VP9 vs AV1: โอเพนซอร์สโคเดกตัวไหนเหมาะกับคุณ?

ทำความรู้จัก VP9 และ AV1

วิดีโอโคเดกมีบทบาทสำคัญต่อการสตรีมและการจัดเก็บเนื้อหาวิดีโอ โอเพนซอร์สโคเดกที่โดดเด่นสองตัวในด้านนี้คือ VP9 และ AV1 ซึ่งพัฒนาโดย Google และ Alliance for Open Media (AOM) ตามลำดับ โคเดกทั้งสองมุ่งให้การบีบอัดวิดีโอคุณภาพสูงพร้อมกระบวนการเข้ารหัสและถอดรหัสที่มีประสิทธิภาพ การเข้าใจความแตกต่างระหว่าง VP9 และ AV1 จะช่วยให้นักพัฒนาและเจ้าของแพลตฟอร์มสตรีมมิ่งตัดสินใจได้อย่างรอบคอบว่าควรเลือกใช้โคเดกใดกับเนื้อหาของตน

VP9 เปิดตัวในฐานะรุ่นต่อจาก VP8 และออกแบบมาเพื่อให้ประสิทธิภาพการบีบอัดที่ดีขึ้นและเวลาแฝงที่ต่ำลง รองรับฟีเจอร์ต่าง ๆ เช่น การเข้ารหัสวิดีโอแบบปรับขนาดได้ ซึ่งช่วยให้สตรีมแบบปรับตามสภาพเครือข่ายได้ ส่วน AV1 เป็นรูปแบบการเข้ารหัสวิดีโอแบบปลอดค่าลิขสิทธิ์รูปแบบแรกที่ได้รับการสนับสนุนอย่างกว้างขวางจากอุตสาหกรรม ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้ประสิทธิภาพการบีบอัดดีกว่า VP9 โดยแลกกับภาระการประมวลผลที่เพิ่มขึ้นระหว่างการเข้ารหัส

ประสิทธิภาพการบีบอัด

เปรียบเทียบบิตเรตกับคุณภาพ

เป้าหมายหลักของวิดีโอโคเดกทุกตัวคือการบีบอัดให้ได้ประสิทธิภาพสูงโดยยังรักษาคุณภาพวิดีโอไว้ ประสิทธิภาพการบีบอัดมักวัดจากอัตราส่วนระหว่างขนาดไฟล์วิดีโอต้นฉบับกับขนาดไฟล์หลังบีบอัด ณ ระดับคุณภาพที่กำหนด ทั้ง VP9 และ AV1 ออกแบบมาเพื่อให้วิดีโอคุณภาพสูงด้วยขนาดไฟล์น้อยที่สุด แต่โดยทั่วไป AV1 ทำได้ดีกว่า VP9 ในด้านนี้

ตัวอย่างประสิทธิภาพการบีบอัดในสถานการณ์จริง

เพื่อแสดงให้เห็นประสิทธิภาพการบีบอัดของ VP9 และ AV1 ลองพิจารณาสถานการณ์ต่อไปนี้ คือการเข้ารหัสวิดีโอความยาว 10 นาทีที่ความละเอียด 1080p เมื่อใช้การตั้งค่ามาตรฐาน AV1 สามารถลดขนาดไฟล์ลงได้อีก 20-30% เมื่อเทียบกับ VP9 โดยยังคงคุณภาพภาพใกล้เคียงกัน นั่นหมายความว่าที่คุณภาพวิดีโอเท่ากัน ไฟล์ AV1 จะมีขนาดเล็กกว่า ส่งผลให้ดาวน์โหลดเร็วขึ้นและค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บต่ำลง

เวลาในการเข้ารหัส

ภาระการประมวลผลในการเข้ารหัส

เวลาในการเข้ารหัสเป็นปัจจัยสำคัญในการผลิตและเผยแพร่เนื้อหาวิดีโอ ทั้ง VP9 และ AV1 ต้องใช้ทรัพยากรประมวลผลจำนวนมากในการเข้ารหัสวิดีโอ แต่ AV1 ต้องการพลังประมวลผลมากกว่าเนื่องจากอัลกอริทึมการบีบอัดขั้นสูง ภาระการประมวลผลที่เพิ่มขึ้นนี้อาจทำให้เวลาเข้ารหัสนานขึ้น และอาจกลายเป็นคอขวดสำหรับการผลิตและเผยแพร่วิดีโอในระดับใหญ่

