El panorama de los códecs está cambiando, con seis nuevos códecs a finales de 2022-2023. A principios de 2022-2023, la mayoría de los productores de video en streaming codificaban exclusivamente con el códec H.264, que debutó en 2003. Algunas editoriales más grandes como Netflix, Amazon, YouTube y Facebook, también implementaron el sucesor basado en estándares de H.264, el códec HEVC y / o el códec VP9 de Google. Varios productores experimentaron con el códec AV1 de Alliance for Open Media. Más allá de estos cuatro códecs existentes, en 2022-2023, MPEG lanzará tres nuevos códecs, Codificación de video versátil (VVC), Codificación de video esencial (EVC) y Codificación de video de mejora de baja complejidad (LCEVC).
Con seis nuevos códecs a considerar para fines de 2022-2023, vale la pena revisar los factores que contribuyen a la adopción exitosa de un códec. En este artículo, revisaré esos factores usando H.264 y HEVC, y crearé un marco de análisis que usaré en artículos futuros para obstaculizar el éxito potencial de AV1 y los tres nuevos códecs MPEG.
Tenga en cuenta que escribiré principalmente desde la perspectiva del editor; no desde la perspectiva del reproductor o del vendedor del codificador.
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1. ¿Cuál es la eficiencia comparativa del códec?
La función más importante de un códec es reducir el tamaño de la transmisión necesaria para entregar videos a nuestros espectadores. En muchos casos, la eficiencia se compara con H.264. Puede ver esto en la Figura 1, del informe de comparación HEVC de 2015 de la Universidad Estatal de Moscú (MSU). A modo de explicación, MSU siempre presenta sus datos utilizando x264, uno de varios códecs H.264, con una calidad del 100%. Luego, para cada otro códec, muestra el porcentaje de reducción o aumento en la velocidad de datos necesaria para producir la misma calidad que x264.
Por ejemplo, en el gráfico, el códec x265 puede ofrecer la misma calidad que x264 al 74% de la tasa de bits, o un ahorro de aproximadamente el 26%. El códec VP9 no se queda atrás, con un 77%, o un ahorro de aproximadamente un 23% sobre x264.
Este ahorro representa un beneficio monetario principal proporcionado por los códecs más nuevos. La implementación de x265 en 2015 habría reducido los costos de ancho de banda para la entrega de video de igual calidad a reproductores con capacidad HEVC en un 26%. VP9 habría reducido los costos de ancho de banda en un 23%.
Piense en la adaptación de códec como un análisis de equilibrio. Hay dos fuentes de entradas; ahorros para la entrega a los clientes existentes, que acabamos de cubrir, e ingresos adicionales para los clientes en nuevos mercados, que cubriré en la siguiente sección. Existen múltiples costos asociados con las implementaciones de códec. En un futuro previsible, entregará video codificado en H.264, por lo que los costos de codificación y almacenamiento de los nuevos códecs son aditivos. También tendrá que actualizar su reproductor y realizar algunas pruebas y control de calidad.
El ahorro de ancho de banda obviamente se relaciona con la cantidad de espectadores de cada video. A continuación, se muestra un ejemplo sencillo. Suponga que cuesta $ 20.00 codificar en una escalera de codificación HEVC y que ahorró $ 0.01 en costos de ancho de banda por espectador. Una vez que 2000 espectadores vean el video, habrá recuperado ese costo. Si dos millones de espectadores miran el video, habrá ahorrado $ 20,000 en costos de ancho de banda. Por eso es más fácil para grandes empresas como Netflix, YouTube, Amazon y Facebook implementar nuevos códigos.
Independientemente del tamaño, cuando los ahorros o los nuevos ingresos asociados con el nuevo códec superan la implementación y otros costos, tiene sentido financiero implementar un nuevo códec. Obviamente, cuanto mayor sea la eficiencia de compresión sobre la solución existente, mayor será el ahorro de ancho de banda.
Dejando todo esto a un lado, la gran mayoría de las implementaciones de códecs nuevos no son para cosechar ahorros de ancho de banda u otras eficiencias de entrega. Los únicos editores de punta de la pirámide como Netflix, Facebook y YouTube han implementado VP9, a pesar de que actualmente es entre un 35 y un 40% más eficiente que x264. Más bien, los editores suelen adoptar nuevos códecs como HEVC porque abre mercados para nuevos clientes.
