Keď si dnes večer zapnete Netflix a spustíte najnovší film v 4K rozlíšení, na pozadí sa odohráva technologická mágia, ktorú väčšina divákov nikdy neuvidí, no bez ktorej by moderný internet skolaboval.
Hrdinom tohto príbehu je AV1, alebo AOMedia Video 1. Hoci tento názov znie ako nudné technické označenie, v skutočnosti ide o jednu z najdôležitejších technológií poslednej dekády.
AV1 nie je len ďalším spôsobom, ako komprimovať video. Je to odpoveď technologických gigantov na licenčné peklo minulosti a zároveň kľúč k budúcnosti, kde video tvorí viac ako 80 % všetkej internetovej prevádzky. Prečo práve tento kodek „valcuje“ Netflix a prečo by mal zaujímať aj bežného používateľa? Aby sme to pochopili, musíme sa ponoriť hlboko do jeho štruktúry, histórie a fungovania.
Zrodenie z nutnosti
Príbeh AV1 sa nezačína v laboratóriu, ale v zasadacích miestnostiach právnikov. Pred príchodom AV1 bol svet videa dominovaný štandardmi ako H.264 a neskôr H.265 (HEVC). Tieto kodeky boli síce technicky vyspelé, no boli zaťažené extrémne komplikovanými licenčnými poplatkami. Ak chcel niekto streamovať video v H.265, musel platiť poplatky viacerým patentovým skupinám, pričom podmienky boli často neprehľadné a drahé. To brzdilo inovácie a stálo spoločnosti ako Google či Netflix milióny dolárov.
V roku 2015 preto vznikla aliancia s názvom Alliance for Open Media (AOMedia). Išlo o bezprecedentné spojenie konkurentov, ktorí sa rozhodli spolupracovať pre vyššie dobro. Za jedným stolom sa ocitli Google, Amazon, Netflix, Microsoft, Intel, Cisco a neskôr aj Apple. Ich cieľ bol jasný a ambiciózny: vytvoriť video formát, ktorý bude nielen technicky nadradený všetkému, čo tu bolo doteraz, ale bude predovšetkým otvorený a oslobodený od licenčných poplatkov (royalty-free). Výsledkom tohto snaženia je AV1, kodek, ktorý kombinuje to najlepšie z experimentálneho kodeku VP9 od Google, projektu Daala od Mozilly a projektu Thor od Cisco.
Prečo je AV1 taký dobrý?
Základným sľubom AV1 je efektivita. V porovnaní so svojimi predchodcami dokáže pri zachovaní rovnakej vizuálnej kvality zmenšiť veľkosť súboru o desiatky percent. V praxi to znamená, že ak máte pomalší internet, video sa vám nebude zasekávať, a ak máte obmedzený dátový balík v mobile, miniete menej dát.
Tajomstvo tejto efektivity spočíva v extrémne pokročilých matematických algoritmoch a spôsobe, akým AV1 analyzuje obraz. Každý video kodek funguje na princípe rozdelenia obrazu na menšie bloky a hľadania podobností medzi jednotlivými snímkami. AV1 však tento proces posúva na novú úroveň. Kým staršie kodeky používali bloky fixných a relatívne malých veľkostí, AV1 dokáže pracovať s takzvanými superblokmi o veľkosti až 128×128 pixelov.
To je kľúčové pre moderné vysoké rozlíšenia ako 4K a 8K. Na jednoliatej ploche, napríklad na modrej oblohe, použije kodek jeden veľký blok a ušetrí obrovské množstvo dát. Naopak, v detailných textúrach, ako je tráva alebo vlasy, sa dokáže rekurzívne rozdeliť na miniatúrne bloky pre zachovanie maximálnej ostrosti.
Ďalšou silnou stránkou je predikcia. Video je v podstate séria obrázkov, ktoré sa menia len minimálne. Kodek sa snaží „uhádnuť“, ako bude vyzerať nasledujúci snímok na základe toho predchádzajúceho, a ukladá len rozdiely (tzv. rezíduá). AV1 má k dispozícii oveľa viac smerov a spôsobov predikcie pohybu než jeho konkurenti. Dokáže detailne analyzovať pohyb objektov, zmeny osvetlenia či rotáciu a tieto zmeny matematicky popísať s chirurgickou presnosťou. Navyše obsahuje pokročilé in-loop filtre, ktoré po dekódovaní obrazu ešte dodatočne vyhladzujú artefakty a blokovú štruktúru, čím vzniká vizuálne čistejší obraz, ktorý je príjemnejší pre ľudské oko.
Súboj titanov (AV1 verzus H.264 a H.265)
Aby sme pochopili dominanciu AV1, musíme ho postaviť do priameho kontrastu s najpoužívanejšími kodekmi súčasnosti. Prvým pánom na holenie je H.264 (AVC). Tento kodek je legendou a nájdete ho všade – od starých YouTube videí až po Blu-ray disky. Je však starý. AV1 je oproti H.264 o viac ako 50 % efektívnejší. To znamená, že film, ktorý v H.264 zaberá 4 GB, by v AV1 pri rovnakej kvalite mohol mať menej ako 2 GB. H.264 jednoducho nebol stavaný na dnešné 4K HDR videá a pri vysokých rozlíšeniach zbytočne plytvá dátami.
