کدک AV1 و انقلابی تاریخی از پس آن - اندروید باکس خاورمیانه | نخستین مرکز تخصصی فروش اندروید تی وی باکس

1400 اردیبهشت 9, پنجشنبه

کدک AV1 و انقلابی تاریخی از پس آن!

Alliance for Open Media یا AOMedia - کنسرسیوم اتحاد برای رسانه‌های آزاد - یک سازمان غیرانتفاعی جدید است که در سال 2015 توسط شرکت‌های تولیدکننده‌ی نیمه‌هادی، ارائه‌دهندگان ویدئو بر اساس تقاضا، تولیدکنندگان محتوای ویدئویی، شرکت‌های توسعه‌دهنده نرم‌افزار و ارائه‌دهندگان نرم‌افزارهای مرورگر وب از جمله آمازون، سیسکو، گوگل، اینتل، مایکروسافت، موزیلا و نتفلیکس تأسیس شد و اخیراً ای ام دی، آرم و انویدیا - مالک فعلی آرم - به آن پیوستند که اولین پروژه این کنسرسیوم، ایجاد یک کدک ویدئویی رایگان و بدون حق امتیاز به نام AV1 و متناسب با نیازهای امروز و به‌عنوان جایگزینی برای کدک H.265 / HEVC و جانشینی برای VP9 است.

در همین ابتدا و قبل از هر چیز باید بدانیم AV1 به نسبت کدک های پیش از خود تا حداکثر 30 درصد فشرده‌سازی بیشتری بر روی محتوای ویدئویی اعمال می‌کند البته با حفظ کیفیت و به همین نسبت در مصرف پهنای باند و حجم اینترنت صرفه‌جویی می‌شود، در نتیجه بسیاری از کاربران که به اینترنت پرسرعت دسترسی ندارند هم، به‌راحتی می‌توانند محتوای ویدئویی دلخواه خود را از طریق سرویس‌های گوناگون پخش فیلم و سریال بر بستر اینترنت و با بالاترین کیفیت ممکن تماشا کنند.

AOMedia Video 1 (AV1) یک کدک و فرمت انقلابی و بسیار پیشرفته‌ی متن‌باز ویدئویی با کیفیت پخش 4K و حتی 8K ،بدون حق امتیاز - رویالتی فری - و رایگان است که استانداردی برای سرویس‌های پخش ویدئویی آنلاین بر روی اینترنت محسوب می‌شود. از آنجایی که AV1 یک استاندارد ویدئویی بدون نیاز به خرید حق امتیاز و یا مجوز با سیستم فشرده‌سازی پیشرفته است که بدون کاهش کیفیت ویدئو، حجم فایل بسیار کمتر و کاهش مصرف پهنای باند و ترافیک اینترنت را فراهم می‌کند - این نحوه عملکرد می‌تواند شاه‌کلید پیشرفت در صنعت صدا و تصویر برای تماشای ویدئو با نرخ فریم بالاتر، وضوح تصویر 8K به همراه پشتیبانی از استانداردهای HDR باشد.در پس اهداف ابداع AV1، مزایایی بی‌نظیر برای کاربرانی که از سرویس‌هایی مانند Netflix ، Disney Plus و Prime Video استفاده می‌کنند وجود دارد. افرادی که به دنبال خرید یک پخش‌کننده تلویزیونی، اندروید باکس، اندروید تی وی باکس یا مدیاپلیر چندرسانه‌ای جدید هستند و هرکسی که به تهیه تلویزیون 8K علاقه‌مند است و به‌عنوان یک استاندارد فشرده‌سازی فراگیر، کاربردهای فراوانی از جمله بازی، برپایی رویدادهای مجازی لایو مانند کنفرانس ویدئویی و هر واقعه دیگری که نیازمند ویدئو استریمینگ بر بستر اینترنت می‌باشد را پوشش می‌دهد.

AV1 (AOMedia Video 1) تکامل امروزی کدک های استریم ویدئو مانند H.265 در سراسر اینترنت است. این کدک به‌عنوان جانشین فرمت HEVC (H.265) در نظر گرفته شده است که در حال حاضر برای فیلم‌های 4K HDR در پلتفرم‌های پخش آنلاین رسانه مانند Prime Video ، Apple TV + ، Disney Plus، YouTube و Netflix استفاده می‌شود.

نزدیکی رقبای دور از هم!

