Kodek AV1 – rewolucja w świecie wideo

Kodek AV1 – darmowy, otwarty format oferujący bardzo dobrą jakość obrazu przy mniejszym rozmiarze pliku.

Krzysztof Turek

Kodek AV1 to innowacja w świecie formatów wideo, która ma potencjał do rewolucji w usługach strumieniowego przesyłania filmów, takich jak YouTube czy Netflix. Jednak jego kluczową zaletą jest znacznie mniejszy rozmiar pliku wynikowego w porównaniu do swoich konkurentów, co sprawia, że może stanowić ogromną wartość dla posiadaczy dużych bibliotek video.

Warto również dodać, że kodek AV1 jest darmowy oraz należy do kategorii open source, pieczę nad nim sprawuje Alliance for Open Media (AOMedia), organizacja powołana w 2015 roku w celu zapewnienia otwarto źródłowej alternatywy dla popularnych kodeków video.

Jak działa AV1? 

AV1 korzysta z “transformacji częstotliwości opartej na blokach”, podobnie jak wiele innych formatów. Dzieli ramkę na małe “bloki” grup pikseli, a następnie przeprowadza pewne obliczenia związane z transformacją Fouriera, aby przechowywać dane w sposób akceptowalny do odtworzenia, bez konieczności opisywania każdego piksela. 

AV1 używa tak zwanych superbloków o rozmiarach 128×128 lub 64×64 pikseli, które można dalej podzielić na mniejsze bloki o rozmiarach nawet 4×4 pikseli. To pozwala na lepsze reprezentowanie krawędzi obiektów bez blokowych artefaktów. Wynikiem tego jest strumień wideo, który wymaga mniejszej przepustowości dla danej jakości obrazu lub lepiej wyglądającego obrazu przy tej samej przepustowości w porównaniu do innych kodeków. 

Użycie kodeka AV1 w praktyce

Dekodowanie AV1 – czyli samo oglądanie filmu – nie powinno stanowić problemu dla posiadaczy większości w miarę nowych komputerów, problematyczne staje się niestety kodowanie do nowego formatu, ponieważ wymaga dosyć dużo mocy obliczeniowej.

Skoro mowa o mocy obliczeniowej wymaganej do dekodowania AV1 warto wspomnieć że na niektórych systemach operacyjnych możemy nie obejrzeć danego filmu z powodu braku kodeków. Może się wydawać że dotyczy to tylko starych komputerów jednak na moim MacBooku z procesorem M1 zdarzają się również problemy z niektórymi filmami.

W takiej sytuacji najlepiej użyć programu który poprawnie wykryje oraz konwertuje dany film. Jednym z takich programów jest Winxvideo AI który bez najmniejszego problemu powinien poradzić sobie z problematycznymi filmami również zakodowanymi w tytułowym formacie. Osobiście sięgam po ten program właśnie w takich problematycznych przypadkach.

winxvideo-ai
Okno programu WinX HD Video Converter

Testy kodowania AV1

Do testów kodowania w nowym formacie użyłem programu HandBrake który od wersji 1.6.0 wprowadził wsparcie to kodowania w formacie AV1. Program ten jest całkowicie darmowy.

Aby użyć kodeka AV1 należy do okna programu HandBrake przeciągnąć plik, który chcemy transkodować (lub otworzyć korzystając z klawisza OpenSource). Następnie:

  • 1. W menu Preset wybieramy Matroska AV1 MKV 2160p60 4K.
HandBrake-wybor-presetu
HandBrake wybór presetu

2. Jeśli nasze wideo nie jest zapisane w standardzie 4k 60p klatkach na sekundę nie ma się co martwić, wystarczy, że przejdziemy do zakładki Dimensions i w sekcji Resolution & Scaling wybierzemy None.

HandBrake-ustawienia-skalowania
HandBrake ustawienie rozdzielczości

4. W zakładce Filters wszystkie opcje ustawiamy na None

5. następnie w zakładce Video wybieramy Framerate (FPS):Same As Source. Możemy również dostosować jakość video suwakiem Quality.

HandBrake-ustawienia-klatkarzu
HandBrake wybór ilości klatek

6. Następny krok to już wciśnięcie przycisku Start

Testy

Jako plik testowy posłużył mi przygotowany w programie Final Cut Pro krótki film o długości 01:39 wyeksportowany z użyciem formatu Apple ProRes 422. Rozdzielczość pliku to 1920 na 1080, czyli Full HD przy 59,94 klatkach na sekundę, wielkość na dysku wynosiła 3,57 GB. Po transkodowaniu go z użyciem kodeka HEVC jego wielkość zmniejszyła się do 302 MB, natomiast użycie kodeka AV1 zmniejszyło plik aż do 76,5 MB. Najgorzej niestety sytuacja wyglądała z czasem transkodowania który w przypadku mojego komputera był strasznie długi z powodu braku akceleracji sprzętowej dla tego kodeka.

kodekwielkość plikuczas transkodowania
HEVC302 MB18 sekund
AV176,5 MB17,5 minuty
Porównanie uzyskanych wyników transkodowania dla różnych kodeków

Co do samej jakości pliku nie zauważyłem żadnych różnic, ale oczywiście jest to kwestia subiektywna. Sama jakość może różnić się w zależności od konkretnej sceny, w przypadku kodeków stratnych a takim jest AV1, nie ma możliwości, aby jakość pliku wynikowego była identyczna z jakością pliku źródłowego.

Choć proces transkodowania może trwa dość długo, korzyścią jest znacznie mniejszy rozmiar pliku wynikowego. To ułatwia zarówno archiwizację, jak i przesyłanie plików przez sieć. Platformy takie jak YouTube również preferują ten format pliku.

Zdecydowanie zadowoleni powinni być posiadacze komputerów z nowoczesną kartą graficzną obsługującą sprzętowe wsparcie kodowania co może znacznie skrócić ten proces. Ciekawostką jest, że najnowszy iPhone 15 posiada sprzętowy kodek formatu AV1, co może otwierać nowe możliwości wykorzystania telefonu jako sprzętowego dekodera wideo.