什么是 AV1，为什么它对谷歌Chromecast HD很重要？

如果您一直在关注有关即将推出的谷歌 Chromecast HD 的任何泄漏，您可能已经看到传闻对 AV1 编解码器的支持感到非常兴奋。虽然这确实是 H264 和 VP9 等编解码器向前迈出的一大步，但故事远不止于此。AV1，也称为 AOMedia Video 1，于 2018 年 3 月首次发布，在整个行业的采用过程中进展缓慢。这就是 AV1 的全部故事，它如何改进 VP9 和 H.264，以及为什么它很重要。

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什么是AV1？AV1 是由开放媒体联盟开发的编解码器，该联盟是技术领域众多不同公司的联合体。它的主要好处是它是免版税的（因此，公司可以在他们的软件中免费实现它），并且与 VP9 和 H264 相比，它可以节省大量资金。Facebook Engineering 在 2018 年进行了测试，得出的结论是 AV1 参考编码器的数据压缩率分别比 libvpx-vp9、x264 High profile 和 x264 Main profile 高 34%、46.2% 和 50.3% 。这意味着对于那些连接速度较慢的人，您可能能够享受到比以往更高的质量，而对于那些连接速度较快的人，您将能够在相同的连接速度下获得更高的比特率。
第一款支持 AV1 解码的智能手机芯片组是联发科天玑 1000，它支持高达 4K 60 FPS 。Nvidia Geforce 3000 系列支持解码，新的 Nvidia Geforce 4000 系列支持编码和解码，三星的 Exynos 2100/2200 也支持 AV1 解码。业界的支持正在缓慢增长，据称 Chromecast HD 中的芯片组也支持 AV1 解码。这并不意味着谷歌会实施对它的支持，但它看起来很有可能。对于连接有限的人来说，这是对 VP9 和 H264 的升级。
不仅如此，桌面版 YouTube 还支持 AV1，，您就可以在帐户设置中启用它只要您使用兼容的浏览器事实上，该公司已经设计了自己的芯片来编码 AV1 视频，这些视频将用于 YouTube 的数据中心。该芯片代号为“Argos”，是第二代视频（trans）编码单元（VCU），可将上传到平台的视频转换为各种压缩格式，并针对不同的屏幕尺寸进行优化。谷歌声称其新的 Argos VCU 处理视频的效率是传统服务器的 20-33 倍。
AV1的历史的背景背后以及创建它的原因也很重要。VP9 是由 Google 开发的免版税编解码器，任何人都可以使用，并且由于它是免版税的，因此可以在任何需要它的平台或服务上实施。等视频点播服务采用 Netflix 、Twitch 和 Vimeo
然而，由于谷歌在采用更好的压缩算法来减少其数据中心的带宽使用方面有着既得利益，它开始研究 VP10——VP9 的继任者。当您处理数十亿视频分钟时，每个视频的视频压缩率的微小增加可以节省大量成本并显着改善用户体验。Google 宣布他们计划在 2016 年发布 VP10，然后每 18 个月发布一次更新以确保稳步推进。到了谷歌甚至开始发布 VP10 代码的地步，但该公司宣布取消 VP10 并成立了开放媒体联盟 (AOMedia) 。
开放媒体联盟包括从处理器设计人员（AMD、Arm、Broadcom、Chips&Media、Intel、Nvidia）到浏览器开发人员（Google、Microsoft 和 Mozilla），再到流媒体和视频会议服务（Adobe、Amazon、BBC R&D、Cisco、 Netflix，优酷）。所有这些公司都在为 AV1 提供某种形式的支持，无论是通过芯片组中引入的硬件解码器、在浏览器中实现解码器，还是在流媒体服务上使用编解码器。
AV1 与 HEVC/H265AV1 和 HEVC（高效视频编码）（也称为 H.265）之间的最大区别在于许可。要发布支持 HEVC 的产品，您需要从至少四个专利池（MPEG LA、HEVC Advance、Technicolor 和 Velos Media）以及众多其他公司获得许可，其中许多公司不提供标准许可条款— 而是要求您协商条款。
对于 Google Chrome、Opera、Netflix、Amazon Video、Cisco WebEx Connect、Skype 等产品来说，这些高昂的版税已经成为问题，并且它们完全排除了 HEVC 作为 Mozilla Firefox 等项目的选项。这是因为它违背了 Firefox 项目的多个核心价值：Firefox 需要免版税才能在许多 FOSS 项目中发布，而 HEVC 的使用会阻止它； Mozilla 相信自由和开放的网络，如果你推广受专利保护的标准，这是不可能的。即使忽略这两个问题，Mozilla 也无法承受浪费数亿美元的版税和所有时间来谈判必要的许可协议。
【什么是 AV1，为什么它对谷歌Chromecast HD很重要？】一个有趣的事实也是，这些相同的问题导致 Firefox（和 Chromium）直到几年前才在许多平台上包含原生 H.264 播放……而且它仍然需要 Linux 上的插件。在 2030 年代（甚至更晚）的专利到期之前，Firefox 甚至不太可能支持 HEVC 。即使到今天，Firefox 也只支持 H.264，这要归功于 Cisco 提供通过 OpenH264 支付 Mozilla 的所有许可费用，以便在下一代编解码器准备好之前标准化 H.264 以在整个市场上流式传输。在 Mozilla 视频编解码器指南中，该公司表示“Mozilla 在受专利保护时不会支持 HEVC 。” 时至今日，只有 Edge 和 Internet Explorer 支持原生 HEVC 播放，并且仅在支持解码的特定硬件上。
在效率方面，两个编解码器相互竞争。它们的效率通常彼此相当（尽管测试表明 AV1 略微领先），但有一个问题——由于缺乏硬件编码能力，AV1 通常需要更长的时间来编码。滑铁卢大学在 2020 年发现，虽然 AV1 在编码 4K 视频时比 HEVC 节省了 9.5% 的比特率，但 AV1 视频的编码时间也比 AVC 长 590 倍。相比之下，HEVC 只花费了 4.2 倍的时间。这些测试显然是在 AV1 生命周期的早期运行的，当时硬件支持并不真正可用。

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AV1的未来随着越来越多的设备支持硬件解码，AV1 有望为高质量压缩视频播放开辟道路。鉴于 HEVC 仅由桌面上的一个浏览器支持（现在 Internet Explorer 已经死了，无论如何），AV1 显然是未来作为 VP9 继任者的首选编解码器。随着支持预计会增长，越来越多的设备将最终使用它。中已经实验标志涉及 AV2 的提交去年
为什么AV1 对谷歌Chromecast HD 很重要？如果您想购买 Google Chromecast HD，那么您可能会关心 AV1 的一个重要原因——那就是您的网络功能。如果您购买的是高清版本而不是 4K 版本，您可能会这样做有几个原因，其中之一可能是您的互联网没有 4K 流媒体的带宽。如果是这种情况，那么您可能无论如何都需要带宽意识，而 AV1 意味着您可以从 Chromecast 中获得更高比特率的视频。这将在您的互联网已经支持的相同数据速率下带来更好的整体视频质量。
不仅如此，这可能是一个更大的原因，它是第一个真正主流电视加密狗。Roku 在一定程度上是主流，但在某些地区更难获得，而 Fire TV Stick 4K Max 是目前唯一的其他选择。迄今为止，谷歌的电视加密狗生态系统是其中最充实的，因此包含 AV1 也是一件大事。它将其作为一种选择合法化，并可能推动其他公司以其他方式支持 AV1 。