如果你已經關注串流工具多年，可能會對看到傳聞中的 AV1 編解碼器支援感到非常興奮，雖然它卻於是 H.264 和 VP9 等編解碼器再往前邁進一大步，但故事遠不只如此。AV1 又稱為 AOMedia Video 1，在 2018 年首度發表，但在整個行業中的推廣非常緩慢。這次筆者會一次性整理關於 AV1 的所有資訊、相較於 H.264 和 VP9 有哪些進步，以及它的重要性。
什麼是 AV1 編解碼器？它如何把檔案變得更小？
什麼是 AV1？
AV1 是由開放媒體聯盟（Alliance of Open Media，簡稱 AOMedia）開發的編解碼器，該聯盟是技術領域眾多不同公司的聯合體。 它的主要優點是免授權（因此企業可以免費在其軟體中實現），與 VP9 和 H.264 等產品相比可以節省大量成本。 Facebook 工程部在 2018 年進行了測試，得出的結論是，AV1 參考編碼器的數據壓縮率分別比 libvpx-vp9、x264 High profile 和 x264 Main profile 高 34%、46.2% 和 50.3%。 這表示對於那些網路速度較慢的人來說，或許能夠享受到比過去習慣的更高品質影音；對於網路速度更快的人而言，你將能夠在相同的連接速度下獲得更高的位元速率。
第一款支持 AV1 解碼的智慧型手機晶片組是聯發科技天璣 1000，最高支援 4K @60FPS。 Nvidia Geforce 3000 系列支援解碼，新的 Nvidia Geforce 4000 系列支援編碼和解碼，三星的 Exynos 2100/2200 也支援 AV1 解碼。 隨後，高通 Snapdragon 8 Gen 2 帶來了對 AV1 解碼的支援，據傳即將推出的 Tensor G3 也將支援 AV1 編碼。 業界的支援正在慢慢增長，Chromecast HD 中的晶片組也同樣可支援 AV1 解碼。
不僅如此，電腦網頁版的 YouTube 只要使用相容的瀏覽器並且在帳號設定中啟用，一樣可以支援 AV1 內容。事實上，該公司已經設計了自家用於 AV1 影片編碼的晶片，該晶片代號「Argos」，會用在 YouTube 數據中心。Argos 是第二代影片（反向）編碼單元（VCU）， 可將上傳到平台的影片轉換為各種壓縮格式，並針對不同螢幕尺寸進行最佳化。Google 聲稱 Argos VCU 處理影片的效率比傳統伺服器高出 20 至 33 倍。
AV1 的歷史
關於 AV1 的背景故事以及開發的原因同樣也很重要。由 Google 開發的 VP9 是任何人都可以使用的免授權編解碼器，而且因為它是免費的，因此可以在任何需要的平台或服務上使用。 YouTube 在任何支援該編解碼器的設備上採用（因為頻寬減少， Google 可以節省大量成本），甚至還被 Netflix、Twitch 和 Vimeo 等串流影片點播服務所採用。
然而，由於 Google 對採用更好的壓縮演算法來減少其數據中心的頻寬使用獲得好處，因此他們開始研究下一代 VP10，並且宣布預計在 2016 年推出，之後每 18 個月就會推出一次更新。雖然每個影片的壓縮率增長的相當微小，但在處理數億分鐘的影片累計下可以節省大量成本並顯著改善用戶體驗。 Google 甚至都已經開始發表 VP10 的程式碼，但該公司後來卻宣布取消 VP10，轉而成立了 AOMedia。
AOMedia 成員包含從處理器設計（AMD、Arm、Broadcom、Chips&Media、Intel、Nvidia），到瀏覽器開發（Google、Microsoft 和 Mozilla），再到串流媒體和視訊會議服務（Adobe、Amazon、BBC R&D、Cisco、 Netflix、YouTube），另外還有 Apple、華為等皆參與其中。 無論是透過晶片組中導入的硬體解碼器、在瀏覽器中實現解碼器，還是在串流媒體服務上使用編解碼器，所有這些公司都為 AV1 提供某種形式的支援。
AV1 與 HEVC / H. 265 的不同
AV1 和 HEVC（高效率影片編碼）（也稱為 H.265）之間的最大區別在於授權。 為了發表支援 HEVC 的產品，開發商需要從至少四個專利池（MPEG LA、HEVC Advance、Technicolor 和 Velos Media）以及眾多其他公司獲得授權，其中許多公司不提供標準授權合約，而是要求協商。
