Kodek sa mení a do konca roku 2022-2023 príde šesť nových kodekov. Na začiatku roka 2022-2023 väčšina producentov streamovaného videa kóduje výhradne kodek H.264, ktorý debutoval v roku 2003. Niektorí väčší vydavatelia ako Netflix, Amazon, YouTube a Facebook tiež nasadili nástupcu štandardu H.264, kodek HEVC a / alebo kodek VP9 spoločnosti Google. Program výrobcov experimentoval s kodekom AV1 organizácie Alliance for Open Media. Okrem týchto štyroch existujúcich kodekov uvedie MPEG v roku 2022-2023 tri nové kodeky: Versatile Video Coding (VVC), Essential Video Coding (EVC) a Low Complexity Enhancement Video Coding (LCEVC).
So šiestimi novými kodekmi, ktoré je potrebné zvážiť do konca roku 2022-2023, stojí za to preskúmať faktory, ktoré prispievajú k úspešnému prijatiu kodeku. V tomto článku preskúmam tieto faktory pomocou H.264 a HEVC a vytvorím analytický rámec, ktorý použijem v budúcich článkoch na zneškodnenie potenciálneho úspechu AV1 a troch nových kodekov MPEG.
Upozorňujeme, že budem písať predovšetkým z pohľadu vydavateľa. nie z pohľadu hráča alebo dodávateľa kódovacieho zariadenia.
- Pochopenie riešení streamovania s nízkou latenciou
- Najlepšie PTZ kamery, snímacie a streamovacie zariadenia
1. Aká je komparatívna účinnosť kodeku?
Najdôležitejšou úlohou kodeku je zmenšiť veľkosť streamu potrebného na dodanie videa našim divákom. V mnohých prípadoch sa účinnosť meria oproti H.264. Vidíte to na obrázku 1 zo správy o porovnaní HEVC z roku 2015 z Moskovskej štátnej univerzity (MSU). Ako vysvetlenie, MSU vždy prezentuje svoje údaje pomocou x264, jedného z niekoľkých kodekov H.264, v 100% kvalite. Potom pre každý ďalší kodek zobrazuje percentuálne zníženie alebo zvýšenie dátovej rýchlosti potrebné na dosiahnutie rovnakej kvality ako x264.
Napríklad v grafe môže kodek x265 poskytovať rovnakú kvalitu ako x264 pri 74% bitovej rýchlosti alebo pri úspore približne 26%. Kodek VP9 nie je až tak pozadu, na 77%, alebo úspora asi 23% oproti x264.
Táto úspora predstavuje jednu primárnu peňažnú výhodu poskytovanú novšími kodekmi. Implementácia systému x265 späť v roku 2015 by znížila náklady na šírku pásma pre dodanie rovnako kvalitného videa hráčom schopným HEVC o 26%. VP9 by znížil náklady na šírku pásma o 23%.
Adaptáciu kodeku považujte za zlomovú analýzu. Existujú dva zdroje prítoku; úspory za doručenie existujúcim zákazníkom, ktoré sme práve pokryli, a ďalšie príjmy zákazníkom na nových trhoch, ktorým sa budem venovať v nasledujúcej časti. S implementáciou kodeku je spojených viac nákladov. Video s kódovaním H.264 budete dodávať v dohľadnej budúcnosti, takže náklady na kódovanie a ukladanie nových kodekov sú aditívne. Budete tiež musieť aktualizovať svoj prehrávač a vykonať určitú mieru testovania a kontroly kvality.
Úspora šírky pásma zjavne súvisí s počtom divákov každého videa. Tu je jednoduchý príklad. Predpokladajme, že kódovanie do rebríčka kódovania HEVC stojí 20,00 dolárov a že ste na jedného diváka ušetrili 0,01 dolára v nákladoch na šírku pásma. Len čo si video pozrie 2 000 divákov, tieto náklady ste si vynahradili. Ak si video pozrú 2 milióny divákov, na šírke pásma ste ušetrili 20 000 dolárov. Preto je pre veľké spoločnosti ako Netflix, YouTube, Amazon a Facebook jednoduchšie nasadiť nové kódy.
Bez ohľadu na veľkosť, keď úspory alebo nové výnosy spojené s novým kodekom prevyšujú implementáciu a ďalšie náklady, má z finančného hľadiska zmysel nasadiť nový kodek. Je zrejmé, že čím vyššia je účinnosť kompresie v porovnaní s existujúcim riešením, tým väčšie sú úspory šírky pásma.
