На прошлой неделе Alliance for Open Media (AOMedia) опубликовал первую полную версию спецификации битстриминга и декодирования видеокодека AV1. Выпуск стандарта AV1 версии 1.0 позволит членам AOMedia и другим заинтересованным сторонам добавить его поддержку в свои продукты или услуги. Так, разработчики микросхем смогут завершить разработку энергоэффективных аппаратных декодеров потоков AV1, что станет критически важной вехой в развитии стандарта. По крайней мере первоначально AV1 будет использоваться в основном для потоковой передачи видео и пользовательского контента в качестве альтернативы HEVC (соответственно, без споров о лицензионных отчислениях), но впоследствии внедрение AV1 может расшириться и на другие приложения.
Видеокодек AV1 с открытым исходным кодом разрабатывался с 2015 года специалистами из целого ряда компаний. Технология предназначена в первую очередь для потокового видео в сверхвысоких разрешениях (4K и выше), с расширенной цветовой палитрой и различными технологиями HDR. Среди ключевых особенностей нового кодека AOMedia указывает на 30 % более эффективный алгоритм сжатия по сравнению с существующими методами, предсказуемые требования к вычислительным возможностям аппаратного обеспечения, а также максимальную гибкость и масштабируемость. Создатели AV1 рассчитывают на его повсеместную распространённость на всех платформах, потому следует ожидать, что он будет поддерживаться не только крупными разработчиками микросхем, создателями программного обеспечения и поставщиками услуг, но и ведущими производителями бытовой электроники.
AOMedia не раскрывает ключевые технологические особенности видеокодека AV1 в сколько-то компактной форме, при этом разбор 600-страничной спецификации битстриминга и декодирования для разработчиков не обязательно даёт хорошее представление о технологии в целом. В этой связи в рамках новостной заметки придётся ограничить технические подробности об AV1 до необходимого минимума.
В общем виде AV1 концептуально похож на существующие кодеки, такие как H.264 или H.265. AV1 использует те же базовые элементы, что и многие кодеки, которые использовались последние 10 или более лет: блочное кодирование, динамические размеры блоков (до 128 × 128 пикселей в случае AV1), компенсация движения, внутрикадровое сжатие, преобразование с прямым целым и так далее. Между тем, поскольку мы говорим об алгоритмах сжатия, более эффективных, чем существующие, очевидно, что AV1 имеет ряд преимуществ перед современными кодеками. Инновации в области алгоритмов сжатия и эффективных методов декодирования пригодятся как для массового распространения видео в разрешении 4K, так и для начала распространения видео в разрешении 8K.
Видеокодек AV1 поддерживает 8-, 10- и 12-разрядные форматы представления и обработки данных, все три распространённых типа цветовой субдискретизации (4:2:0, 4:2:2, 4:4:4) и практически все основные цветовые палитры и форматы (sRGB, BT.2020 (как 10-разрядный, так и 12-разрядный), BT.2100 и другие). Рекомендации BT.2020 и BT.2100 включают поддержку как популярного разрешения 3840 × 2160, так и пока экзотического 7680 × 4320 (8K). Кроме того, они же регламентируют применение различных технологий высокого динамического охвата (вроде HDR10). Стоит отметить, что AV1 1.0 не поддерживает спецификацию SMPTE ST 2094-40 для передачи динамических метаданных, которая используется HDR10+. Поскольку AV1 — это кодек с открытым исходным кодом и не предполагающий лицензионных отчислений (это не значит, что процесс лицензирования отменён вообще), он также не предполагает поддержки фирменной технологии Dolby Vision. Иными словами, для поддержки HDR с динамическими метаданными AOMedia придётся создавать собственную технологию. Таким образом, AV1 технически готов для мониторов и телевизоров следующего поколения, но при этом кодеку потребуются некоторые дополнительные стандарты для реализации специфических возможностей.
Что касается дисплеев и ТВ, необходимо отметить, что AV1 совместим с существующими технологиями подключения приёмников к источнику сигнала, такими как DisplayPort, eDP, HDMI и другими. При этом технология также совместима с современными методами защиты контента.
Публикация спецификации AV1 версии 1.0 — это лишь первый шаг к массовому внедрению технологии. AOMedia ожидает, что инструменты для создания контента и браузеры для ПК начнут поддерживать AV1 в конце этого года. Чтобы обеспечить это, AOMedia выпустила неоптимизированные/экспериментальные программные декодер и энкодер AV1 для применения в различных программах. В 2019 году консорциум ожидает появление первых микросхем с аппаратной поддержкой AV1, а также более широкой поддержки со стороны ПО. Повсеместное распространение AV1 начнётся в 2020 году, когда появится обширный набор программ и микросхем, поддерживающих технологию.
Говоря о распространении и поддержке AV1, стоит упомянуть, что список членов AOMedia включает в себя множество влиятельных компаний, таких как Apple, Amazon, AMD, Arm, Broadcom, Facebook, Google, Hulu, Intel, IBM, Microsoft, Netflix, NVIDIA, Realtek, Sigma и многих других. Эти компании либо сами контролируют огромные экосистемы, либо разрабатывают микросхемы, которые используются сотнями миллионов пользователей по всему миру. Их поддержка обеспечит широкое распространение AV1 в следующем десятилетии. В то же время AOMedia уже начала исследования и разработку технологий для AV2, который должен стать наследником AV1 через несколько лет.
