Hoje eu me concentro estritamente em Versatile Video Coding (VVC) e seu potencial para sucesso comercial. Para obter informações adicionais, dê uma olhada em meu artigo, Como prever o sucesso do codec - identifiquei nove questões que revelam os fatores críticos que ditarão se e quando um codec terá sucesso comercial.
Com isso em mente, aplicarei essas perguntas ao Versatile Video Coding (VVC), um codec baseado em padrão que foi finalizado em julho. Eu sugiro que você pelo menos examine o artigo de sucesso do codec antes de ler este.
Uma das questões que não considero é a inovação técnica implantada no novo codec. Portanto, se você quiser mais informações sobre os fundamentos técnicos do VVC, consulte este artigo. Vou pular direto para as perguntas.
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1. Qual é a eficiência comparativa do codec?
Obviamente, a eficiência comparativa do codec dita quanta economia de largura de banda o codec pode oferecer, um dos principais benefícios. Comparado ao HEVC, o comunicado à imprensa ITU-T promete que “o VVC precisará de apenas metade da taxa de bits de seu antecessor 'Codificação de Vídeo de Alta Eficiência' para atingir o mesmo nível de qualidade de vídeo para conteúdo de vídeo de alta resolução”. A Qualcomm é um pouco menos otimista, afirmando que “VVC… oferece uma redução de 40% no tamanho do arquivo em comparação com o padrão anterior, HEVC, mantendo o mesmo nível de qualidade de vídeo.
O white paper mais recente sobre o tópico é Comparando VVC, HEVC e AV1 usando avaliações objetivas e subjetivas. A Tabela III, mostrada abaixo, apresenta dois dos casos de teste mais relevantes considerados pelos pesquisadores, UHD e HD video, e compara AV1 e VVC (chamados de VTM na tabela) a HEVC usando duas métricas objetivas, PSNR e VMAF.
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A linha média na parte inferior conta a história. Lendo da esquerda para a direita, usando PSNR como métrica, AV1 produziu a mesma qualidade que HEVC com uma redução de taxa de dados de 7,3%, enquanto VVC (novamente, VTM) entregou a mesma qualidade com uma redução na taxa de dados de 28,5%. Analisando todos os resultados VTM, eles têm uma média ligeiramente inferior a 30% em comparação com HEVC.
Essas descobertas não refutam os resultados do ITU-T ou da Qualcomm, uma vez que os codecs geralmente melhoram seu desempenho com o tempo. Ainda assim, o benefício comprovado hoje parece mais próximo de 30% do que 50%, o que é significativo, mas não inovador.
Como observo no artigo Nine Questions, “a grande maioria das novas implantações de codecs não visa colher economias de largura de banda ou outras eficiências de entrega. Apenas editores da ponta da pirâmide, como Netflix, Facebook e YouTube, implantaram o VP9, apesar de atualmente ser cerca de 35-40% mais eficiente do que o x264. Em vez disso, os editores normalmente adotam novos codecs como HEVC porque abre mercados para novos clientes. ”
Esta é uma ótima introdução à pergunta 2.
2. Quais novos mercados ou plataformas o codec possibilita?
Olhando para trás, o H.264 foi implantado muito rapidamente por editores de streaming porque permitiu a entrega para dispositivos móveis, o que o codec anterior, VP6, não permitia. Da mesma forma, a maioria dos editores que implantam HEVC o faz para enviar vídeos 4K SDR / HDR para SmartTVs, um mercado que eles não poderiam atender a preços acessíveis com H.264.
Como discutiremos em um momento, o VVC está pelo menos 2-3 anos longe de implantações significativas. Talvez naquele momento, 8K ou VR sejam mercados novos e atraentes, embora seja geralmente reconhecido que, sem alta faixa dinâmica, o vídeo 4K é difícil de distinguir do HD na maioria das configurações. Na melhor das hipóteses, neste ponto, não sabemos se o VVC habilitará novos mercados ou não.
3. Como está o tempo de codificação?
O tempo de codificação se traduz diretamente em custo de codificação; quanto mais custa codificar com um codec, mais difícil é atingir o ponto de equilíbrio com a economia de largura de banda, especialmente com custos de distribuição (em custos por GB) caindo continuamente.
O white paper comparou os tempos de codificação VVC (novamente, VTM) e AV1 com HEVC normalizado para 1.0 (HM na tabela) e produziu os resultados mostrados na Tabela 2. Aqui, você vê que VVC leva entre 7-9 vezes mais para codificar do que HEVC. Se você executar seu próprio conjunto de codificação, isso significa que o VVC será de 7 a 9 vezes mais caro para codificar do que o HEVC. Se você usar um provedor de serviços, espere um aumento de preço semelhante.
Devo observar que as observações do white paper sobre o AV1 foram baseadas no AV1 versão 1.0 e, em maio de 2022-2023, a AOM lançou o AV1 versão 2.0. Embora as melhorias de qualidade tenham sido mínimas, o AV1 é um codificador muito mais rápido neste ponto. Assim, embora as observações de qualidade relacionadas ao AV1 do white paper provavelmente ainda estejam no ponto, as observações relacionadas ao desempenho provavelmente estão desatualizadas.
Ao longo dessas linhas, você também deve esperar que a codificação VVC se torne mais eficiente com o tempo, e não permaneça em 7-9x HEVC.