Vážnejším súperom je H.265 (HEVC). Tento kodek bol priamym nástupcom H.264 a dlho sa považoval za kráľa kompresie. Technicky je veľmi vyspelý. Avšak, nezávislé testy, vrátane tých, ktoré robil Netflix a Facebook, ukazujú, že AV1 dosahuje o 30 % až 40 % lepšiu kompresiu než HEVC. To je priepastný rozdiel. Ak Netflix streamuje milióny hodín obsahu denne, úspora 30 % na dátovom toku sa rovná miliónom ušetrených dolárov na serveroch a infraštruktúre. Navyše, ako už bolo spomenuté, HEVC je zaťažený licenčnými poplatkami, zatiaľ čo AV1 je zadarmo. Práve táto kombinácia vyššej technickej kvality a nulovej ceny robí z AV1 jednoznačného víťaza pre streamovacie platformy.
Achillova päta AV1
Ak je AV1 taký dokonalý, prečo ho nepoužívame všade už roky? Odpoveďou je výpočtová náročnosť. Tá extrémna kompresia nie je zadarmo – vyžaduje si obrovský výpočtový výkon na to, aby sa video „zabalilo“ (enkódovalo), ale aj na to, aby sa „rozbalilo“ (dekódovalo) pri prehrávaní.
V začiatkoch nasadenia bol AV1 nočnou morou pre bežné počítače a telefóny. Keďže procesory nemali zabudovanú priamu podporu pre tento formát, museli všetko počítať softvérovo. Prehrávanie 4K videa v AV1 na staršom notebooku znamenalo, že procesor bežal na 100 %, ventilátory hučali ako štartujúce lietadlo a batéria sa vybila za pár minút. Softvérové dekódovanie je totiž veľmi neefektívne.
Tu prichádza na rad otázka, či potrebujeme niečo špeciálne na prehrávanie. Odpoveď je áno aj nie. Pre plynulé prehrávanie AV1 vo vysokom rozlíšení bez drancovania batérie potrebujete zariadenie s hardvérovou akceleráciou AV1. To znamená, že čip (grafická karta alebo procesor v mobile) má na sebe fyzický obvod špeciálne navrhnutý len na dekódovanie tohto formátu.
Situácia sa však rapídne zlepšuje. Moderné grafické karty od Nvidie (séria RTX 3000 a novšie), AMD (Radeon RX 6000 a novšie) a Intelu (Arc) už AV1 plne podporujú. Rovnako tak nové procesory v smartfónoch – čipy ako Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2, Samsung Exynos 2200 či MediaTek Dimensity 9000 už majú hardvérový dekodér. Dokonca aj najnovšie čipy od Apple (A17 Pro a séria M3) konečne pridali túto podporu. Ak máte staršie zariadenie, video v AV1 prehráte, ale bude to robiť váš hlavný procesor softvérovo, čo môže pri vyšších rozlíšeniach viesť k sekaniu obrazu.
Netflix nasadil AV1 veľmi strategicky. Najskôr ho začal používať pre mobilné zariadenia s operačným systémom Android a pre sťahovanie obsahu na offline sledovanie. Dôvod bol prozaický: používatelia na mobiloch sú najviac citliví na spotrebu dát a často sa pohybujú v miestach s kolísavým signálom. Vďaka AV1 dokázal Netflix doručiť pozerateľný obraz aj pri extrémne nízkych rýchlostiach internetu, kde by sa H.264 rozpadlo na zhluk štvorčekov.
Postupne, ako sa na trh dostávali televízory a set-top boxy s hardvérovou podporou AV1 (napríklad PlayStation 5 Pro alebo novšie Smart TV), Netflix začal tento kodek tlačiť aj do obývačiek. Dnes, ak máte kompatibilný televízor a pustíte si najnovší hit, je veľmi pravdepodobné, že sa pozeráte práve na AV1 stream. Netflix tým nielen šetrí svoje náklady, ale garantuje vám najvyššiu možnú kvalitu, akú vaše pripojenie dovolí.
AV1 nie je len chvíľkový trend. Je to nový štandard internetu. Podporu už zaviedol aj YouTube, ktorý začína vyžadovať AV1 pre 8K videá, pretože staršie kodeky by pri takomto rozlíšení generovali neúnosné množstvo dát. Pridávajú sa aj platformy ako Vimeo, Twitch či Facebook.
Zhrnuté a podčiarknuté: AV1 je technologickým triumfom otvorenej spolupráce. Je to kodek, ktorý prináša krajší obraz pri menšom objeme dát, oslobodzuje priemysel od patentových vojen a pripravuje pôdu pre budúcnosť virtuálnej reality a hyper-vysokých rozlíšení. Hoci si vyžaduje novší hardvér pre ideálne fungovanie, jeho výhody sú také masívne, že jeho úplná dominancia je len otázkou času. Pre náročného diváka je to tá najlepšia správa – dostane vyššiu kvalitu obrazu bez toho, aby musel platiť viac za rýchlejší internet.
Tento článok napísala umelá inteligencia Gemini od Google. Článok bol skontrolovaný redakciou TECHBOX.