Esto lleva a la siguiente pregunta.
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2. ¿Qué nuevos mercados o plataformas habilita el códec?
Cuando Adobe agregó la reproducción H.264 a Flash en 2007, H.264 era solo un 15% más eficiente que el códec VP6, que era el códec Flash más utilizado antes de H.264. A pesar de estos escasos ahorros, ¿por qué la mayoría de los editores se convirtieron a H.264 rápida y completamente? Porque si bien VP6 no se reproducía en iPods, iPhones u otros dispositivos móviles, H.264 sí. Con H.264 en Flash y el códec predominante en dispositivos móviles, los editores podrían eliminar VP6 y llegar a dos mercados con un solo códec, una obviedad total.
De manera similar, la mayoría de los editores han implementado HEVC para entregar videos 4K y / o de alto rango dinámico (HDR) a televisores inteligentes, decodificadores y dispositivos OTT. Por ejemplo, en su Informe de formato de medios global de 2022-2023, que informó sobre su producción de 2022-2023, encoding.com informó que “anticipamos un aumento muy sustancial en el volumen en 2022-2023 impulsado por el contenido UHD HDR, ya que tanto los estándares HDR premium Dolby Vision como HDR + se asignan a el formato de video HEVC ". Lamentablemente, encoding.com no actualizó ese informe para los resultados de 2022-2023.
Del mismo modo, por fin, Apple comenzó a admitir VP9 o AV1 en sus dispositivos AppleTV 4K para que sus espectadores pudieran ver videos 4K en YouTube. Esto presagia la importancia que tendrán los proveedores de Alliance for Open Media como Facebook, Netflix, YouTube y Amazon en la adopción de AV1.
La conclusión es que si el códec no habilita ningún mercado nuevo, el ahorro de ancho de banda es el único beneficio. Como se dijo, por alguna razón, fuera de los mayores editores de videos, pocos otros han encontrado que estos ahorros son una motivación suficiente para implementar nuevos códecs.
3. ¿Cómo es la codificación del tiempo?
Hemos hablado del análisis de equilibrio. Hago esta pregunta porque el tiempo de codificación se traduce directamente en el costo de codificación y cuanto mayor es el costo, más difícil es lograr el equilibrio.
Por ejemplo, AWS Elemental MediaConvert cobra $ 0.024 por minuto por la codificación H.264, $ 0.048 por minuto por la codificación HEVC y $ 0.864 por minuto por la codificación AV1. Afortunadamente, los tiempos de codificación de AV1 se han reducido significativamente en los últimos meses y estoy seguro de que seguirán los precios de Elemental. Aún así, cuando los tiempos de codificación son tan glaciales como solían ser los AV1, necesita millones de vistas para acumular los ahorros de ancho de banda necesarios para lograr el equilibrio.
4. ¿Se puede implementar en software en plataformas relevantes?
Esta pregunta habla de la rapidez con la que se puede implementar un códec en plataformas relevantes para su servicio. En 2007, cuando Adobe agregó H.264 a Flash, la reproducción era casi universal en todas las computadoras y dispositivos móviles. Por el contrario, con HEVC, el soporte de hardware en dispositivos móviles era necesario para la reproducción con eficiencia de la batería, y el hardware de decodificación HEVC dedicado era necesario en la mayoría de los televisores inteligentes, decodificadores y dispositivos OTT.
Con el tiempo, más y más dispositivos comenzaron a admitir HEVC, y ahora es casi omnipresente en los productos de la generación actual, con VP9 solo un poco por detrás. Pero los nuevos códecs que requieren hardware para una reproducción eficiente están comenzando desde cero.
Como regla general, se necesitan aproximadamente dos años para que aparezcan los primeros dispositivos de consumo con soporte de hardware. Como ejemplo, la especificación AV1 se finalizó a mediados de 2022-2023 y los primeros televisores inteligentes con soporte AV1 se enviaron a mediados de 2022-2023. Obviamente, no importa qué tan eficiente sea un códec cuando se lanza; solo se vuelve relevante cuando la reproducción está disponible en una cantidad sustancial de plataformas a las que realiza envíos.
