Pejzaž kodeka mijenja se, a šest novih kodeka dolazi krajem 2022-2023. Početkom 2022-2023. godine većina proizvođača video streaminga kodirana je isključivo kodekom H.264, koji je debitirao 2003. Neki veći izdavači poput Netflixa, Amazona, YouTubea , i Facebook, također su implementirali nasljednika zasnovan na standardima H.264, HEVC kodek i / ili Googleov VP9 kodek. Mnoštvo proizvođača eksperimentiralo je s AV1 kodekom Saveza za otvorene medije. Osim ova četiri postojeća kodeka, MPEG će 2022-2023. godine lansirati tri nova kodeka, svestrano kodiranje video zapisa (VVC), osnovno kodiranje video zapisa (EVC) i video kodiranje s niskom složenošću (LCEVC).
Sa šest novih kodeka koje treba razmotriti do kraja 2022-2023. godine, vrijedi pregledati čimbenike koji pridonose uspješnom usvajanju kodeka. U ovom ću članku pregledati te čimbenike pomoću H.264 i HEVC i stvoriti okvir za analizu koji ću koristiti u budućim člancima kako bih onesposobio potencijalni uspjeh za AV1 i tri nova MPEG kodeka.
Imajte na umu da ću prvenstveno pisati iz perspektive izdavača; ne iz perspektive playera ili dobavljača kodera.
- Razumijevanje rješenja za streaming s malim kašnjenjem
- Najbolje PTZ kamere, uređaji za snimanje i streaming
1. Koja je usporedna učinkovitost kodeka?
Najvažnija uloga kodeka je smanjiti veličinu streama potrebnog za isporuku videozapisa našim gledateljima. U mnogim se slučajevima učinkovitost mjeri u odnosu na H.264. To vidite na slici 1, iz izvješća o usporedbi HEVC-a iz 2015. godine s Moskovskog državnog sveučilišta (MSU). Kao objašnjenje, MSU svoje podatke uvijek predstavlja pomoću x264, jednog od nekoliko H.264 kodeka, u 100% kvaliteti. Zatim, za svaki drugi kodek, prikazuje postotak smanjenja ili povećanja brzine prijenosa podataka potrebnih za stvaranje iste kvalitete kao x264.
Na primjer, u grafikonu kodek x265 može pružiti istu kvalitetu kao x264 pri 74% brzine prijenosa ili uštedu od približno 26%. VP9 kodek ne zaostaje toliko, 77% ili ušteda od oko 23% u odnosu na x264.
Ova ušteda predstavlja jednu primarnu novčanu korist koju pružaju noviji kodeci. Implementacija x265 još 2015. smanjila bi troškove propusnosti za isporuku jednako kvalitetnih video zapisa HEVC sposobnim igračima za 26%. VP9 bi smanjio troškove propusnosti za 23%.
Zamišljajte kodek kao analizu neiskorištenosti. Dva su izvora priljeva; uštede za isporuku postojećim kupcima, koje smo upravo pokrili, i dodatni prihod kupcima na novim tržištima, što ću pokriti u sljedećem odjeljku. Uz implementacije kodeka povezano je više troškova. U dogledno ćete vrijeme isporučivati video zapis kodiran u H.264, tako da su troškovi kodiranja i pohrane za nove kodeke dodatni. Također ćete morati ažurirati svoj uređaj i izvršiti neke mjere testiranja i QC-a.
Ušteda na propusnosti očito se odnosi na broj gledatelja za svaki videozapis. Evo jednostavnog primjera. Pretpostavimo da je kodiranje na ljestvicu HEVC kodiranja 20,00 USD i da ste uštedjeli 0,01 USD u troškovima propusnosti po gledatelju. Jednom kada 2.000 gledatelja pogleda videozapis, nadoknadili ste taj trošak. Ako videozapis pogleda 2 milijuna gledatelja, uštedjeli ste 20 000 USD troškova propusnosti. Zbog toga je velikim tvrtkama poput Netflixa, YouTubea, Amazona i Facebooka lakše primijeniti nove kodove.
Bez obzira na veličinu, kada ušteda ili novi prihod povezan s novim kodekom premašuju implementaciju i ostale troškove, ima smisla uvesti novi kodek. Očito je da je veća efikasnost kompresije u odnosu na postojeće rješenje veća ušteda propusnosti.