کدک AV1 توسط Alliance for Open Media - کنسرسیوم اتحاد برای رسانه‌های آزاد - که آمازون، اپل، آرم، فیس‌بوک، گوگل، اینتل، مایکروسافت، موزیلا، نتفلیکس و انویدیا - مالک فعلی آرم - را در میان اعضای خود جا داده و برای بهینه‌سازی کارایی جریان پخش اینترنتی ویدئو بدون تأثیر بر کیفیت طراحی شده است. با توجه به تقاضای زیاد برای تماشای محتوای ویدئویی با وضوح هر چه بالاتر، این امر باعث می‌شود تا گامی مهم در روند پخش ویدئو با کیفیت 8K برداشته شود. ناگفته پیداست که با توجه به پیچیدگی‌های پیاده‌سازی و استفاده‌ی این کدک ازیک‌طرف و پتنت‌ها، ابداعات و اختراعات ثبت شده پیشین در این زمینه از سوی دیگر نیاز به پشتیبانی و مشارکت همه‌جانبه و بی‌دریغ ابرشرکت‌های عرصه تکنولوژی‌های دیجیتالی همچون انویدیا، اینتل، مایکروسافت، آمازون، سیسکو، گوگل، ای ام دی، موزیلا و نتفلیکس با بهره گیری از دانش بی‌نظیر، قدرت حقوقی و به اشتراک‌گذاری منابعشان را بیش از پیش به امری اجتناب‌ناپذیر تبدیل می‌کند. باری، مزیت بزرگ دیگر این کدک در مقابل کدک های فعلی که توسط بزرگان صنعت استریم محتوا ویدئویی استفاده می‌شود این است که AV1 از حق امتیاز برخوردار نیست. این بدان معناست که پلتفرم‌های ویدئویی، تولیدکنندگان محصولات مرتبط با صنعت ویدئو و کاربران از پرداخت هزینه برای برخورداری حق استفاده از مجوزهای سنگین که قبلاً با کدک هایی مانند HEVC مرتبط بودند، بی‌نیاز می‌شوند. با خوش‌شانسی، این امر همچنین باید چرخ‌های تکامل و توسعه AV1 را با پرهیز از دعاوی حقوقی پرهزینه، وقت‌گیر و به طور کلی ممنوع کننده و ادعاهای ثبت اختراع آن‌چنان روغن‌کاری کند تا به‌سرعت به سرمنزل مقصود برسد.

کدک ویدئویی AV1 در حال حاضر تا 30 درصد فشرده‌سازی کارآمدتر از H.265 را به نمایش گذاشته، و بزرگان این صنعت که در اتحاد برای رسانه‌های آزاد فعال هستند، همچنان برای بهبود بخشیدن و بالابردن درصد فشرده‌سازی تلاش می‌کنند. گرچه صداهای خوبی در تأیید عملکرد و کارایی فشرده‌سازی AV1 به گوش می‌رسند، همچنان برخی چالش‌ها هنوز گریبان‌گیر استفاده از AV1 می‌باشد - رمزگذاری فیلم‌ها در وهله اول، بسیار، بسیار بیشتر از زمانی که از کدک H.265 استفاده شود، طول می‌کشد. تصور کنید که ویدئویی را از طریق تلفن همراه خود ضبط می‌کنید و پس از آن باید زمان زیادی صبر کنید تا فایل AV1 ایجاد شود تا بتوانید آن را به اشتراک بگذارید. یکی از اهداف ابداع AV1 بهبود قابل‌توجه در سرعت پردازش و فشرده‌سازی می‌باشد. واقع‌بینانه، این پاشنه آشیل AV1 محسوب می‌شود که باید برای آن چاره‌ای اندیشیده می‌شد، امری مهم که غول‌های فناوری را به تکاپو انداخت تا در نهایت با توسعه و بهینه‌سازی نرم‌افزارهای مرتبط با AV1، ارتقا الگوریتم‌های محاسباتی پیچیده ریاضی و در نهایت پشتیبانی از AV1 در سطح سخت‌افزار با تولید پردازنده‌های مناسب با این منظور، بر این چالش چیره شوند. با این تفاسیر AV1 بسته به قابلیت‌های هر سخت‌افزار، در تنظیمات و سطوح مختلف پروفایل امکان اجرا دارد. از نظر تئوری، دامنه کافی برای این منظور موجود است و حد بسیار بالای AV1 هنوز مشخص نشده است.

