O que é AV1? Tudo sobre a próxima geração de compressão de vídeo

O que é AV1? Tudo sobre a próxima geração de compressão de vídeo

O AV1 (AOMedia Video 1) é um codec de compressão de vídeo que oferece licenciamento sem royalties e atinge eficiência até 30% maior que rivais. Foi lançado em 2018 pela Alliance for Open Media (AOMedia).

Codec AV1 (Imagem: Vitor Pádua / Tecnoblog)

ÍndiceComo funciona o codec AV1?Para que serve o AV1?Quem criou o formato AV1?Quando o codec AV1 foi lançado?Quais são as vantagens do AV1?Quais são as desvantagens do AV1?Quais são as alternativas ao AV1?Qual a diferença entre AV1 e H.265 (HEVC)?Qual a diferença entre AV1 e H.266 (VVC)?

Como funciona o codec AV1?

O AV1 usa blocos de pixels como base: ele divide os quadros de um vídeo em blocos, e compara cada um para encontrar redundâncias. Ao remover informações duplicadas, o codec realiza a compressão e reduz a taxa de bits, segundo artigo na Proceedings of the IEEE.

O processo começa com os superblocos. Cada quadro do vídeo é dividido em quadrados de 128×128 pixels ou 64×64 pixels. O AV1 compara os superblocos e busca padrões entre eles. Por exemplo, ele pode encontrar seções de um céu azul e nuvem branca que se repetem na cena.

Então, os superblocos podem ser divididos em blocos. No nosso exemplo, o AV1 iria separar as partes em azul e em branco. Existem 10 tamanhos possíveis de blocos, de 4×4 pixels a 128×128 pixels, que podem ser quadrados ou retangulares.

O AV1 também analisa o movimento dos blocos entre um quadro e outro. Esta análise ajuda a economizar bastante espaço: cada segundo de um vídeo contém 30 quadros ou mais, e cada redundância nessas imagens pode virar apenas uma instrução matemática.

É possível converter vídeos em AV1 usando um codificador gratuito e de código aberto; não há royalties de licenciamento. Os arquivos podem ser salvos como MP4 ou MKV.

Para que serve o AV1?

O AV1 foi criado com o objetivo de se tornar o codec dominante na internet, onde 65% do tráfego é vídeo, de acordo com a Sandvine. O codec precisava ter licenciamento gratuito, ao contrário do H.264 e H.265; e deveria oferecer a mesma qualidade de imagem consumindo menos largura de banda.

Somente 2,5% dos dispositivos têm suporte a decodificação de AV1 via hardware, contra 86,6% do H.265, de acordo com a consultoria ScientiaMobile. A adoção ainda é pequena, mas está crescendo 40% por ano, segundo Krishna Rapaka, pesquisadora de vídeo na Amazon e Twitch.

Quem criou o formato AV1?

A AOMedia, responsável pelo AV1, foi criada em 2015 por Google, Mozilla e Cisco. Antes disso, elas trabalharam de forma paralela para criar um codec mais eficiente que o H.264. Outras empresas se uniram a este grupo, incluindo Amazon, Netflix, Meta, Intel, AMD e Nvidia.

Quando o codec AV1 foi lançado?

O AV1 foi lançado em 2018 para ser 30% mais eficiente que o H.265, ou seja, reduz em um terço o consumo de internet mantendo a mesma qualidade de imagem. Isso reduz o uso de armazenamento de dados e a congestão de rede, de acordo com a Meta.

Quais são as vantagens do AV1?

Livre de royalties: o AV1 é um codec de código aberto que pode ser implementado por qualquer pessoa ou empresa sem pagamento de licenças, conforme explica a AOMedia;

Menor uso de internet: vídeos em AV1 ocupam 30% menos espaço que o H.265 mantendo a mesma qualidade de imagem, deixando o streaming mais rápido;

Imagem boa em internet mais lenta: a Twitch consegue transmitir em resolução de até 1440p a 120 fps em uma conexão à internet de 8 Mb/s, em parceria com a Nvidia;

Suporte em PCs: o Windows 10 oferece suporte a AV1 desde 2018, assim como o Google Chrome e Firefox para desktop; o desenvolvimento do codec tem apoio da Microsoft, Intel, AMD e Nvidia;

Apoio de líderes em streaming: Netflix, YouTube e Twitch estão trabalhando juntas para levar o AV1 a mais usuários e mais dispositivos; além disso, o Google integra o codec no kit para desenvolvedores do Android.

Quais são as desvantagens do AV1?

Longo tempo de processamento: o AV1 tem um algoritmo complexo que demora para codificar e decodificar vídeos – leva 43 segundos para codificar dois segundos de vídeo a 30 fps, de acordo com teste da Cloudflare usando um processador de 48 núcleos;

Poucos celulares Android com suporte: a decodificação de AV1 via software consome muita bateria, e a decodificação via hardware está disponível em poucos chipsets, incluindo o Samsung Exynos 2200, MediaTek Dimensity 1000 e Google Tensor de celulares Pixel;

Sem apoio da Apple: iPhones, iPads e Macs ainda não têm decodificação de AV1 via hardware, mesmo que a Apple faça parte da AOMedia desde 2018;

Poucas TVs com suporte: a decodificação de AV1 via hardware não existe em muitas TVs, ainda que Samsung, Sony e LG tenham adicionado este recurso em alguns modelos desde 2020, segundo a Netflix.

Quais são as alternativas ao AV1?

Qual a diferença entre AV1 e H.265 (HEVC)?

O AV1 tem código aberto e seu uso não requer licenciamento de patentes. No entanto, ele exige até 150 vezes mais poder computacional que o H.265 para codificar um vídeo, segundo estudo da Universidade de Waterloo.

O H.265 foi lançado em 2013 para ser 50% mais eficiente que seu antecessor, o H.264.

Qual a diferença entre AV1 e H.266 (VVC)?

O AV1 não exige licenciamento nem pagamento de royalties; no entanto, sua desvantagem em relação ao H.266 é consumir mais espaço para atingir qualidade de imagem semelhante.

O H.266 foi criado para atingir a mesma qualidade de imagem que o H.265 ocupando 30% a 50% menos espaço.
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O que é AV1? Tudo sobre a próxima geração de compressão de vídeo
Fonte: Tecnoblog