AV1: la nueva ge­ne­ra­ción de codecs de vídeo

El AV1 se anuncia como el nuevo formato de vídeo para Internet y se supone que su­s­ti­tui­rá al conocido y probado formato MPEG. El AV1 codec es un codec de vídeo de alto re­n­di­mie­n­to y sin licencia, fruto de una alianza entre VP10 de Google, Daala de Mozilla y Thor de Cisco.

En los últimos años, los códigos MPEG, in­clu­ye­n­do MPEG1, MPEG2 y las variantes de MPEG4 ASP (DivX/XviD), AVC (H.264) y HEVC (H.265), eran la unidad de re­fe­re­n­cia cuando se trataba de tra­n­s­mi­tir vídeos online. Los pro­vee­do­res de streaming preferían HEVC para sus co­n­te­ni­dos 4K. Pero los formatos MPEG se han co­n­ve­r­ti­do en el estándar para los archivos de vídeo altamente co­m­pri­mi­dos en DVD, Blu-rays y también para la te­le­vi­sión digital.

La falta de co­m­pe­te­n­cia de los formatos MPEG no solo se debe a su su­pe­rio­ri­dad te­c­no­ló­gi­ca. Muchos de los al­go­ri­t­mos están pa­te­n­ta­dos, lo que siempre ha di­fi­cu­l­ta­do que terceros pro­vee­do­res lancen un codec co­m­pa­ra­ble. Esto afecta al uso comercial de HEVC, ya que los pro­vee­do­res de streaming necesitan una licencia de MPEG, así como de otras licencias, incluidos los titulares de patentes in­di­vi­dua­les. AV1 espera evitar todas estas di­fi­cu­l­ta­des y, al mismo tiempo, ofrecer una solución té­c­ni­ca­me­n­te avanzada en relación a los formatos an­te­rio­res.

AV1 es un formato de co­di­fi­ca­ción de vídeo de código abierto diseñado para ayudar a las empresas y los pa­r­ti­cu­la­res a tra­n­s­mi­tir online vídeos de alta calidad de forma más eficiente. Mozilla, Google y Cisco están pro­mo­vie­n­do el proyecto para eliminar las barreras te­c­no­ló­gi­cas y fi­na­n­cie­ras exi­s­te­n­tes para los usuarios. El objetivo es que todos los usuarios tengan acceso a potentes formatos mu­l­ti­me­dia y, en última instancia, los utilicen para in­te­r­ca­m­biar y re­pro­du­cir archivos de vídeo en sus pla­ta­fo­r­mas web abiertas, como el navegador Firefox o YouTube.

Los creadores del codec AV1 se unieron como parte de la Alliance for Open Media (AOMedia) que ha estado de­sa­rro­lla­n­do codecs, formatos y te­c­no­lo­gías para la web abierta desde 2015. AOMedia Video 1, o AV1 en su forma abreviada, es el primero de sus proyectos que se pone a di­s­po­si­ción del público. El codec AV1, de código abierto y sin licencia, se utiliza para comprimir archivos de vídeo. Los archivos co­di­fi­ca­dos pueden guardarse como MP4 o MKV. Dentro de WebM, AV1 puede uti­li­zar­se junto con el formato de audio Opus para incrustar vídeos HTML5.

Según un estudio de Cisco, los co­n­te­ni­dos de vídeo re­pre­se­n­tan ac­tua­l­me­n­te el 70% del tráfico de Internet. Se espera que esta cifra aumente a más del 80% en 2021. Incluso las pequeñas mejoras en el tamaño de los archivos, la calidad de la imagen y el tiempo de tra­n­s­mi­sión suponen una gran di­fe­re­n­cia para los creadores y los usuarios finales. AV1 está di­s­po­ni­ble de forma gratuita y, por tanto, permite entrar en el mercado a pequeñas empresas y pa­r­ti­cu­la­res que, de otro modo, no podrían pe­r­mi­ti­r­se los elevados costes de licencia de otros formatos.