و انقلاب از نوع AV1

نتیجه‌ی تمام این تلاش‌ها باعث شد تا در حال حاضر و با استناد به استاندارد ITU-R BT.2020، کدک AV1 بتواند تا کیفیت 8K با حداکثر 120 فریم در ثانیه محتوای ویدئویی را رمزگذاری و در مقصد نهایی رمزگشایی کند که شامل نرخ بیت تا 800 مگابیت برای هر ثانیه از محتوای ویدئویی است. عمق بیت برای رنگ در انواع 8 ، 10 و 12 بیتی و با نرخ نمونه‌گیری سطح پیکسل 4: 4: 4 به طور کامل و بی‌نقص انجام می‌شود.

آیا اکنون می‌توان محتوای ویدئویی بر اساس AV1 را تماشا کرد؟

Google پیش‌تر در سال 2018 استفاده از AV1 را در YouTube اندروید شروع کرد و در سال 2020 در یوتیوب نسخه 2.10.13 و پس از آن، کدک AV1 را پیاده‌سازی کرده است بنابراین برای مشاهده فیلم‌های 8K تنها به یک تلویزیون با پشتیبانی از AV1 نیاز هست.

آزمایش‌های Netflix در سال 2017 ، بر اساس اندازه‌گیری با PSNR و VMAF در تفکیک‌پذیری 720P ، نشان داد که AV1 حدود 25٪ کارآمدتر از VP9 (libvpx) است، بنابراین نتفلیکس نیز پخش محتوای AV1 را با چند عنوان شروع کرد. در حقیقت، این ابرقدرت پخش رسانه‌ای آنلاین، ابتدا AV1 را به‌عنوان راهی برای پایین آوردن هزینه‌ها برای مشتریان اندرویدی در نظر گرفت. ویژگی ذخیره داده Netflix در دستگاه‌های Android استفاده از استریم محتوای ویدئویی توسط AV1 با حجم کمتر داده را در صورت امکان در اولویت قرار می‌دهد. این شرکت همچنین متعهد شده است که استفاده از AV1 را به طور گسترده ادامه دهد. به‌کارگیری این کدک جدید توسط Netflix موجب 20 درصد فشرده‌سازی بیشتر و در نتیجه به همین میزان مصرف پهنای باند و ترافیک اینترنت کم‌تر برای پخش آنلاین ویدئوهای این رسانه اینترنتی شده است.

فیلم‌های ویمیو در کانال "Staff picks" در ژوئن 2019 با کدک AV1 در دسترس قرار گرفت. Vimeo از رمزگذار Rav1e موزیلا استفاده می‌کند و انتظار دارد که با پیشرفت و توسعه‌ی AV1 ، در نهایت پشتیبانی از AV1 برای همه فیلم‌های بارگذاری شده در Vimeo و همچنین پیشنهادهای Live این پلت فرم، فراهم شود.

فیسبوک در سال 2018 آزمایشی را بر اساس PSNR انجام داد که نیازهای آن زمان را شبیه‌سازی می‌کرد، نتیجه این آزمایش این‌گونه بود که رمزگذار مرجع AV1 به ترتیب 34٪ ، 46.2٪ و 50.3٪ فشرده‌سازی داده بالاتر از مشخصات اصلی libvpx-VP9 ، H.264 High Profile و نمایه اصلی H.264 Main Profile را به دست آورد. فیسبوک به دنبال انتشار نتایج خوب حاصل از آزمایش‌های خود روی کدک AV1 و نرم‌افزار کدگذاری توسعه‌یافته توسط این شرکت، در فوریه 2019 اعلام نمود که به مجرد شروع پشتیبانی از این کدک ویدئویی توسط مرورگرهای اینترنتی، استفاده از آن را برای پخش آنلاین ویدئوها در پلتفرم‌های خود آغاز خواهد نمود.

Twitch قصد دارد AV1 را برای محبوب‌ترین محتوای خود در سال 2022 یا 2023 عرضه کند.

iQIYI - تنها سرویس استریمینگ چینی - نیز به‌صورت رسمی خبر از برنامه‌های خود برای استفاده از این کدک ویدئویی داد. iQIYI در آوریل 2020 پشتیبانی از AV1 را برای کاربران در مرورگرهای وب رایانه و دستگاه‌های اندرویدی اعلام کرد و به اولین و تنها سایت پخش ویدئوی چینی تبدیل شد که تاکنون قالب AV1 را پذیرفته است.