對於 Google Chrome、Opera、Netflix、Amazon Video、Cisco WebEx Connect、Skype 等產品來說，這些高昂的授權費用已經是個問題，而且 Mozilla Firefox 等項目完全排除了 HEVC 的選項。 這是因為它違背了 Firefox 的多個核心價值。Firefox 需要免授權才能在許多 FOSS 項目中發表，而 HEVC 的使用會阻擋它。Mozilla 相信自由和開放的網路，如果你推廣受專利保護的標準，沒有可行性。 即使忽略這兩個問題，Mozilla 也無法承擔在授權費和談判必要的授權協議上浪費數億美元的代價。
一個有趣的事實是，這些相同的問題直到幾年前才阻止 Firefox（和 Chromium）在許多平台上提供本機 H.264 播放，而且它仍然需要 Linux 上的外掛。 在 2030 年代（甚至可能更晚）其專利到期之前，Firefox 甚至不太可能支援 HEVC。 即使到了今天，Firefox 也僅原生支援 H.264，這要歸功於 Cisco 透過 OpenH264 支付了 Mozilla 的所有授權費用，以便在下一代編解碼器準備就緒之前標準化 H.264 ，以在市場上進行串流媒體傳輸。 在 Mozilla 影片編解碼器指南中，該公司表示「Mozilla 在專利阻礙下將不會支援 HEVC」。 迄今為止，只有 Microsoft Edge 和 Internet Explorer 支援本機 HEVC 播放，並且僅在支援解碼的特定硬體上提供。
在效率方面，兩種編解碼器不相上下。 它們的效率總體上是相當的（儘管測試顯示 AV1 稍微領先），但有一個問題。由於缺乏硬體編碼功能，AV1 通常需要更長的時間來編碼。 滑鐵盧大學（ The University of Waterloo）在 2020 年發現，雖然 AV1 在編碼 4K 影片時比 HEVC 節省了 9.5% 的位元速率，但 AV1 影片的編碼時間也比 AVC 長 590 倍。相比之下，HEVC 僅花費了 4.2 倍的時間。 這些測試顯然是在 AV1 推出初期進行，當時的硬體支援還沒有真正可用。
https://www.youtube.com/watch?v=YXweGeExm5s
AV1 的未來
隨著越來越多的設備支持硬體解碼，AV1 很可能會開闢高畫質壓縮影片播放的道路。 鑑於 HEVC 僅受桌面上的一種瀏覽器支援（無論如何，現在 Internet Explorer 已死），AV1 顯然是未來作為 VP9 後繼者的首選編解碼器。 隨著支援的不斷增加，越來越多的設備最終將採用它。 AOMedia 資料庫上已經有一些涉及 AV2 的實驗性標誌，以及去年致力於該儲存庫的 AV2 研究開始的時間點，這表明我們將來也會看到 AV1 的後續。
對於那些關注預載 Android 14 的智慧型手機（當該版本發佈時）的人來說，你會很高興知道它可能會有開箱即用的 AV1 支援。 高通的 Snapdragon 8 Gen 2 和聯發科天璣 9000 系列都支援 AV1，因此從這個意義上來說，實際上不再有任何硬體限制。
為什麼 AV1 對 Google Chromecast HD 等串流設備那麼重要？
如果你想購買 Google Chromecast HD，那麼可能會關心 AV1 的一個重要原因就是你的網路功能。 如果你購買 HD 版本而不是 4K ，可能有幾個原因導致你這樣做，其中之一可能是網路沒有用於 4K 串流媒體的頻寬。而 AV1 的加入則表示你可以從 Chromecast 中獲取更高位元速率的影片，這將使你在相同的網路數據速率下獲得更好的整體影片品質。
不僅如此，更大的原因在於它是第一個積極支援 AV1 的真正主流電視配件。Roku 在一定程度上是主流，但僅限於特定地區，Fire TV Stick 4K Max 是目前唯一的選擇，但同樣有非常大的地區性限制。 Google 推出的電視配件生態系統是迄今為止覆蓋地區最廣的，因此包含 AV1 也是一件非常重要的事情。 它使 AV1 轉為主流成了一種選擇，並可能推動其他公司以其他方式跟上支援 AV1 的腳步。