Η επόμενη αναβάθμιση Android θα ενισχύσει την υποστήριξη AV1 σε οικονομικές συσκευές

Ακριβώς πριν από επτά χρόνια, το YouTube μοιράστηκε με τον κόσμο ένα συγκλονιστικό στατιστικό στοιχείο: οι άνθρωποι παρακολουθούν ένα

δισεκατομμύριο

ώρες περιεχομένου στην πλατφόρμα

κάθε μέρα

. Το τοπίο των ψηφιακών μέσων έχει αυξηθεί μόνο από τότε χάρη στην άνοδο του TikTok και τον συνεχιζόμενο πόλεμο διαδικτυακής ροής μεταξύ του Netflix και μεγάλων εταιρειών πολυμέσων. Με τον τεράστιο όγκο περιεχομένου βίντεο που πρέπει να προσφέρουν αυτές οι διαδικτυακές υπηρεσίες σε καθημερινή βάση, είναι επιτακτική ανάγκη οι εταιρείες να χρησιμοποιούν την καλύτερη διαθέσιμη τεχνολογία συμπίεσης για να εξοικονομήσουν εύρος ζώνης χωρίς να υπονομεύσουν σημαντικά την ποιότητα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο κωδικοποιητής AV1 της Alliance for Open Media έχει κερδίσει την έλξη μεταξύ των διαδικτυακών υπηρεσιών ροής.

Το AV1 είναι ένας κωδικοποιητής βίντεο που προσφέρει ανώτερη απόδοση συμπίεσης σε σύγκριση με παλαιότερους κωδικοποιητές όπως h.264, h265 ή VP9, ​​πράγμα που σημαίνει ότι τα βίντεο που κωδικοποιούνται σε AV1 μπορούν να προσφέρουν παρόμοια ποιότητα βίντεο σε πολύ χαμηλότερους ρυθμούς bit. Αυτό μειώνει τις απαιτήσεις εύρους ζώνης τόσο για την υπηρεσία ροής όσο και για τον τελικό χρήστη χωρίς συμβιβασμούς στην ποιότητα. Ωστόσο, η καλύτερη απόδοση δεν είναι ο μόνος λόγος για τον οποίο η βιομηχανία ροής αγαπά το AV1. Το AV1 είναι επίσης απαλλαγμένο από δικαιώματα, γεγονός που το καθιστά ελκυστική επιλογή για υπηρεσίες ροής που θέλουν να μειώσουν το κόστος.

Ωστόσο, οι υπηρεσίες ροής άργησαν να υιοθετήσουν το AV1 για το περιεχόμενό τους. Ενώ υπηρεσίες όπως το YouTube, το Netflix, το Instagram και το Vimeo ήδη κωδικοποιούν μεγάλο μέρος του περιεχομένου τους στο AV1, εξακολουθούν να προσφέρουν αυτό το περιεχόμενο σε άλλους κωδικοποιητές στη συντριπτική πλειονότητα των καταναλωτικών συσκευών. Ο λόγος είναι ότι πολλές καταναλωτικές συσκευές εξακολουθούν να στερούνται υποστήριξης υλικού για την αναπαραγωγή βίντεο AV1, πράγμα που σημαίνει ότι θα πρέπει να χρησιμοποιήσουν έναν αποκωδικοποιητή λογισμικού που λειτουργεί στην CPU για την αναπαραγωγή ενός βίντεο AV1.

Οι αποκωδικοποιητές βίντεο είναι ουσιαστικά πολύπλοκοι αλγόριθμοι που μπορούν να εκτελεστούν είτε σε CPU (επιτάχυνση λογισμικού) είτε σε αποκλειστικό μπλοκ υλικού για επεξεργασία πολυμέσων (με επιτάχυνση υλικού). Ανάλογα με την ποιότητα του βίντεο και τον κωδικοποιητή που χρησιμοποιείται, η αποκωδικοποίηση ενός αρχείου βίντεο μπορεί να είναι υπολογιστικά εντατική. Στην ιδανική περίπτωση, οι συσκευές θα χρησιμοποιούσαν έναν αποκωδικοποιητή με επιτάχυνση υλικού για την αναπαραγωγή περιεχομένου AV1, διασφαλίζοντας ομαλότερη αναπαραγωγή και χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας.