برای تماشای محتوای کدگذاری شده توسط AV1 به پشتیبانی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری نیاز هست که بیشتر به دستگاه و سیستم عاملی که استفاده می‌شود مرتبط هست جایی که اسمی از پرچم‌دار پرآوازه صنعت دیجیتال - اپل - در تأیید پشتیبانی و استفاده از AV1 شنیده نمی‌شود، باری جای نگرانی نیست اپل در سکوت خبری، آغوش خود را بر روی پروژه AV1 گشود.

Android محبوب گوگل از نسخه 10 به بعد، مرورگر گوگل Chrome از نسخه 70 و بعد از آن و Linux می‌توانند جریان‌های AV1 را رمزگشایی کنند، همچنین دستگاه‌های مبتنی بر ویندوز 10 - پس از به‌روزرسانی - برای برخی از برنامه‌های Windows می‌توانند از رمزگشایی AV1 پشتیبانی کنند.

چه محصولاتی از AV1 پشتیبانی می‌کنند؟

هر دستگاهی که می‌خواهد از AV1 پشتیبانی کند، باید دارای یک رمزگشای AV1 در سطح سخت‌افزار تراشه باشد. سازگاری با کدک AV1را نمی‌توان به‌عنوان یک به‌روزرسانی میان‌افزار به دستگاه‌ها اضافه کرد. این بدان معنی است که اکثر قریب به‌اتفاق دستگاه‌های موجود برای بهره‌مندی از ویژگی‌های منحصر به فرد AV1 قابل‌استفاده نیستند. Roku Ultra از بهترین گزینه‌ها برای استفاده زودهنگام از محتوای AV1 است، اگرچه در حال حاضر فقط در ایالات متحده موجود می‌باشد.

تلویزیون‌های 8K ال جی مدل‌های عرضه شده از سال 2020 به بعد با رمزگشای داخلی پردازنده α9 (Gen 3) با AV1 سازگار هستند و به طور مشابه برای مجموعه تلویزیون‌های 8K سامسونگ مدل‌های عرضه شده از سال 2020 به بعد نیز محتوای 8K رمزگذاری شده با AV1 را از طریق پلت فرم YouTube می‌توان تماشا کرد.

دیگر سخت‌افزار قابل‌توجه که از AV1 پشتیبانی می‌کند و در سپتامبر 2020 عرضه شد، کارت گرافیک Nvidia GeForce RTX 30 Series است. استفاده از این کارت گرافیک توانایی پخش آنلاین محتوای ویدئویی AV1 را به اکثر رایانه‌های شخصی هدیه می‌دهد.

گوگل اخیراً اعلام کرده، هر دستگاهی ازجمله اندروید باکس، اندروید تی وی باکس و تلویزیون‌های هوشمند اندرویدی و ... که به دنبال استفاده از سیستم‌عامل Android TV 10 می‌باشد، پس از پایان مهلت 31 مارس 2021 ، می‌بایست رمزگشای داخلی و صدالبته سخت‌افزاری AV1 داشته باشد، در غیر این صورت مجوز استفاده از سیستم‌عامل اندروید تی وی نسخه 10 از سمت گوگل صادر نخواهد شد؛ بنابراین، انتظار می‌رود بسیاری از اندروید باکس‌ها، اندروید تی وی باکس‌ها و تلویزیون‌های هوشمند اندرویدی تولید و عرضه خواهند شد که قابلیت پخش محتوای ویدئویی بر اساس کدک AV1 را خواهند داشت.