To všetko stranou, veľká väčšina nových nasadení kodekov nespočíva v získaní úspor šírky pásma alebo v iných efektivitách doručovania. Iba jediný tip z vydavateľov pyramíd ako Netflix, Facebook a YouTube nasadil VP9, aj keď je v súčasnosti o 35-40% efektívnejší ako x264. Vydavatelia skôr prijímajú nové kodeky ako HEVC, pretože to otvára trhy novým zákazníkom.
To vedie k ďalšej otázke.
PRO NEWSLETTERAudio + Video + IT. Naši redaktori sú odborníkmi na integráciu audio / video a IT. Získajte denné prehľady, správy a profesionálne siete. Predplaťte si Pro AV ešte dnes.
2. Aké nové trhy alebo platformy umožňuje kodek?
Keď spoločnosť Adobe v roku 2007 pridala do programu Flash prehrávanie H.264, bola verzia H.264 len o približne 15% efektívnejšia ako kodek VP6, ktorý bol pred H.264 najpoužívanejším kodekom Flash. Prečo napriek týmto skromným úsporám väčšina vydavateľov rýchlo a úplne prešla na H.264? Pretože zatiaľ čo VP6 sa nehral na iPodoch, iPhonoch alebo iných mobilných zariadeniach, H.264 áno. Vďaka H.264 vo Flashi a prevládajúcemu kodeku v mobilných zariadeniach by vydavatelia mohli upustiť od VP6 a dosiahnuť dva trhy s jediným kodekom, čo je úplne nemožné.
Väčšina vydavateľov podobne nasadila technológiu HEVC na poskytovanie videí v rozlíšení 4K a / alebo s vysokým dynamickým rozsahom (HDR) na inteligentné televízory, set-top boxy a zariadenia OTT. Napríklad vo svojej správe Global Media Format Report z roku 2022-2023, ktorá informovala o svojej produkcii v roku 2022-2023, encoding.com informoval, že „v roku 2022-2023 očakávame veľmi podstatné zvýšenie objemu, ktoré bude výsledkom obsahu UHD HDR, pretože oba štandardy HDR Dolby Vision a HDR + mapujú na video formát HEVC. “ Stránka encoding.com bohužiaľ neaktualizovala tento prehľad pre výsledky za rok 2022-2023.
Podobne konečne Apple začal podporovať na svojich zariadeniach AppleTV 4K buď VP9 alebo AV1, aby si ich diváci mohli pozrieť videá v rozlíšení 4K na YouTube. To predznamenáva dôležitosť, ktorú bude mať pri prijatí AV1 Aliancia pre dodávateľov otvorených médií, ako sú Facebook, Netflix, YouTube a Amazon.
Záverom je, že ak kodek neumožňuje nové trhy, jedinou výhodou sú úspory šírky pásma. Ako už bolo uvedené, z akýchkoľvek dôvodov, mimo najväčších vydavateľov videa, len málokto zistil, že tieto úspory sú dostatočnou motiváciou na nasadenie nových kodekov.
3. Aký je čas kódovania?
Hovorili sme o zlomovej analýze. Pýtam sa túto otázku, pretože čas kódovania sa priamo premieňa na náklady na kódovanie a čím vyššie sú náklady, tým ťažšie je dosiahnuť rentabilitu.
Napríklad AWS Elemental MediaConvert účtuje 0,024 USD za minútu za kódovanie H.264, 0,048 USD za minútu za kódovanie HEVC a 0,864 USD za minútu za kódovanie AV1. Našťastie časy kódovania AV1 za posledných pár mesiacov veľmi výrazne poklesli a som si istý, že ceny Elemental budú nasledovať. Napriek tomu, keď sú časy kódovania také ľadové, ako boli predtým súbory AV1, potrebujete milióny zobrazení, aby ste nahromadili úspory šírky pásma potrebné na dosiahnutie zlomového výsledku.
4. Je možné ho implementovať do softvéru na príslušných platformách?
Táto otázka hovorí o tom, ako rýchlo je možné implementovať kodek na platformách relevantných pre vaše služby. V roku 2007, keď spoločnosť Adobe pridala do programu Flash formát H.264, bolo prehrávanie takmer univerzálne na všetkých počítačoch a mobilných zariadeniach. Naproti tomu s HEVC bola na prehrávanie efektívne z batérie nutná hardvérová podpora mobilných zariadení a na väčšine inteligentných televízorov, set-top boxov a zariadení OTT bola nevyhnutná vyhradená podpora dekódovania HEVC.
Postupom času začalo čoraz viac zariadení podporovať HEVC a teraz je v produktoch súčasnej generácie takmer všadeprítomné, VP9 len mierne pozadu. Nové kodeky vyžadujúce hardvér na efektívne prehrávanie však začínajú od nuly.