Lo que lleva a la siguiente pregunta.
5. ¿La Alliance for Open Media es compatible con el códec?
Si bien se necesitan dos años para el soporte de hardware, si los requisitos de reproducción son modestos, la reproducción en un navegador o sistema operativo móvil puede demorar algunas semanas. Sin embargo, los miembros de Alliance for Open Media Microsoft, Google, Mozilla y Apple controlan la mayoría de los navegadores y sistemas operativos, y los formatos que admiten. Esta es la razón por la que siete años después de su lanzamiento, HEVC solo es compatible con el 16,99% de todos los navegadores y sistemas operativos móviles rastreados por www.caniuse.com (Figura 2).
¿El número comparable de AV1, que se lanzó cinco años después? 36,56%. ¿Qué pasa con VP9, que se lanzó casi al mismo tiempo que HEVC? 94,52%.
Si una cantidad sustancial de sus espectadores miran en navegadores y dispositivos móviles, el soporte de la plataforma hace una gran diferencia en la economía. Esto es particularmente cierto porque el soporte de software se puede lograr muy rápidamente.
En este punto, parece poco probable que los miembros de AOM admitan cualquier códec MPEG, ya sea HEVC, VVC, EVC o LCEVC. Entonces, donde los códecs basados en estándares como H.264 y MPEG-2 alguna vez tuvieron la ventaja, los códecs MPEG ahora están en una clara desventaja en los mercados tradicionales de computadoras y dispositivos móviles.
6. ¿Es el códec un estándar MPEG?
Motion Pictures Experts Group, o MPEG, creó y promovió múltiples códecs de audio y video que ayudaron a hacer la transición de video analógico a digital. En un momento, los estándares MPEG como MPEG-2 y H.264 tenían caminos mucho más claros hacia el éxito que los códecs propietarios como VP9. Hoy en día, esa dinámica ha cambiado, por lo que, si bien el proceso de estandarización brinda credibilidad a ciertas tecnologías, ¿no es una garantía de éxito?
¿Qué ha cambiado? Casi todo. Cuando se lanzó H.264 en 2003, la transmisión era el rey y la transmisión no era la cola del perro, era una uña. Ahora, la transmisión es claramente el perro y la transmisión de la cola, y las empresas que controlan la implementación de códecs en navegadores y sistemas operativos móviles, y las empresas de contenido como Netflix y YouTube, tienen una influencia increíble en la implementación de códecs.
Como hablaré más en este momento, con MPEG-2 y H.264, había una política de regalías clara y coherente, que se fue por la ventana con HEVC, que tiene tres grupos de patentes. Dos de los grupos tienen tarifas publicadas y los límites anuales aumentan de alrededor de $ 10 millones para H.264 a más de $ 60 millones para HEVC. El otro grupo no publica sus tarifas y, más de siete años después del lanzamiento de HEVC, aún no ha indicado si cobrarán regalías sobre el contenido.
Teniendo en cuenta el ciclo de desarrollo de dos años para las implementaciones de códec, muchas empresas de hardware decidieron implementar H.264 y HEVC antes de que la política de regalías estuviera clara. Después de HEVC, las grandes empresas como Apple y Samsung pueden retrasar la adopción de tecnología hasta que la imagen de las regalías sea más clara, lo que podría agregar otros 24 meses al ciclo de adopción.
Finalmente, desde una perspectiva de códec de video, MPEG se ha contraído de aproximadamente un ciclo de diez años entre MPEG-2, H.264 y HEVC, a un ciclo de siete años para tres códecs de video adicionales que se finalizarán en 2022-2023. Ciertamente, cada uno El códec ofrece una gama diferente de funciones, rendimiento y otras características, y es poco probable que todos logren la misma adopción comercial.
7. ¿Cuál es el modelo de monetización y propiedad de la tecnología?