เปรียบเทียบความเร็วในการเข้ารหัสเชิงปฏิบัติ

ตัวอย่างเช่น การเข้ารหัสวิดีโอความละเอียดสูงด้วย AV1 อาจใช้เวลานานกว่าการเข้ารหัสวิดีโอเดียวกันด้วย VP9 ถึง 2-3 เท่า นักพัฒนาและแพลตฟอร์มสตรีมมิ่งจึงต้องพิจารณาข้อแลกเปลี่ยนนี้เมื่อเลือกโคเดก แม้ AV1 จะให้ประสิทธิภาพการบีบอัดที่ดีกว่า แต่เวลาเข้ารหัสที่เพิ่มขึ้นอาจส่งผลต่อเวิร์กโฟลว์โดยรวมและความสามารถในการขยายขนาดของกระบวนการผลิตวิดีโอ

ความเข้ากันได้กับเบราว์เซอร์

การรองรับในปัจจุบันและอนาคตบนเบราว์เซอร์หลัก

การรองรับของเบราว์เซอร์เป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการสตรีมวิดีโอบนเว็บ ทั้ง VP9 และ AV1 ได้รับการรองรับจากเว็บเบราว์เซอร์หลัก แต่ระดับการรองรับแตกต่างกัน VP9 ได้รับการรองรับโดย Chrome, Firefox และ Opera มาหลายปีแล้ว และใช้กันอย่างแพร่หลายในการสตรีมวิดีโอบนเว็บ ส่วนการรองรับ AV1 แม้จะเพิ่มขึ้นแต่ก็ยังไม่แพร่หลายเท่า ปัจจุบัน Chrome, Firefox และ Edge รองรับ AV1 แล้ว แต่เบราว์เซอร์รุ่นเก่าและอุปกรณ์มือถือบางรุ่นอาจยังรองรับไม่สมบูรณ์

ผลกระทบต่อประสบการณ์ผู้ใช้

การที่เบราว์เซอร์ยังรองรับ AV1 ไม่แพร่หลายอาจส่งผลต่อประสบการณ์ผู้ใช้ เพราะผู้ใช้อาจพบปัญหาในการเล่นหรือคุณภาพวิดีโอลดลงบนอุปกรณ์ที่ไม่รองรับ แพลตฟอร์มสตรีมมิ่งต้องทำให้เนื้อหาเข้าถึงผู้ชมได้กว้างที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ ซึ่งอาจต้องเก็บวิดีโอที่เข้ารหัสไว้หลายเวอร์ชัน

การรองรับฮาร์ดแวร์

ความเข้ากันได้กับฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่

การรองรับฮาร์ดแวร์เป็นอีกข้อพิจารณาสำคัญสำหรับวิดีโอโคเดก ทั้ง VP9 และ AV1 ต้องใช้ฮาร์ดแวร์เร่งความเร็วโดยเฉพาะเพื่อถอดรหัสอย่างมีประสิทธิภาพ แต่ความพร้อมของฮาร์ดแวร์ดังกล่าวแตกต่างกันไปในแต่ละอุปกรณ์ CPU และ GPU รุ่นใหม่มักมีการรองรับ VP9 ในระดับฮาร์ดแวร์ ทำให้นำไปใช้ในอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้ง่ายกว่า ส่วน AV1 มีการรองรับฮาร์ดแวร์จำกัดกว่า ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพบนอุปกรณ์รุ่นเก่าหรือประสิทธิภาพต่ำ

แนวโน้มฮาร์ดแวร์ในอนาคต

เมื่อการนำ AV1 ไปใช้เพิ่มขึ้น ผู้ผลิตฮาร์ดแวร์ก็เริ่มรวมการรองรับ AV1 ไว้ในผลิตภัณฑ์ของตน คาดว่า CPU และ GPU รุ่นต่อไปจะมีฮาร์ดแวร์เร่งความเร็วสำหรับ AV1 ได้ดีขึ้น ช่วยลดภาระการประมวลผลและเพิ่มประสิทธิภาพการถอดรหัส แนวโน้มนี้น่าจะทำให้ AV1 เหมาะกับอุปกรณ์และกรณีการใช้งานที่หลากหลายยิ่งขึ้น