Ako prvé pravidlo, trvá to asi dva roky, kým sa objavia prvé spotrebiteľské zariadenia s hardvérovou podporou. Špecifikácia AV1 bola finalizovaná v polovici roka 2022-2023 a prvé inteligentné televízory s podporou AV1 boli dodané v polovici roku 2022-2023. Je zrejmé, že nezáleží na tom, aký efektívny je kodek pri spustení; stane sa relevantným, až keď je prehrávanie k dispozícii na značnom počte platforiem, na ktoré dodávate.
Čo vedie k ďalšej otázke.
5. Podporuje Alliance for Open Media kodek?
Aj keď hardvérová podpora trvá dva roky, ak sú požiadavky na prehrávanie skromné, prehrávanie v prehliadači alebo mobilnom operačnom systéme môže trvať niekoľko týždňov. Avšak členovia Alliance for Open Media Microsoft, Google, Mozilla a Apple ovládajú väčšinu prehľadávačov a operačných systémov a formáty, ktoré podporujú. Z tohto dôvodu je HEVC celých sedem rokov po uvedení na trh podporovaný iba v 16,99% všetkých prehliadačov a mobilných operačných systémov sledovaných webom www.caniuse.com (obrázok 2).
Porovnateľný počet pre AV1, ktorý bol uvedený na trh o päť rokov neskôr? 36,56%. Čo VP9, ktorý bol uvedený na trh zhruba v rovnakom čase ako HEVC? 94,52%.
Ak značný počet vašich divákov sleduje prehliadače a mobilné zariadenia, podpora platformy robí obrovský rozdiel v ekonomike. To platí najmä preto, že softvérovú podporu je možné dosiahnuť tak rýchlo.
V tomto okamihu sa zdá nepravdepodobné, že členovia AOM budú podporovať akýkoľvek kodek MPEG, či už HEVC, VVC, EVC alebo LCEVC. Takže tam, kde mali predtým prevahu štandardné kodeky ako H.264 a MPEG-2, sú dnes kodeky MPEG na tradičných počítačových a mobilných trhoch v nevýhode.
6. Je kodek štandardom MPEG?
Skupina Motion Pictures Experts Group (MPEG) vytvorila a propagovala niekoľko zvukových a obrazových kodekov, ktoré pomáhali pri prechode analógového videa na digitálne. V jednom okamihu mali štandardy MPEG ako MPEG-2 a H.264 oveľa jasnejšie cesty k úspechu ako proprietárne kodeky ako VP9. Dnes sa táto dynamika zmenila, takže hoci proces štandardizácie poskytuje dôveryhodnosť určitým technológiám, nie je zárukou úspechu?
Čo sa zmenilo? Skoro všetko. Keď bol v roku 2003 spustený H.264, vysielanie bolo kráľom a streamovanie nebolo chvostom psa, bol to necht. Teraz je streaming jednoznačne pes a vysielajú chvost a spoločnosti, ktoré riadia nasadzovanie kodekov v prehliadačoch a mobilných operačných systémoch, a spoločnosti s obsahom, ako sú Netflix a YouTube, majú na nasadenie kodekov neuveriteľný vplyv.
Ako v tejto chvíli poviem viac, s MPEG-2 a H.264 existovala jasná a súdržná licenčná politika, ktorá vyšla z okna s HEVC, ktorá má tri patentové fondy. Dva zo združení zverejnili sadzby a ročné stropy sa zvýšili z približne 10 miliónov dolárov za H.264 na viac ako 60 miliónov dolárov za HEVC. Druhá skupina nezverejňuje svoje sadzby a viac ako sedem rokov po vydaní HEVC stále neuviedla, či si bude účtovať autorské honoráre za obsah.
S vedomím dvojročného vývojového cyklu pre nasadenie kodekov sa veľa hardvérových spoločností rozhodlo nasadiť H.264 a HEVC skôr, ako bude jasná politika licenčných poplatkov. Príspevok HEVC, veľké spoločnosti ako Apple a Samsung môžu oddialiť prijatie technológie, kým nebude obraz poplatkov jasnejší, čo by mohlo do cyklu adopcie pridať ďalších 24 mesiacov.
A konečne, z pohľadu video kodeku, MPEG uzavrel kontrakt z približne desaťročného cyklu medzi MPEG-2, H.264 a HEVC na sedemročný cyklus, v ktorom budú finalizované ďalšie tri videokodeky v roku 2022-2023. Každý určite kodek ponúka inú škálu funkcií, výkonu a ďalších charakteristík a je nepravdepodobné, že by všetky dosiahli rovnakú komerčnú adopciu.