Δυστυχώς, οι περισσότερες φορητές συσκευές δεν διαθέτουν αποκωδικοποιητή AV1 με επιτάχυνση υλικού, που σημαίνει ότι θα πρέπει να επεξεργαστούν περιεχόμενο AV1 στην CPU χρησιμοποιώντας έναν αποκωδικοποιητή επιτάχυνσης λογισμικού. Αυτό είναι ιδιαίτερα προβληματικό δεδομένου ότι η διάρκεια ζωής της μπαταρίας αποτελεί υψηλή προτεραιότητα για τους περισσότερους χρήστες. Βρισκόμαστε επιτέλους σε ένα σημείο όπου κάθε μεγάλος προμηθευτής πυριτίου για κινητά – συμπεριλαμβανομένης της Qualcomm ξεκινώντας με το Snapdragon 8 Gen 2 και της Apple με το A17 Pro – αποστέλλει προϊόντα με έναν αποκωδικοποιητή AV1 με επιτάχυνση υλικού. Δεδομένου ότι οι περισσότεροι άνθρωποι δεν αναβαθμίζουν τα τηλέφωνά τους κάθε χρόνο ή δεν αγοράζουν το υλικό κορυφαίας τεχνολογίας, θα χρειαστούν μερικά χρόνια μέχρι η πλειονότητα των κινητών συσκευών να υποστηρίξει την αποκωδικοποίηση AV1 με επιτάχυνση υλικού.

Αριστερά: Λίστα διαθέσιμων αποκωδικοποιητών AV1 σε ένα Samsung Galaxy S24 Ultra.



Μεσαίο: Λεπτομέρειες για τον αποκωδικοποιητή libgav1 AV1 με επιτάχυνση λογισμικού που παρέχεται από το σύστημα.



Δεξιά: Λεπτομέρειες για τον αποκωδικοποιητή AV1 με επιτάχυνση υλικού που παρέχεται από την Qualcomm.

Στο μεταξύ, η Google ετοιμάζεται να ενημερώσει το Android, ώστε οι υπάρχουσες συσκευές να μπορούν να αναπαράγουν επαρκώς περιεχόμενο AV1, ακόμη και αν δεν διαθέτουν αποκωδικοποιητή επιτάχυνσης υλικού. Από την κυκλοφορία του Android 10, το AOSP έχει συμπεριλάβει τον αποκωδικοποιητή libgav1, έναν αποκωδικοποιητή AV1 ανοιχτού κώδικα που αναπτύχθηκε από την Google. Ωστόσο, ο libgav1 δεν είναι ο μόνος αποκωδικοποιητής AV1 εκεί έξω, καθώς υπάρχει επίσης το libaom της Συμμαχίας για Open Media (ο αποκωδικοποιητής αναφοράς) καθώς και το libdav1d του VideoLAN.

Όπως το libgav1, το libdav1d τρέχει στη CPU, αλλά είναι

σημαντικά

καλύτερο στην αποκωδικοποίηση του περιεχομένου AV1 από το libgav1. Αυτό μπορεί να αποδοθεί στο γεγονός ότι μεγάλα τμήματα του libdav1d γράφτηκαν σε συναρμολόγηση για τσιπ ARMv8, μειώνοντας πολύ τα έξοδα απόδοσης. Στην πραγματικότητα, το libdav1d είναι τόσο υπολογιστικά αποδοτικό που δίνει ακόμη και σε hardware χαμηλού επιπέδου τη δυνατότητα να αναπαράγει ομαλά περιεχόμενο AV1 υψηλής ποιότητας χωρίς να καταναλώνει πολλή ισχύ CPU.

Για σύγκριση, ακολουθεί ένα γράφημα που συγκρίνει την απόδοση μεταξύ των αποκωδικοποιητών libgav1 της Google και των αποκωδικοποιητών libdav1d AV1 της VideoLAN. Η συσκευή που δοκίμασα ήταν ένα Google

Pixel 3

XL που τροφοδοτείται από τον Snapdragon 845 της Qualcomm, ο οποίος δεν διαθέτει αποκωδικοποιητή AV1 με επιτάχυνση υλικού. Σε αυτήν τη δοκιμή, έκανα αναπαραγωγή δύο βίντεο κωδικοποιημένων σε AV1: ένα κλιπ 6:30 του Artemis I launch σε 4K60 (8-bit, 1165 kb/s) και ένα κλιπ 9:11 από το Netflix που ονομάζεται “Sparks” σε 1080p25 ( 10-bit, 915 kb/s).