Sve ovo na stranu, velika većina novih implementacija kodeka nije u svrhu uštede propusnosti ili druge učinkovitosti isporuke. Jedini vrh izdavača piramide poput Netflixa, Facebooka i YouTubea primijenili su VP9, iako je trenutno oko 35-40% učinkovitiji od x264. Umjesto toga, izdavači obično usvajaju nove kodeke poput HEVC-a jer otvara tržišta za nove kupce.
To dovodi do sljedećeg pitanja.
PRO BILTENAudio + Video + IT. Naši urednici su stručnjaci za integraciju audio / video i IT-a. Dobijte svakodnevne uvide, vijesti i profesionalno umrežavanje. Pretplatite se na Pro AV danas.
2. Koja nova tržišta ili platforme kodek omogućuje?
Kad je Adobe 2007. dodao reprodukciju H.264 na Flash, H.264 je bio samo oko 15% učinkovitiji od VP6 kodeka, koji je bio najčešće korišten Flash kodek prije H.264. Unatoč toj oskudnoj uštedi, zašto je većina izdavača brzo i potpuno prešla na H.264? Jer dok se VP6 nije reproducirao na iPodima, iPhoneima ili drugim mobilnim uređajima, H.264 jest. Uz H.264 u Flash-u i dominantni kodek na mobilnim uređajima, izdavači bi mogli odustati od VP6 i doći na dva tržišta s jednim kodekom, što je potpuno bez problema.
Slično tome, većina izdavača primijenila je HEVC za isporuku 4K i / ili videozapisa s visokim dinamičkim rasponom (HDR) pametnim televizorima, set-top box uređajima i OTT uređajima. Na primjer, u svom Izvještaju o globalnom formatu medija za 2022-2023., koji je izvještavao o njihovoj proizvodnji za 2022-2023. godinu, encoding.com izvijestio je da „očekujemo vrlo značajan porast volumena u 2022-2023. potaknut UHD HDR sadržajem kao i premium HDR standardi Dolby Vision i HDR + video formatu HEVC. " Nažalost, encoding.com nije ažurirao to izvješće za rezultate za 2022-2023. godinu.
Slično tome, napokon je Apple počeo podržavati ili VP9 ili AV1 na svojim 4K AppleTV uređajima kako bi njihovi gledatelji mogli gledati 4K videozapise na YouTubeu. To nagoviještava važnost koju će dobavljači Saveza za otvorene medije poput Facebooka, Netflixa, YouTubea i Amazona imati pri usvajanju AV1.
Dno crta je da ako kodek ne omogućuje nova tržišta, ušteda propusnosti je jedina korist. Kao što je rečeno, iz bilo kojeg razloga, izvan najvećih izdavača video zapisa, malo je drugih pronašlo ove uštede kao dovoljnu motivaciju za uvođenje novih kodeka.
3. Kako je vrijeme kodiranja?
Razgovarali smo o analizi rentabilnosti. Postavljam ovo pitanje jer se vrijeme kodiranja izravno prevodi u cijenu kodiranja, a što je veći trošak, to je teže postići ranjivost.
Kao primjer, AWS Elemental MediaConvert naplaćuje 0,024 USD po minuti za kodiranje H.264, 0,048 USD po minuti za HEVC kodiranje i 0,864 USD po minuti za AV1 kodiranje. Srećom, vrijeme AV1 kodiranja jako je opalo tijekom posljednjih nekoliko mjeseci i siguran sam da će uslijediti cijene po elementima. Ipak, kada su vremena kodiranja toliko ledena kao nekada AV1, trebaju vam milijuni pregleda da biste prikupili uštedu propusnosti potrebne za postizanje rentabilnosti.
4. Može li se implementirati u softver na relevantnim platformama?
Ovo pitanje govori o tome koliko se brzo kodek može implementirati na platforme relevantne za vašu uslugu. Davne 2007. godine, kada je Adobe na Flash dodao H.264, reprodukcija je bila gotovo univerzalna na svim računalima i mobilnim uređajima. Suprotno tome, kod HEVC-a, hardverska podrška na mobilnim uređajima bila je neophodna za reprodukciju s učinkovitom baterijom, a namjenski hardver za dekodiranje HEVC-a bio je potreban na većini pametnih televizora, set-top box uređaja i OTT uređaja.
Vremenom je sve više i više uređaja počelo podržavati HEVC, a sada je gotovo sveprisutan u proizvodima trenutne generacije, s VP9 tek malo iza. No, novi kodeci koji zahtijevaju hardver za učinkovitu reprodukciju počinju ispočetka.
