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.