4. O VVC pode ser implementado em software em plataformas relevantes?
Provavelmente não. Como todos nós sabemos pessoalmente, a duração da bateria é fundamental quando se trata de uso móvel. De uma perspectiva de complexidade de decodificação, VVC é entre 1-2x mais complexo do que HEVC de acordo com este estudo e requer 167% do tempo de decodificação de HEVC neste relatório.
Portanto, embora o VVC possa ser reproduzido em computadores (mais sobre isso na próxima sessão) sem suporte de hardware, provavelmente não será implantado em dispositivos móveis até que a decodificação de hardware esteja disponível. A regra geral para suporte de hardware é um ano após a finalização do codec para que os produtos de nível de chip sejam disponibilizados, e outro ano para que produtos de usuário final baseados nesses chips cheguem ao mercado.
Isso significa outono de 2022 para suporte móvel em hardware, na melhor das hipóteses. Idem para SmartTVs e dispositivos OTT / STB, que também não terão suporte de hardware até então.
5. A Alliance for Open Media (AOM) oferece suporte ao codec?
Provavelmente não. Os membros da Alliance for Open Media são desenvolvedores de software, fabricantes de chips e dispositivos, empresas de conteúdo e provedores de serviços que, juntos, desenvolveram e lançaram o codec AV1. Como Google e Mozilla são membros, seus respectivos navegadores, Chrome e Firefox, há muito suportam AV1, mas nenhum dos dois suporta o codec HEVC, mesmo em plataformas onde o sistema operacional já suporta o codec.
Este é um ponto sutil, mas importante; O Google e o Mozilla provavelmente poderiam suportar HEVC em sistemas com suporte de hardware HEVC existente sem incorrer em royalties, uma vez que é assim que o Mozilla suporta H.264 em algumas plataformas (veja aqui para mais detalhes). Os sistemas com suporte HEVC incluem todos os novos Macs e dispositivos Apple, muitos novos computadores Windows e a maioria dos novos dispositivos Android. No entanto, você não pode jogar HEVC no Chrome, Firefox ou Edge - a Microsoft também é um membro AOM - porque nenhuma dessas empresas adicionou suporte para este hardware.
É difícil imaginar que qualquer desenvolvedor de navegador AOM estenda o suporte ao VVC. Portanto, embora o VVC provavelmente pudesse jogar sem suporte de hardware em computadores e notebooks (onde a vida da bateria não é um grande problema), a falta de suporte no Chrome e no Firefox complicará a reprodução nesses dispositivos e desencorajará a adoção.
6. O codec é um padrão MPEG?
Sim, e isso geralmente é bom. Mas depois do desastre de royalties que desencorajou o suporte a HEVC, dificilmente é a garantia de sucesso do codec como era para H.264 e MPEG-2.
7. Qual é o modelo de propriedade e monetização de tecnologia?
Quanto mais limpo for o modelo de propriedade e monetização da tecnologia, mais fácil será o custo de licenciamento final. O VVC é um verdadeiro codec MPEG desenvolvido por dezenas, senão centenas de contribuidores, e seus esforços de desenvolvimento serão monetizados por meio de licenciamento.
Como você lerá na próxima seção, isso significa que pode demorar um pouco antes de conhecermos a estrutura de royalties do VVC.
8. Como está definida a estrutura de royalties?
Neste ponto, é completamente desconhecido. Entenda que antes do lançamento do codec HEVC, muitas empresas se comprometeram a oferecer suporte a novos codecs de hardware antes que os custos de royalties fossem conhecidos, porque presumiam que os custos seriam razoáveis. Isso mudou com o HEVC, que ainda é uma bagunça. Portanto, espera-se que fabricantes maiores como Apple e Samsung resistam a oferecer suporte a um novo codec até que a estrutura de royalties esteja clara.
Em 2022-2023, um grupo da indústria chamado Media Coding Industry Forum (MC-IF) foi formado para ajudar os proprietários de IP VVC a formular royalties mais coesos e com preços razoáveis para VVC. Em julho de 2022-2023, o MC-IF lançou esforços formais de “promoção de patentes” para ajudar a formar um único pool de patentes para VVC. No entanto, um dos três administradores de pools de patentes HEVC, HEVC Advance, anunciou recentemente seu próprio programa de licenciamento VVC proposto, que foi visto como uma tentativa de ataque preventivo por pelo menos um outro administrador de pool.
Na melhor das hipóteses, o processo de promoção de patentes levaria à seleção de um administrador (ou administradores) de pool de patentes no final de 2022-2023, mas não há garantias. Portanto, neste ponto, a estrutura de royalties é desconhecida e as perspectivas de um único pool estão em dúvida.
9. Existe um royalty de conteúdo?
Idem. Não sabemos neste momento.
O que tudo isso significa? Na melhor das hipóteses, dado o ciclo de hardware de 2 anos entre quando um codec é finalizado e quando ele aparece em produtos de consumo, será 2022 até que os dispositivos com decodificação VVC cheguem ao mercado, e isso será dribs and drabs. Levará muito mais tempo para que a base instalada alcance qualquer massa crítica relevante. E essa adoção pode ser adiada até que a imagem dos royalties seja definida, o que provavelmente não acontecerá até meados de 2022-2023.
Se você é um produtor de streaming preocupado em perder o barco no VVC, registre essa preocupação no arquivo "se preocupe em 2022".