U pravilu su potrebne približno dvije godine da se pojave prvi potrošački uređaji s hardverskom podrškom. Kao primjer, AV1 specifikacija finalizirana je sredinom 2022-2023. godine, a prvi pametni televizori s podrškom za AV1 isporučeni su sredinom 2022-2023. godine. Očito je da nije važno koliko je kodek učinkovit kada se pokrene; postaje relevantan tek kad je reprodukcija dostupna na značajnom broju platformi na koje dostavljate.
Što dovodi do sljedećeg pitanja.
5. Podržava li Savez za otvorene medije kodek?
Iako su potrebne dvije godine za hardversku podršku, ako su zahtjevi za reprodukcijom skromni, reprodukcija u pregledniku ili mobilnom operativnom sustavu može potrajati nekoliko tjedana. Međutim, članovi Saveza za otvorene medije Microsoft, Google, Mozilla i Apple kontroliraju većinu preglednika i operativnih sustava te formate koje podržavaju. Zbog toga je punih sedam godina nakon pokretanja HEVC podržan samo u 16,99% svih preglednika i mobilnih operativnih sustava koje prati www.caniuse.com (slika 2).
Usporedni broj za AV1, koji je pokrenut pet godina kasnije? 36,56%. Što je s VP9, koji je pokrenut otprilike u isto vrijeme kad i HEVC? 94,52%.
Ako značajan broj vaših gledatelja gleda u preglednicima i mobilnim uređajima, podrška platformi donosi veliku razliku u ekonomiji. To je osobito točno jer se softverska podrška može postići tako brzo.
U ovom se trenutku čini malo vjerojatnim da će članovi AOM podržati bilo koji MPEG kodek, bilo HEVC, VVC, EVC ili LCEVC. Dakle, tamo gdje su nekoć prednost imali kodeci utemeljeni na standardima poput H.264 i MPEG-2, MPEG kodeci su sada u izrazito nepovoljnom položaju na tradicionalnim računalnim i mobilnim tržištima.
6. Je li kodek MPEG standard?
Motion Pictures Experts Group, ili MPEG, stvorio je i promovirao više audio i video kodeka koji su pomogli prijelazu analognog video u digitalni. U jednom su trenutku MPEG standardi poput MPEG-2 i H.264 imali puno jasnije putove do uspjeha od vlasničkih kodeka poput VP9. Danas se ta dinamika promijenila, pa iako postupak standardizacije daje vjerodostojnost određenim tehnologijama, nije li jamstvo uspjeha?
Što se promijenilo? Skoro sve. Još kad je H.264 pokrenut 2003., emitiranje je bilo kraljevsko, a streaming nije bio rep psa, to je bio nokat. Sada je streaming očito pas, a emitira rep, a tvrtke koje kontroliraju implementaciju kodeka u preglednike i mobilne OS-ove, te sadržajne tvrtke poput Netflixa i YouTubea, imaju nevjerojatan utjecaj na implementaciju kodeka.
Kao što ću o tome više govoriti u ovom trenutku, s MPEG-2 i H.264, postojala je jasna i kohezivna politika autorskih prava koja je izašla s HEVC-om, koji ima tri patenta. Dva su bazena objavila stope, a godišnja ograničenja skaču s oko 10 milijuna USD za H.264 na preko 60 milijuna USD za HEVC. Drugi bazen ne objavljuje svoje cijene, a više od sedam godina nakon izdanja HEVC-a još uvijek nije izjavio hoće li naplaćivati tantijeme za sadržaj.
Imajući na umu dvogodišnji razvojni ciklus za implementaciju kodeka, mnoge su hardverske tvrtke odlučile primijeniti H.264 i HEVC prije nego što pravila o autorskim pravima budu jasna. Nakon HEVC-a, velike tvrtke poput Applea i Samsunga mogu odgoditi usvajanje tehnologije dok se slika autorskih prava ne razbistri, što bi moglo dodati još 24 mjeseca u ciklus usvajanja.
Konačno, iz perspektive video kodeka, MPEG se ugovorio s desetogodišnjeg ciklusa između MPEG-2, H.264 i HEVC, na sedmogodišnji ciklus za tri dodatna video kodeka koja će biti finalizirana 2022-2023. Svakako, svaki codec nudi različit raspon značajki, performansi i drugih karakteristika, a malo je vjerojatno da će svi postići isto komercijalno usvajanje.
