If you’ve been following the media streaming scene for a number of years, you may have seen a lot of excitement around rumored support for the AV1 codec. While it is indeed a pretty big step forward from codecs like H264 and VP9, there’s a lot more to the story than that. AV1, also known as AOMedia Video 1, was first released in March of 2018, and it’s been a slow road in its adoption across the industry. This is the entire story of AV1, how it improves over VP9 and H.264, and why it’s a big deal.
Wat is AV1?
AV1 is a codec developed by the Alliance for Open Media, a conglomerate of a ton of different companies in the technology space. Its main benefits are that it’s royalty-free (so companies can implement it in their software for free), and it has some immense savings over the likes of VP9 and H264. Facebook Engineering conducted tests in 2018, concluding that the AV1 reference encoder achieved 34%, 46.2%, and 50.3% higher data compression than libvpx-vp9, x264 High profile, and x264 Main profile, respectively. This means that for those on slower connections, you may be able to enjoy a quality higher than what you’re used to, and for those on faster connections, you’ll be able to get an even higher bitrate on the same connection speed.
De eerste smartphone-chipset die AV1-decodering ondersteunde, was de MediaTek Dimensity 1000, die tot 4K 60 FPS ondersteunde. De Nvidia Geforce 3000-serie ondersteunde decodering, de nieuwe Nvidia Geforce 4000-serie supports both encoding and decoding, and Samsung’s Exynos 2100/2200 both support AV1 decoding as well. Later, the Qualcomm Snapdragon 8 Gen2 brought support for AV1 decoding, and it’s geruchten dat de aankomende Tensor G3 ondersteunt AV1 codering ook. Ondersteuning groeit langzaam in de branche en de chipset in de Chromecast HD ondersteunt ook AV1-decodering. We hebben contact opgenomen met Google voor commentaar en kregen te horen dat de Chromecast met Google TV (HD) AV1 ondersteunt.
Niet alleen dat, maar YouTube op desktop ondersteunt ook AV1, en je kunt het inschakelen in je accountinstellingen zolang u een compatibele browser gebruikt. Sterker nog, het bedrijf heeft ontwierp zijn eigen silicium voor de codering van AV1-video die in datacenters voor YouTube zal worden gebruikt. De chip, met de codenaam "Argos", is een Video (trans) Coding Unit (VCU) van de tweede generatie die naar het platform geüploade video's converteert naar verschillende compressieformaten en ze optimaliseert voor verschillende schermformaten. Google beweert dat zijn nieuwe Argos VCU video's 20-33 keer efficiënter kan verwerken dan conventionele servers.
De geschiedenis van AV1
De context achter AV1 en waarom het is gemaakt, is ook belangrijk. VP9 is een royaltyvrije codec ontwikkeld door Google die iedereen kan gebruiken, en omdat het royaltyvrij is, kan het worden geïmplementeerd op elk platform of elke service die het wil. YouTube maakte gebruik van de codec op elk apparaat dat dit kon ondersteunen (want dat betekende grote besparingen voor Google dankzij de verminderde bandbreedte), en het is zelfs overgenomen door video-on-demand-services zoals Netflix, Twitch en Vimeo.
However, because Google has a vested interest in adopting better compression algorithms to reduce the bandwidth usage of its data centers, it began to work on VP10 — the successor to VP9. A tiny increase in video compression per video can result in huge cost savings and a major improvement in user experience when you’re accounting for billions of video minutes. Google announced that they planned to release VP10 in 2016 and then would release an update every 18 months to ensure a steady progression. It got to the point where Google even started to release code for VP10, but the company announced the cancelation of VP10 and formed the Alliance for Open Media (AOMedia) instead.
De Alliantie voor Open Media omvat iedereen, van processorontwerpers (AMD, Arm, Broadcom, Chips&Media, Intel, Nvidia) tot browserontwikkelaars (Google, Microsoft en Mozilla), tot streaming- en videoconferentiediensten (Adobe, Amazon, BBC R&D, Cisco, Netflix, Youtube). Al deze bedrijven bieden enige vorm van ondersteuning aan AV1, of het nu gaat om hardwaredecoders die in chipsets zijn geïntroduceerd, de implementatie van decoders in browsers of het gebruik van de codec op streamingdiensten.
AV1 versus HEVC/H265
Het grootste verschil tussen AV1 en HEVC (High-Efficiency Video Coding), ook wel H.265 genoemd, zit in de licentieverlening. Om een product met HEVC-ondersteuning te kunnen leveren, moet u licenties verkrijgen van ten minste vier patentpools (MPEG LA, HEVC Advance, Technicolor en Velos Media) en tal van andere bedrijven, waarvan vele geen standaard licentievoorwaarden bieden - in plaats daarvan vereist dat u over voorwaarden onderhandelt.