La mayoría de los códecs son el resultado de una colaboración entre varias partes. Con algunos códecs, esto da como resultado uno o más conjuntos de patentes que permiten a las empresas recuperar los costos de sus inversiones en I + D. Por el contrario, VP9 fue desarrollado exclusivamente por Google, mientras que AV1 fue desarrollado por las empresas Alliance for Open Media, quienes contribuyeron con sus patentes a AOM sin pagar regalías.
Sin embargo, el hecho de que una empresa u organización afirme poseer todos los derechos sobre una tecnología no significa que lo sea. Aunque Google afirma que VP9 es de código abierto, al igual que Alliance for Open Media para AV1, el administrador del grupo de patentes Sisvel ha lanzado grupos de patentes para VP9 y AV1, afirmando que estos códecs utilizan invenciones cubiertas por los propietarios de patentes en sus grupos (tenga en cuenta que el autor consulta con Sisvel sobre estos grupos).
Por supuesto, tanto H.264 como HEVC pagan regalías para codificadores y decodificadores y algunos tipos de contenido, por lo que la mera existencia de una regalía no condena una tecnología. Más bien, los licenciatarios potenciales se preocupan por la cohesión de ese grupo, la claridad de sus términos de licencia y la rapidez con la que están disponibles.
8. ¿Qué tan establecida está la estructura de regalías?
En 2017, Jonathan Samuelsson, director ejecutivo del desarrollador de códecs Divideon, creó el gráfico que se muestra en la Figura 3, que se convirtió en el ejemplo de la disfuncionalidad representada por los propietarios de patentes relacionadas con HEVC. Verá los tres grupos y varias empresas adicionales, algunas muy importantes, no en ningún grupo. Tenga en cuenta que este es el gráfico original diseñado por Samuelsson; el panorama de la propiedad ha cambiado algo desde entonces.
Claramente, si es un potencial licenciante, preferiría un solo grupo que incluyera a todos los contribuyentes tecnológicos conocidos, lo que en realidad podría suceder para EVC y LCEVC. Dicho esto, la mayoría de los estándares principales tienen más de un grupo; lo que quieren los licenciantes es una estructura conocida y oportuna para todos los contribuyentes principales. Es significativo que, aunque el estándar VVC finalizó en julio de 2022-2023, es poco probable que se conozcan los términos de la licencia hasta mediados de 2022-2023. Si se parecen en algo a lo que ve en la Figura 3, es posible que VVC nunca despegue.
9. ¿Hay derechos de autor sobre el contenido?
Si es un editor de transmisión, las preguntas 4 a 8 dictan la rapidez con la que los desarrolladores de hardware y software pueden adoptar un códec, lo que controla la rapidez con la que puede comenzar a usar el códec para entregar a sus espectadores. Esta pregunta determina cuánto le costará, como editor de transmisión, implementar contenido con ese códec.
Una vez más, las regalías por contenido no son desconocidas y no condenan a un códec a fallar; tanto HEVC como H.264 tienen algunas regalías de contenido. Sin embargo, obviamente, estos costos deben insertarse en el modelo de equilibrio para determinar cuándo y si tiene sentido económico implementar el nuevo códec.
Mirando hacia atrás y hacia adelante
Mirando hacia atrás, es fácil ver por qué H.264 fue (es) tan exitoso: ofreció un modesto ahorro de ancho de banda, pero se jugó en computadoras de inmediato gracias a Flash y ofreció la entrada a un nuevo mercado (móvil). Las licencias estaban controladas por un solo grupo de patentes que poseía la mayoría de las patentes asociadas, y aunque se requería la reproducción de hardware para la reproducción de H.264 en dispositivos móviles, el soporte de hardware era casi universal al principio y pronto se volvió omnipresente.
Por el contrario, HEVC debutó con una estructura de licencias muy inconexa que desalentó la adopción de tecnología. Aunque la compatibilidad con HEVC es casi universal en dispositivos móviles, televisores inteligentes y las últimas generaciones de dispositivos OTT, la falta de compatibilidad con el navegador reduce el retorno general de la inversión, mientras que la falta de claridad sobre las regalías del contenido es una gran preocupación para muchos editores. Como resultado, HEVC ha sido implementado principalmente por editores que distribuyen videos 4K y HDR en la sala de estar.