7. Koji je model vlasništva nad tehnologijom i unovčavanja?
Većina kodeka rezultat je suradnje između više strana. Kod nekih kodeka to rezultira jednim ili više patenta paketa koji tvrtkama omogućuju nadoknadu troškova njihovih ulaganja u istraživanje i razvoj. Suprotno tome, VP9 je razvio isključivo Google, dok je AV1 razvio Savez za tvrtke otvorenih medija koji su svi dali svoje patente AOM-u bez naknade.
Međutim, samo zato što tvrtka ili organizacija tvrdi da posjeduje sva prava na tehnologiju, to je ne čini. Iako Google tvrdi da je VP9 otvoreni izvor, kao i Savez za otvorene medije za AV1, administrator bazena patenata Sisvel pokrenuo je baze patenta i za VP9 i za AV1, navodeći da ti kodeci koriste izume pokrivene vlasnicima patenata u svojim bazenima (imajte na umu da autor se u vezi s tim bazenima savjetuje sa Sisvelom).
Naravno, i H.264 i HEVC zaslužni su i za enkodere i za dekodere i za neke vrste sadržaja, tako da samo postojanje kraljevske naknade ne osuđuje tehnologiju. Umjesto toga, potencijalni davatelji licenci brinu o povezanosti te skupine, jasnoći njihovih uvjeta licenciranja i o tome koliko su brzo dostupni.
8. Koliko je postavljena struktura autorskih prava?
2017. godine, Jonathan Samuelsson, izvršni direktor programera kodeka Divideon, stvorio je grafiku prikazanu na slici 3, koja je postala podređeno dijete zbog disfunkcionalnosti koju predstavljaju vlasnici patenata povezanih s HEVC-om. Vidite tri bazena i više dodatnih tvrtki, od kojih su neke vrlo značajne, a ne u bilo kojem bazenu. Imajte na umu da je ovo originalna grafika koju je dizajnirao Samuelsson; vlasnička se slika od tada donekle promijenila.
Jasno je da biste, ako ste potencijalni davatelj licence, više voljeli jedinstveni bazen koji bi obuhvaćao sve poznate tehnološke suradnike, što bi se zapravo moglo dogoditi za EVC i LCEVC. Međutim, većina glavnih standarda ima više od jednog bazena; davatelji licenci žele pravovremenu i poznatu strukturu za sve glavne doprinositelje. Znakovito je da, iako je standard VVC finaliziran u srpnju 2022-2023. godine, malo je vjerojatno da će uvjeti licenciranja biti poznati do sredine 2022-2023. godine. Ako izgledaju slično onome što vidite na slici 3, VVC možda nikada neće uspjeti s zemlje.
9. Postoji li sadržajna licenca?
Ako ste strujni izdavač, pitanja 4-8 diktiraju koliko brzo programeri hardvera i softvera mogu usvojiti kodek, što kontrolira koliko brzo kodek možete početi isporučivati gledateljima. Ovo pitanje određuje koliko će vas kao streaming izdavača koštati postavljanje sadržaja s tim kodekom.
Ponovno, honorari za sadržaj nisu nečuveni i ne osuđuju kodek na neuspjeh; i HEVC i H.264 imaju neke naknade za sadržaj. Očito je, međutim, da ove troškove treba uvrstiti u model besprijekornosti kako bi se utvrdilo kada i ima li ekonomskog smisla primjenu novog kodeka.
Pogled unatrag i naprijed
Osvrćući se unatrag, lako je shvatiti zašto je H.264 postigao (jest) takav uspjeh: nudio je skromnu uštedu propusnosti, ali odmah se igrao na računalima zahvaljujući Flashu i ponudio ulazak na novo tržište (mobilno tržište). Licenciranje je kontrolirano jednim patentnim fondom koji je sadržavao većinu povezanih patenata, i premda je za reprodukciju H.264 na mobilnim uređajima bila potrebna hardverska reprodukcija, hardverska podrška za početak je bila gotovo univerzalna i ubrzo je postala sveprisutna.
Suprotno tome, HEVC je debitirao s vrlo razdvojenom strukturom licenciranja koja je obeshrabrila usvajanje tehnologije. Iako je podrška za HEVC gotovo univerzalna na mobilnim uređajima, pametnim televizorima i najnovijim generacijama OTT uređaja, nedostatak podrške preglednika smanjuje ukupni povrat ulaganja, dok je nedostatak jasnoće oko naknade za sadržaj velika briga mnogih izdavača. Kao rezultat toga, HEVC su implementirali prvenstveno izdavači koji distribuiraju 4K i HDR videozapise u dnevnu sobu.