详谈视频编码之H.264、H.265、AV1

对于现在的年轻人来说，追剧、刷视频已经成为了主要的休闲方式。

视频能以最直观的动态形式展现所要表达的内容，通过色彩和声音的渲染展现独特的艺术观感，从而让观众观看的过程中获得满足。

不过在追剧的时候，大家一定遇到过视频卡顿需要缓冲的情况，尤其在最精彩的时候出现这种情况，这种不爽的感觉不亚于突然插播广告。

遇到这种情况，大家一般都以为是网速的问题。其实这不是网速问题那么简单，更深层次的原因可能和视频编码有关。

想要流畅的收看视频，升级宽带并不是唯一的方式，升级一次网速就需要多消费一笔支出，问题也不见得会彻底得到解决。

各大视频平台为了让视频流畅的进行播放，会通过采用不同编码的方式，在维持画面质量的同时保持播放的流畅。

目前视频网站主要以H.264、H.265和AV1三种编码为主。所以如果能了解到视频平台采用的视频编码，并作出相应的调整，就可以大幅度保证视频观赏的流畅性。

接下来笔者将对以H.264、H.265以及AV1这三种编码进行介绍。

H.264编码：目前运用最广泛的视频编码

H.264编码是目前主流的视频编码，目前主要的电子设备都会支持H.264编码，运用范围涵盖了流媒体、视频压制、影像录制、数字电视、安防监控、视频会议等应用场景。

也就是说我们在线追剧看的视频、下载的视频、购买的正版影碟多数都采用H.264的视频编码。

H.264受到重用的一个原因是有着不错的压缩率，在相同带宽条件上提供更优质的图像质量。

H.264是目前运用最为广泛的视频编码方式，目前支持的设备也最多。

主流的电脑硬件、智能手机、高清机顶盒、游戏主机、在线视频网站均支持H.264的解码。所有的设备都可以做到无负担的进行播放，所以目前情况来说H.264依然是运用在视频上的主流编码。

H.265：更小、更快、更清晰

虽然H.264编码目前依旧是主流，但是随着视频画质的提高，问题逐渐显现，H.264对于高分辨率的视频无法很好的进行驾驭问题逐渐显现，尤其在压制4K超高清视频时候，H.264编码往往会形成超大容量的文件。

根据计算，一部4K的超高清电影使用H.264编码进行制作，其容量超过10GB，如此庞大的数据并不利于网络在线视频的传输，目前的民用带宽的速度，在播放的过程中还是会出现卡顿和缓冲的现象。

为了在有限的网络带宽下传输更高质量的视频，就需要压缩效率更高的编码。于是在2012年，国际电联公布了H.265编码。

这套编码在H.264的基础上进行技术改良，主要提高了压缩率、减少实时延时等特点。

H.265编码最主要的升级是提高了视频编码的压缩效率，和H.264编码相比在仅需一半的容量就能压缩出相同画质的视频。

举个例子，一部1080P分辨率的电影，在H.264编码下生成视频容量为1GB，如果用H.265编码进行压缩，容量只需要500MB。更小的容量在网络上的传输自然更加方便。

并且H.265标准在制定的时候还加入了对4K甚至是8K超高清视频的支持。目前国外Youtube这类视频网站播放4K视频的时候采用的则是H.265编码。

目前H.265编码获得多数视频网站的支持，优酷、土豆、B站等国内的主流视频网站均支持H.265视频的上传和播放。

由于能够减少延时的特点，在一些直播平台也广受欢迎，国内的虎牙、BiliBili在直播推流均开始支持H.265编码。

不过硬件支持设备比H.264略少，2019年之前发售的部分智能手机、机顶盒、智能手机无法对H.265进行硬件解码。

不过近两年的发售的产品开始支持H.265的硬件解码，其中去年发售PS5已经支持对H.265编码的硬件解码。

AV1：免费开源真的香 H.265倍感压力

虽然H.265编码在视频行业中逐渐普及，但是要使用H.265编码就每年必须支出一笔不菲的授权费用，这对于企业来说是一笔不小的负担。

在这样的背景下AV1编码应运而生，该编码由Google所主导，其特色的除了高昂的免版权费外，和H.265相比，在相同视频分辨率、帧率、比特率的情况下，整个视频容量还能压缩20%，这意味着AV1编码能够进一步降低在线视频对带宽的需求。

根据Streaming Media East的测试报告，AV1在和H.265、H.264以及VP9三种编码比较中，在相同画质下，码率是最低的。

降低码率有什么好处呢？在视频制作的流程中，拍摄高分辨素材再进行超采样能有效提升画面的清晰度，但在视频流分发的过程中，在设备分辨率不变的前提下，就需要提高码率来维持视频的质量，一旦降低码率画面就会变得模糊。

而AV1编码的优势是在降低视频码率的情况下保持画面的清晰度，对于视频网站来说不用在纠结带宽和画质之间如何选择，可以为观众带来更高质量的视频服务。目前已经采用AV1编码的爱奇艺就表示AV1的编码速度提升了5倍。

虽然目前我们在线视频以1080P为主，但4K甚至是更高分辨率的8K上线普及时间问题，未来如果要流畅的收看这些视频内容，那么除了高带宽的网络外，高压缩率的编码减少视频数据量的核心优势就体现出来了。

另外在硬件支持方面，目前H.264和H.265处于领先地位，智能手机、电脑、游戏机均支持解码，而目前AV1编码仅有Intel Tiger Lake 11代酷睿中的Iris Xe核芯显卡、NVIDIA RTX 30系列和联发科天玑1000系列支持。

不过AV1开源免费的特点，受到不少企业的欢迎，目前Google表示从今年3月31日开始旗下的Android TV系列产品将开始支持AV1编码，并适用于任何Android 10和Android 11的设备。

在电视机上索尼今年全新推出的Bravia XR系列电视也会支持AV1编码，相信未来会有越来越多的硬件开始支持。

目前国内外在线视频以1080P为主，未来随着4K超高清视频的普及压缩效率更高、传输压力更小的H.265和AV1两款编码将逐渐受到青睐。以后的在线视频网站可能以这两大编码为主导。
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