Όπως μπορείτε να δείτε από το γράφημα, το libdav1d ξεπέρασε δραματικά το libgav1 σε αυτό το πείραμα. Το Pixel 3 XL μου είχε κατά μέσο όρο πάνω από 50 fps κατά την αναπαραγωγή του κλιπ Artemis 1 χρησιμοποιώντας το libdav1d ως αποκωδικοποιητή. Συγκριτικά, ο μέσος όρος της συσκευής ήταν κάτω από 10 fps όταν χρησιμοποιούσε το libgav1. Ομοίως, το Pixel μου είχε κατά μέσο όρο 25 fps κατά την αναπαραγωγή του κλιπ Sparks με το libdav1d έναντι κάτω από 10 fps με το libgav1.

Αν αναρωτιέστε πώς μπόρεσα να δοκιμάσω το libdav1d στο Pixel 3 XL μου, είναι επειδή χρησιμοποίησα το VLC Media Player, το οποίο συνδυάζει το libdav1d. Οι περισσότερες εφαρμογές αναπαραγωγής πολυμέσων στο Android χρησιμοποιούν τη βιβλιοθήκη ExoPlayer της Google, η οποία ορίζει από προεπιλογή τον αποκωδικοποιητή libgav1 που παρέχεται από το σύστημα για περιεχόμενο AV1 όταν δεν υπάρχει αποκωδικοποιητής AV1 με επιτάχυνση υλικού. Εάν η Google ανταλλάξει τον αποκωδικοποιητή AV1 που παρέχεται από το σύστημα από libgav1 σε libdav1d, τότε οι εφαρμογές αναπαραγωγής πολυμέσων που χρησιμοποιούν το ExoPlayer ενδέχεται να επωφεληθούν σημαντικά από τις βελτιώσεις της απόδοσής του. Αυτό ακριβώς ετοιμάζεται να κάνει η Google από τα τέλη του περασμένου έτους.

Από τις αρχές Νοεμβρίου, ο πηγαίος κώδικας AOSP περιλαμβάνει τον αποκωδικοποιητή libdav1d. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η Google έπρεπε να πειραματιστεί με τη χρήση του libdav1d αντί του libgav1 ως αποκωδικοποιητή AV1 που παρέχεται από το σύστημα Android. Σύμφωνα με δύο πηγές που επιθυμούν να μείνουν ανώνυμες, η Google ενημέρωσε τους συνεργάτες της πριν από λίγους μήνες ότι σκοπεύουν να

αντικαταστήστε το libgav1 με το libdav1d σε υπάρχουσες συσκευές έως τον Μάρτιο του 2024 μέσω μιας επερχόμενης ενημέρωσης συστήματος

Google Play


. Αυτό είναι δυνατό επειδή οι κωδικοποιητές πολυμέσων αποτελούν μέρος μιας λειτουργικής μονάδας Project Mainline στο Android.

Ενώ μια από τις πηγές μου επιβεβαίωσε ότι η Google εξακολουθεί να δοκιμάζει αυτήν την αλλαγή, αυτό που δεν είναι σαφές είναι αν θα κυκλοφορήσει σε όλες τις συσκευές που υποστηρίζουν την κύρια μονάδα Media Codecs (Android 10 και νεότερη έκδοση) ή αν θα κυκλοφορήσει μόνο σε συσκευές με Android 14. Είναι πιθανό η Google να περιορίσει αυτήν την αλλαγή μόνο σε συσκευές που εκτελούν Android 14, καθώς το Android 14 είναι η πρώτη έκδοση στην οποία η Google την πραγματοποίησε

επιτακτικός

για τους OEM να περιλαμβάνουν αποκωδικοποιητή AV1. Αυτό μπορεί να ακούγεται περίεργο δεδομένου ότι το AOSP έχει συμπεριλάβει το libgav1 από το Android 10, αλλά φαίνεται ότι η Google δεν έχει ζητήσει από τους OEM να το συμπεριλάβουν στις εκδόσεις τους μέχρι το Android 14.

Σε κάθε περίπτωση, θα προσέχουμε την επερχόμενη Ενημέρωση Συστήματος Google Play του Μαρτίου 2024 για να δούμε αν όντως περιλαμβάνει τον αποκωδικοποιητή libdav1d AV1. Εάν συμβεί αυτό, τότε οι χρήστες με υλικό κατώτερης τεχνολογίας ενδέχεται να δουν σημαντική βελτίωση στην απόδοση αναπαραγωγής βίντεο AV1. Ωστόσο, μένει να δούμε πόσος χρόνος θα χρειαστεί για τις υπηρεσίες ροής για να εξυπηρετήσουν πραγματικά περιεχόμενο βίντεο AV1 σε αυτές τις συσκευές.