Будущее видеокодеков уже здесь

Не смотря на то, что кодеку H.264 уже больше 15 лет, подавляющее большинство видеоконтента на данный момент сжато именно в этом формате: youtube, потоковое вещание, цифровые камеры и т.д. Постепенно набирают обороты современные H.265 и VP9. Но всё это вчерашний день по сравнению с передовым кодеком AV1. Было бы скучно приводить на Пикабу численную аналитику качества сжатия по PSNR и SSIM, поэтому наглядно продемонстрирую результаты работы AV1.

Будущее видеокодеков уже здесь Видео, Кодеки, Прогресс, H264, H265, AV1, Гифка, Длиннопост

В качестве подопытного видео была выбрана короткометражка Tears of steel от команды Blender в lossless формате (1920x800, png, 30 Гб). Фильм был сжат в четырех форматах: AV1, VP9, H.265, H.264 с битрейтом 700 kbps и тюнингом на максимальное качество (veryslow). Далее привожу сравнение нескольких кадров.

Будущее видеокодеков уже здесь Видео, Кодеки, Прогресс, H264, H265, AV1, Гифка, Длиннопост
Будущее видеокодеков уже здесь Видео, Кодеки, Прогресс, H264, H265, AV1, Гифка, Длиннопост

Результаты впечатляют. AV1 практически не мылит картинку и не искажает геометрию, в отличие от остальных кодеков. А теперь объясню почему был выбран именно такой битрейт. Дело в том, что в паре с аудиокодеком Opus, фильм длительностью 90 минут будет иметь размер 500 Мб в FullHD разрешении! А качество будет гораздо лучше, чем H.264 двукратно большего размера. Помимо этого, AV1 является открытым форматом, свободным от лицензионных отчислений и разрабатываемым большим альянсом компаний, включая Google, Intel, Apple, Netflix и др.

Будущее видеокодеков уже здесь Видео, Кодеки, Прогресс, H264, H265, AV1, Гифка, Длиннопост

А теперь ложка дёгтя. Каждое следующее поколение кодеков требует всё больше вычислительных ресурсов. Грубо говоря, в цепочке H.264 - H.265 - VP9 - AV1 каждый следующий кодек кодирует в 5 раз медленнее предыдущего. Текущей версии AV1 нужно около 200 процессорных ядер для кодирования в реальном времени. Однако, стандарт AV1 был заморожен в середине 2018, поэтому будет идти работа над оптимизацией библиотек, а к концу 2019 можно ожидать появления первых устройств с аппаратной поддержкой AV1. Так что с мечтами упаковать 2000 фильмов на свой терабайтник придётся годик повременить.

Данную короткометражку длиной 12:14 в формате AV1 можно скачать отсюда (57.6 Мб, AV1 653 kbps, Opus 61 kbps). Для просмотра подойдут Chrome, Firefox (в Firefox нужно открыть about:config и изменить параметр media.av1.enabled на true) или VLC nightly версии (у VLC артефакты декодирования).

P.S. GPU не рассматривался, поскольку качество nvenc оставляет желать лучшего и подходит скорее для стрима, чем для видеоархива.

Пишите в комментариях, если хотите обзор новейших кодеков для аудио и изображений, или больше подробностей об интересных алгоритмах их работы.