Los elevados precios de las licencias no son un problema nuevo. Hace seis años, casi todos los grandes actores co­me­n­za­ron a trabajar en sus propias al­te­r­na­ti­vas a los codecs de vídeo pa­te­n­ta­dos: Google publicó VP9, Mozilla lanzó su proyecto Daala y Cisco adquirió Thor, un codec es­pe­cia­l­me­n­te adecuado para vi­deo­co­n­fe­re­n­cias de baja co­m­ple­ji­dad. Su objetivo era el mismo: crear un codec de vídeo de nueva ge­ne­ra­ción que pe­r­mi­tie­ra compartir vídeos en línea de forma más rápida, sencilla y económica.

En 2015, unieron sus fuerzas alrededor de AOMedia y gigantes del streaming y el hardware como Amazon, Netflix, Intel, AMD y NVIDIA se subieron al carro. El resultado es el codec AV1, que se basa pri­n­ci­pa­l­me­n­te en Google VP9, pero que se beneficia en gran medida de las he­rra­mie­n­tas y te­c­no­lo­gías pro­po­r­cio­na­das por Daala, Thor y VP10. Desde 2018, Google Chrome y Mozilla Firefox – dos de los na­ve­ga­do­res más uti­li­za­dos del mundo – han apoyada la creación de AV1.

AV1 es un codec mu­l­ti­me­dia, es decir, un programa in­fo­r­má­ti­co que puede codificar o de­s­co­di­fi­car vídeo digital, así como archivos de foto y audio. La co­di­fi­ca­ción permite a los usuarios comprimir sus archivos para editarlos, al­ma­ce­nar­los y co­m­pa­r­ti­r­los con eficacia. La de­s­co­di­fi­ca­ción permite abrir o re­pro­du­cir el contenido, no­r­ma­l­me­n­te a través de una apli­ca­ción o un re­pro­du­c­tor online. Para que esta in­ter­ac­ción funcione, el proceso de co­di­fi­ca­ción y de­s­co­di­fi­ca­ción debe basarse en un formato co­m­pa­r­ti­do, en este caso el AV1.

Pero no es tan sencillo como parece. La in­ter­ac­ción entre los medios, la apli­ca­ción y el hardware del di­s­po­si­ti­vo es muy compleja, lo que exige que los codecs sean es­pe­cia­li­za­dos. Hoy en día hay in­nu­me­ra­bles codecs en uso, algunos de los cuales son de código abierto y gratuitos, y otros requieren una licencia y están sujetos a un pago por su uso.

El Internet En­gi­nee­ri­ng Task Force (IETF) es­ta­n­da­ri­za­rá pronto el codec AV1 con el nombre de NetVC (Internet Video Codec). YouTube ya es co­m­pa­ti­ble con el AV1 codec y ya ofrece se­cue­n­cias en 8K para pantallas co­m­pa­ti­bles. El objetivo es demostrar la eficacia del codec AV1 de AOMedia en co­m­pa­ra­ción con los formatos de la co­m­pe­te­n­cia.

Con AVIF, la Alliance for Open Media también ha lanzado un formato de imagen basado en el codec de vídeo AV1. A largo plazo es probable que este formato de imagen tenga una demanda co­m­pa­ra­ti­va­me­n­te alta y esté destinado a sustituir al formato JPEG. La extensión del archivo es .avif (AV Image File); las se­cue­n­cias de imágenes terminan en .avifs. El nuevo formato de imagen pretende conseguir una alta calidad de imagen con mayores tasas de co­m­pre­sión e incluso admite ani­ma­cio­nes como al­te­r­na­ti­va al anticuado formato GIF.

El AV1 de AOMedia difiere del AVC en algunos aspectos. El AVC fue lanzado en 2003 por el Moving Picture Experts Group (MPEG). El objetivo del AV1 es co­n­ve­r­ti­r­se en el formato de vídeo dominante en Internet. Los vídeos de alta calidad deben poder in­te­r­ca­m­biar­se libre y efi­ca­z­me­n­te a través de la red.