AV1 صدای مشترک غول های عرصه تکنولوژی

SVT-AV1 شامل رمزگذار و رمزگشای منبع باز AV1 است که برای اولین‌بار توسط اینتل در فوریه 2019 معرفی شد و مخصوصاً برای استفاده در سرورهای مرکز داده - دیتاسنتر - مبتنی بر پردازنده‌های Intel Xeon طراحی شده است. Netflix همکار تجاری با SVT-AV1 اینتل محسوب می‌شود.
Cisco AV1 یک رمزگذار زنده اختصاصی است که سیسکو برای محصولات کنفرانس تلویزیونی Webex توسعه داده است.
در آوریل 2019 ، Rockchip از RK3588 SoC که قابلیت رمزگشایی سخت‌افزاری AV1 تا حداکثر کیفیت 4K و فریم ریت 60fps با عمق رنگ 10 بیتی را دارد رونمایی کرد.
در می 2019 ، Realtek RTD2893 ، اولین مدار مجتمع خود را با رمزگشایی AV1 و قابلیت پردازش تا بیشینه‌ی کیفیت 8K معرفی کرد.
در اکتبر 2019 ، کمپانی Amlogic ابر سازنده تراشه، چیپ ست فوق پیشرفته S905X4 را برای استفاده در اندروید باکس‌ها و اندروید تی وی باکس‌ها با قابلیت پشتیبانی سخت‌افزاری کامل از AV1 و با بیشینه‌ی شگفت‌انگیز کیفیت پخش 4K و نرخ فریم خارق‌العاده 120fps عرضه کرد.
در نوامبر 2019 ، مدیاتک اولین SoC قابل‌استفاده در گوشی‌های هوشمند در دنیا را با قابلیت رمزگشایی AV1 یکپارچه، معرفی کرد، Dimensity 1000 قادر است محتوای AV1 را تا حداکثر کیفیت 4K@60fps رمزگشایی کند.
در CES 2020 ، سامسونگ اعلام کرد که تلویزیون‌های QLED 8K 2020 با استفاده از پردازنده Quantum Processor 8K ، قادر به رمزگشایی AV1 هستند.
در تاریخ آگوست 2020 ، اینتل اعلام کرد که پردازنده گرافیکی Intel Xe-LP یکپارچه شده در Tiger Lake اولین محصول آنها با رمزگشایی سخت‌افزاری با عملکرد ثابت AV1 خواهد بود.
در تاریخ سپتامبر 2020 ، انویدیا اعلام کرد که پردازنده‌های گرافیکی Nvidia GeForce RTX 30 از رمزگشایی سخت‌افزاری با عملکرد ثابت AV1 پشتیبانی می‌کنند.
در سپتامبر 2020 ، اینتل رسماً پردازنده‌های Tiger Lake 11th Gen را با رمزگشایی سخت‌افزاری با عملکرد ثابت AV1معرفی کرد.
در سپتامبر 2020 ، AMD وصله‌هایی را در درایورهای کارت گرافیک برای لینوکس ادغام کرد که پشتیبانی از رمزگشایی AV1 را بر روی پردازنده‌های گرافیکی RDNA2 اضافه می‌کرد.
در سپتامبر 2020 ، روکو محصول Roku Ultra را با پشتیبانی از AV1 بروز رسانی و عرضه کرد.
در سپتامبر 2020 ، اینتل نسخه 20.3.0 را برای Intel Media Driver منتشر کرد که پشتیبانی از رمزگشایی AV1 را در لینوکس اضافه می‌کرد.
در اکتبر 2020 ، مایکروسافت پشتیبانی از رمزگشایی سخت‌افزاری AV1 در Xe-LP (Gen12) ، Ampere و RDNA2 را تأیید کرد.
در مارس 2021 ، اینتل رسماً پردازنده‌های Rocket Lake 11th Gen را با رمزگشایی سخت‌افزاری با عملکرد ثابت AV1 معرفی کرد.

و داستان پیوستن بزرگ و کوچک عرصه تکنولوژی دیجیتال به پشتیبانی از پروژه AV1 همچنان ادامه دارد.

خالی‌ازلطف نیست اشاره به این نکته که از جمله مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار بر گسترش استفاده و محبوبیت هر کدک ویدئویی، پشتیبانی نرم‌افزارهای پرکاربرد از آن کدک است. به لطف پشتیبانی بی‌دریغ و به‌کارگیری AV1 توسط بیشتر شرکت‌های مهم دنیای فناوری، اکنون این کدک در دل نرم‌افزارها و مرورگرهای اینترنتی دوست‌داشتنی جای خاص خود را پیدا کرده است. همراهانی همیشگی از جمله PotPlayer در اکتبر 2018 از نسخه 1.7.14804 و بالاتر، Bitmovin از نسخه 1.50.0 در جولای 2018، GStreamer از نسخه 1.14 و بالاتر، VLC media player از نسخه 3 و بالاتر، Opera از نسخه 87 و بالاتر در نوامبر 2018،گوگل Chrome از نسخه 70 و بالاتر در اکتبر 2018 ،همچنین موزیلا Firefox در می 2019 از نسخه 67 و بالاتر، Google Duo در آوریل 2020 ، MediaInfo از نسخه 18.03 و مایکروسافت Edge در اکتبر 2018 و با آپدیت 1809 بر روی ویندوز 10.