 mesi per garantire una progressione costante. È arrivato al punto in cui Google ha persino iniziato a rilasciare il codice per VP10, e poi all’improvviso Google ha annunciato la cancellazione di VP10 e ha formato l’Alliance for Open Media (AOMedia).

Nonostante HEVC e VP9 fossero i due codec di nuova generazione più popolari, non erano gli unici. Cisco stava sviluppando Thor da utilizzare nei propri prodotti di videoconferenza e Xiph stava sviluppando Daala (un codec progettato per essere sostanzialmente diverso da tutti i codec precedenti, al fine di prevenire qualsiasi possibilità di rivendicazioni di brevetto). Tutti e tre i codec (Thor, Daala e VP9/VP10) sembravano piuttosto promettenti, ma gli sforzi divisi stavano soffocando il loro sviluppo e adozione, quindi le tre organizzazioni si sono unite e hanno unito i loro codec in uno (AV1) e hanno creato l’Alleanza per Open Media per favorire lo sviluppo e l’adozione di questo codec congiunto. AV1 mira a prendere le parti migliori di ciascuno di questi tre codec e unirle in un pacchetto royalty-free che chiunque può implementare.

Anche se ci vuole del tempo per unire Thor, Daala e VP10, la prima beta pubblica di AV1 rilasciata a metà 2016, il bitstream dovrebbe essere finalizzato entro la fine dell’anno e sembra che Alliance for Open Media si stia preparando fino a promuovere AV1. Alcuni degli sviluppatori coinvolti stanno iniziando a tenere discorsi pubblici su di esso (come questo al FOSDEM) e sembra che Google potrebbe promuoverlo al Google I/O questa settimana.

Schemi di partizione a forma di T

Schemi di partizione a forma di T, uno dei tanti progressi in AV1

Anche questo supporto non proviene solo da Google. L’Alliance for Open Media include tutti, dai progettisti di processori (AMD, ARM, Broadcom, Chips&Media, Intel, Nvidia, ecc.) agli sviluppatori di browser (Google, Microsoft e Mozilla) ai servizi di streaming e videoconferenza (Adobe, Amazon, BBC R&D, Cisco, Netflix, Youtube, ecc.). Queste aziende dovrebbero portare la loro notevole forza per implementare il supporto AV1, con i primi servizi di streaming che dovrebbero essere pronti entro soli 6 mesi dalla finalizzazione del formato bitstream e i primi decoder hardware dovrebbero essere pronti entro 12 mesi. Questo da solo porterà un supporto hardware sostanziale per AV1 abbastanza rapidamente, tuttavia se tutto si allinea, potremmo persino vedere un’accelerazione hardware parziale retroport su alcuni hardware già esistenti, come quello che è successo con VP9, ​​che sarebbe un enorme incremento per la compatibilità.

Lo streaming video è una fetta enorme del traffico Internet totale e anche un miglioramento di un paio di punti percentuali nella compressione può avere effetti enormi sia sulla rete nel suo insieme, sia sull’esperienza dell’utente per quella specifica applicazione. AV1 e Opus consentiranno di avere video di qualità decente su connessioni a throughput inferiore (aprendo lo streaming video per più situazioni e più mercati) e consentiranno una qualità ancora migliore rispetto a prima su connessioni ad alto throughput. Inoltre, sono entrambi progettati pensando all’uso su reti cellulari, con AV1 e Opus che apportano enormi miglioramenti nel modo in cui si ridimensionano al variare della velocità di connessione, per non parlare delle risoluzioni più elevate, dei frame rate più elevati, dello spazio colore esteso, del supporto HDR (che sarà essere vitale per servizi come Netflix, Youtube e Amazon Video per sfruttare appieno i nuovi display su dispositivi come il Samsung Galaxy S8 e l’LG G6, con quest’ultimo ora in grado di sfruttare il supporto HDR recentemente aggiunto di Netflix nei dispositivi mobili ) e una latenza inferiore che abiliteranno quando combinati nel contenitore WebM.

AOMedia Group - The Alliance for Open Media - I principali sviluppatori di AV1Naturalmente, i gruppi che promuovono l’HEVC staranno a guardare mentre questo accade. Hanno già iniziato a minacciare di avviare un contenzioso sui brevetti contro AV1 una volta rilasciato e l’Alliance for Open Media sta facendo di tutto per assicurarsi che non accada. Stanno eseguendo un’ampia revisione del codice legale di AV1 per assicurarsi che non violi alcun brevetto detenuto da MPEG LA, HEVC Advance, Technicolor, Velos Media e altri. Questa forma di revisione del codice ha avuto molto successo per VP8 e VP9, ​​entrambi sopravvissuti a tutte le sfide legali. Le azioni di MPEG LA檚 contro VP8 e VP9 sono state viste come potenzialmente prive di fondamento legale e invece puramente anticoncorrenziali. Il DoJ stava indagando sulle azioni di MPEG LA檚 fino a quando non hanno deciso di abbandonare la causa e di concedere a Google il permesso di concedere in sublicenza il pool di brevetti MPEG LA檚 a tutti gli utenti di VP8 o VP9. Anche se probabilmente assisteremo a tentativi simili per fermare AV1, Google檚 ha sostanzialmente ampliato il pool di brevetti e il numero sostanzialmente aumentato di aziende che supportano il codec (grazie all’Alliance for Open Media) dovrebbero entrambi fare molto per garantire che siano trattati in breve ordine.

È davvero emozionante vedere i miglioramenti che AV1 sta apportando alla codifica video, soprattutto perché è royalty free. L’enorme supporto che sta ricevendo (anche prima del rilascio) significherà grandi cose anche per il futuro dello streaming video e della registrazione locale. I miglioramenti di AV1檚 porteranno una migliore trasmissione live degli eventi, una migliore chat video (tramite WebRTC), file più piccoli per l’archiviazione locale, qualità mai vista prima per lo streaming video (come HDR 4k di alta qualità su una rete cellulare) e potenzialmente altri usi a cui non abbiamo ancora pensato, specialmente se abbinato alle velocità migliorate di Reti mobili 5G e Wi-Fi 802.11ax. La cosa migliore è che AV1 è solo l’inizio. Google aveva in programma rilasci rapidi per VPx al fine di vedere miglioramenti costanti (con i dispositivi che utilizzano il tag video HTML5 per offrire la versione di massima qualità che supportano), e potremmo non dover aspettare molto prima di vedere parlare di un incremento aggiornamento ad AV2.


Com’è stata la tua esperienza con i codec di ultima generazione?

Leave a Reply