7. Aký je model vlastníctva a speňaženia technológie?
Väčšina kodekov je výsledkom spolupráce medzi viacerými stranami. Výsledkom niektorých kodekov je jeden alebo viac združení patentov, ktoré spoločnostiam umožňujú kompenzovať náklady na investície do výskumu a vývoja. Naproti tomu VP9 vyvinul výlučne Google, zatiaľ čo AV1 vyvinuli spoločnosti Alliance for Open Media, ktoré všetky prispeli svojimi patentmi k AOM bez licenčných poplatkov.
Len preto, že spoločnosť alebo organizácia tvrdí, že vlastní všetky práva na technológiu, ešte to neumožňuje. Aj keď Google tvrdí, že VP9 je open-source, rovnako ako Aliancia pre otvorené médiá pre AV1, správca patentového fondu Sisvel spustil patentové fondy pre VP9 aj AV1 s tým, že tieto kodeky využívajú vynálezy pokryté vlastníkmi patentov v ich fondoch (všimnite si, že autor konzultuje tieto súbory so spoločnosťou Sisvel).
Samozrejme, že H.264 aj HEVC sú licenčnými poplatkami pre kodéry aj dekodéry a niektoré typy obsahu, takže samotná existencia licenčného poplatku neurobí zánik technológie. Potenciálnym poskytovateľom licencie skôr záleží na súdržnosti tejto skupiny, jasnosti ich licenčných podmienok a na tom, ako rýchlo sú k dispozícii.
8. Aká nastavená je štruktúra poplatkov?
V roku 2017 vytvoril Jonathan Samuelsson, generálny riaditeľ vývojára kodekov Divideon, grafiku zobrazenú na obrázku 3, ktorá sa stala plagátom pre nefunkčnosť predstavovanú vlastníkmi patentov súvisiacich s HEVC. Uvidíte tri združenia a niekoľko ďalších spoločností, niektoré veľmi významné a nie v žiadnej. Toto je pôvodná grafika, ktorú navrhol Samuelsson; obraz vlastníctva sa odvtedy trochu zmenil.
Je zrejmé, že ak ste potenciálnym poskytovateľom licencií, uprednostňujete jednotnú skupinu, ktorá zahŕňa všetkých známych prispievateľov technológií, čo by sa v skutočnosti mohlo stať pre spoločnosti EVC a LCEVC. To znamená, že väčšina hlavných štandardov má viac ako jednu skupinu; poskytovatelia licencií chcú mať včasnú a známu štruktúru pre všetkých hlavných prispievateľov. Je dôležité, že hoci bol štandard VVC dokončený v júli 2022-2023, je nepravdepodobné, že licenčné podmienky budú známe až do polovice roku 2022-2023. Ak vyzerajú niečo ako to, čo vidíte na obrázku 3, VVC to možno nikdy nezvládne.
9. Existuje licenčný poplatok za obsah?
Ak ste streamovacím vydavateľom, otázky 4 až 8 určujú, ako rýchlo môžu vývojári hardvéru a softvéru prijať kodek. Táto kontrola určuje, ako rýchlo môžete kodek začať používať na doručenie vašim divákom. Táto otázka určuje, koľko vás ako streamujúceho vydavateľa bude stáť nasadenie obsahu s týmto kodekom.
Opäť platí, že licenčné poplatky za obsah nie sú neslýchané a nenahrádzajú kodek zlyhania; HEVC aj H.264 majú určité autorské honoráre. Je zrejmé, že tieto náklady je však potrebné vložiť do modelu zlomového obdobia, aby sa určilo, kedy a či má z ekonomického hľadiska zmysel nasadiť nový kodek.
Pozeranie dozadu a dopredu
Keď sa pozrieme späť, je ľahké pochopiť, prečo bol (a) H.264 taký úspech: ponúkol skromné úspory šírky pásma, ale vďaka Flash sa dal okamžite hrať na počítačoch a ponúkol vstup na nový trh (mobilný). Licencovanie bolo riadené jedným patentovým fondom, ktorý obsahoval väčšinu súvisiacich patentov, a hoci bolo pre prehrávanie H.264 na mobilných zariadeniach potrebné prehrávanie hardvéru, hardvérová podpora bola na začiatku takmer univerzálna a čoskoro sa stala všadeprítomnou.
Naopak, spoločnosť HEVC debutovala s veľmi nesúrodou licenčnou štruktúrou, ktorá odrádzala od prijatia technológie. Aj keď je podpora HEVC takmer univerzálna v prípade mobilných zariadení, inteligentných televízorov a najnovších generácií zariadení OTT, nedostatok podpory prehľadávačov znižuje celkovú návratnosť investícií, zatiaľ čo nejednoznačnosť licenčných poplatkov za obsah je veľkým problémom mnohých vydavateľov. Výsledkom bolo, že HEVC implementovali predovšetkým vydavatelia distribuujúci videá v rozlíšení 4K a HDR do obývacej izby.