การผสานเข้ากับแพลตฟอร์มสตรีมมิ่ง

VP9 และ AV1 เข้ากับเวิร์กโฟลว์สตรีมมิ่งอย่างไร

การนำ VP9 และ AV1 มาใช้ในเวิร์กโฟลว์สตรีมมิ่งต้องมีการวางแผนและการดำเนินการอย่างรอบคอบ แพลตฟอร์มสตรีมมิ่งสามารถได้ประโยชน์จากประสิทธิภาพการบีบอัดที่ดีขึ้นของ AV1 แต่ต้องมั่นใจว่าโครงสร้างพื้นฐานรองรับเวลาเข้ารหัสและภาระการประมวลผลที่เพิ่มขึ้นได้ สำหรับการถ่ายทอดสด แพลตฟอร์มอาจต้องลงทุนในเซิร์ฟเวอร์เข้ารหัสที่ทรงพลังกว่าและปรับเวิร์กโฟลว์ให้รองรับความต้องการประมวลผลเพิ่มเติมของ AV1

ตัวชี้วัดประสิทธิภาพ

เกณฑ์เปรียบเทียบของโคเดกทั้งสอง

ตัวชี้วัดประสิทธิภาพ เช่น เฟรมเรต เวลาแฝง และความลื่นไหลในการเล่น เป็นปัจจัยสำคัญต่อประสบการณ์ผู้ใช้ ทั้ง VP9 และ AV1 ออกแบบมาเพื่อให้วิดีโอคุณภาพสูงด้วยเวลาแฝงน้อยที่สุด แต่กระบวนการเข้ารหัสที่ซับซ้อนกว่าของ AV1 อาจทำให้เกิดเวลาแฝงเพิ่มเติมเมื่อเทียบกับ VP9

สถานการณ์ประสิทธิภาพในการใช้งานจริง

ในสถานการณ์การใช้งานจริง AV1 สามารถให้การเล่นที่ลื่นไหลกว่าและเฟรมเรตที่สูงกว่า โดยเฉพาะบนอุปกรณ์ที่มีฮาร์ดแวร์เร่งความเร็ว อย่างไรก็ตาม เวลาเข้ารหัสที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้เกิดความล่าช้ายาวนานขึ้นในการถ่ายทอดสด ซึ่งอาจไม่เหมาะกับแอปพลิเคชันที่ต้องการส่งวิดีโอแบบเรียลไทม์ นักพัฒนาจึงต้องชั่งน้ำหนักตัวชี้วัดประสิทธิภาพเหล่านี้กับประโยชน์ของประสิทธิภาพการบีบอัดและคุณภาพที่ดีกว่า

ผลกระทบด้านต้นทุน

ต้นทุนการเข้ารหัสและการสตรีม

ผลกระทบด้านต้นทุนของการใช้ VP9 เทียบกับ AV1 อาจแตกต่างกันไปตามหลายปัจจัย รวมถึงค่าเซิร์ฟเวอร์เข้ารหัส ค่าจัดเก็บ และค่าแบนด์วิดท์ ประสิทธิภาพการบีบอัดที่ดีกว่าของ AV1 อาจช่วยประหยัดค่าจัดเก็บและแบนด์วิดท์ แต่เวลาเข้ารหัสที่เพิ่มขึ้นอาจหักล้างส่วนที่ประหยัดได้ด้วยต้นทุนการเข้ารหัสที่สูงขึ้น

การประหยัดต้นทุนในระยะยาว

ในระยะยาว ต้นทุนที่ประหยัดได้จากการใช้พื้นที่จัดเก็บและแบนด์วิดท์ที่ลดลงอาจมากกว่าต้นทุนการเข้ารหัสที่เพิ่มขึ้น แพลตฟอร์มสตรีมมิ่งยังอาจได้ประโยชน์จากค่า CDN ที่ลดลงเนื่องจากขนาดไฟล์เล็กลงและดาวน์โหลดเร็วขึ้น อย่างไรก็ตาม การลงทุนเริ่มแรกในเซิร์ฟเวอร์เข้ารหัสที่ทรงพลังกว่าอาจเป็นอุปสรรคสำหรับบางแพลตฟอร์ม