Las pri­n­ci­pa­les ventajas del AV1 son:

• AV1 utiliza una te­c­no­lo­gía de co­m­pre­sión que es casi dos veces más rápida que la de sus co­m­pe­ti­do­res.
• Los vídeos pueden tra­n­s­mi­ti­r­se con mayor calidad y rapidez.
• AV1 es libre de licencia. No hay pagos asociados a la co­di­fi­ca­ción, de­s­co­di­fi­ca­ción y co­m­pre­sión de los archivos de vídeo.
• Los usuarios finales pueden disfrutar de un vídeo de alta calidad incluso con anchos de banda de Internet más pobres.

Los objetivos de re­n­di­mie­n­to de AV1 son am­bi­cio­sos. AOMedia planea aumentar la efi­cie­n­cia en un 25 por ciento en co­m­pa­ra­ción con HEVC. Cuando se trata de aumentar la co­m­ple­ji­dad, la de­co­di­fi­ca­ción por software sigue siendo el objetivo principal, ya que el soporte de hardware sigue estando muy lejos. AV1 ya se puede utilizar junto con el formato de audio Opus en archivos co­n­te­ne­do­res WebM en todos los na­ve­ga­do­res web ha­bi­tua­les. La única excepción es el navegador Safari, que ac­tua­l­me­n­te sólo admite Opus.

AV1 codec fue ini­cia­l­me­n­te adecuado para su uso en Chrome y Firefox. Desde entonces, le han seguido los na­ve­ga­do­res nativos de Microsoft y Apple. Pero la lista de pa­r­ti­da­rios de AV1 no termina ahí. Di­s­tri­bui­do­res de co­n­te­ni­dos mu­l­ti­me­dia como Netflix, Amazon, Hulu, Apple y Google son miembros de AOMedia, junto con pro­vee­do­res de hardware como Intel, AMD, ARM y Nvidia. YouTube ha sido uno de los primeros en adoptar AV1 y ha estado probando el formato de vídeo desde 2017. El AV1 codec ha estado di­s­po­ni­ble para su uso gratuito en Goo­gle­sou­r­ce desde 2018.

Co­m­pa­ti­bi­li­dad de hardware

Los si­guie­n­tes productos de hardware ya son co­m­pa­ti­bles con AV1:

• Allegro DVT lanzó un hardware de co­di­fi­ca­ción de vídeo mu­l­ti­fo­r­ma­to que es co­m­pa­ti­ble con AV1.
• Samsung’s Q950TS TV admite la tra­n­s­mi­sión en 8K con AV1.
• Las series ZX-OLED de LG’s también pueden tra­n­s­mi­tir en 8K gracias a la co­m­pa­ti­bi­li­dad con AV1.
• El pro­ce­sa­dor gráfico Intel Xe lanzó un de­co­di­fi­ca­dor de hardware AV1.
• La serie RTX 30 de Nvidia soporta 8K, 10bit y 60 fps gracias a AV1 codec.

Co­m­pa­ti­bi­li­dad de software

La lista de software co­m­pa­ti­ble con AV1 es mucho más larga. He aquí algunos ejemplos conocidos:

• Google Chrome
• Mozilla Firefox
• Microsoft Edge
• Opera
• Vivaldi
• Pale Moon
• VLC Media Player
• Android 10

AOMedia lanzó el codec AV1 en junio de 2018. Desde entonces, el flujo de bits se ha es­ta­bi­li­za­do y está di­s­po­ni­ble para cualquier usuario in­te­re­sa­do sin necesidad de licencia. La licencia de la patente cumple ple­na­me­n­te con la política de patentes del W3C, lo que hace que AV1 sea de uso gratuito. Todos los fa­bri­ca­n­tes de na­ve­ga­do­res pueden utilizar el AV1 codec como un estándar web abierto.

El codec AV1 ya puede uti­li­zar­se a través de Android TV con di­s­po­si­ti­vos co­m­pa­ti­bles. Entre ellos están los te­le­vi­so­res con BCM72190 y 72180 de Broadcom y RTD1311 o RTD1319 de Realtek.

Una vez que el streaming 8K se consolide, el uso de AV1 será cada vez más frecuente.