Deze hoge royalty's waren al problematisch voor producten als Google Chrome, Opera, Netflix, Amazon Video, Cisco WebEx Connect, Skype en andere, en ze sluiten HEVC volledig uit als een optie voor projecten zoals Mozilla Firefox. Dit komt omdat het indruist tegen meerdere kernwaarden van het Firefox-project: Firefox moet royalty-vrij zijn om in veel FOSS-projecten te kunnen worden geleverd, wat door HEVC-gebruik zou voorkomen; en Mozilla gelooft in een vrij en open web, en dat is niet mogelijk als je patentbelaste standaarden promoot. Zelfs als we deze twee problemen negeren, kan Mozilla het zich eenvoudigweg niet veroorloven om honderden miljoenen dollars te verspillen aan royalty's en al die tijd te onderhandelen over de noodzakelijke licentieovereenkomsten.
A fun fact as well, these same problems are what prevented Firefox (and Chromium) from even including native H.264 playback on many platforms until a couple of years ago… and it still requires a plugin on Linux. It’s unlikely that Firefox will even be able to support HEVC before its patents expire in the 2030s (or possibly even later). Even to this day, Firefox only supports H.264 natively thanks to Cisco offering to pay all the licensing costs for Mozilla through OpenH264, in order to standardize H.264 for streaming across the market until the next generation codec was ready. On the Mozilla-videocodecgids, zegt het bedrijf dat "Mozilla HEVC niet zal ondersteunen terwijl het gehinderd wordt door patenten." Tot op de dag van vandaag ondersteunen alleen Edge en Internet Explorer native HEVC-weergave, en alleen op specifieke hardware die decodering ondersteunt.
In efficiency terms, both codecs go toe-to-toe against each other. Their efficiency is generally on-par with each other (though tests have shown AV1 to edge slightly ahead), but there’s a catch — AV1 typically takes significantly longer to encode, thanks to the lack of hardware encoding capabilities. The University of Waterloo found in 2020 that while AV1 offered a bitrate saving of 9.5% when compared to HEVC in encoding a 4K video, AV1 videos also took 590 times longer to encode than AVC. In contrast, HEVC took only 4.2 times longer. These tests were obviously run quite early on in AV1’s lifespan when hardware support wasn’t really available.
De toekomst van AV1
It’s looking likely that AV1 will blaze the trail for high-quality compressed video playback as more and more devices support hardware decoding. Given that HEVC is only supported by one browser on a desktop (nu Internet Explorer dood is, hoe dan ook), is AV1 duidelijk de go-to codec voor de toekomst als opvolger van VP9. Aangezien de ondersteuning naar verwachting alleen maar zal groeien, zullen steeds meer apparaten er gebruik van gaan maken. Die zijn er al enkele experimentvlaggen verwijzend naar AV2 op de AOM-repository en een "startanker voor AV2-onderzoek" dat was toegewijd naar de repository vorig jaar, wat suggereert dat we in de toekomst ook iteraties zullen zien.
Wat betreft degenen onder u die naar een smartphone kijken met Android 14 preloaded (when that releases), you’ll be glad to know that it’s likely het vereist AV1-ondersteuning uit de doos. Qualcomm's Snapdragon 8 Gen 2 en de MediaTek Dimensity 9000-serie ondersteunen beide AV1, dus er zijn in die zin niet echt hardwarebeperkingen meer.
Waarom is AV1 belangrijk voor streaming-apparaten zoals de Google Chromecast HD?
Als u op zoek bent naar de Google Chromecast HD, is er een belangrijke reden waarom u misschien om AV1 geeft - en dat zijn uw netwerkmogelijkheden. Als je de HD-versie koopt in plaats van de 4K-versie, zijn er waarschijnlijk een aantal redenen waarom je dat zou doen, en een daarvan kan zijn dat je internet niet de bandbreedte heeft voor 4K-streaming. Als dat het geval is, bent u waarschijnlijk toch bandbreedtebewust en AV1 betekent dat u video met een hogere bitsnelheid uit uw Chromecast kunt halen. Dit zal over het algemeen leiden tot een betere videokwaliteit met dezelfde datasnelheden die uw internet al ondersteunt.
Maar niet alleen dat, en dit is misschien wel een nog grotere reden, het is de eerste werkelijk gewone tv-dongle die AV1 actief ondersteunt. Roku is tot op zekere hoogte mainstream, maar in sommige regio's moeilijker verkrijgbaar, en de Fire TV Stick 4K Max is momenteel de enige andere optie. Het ecosysteem van Google voor zijn tv-dongles is verreweg het meest uitgewerkt van alle, en de opname van AV1 is om die reden ook een behoorlijk groot probleem. Het legitimeert het als een optie en kan andere bedrijven ertoe aanzetten om AV1 ook op andere manieren te ondersteunen.
Google Chromecast met Google TV (HD)
De Chromecast met Google TV (HD) is een goedkopere Chromecast die alleen 1080p-weergave kan doen, maar voor veel mensen is dat alles wat je nodig hebt.