แนวโน้มในอนาคต

การปรับปรุงและอัปเดตที่คาดหวัง

คาดว่าทั้ง VP9 และ AV1 จะได้รับการอัปเดตและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง VP9 น่าจะมีการปรับปรุงทีละเล็กน้อยในด้านประสิทธิภาพการบีบอัดและประสิทธิภาพการถอดรหัส ส่วน AV1 คาดว่าจะพัฒนาต่อไปพร้อมการรองรับฮาร์ดแวร์ที่ดีขึ้นและอัลกอริทึมการเข้ารหัสที่ดีขึ้น อนาคตของวิดีโอโคเดกน่าจะเกี่ยวข้องกับความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการบีบอัดและการยอมรับที่กว้างขึ้นในอุตสาหกรรม

แนวโน้มและการคาดการณ์ของอุตสาหกรรม

อุตสาหกรรมกำลังเคลื่อนไปสู่เทคโนโลยีการบีบอัดวิดีโอขั้นสูงที่ให้ประสิทธิภาพและคุณภาพดีกว่า คาดว่า AV1 จะกลายเป็นโคเดกหลักสำหรับการสตรีมวิดีโอบนเว็บเมื่อการรองรับของเบราว์เซอร์และฮาร์ดแวร์ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม VP9 น่าจะยังคงมีความสำคัญสำหรับแอปพลิเคชันที่เวลาเข้ารหัสและภาระการประมวลผลเป็นปัจจัยสำคัญ

การนำไปใช้จริง (โค้ด/คอนฟิก)

ตัวอย่างการเข้ารหัสวิดีโอความยาว 10 นาที

การเข้ารหัสวิดีโอความยาว 10 นาทีด้วย FFmpeg ทำได้ไม่ยาก นี่คือตัวอย่างสำหรับทั้ง VP9 และ AV1:

การเข้ารหัสด้วย VP9

ffmpeg -i input.mp4 -c:v libvpx-vp9 -b:v 2M -c:a copy output.webm

การเข้ารหัสด้วย AV1

ffmpeg -i input.mp4 -c:v libaom-av1 -b:v 2M -c:a copy output.mkv

คำสั่งเหล่านี้ใช้ FFmpeg เข้ารหัสวิดีโอต้นฉบับเป็นรูปแบบ VP9 และ AV1 ตัวเลือก -b:v กำหนดบิตเรตเป้าหมาย และตัวเลือก -c:a copy คัดลอกสตรีมเสียงโดยไม่เข้ารหัสใหม่

ตารางเปรียบเทียบ

สรุป

การเลือกระหว่าง VP9 กับ AV1 ต้องสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการบีบอัด เวลาเอนโค้ด การรองรับของเบราว์เซอร์และฮาร์ดแวร์ และผลกระทบด้านต้นทุน AV1 ให้ประสิทธิภาพการบีบอัดและคุณภาพที่เหนือกว่า แต่ต้องแลกกับเวลาเอนโค้ดและภาระการประมวลผลที่เพิ่มขึ้น ส่วน VP9 ให้เวลาเอนโค้ดที่เร็วกว่าและความหน่วงที่ต่ำกว่า จึงเหมาะกับแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์ การเข้าใจข้อแลกเปลี่ยนเหล่านี้จะช่วยให้นักพัฒนาและเจ้าของแพลตฟอร์มสตรีมมิงตัดสินใจเลือกได้อย่างเหมาะสมสำหรับคอนเทนต์วิดีโอของตน

บทความที่เกี่ยวข้อง

อ่านคู่มือ DCAST ที่เกี่ยวข้องเพิ่มเติม: adaptive bitrate streaming ทำงานอย่างไร, per-title encoding เพื่อคุณภาพและแบนด์วิดท์ และ การสตรีม 4K เทียบกับ 8K: แบนด์วิดท์ โคเดก และความเป็นจริง สำรวจฟีเจอร์ของแพลตฟอร์ม DCAST