H264 vs AV1 vs H265 ¿Cuál es el mejor CODEC?

Siempre ha habido batalla de codecs, pero en la actualidad, con la llegada del streaming, éstos se han vuelto aún más importante, para poder transmitir con alta calidad y sin que ello suponga retrasos en las conexiones. Por eso, vamos a ver tres de los codecs de vídeo más populares de la actualidad en nuestra batalla H264 vs AV1 vs H265. De esa forma sabrás cuál es el que más te conviene según tus necesidades…

AV1 se ha convertido en una especie de panacea para muchos, por eso las nuevas GPUs de AMD y NVIDIA incluyen motores de codificación por hardware para este codec de vídeo.

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¿Qué es H.264?

El códec H.264, también conocido como MPEG-4 AVC, es un códec de compresión de video que permite comprimir el vídeo para que pueda ser transmitido por Internet de una forma más sencilla. Lo que hace este códec es usar una tecnología avanzada para analizar las partes del primer plano, el fondo y las zonas estáticas para evitar que sea contenido redundante, así consigue reducir el tamaño de los vídeos.

Ventajas:

En cuanto a las ventajas que puede traer este tipo de códec H.264, tenemos que destacar:

• Eficiente: este códec de vídeo es 2 veces más eficiente y el tamaño del archivo es 3 veces más pequeño que los códecs MPEG-2. Por tanto, esto permite que las transmisiones sean más ligeras y rápidas. Eso consume menos ancho de banda y puede funcionar bien en conexiones más lentas.
• Tasa de compresión: tiene la mejor tasa de compresión en comparación con los formatos JPEG y MJPEG4.
• Apropiado para cámara lenta: al ser extremadamente eficiente, permite grabar este tipo de vídeo a cámara lenta, que realmente se graba con una cámara rápida.
• Buena calidad de vídeo: este códec ofrece una alta calidad y claridad de imagen.
• Gran integración: es fácil integrar H.264 a una amplia gama de formatos de imagen, lo que lo convierte en el formato de compresión/descompresión de datos muy utilizado y compatible con muchos dispositivos.
• Transmisión de video en tiempo real: también permite usar formatos en tiempo real para la transmisión de vídeo, lo que es muy positivo para streaming. Incluso podría permitir a las cámaras transmitir directamente a través de Internet.
• Ahorro en almacenamiento: al reducir el tamaño del vídeo, se pueden conseguir calidades muy buenas con hasta un 50% del tamaño original.

Desventajas

No todo son ventajas en este códec H.264, en su batalla con H.265 y AV1, también tenemos que tener presentes sus desventajas:

• Problemas de compatibilidad: al ser complejo, no todos los sistemas y dispositivos pueden soportarlo, por lo que es probable que nos encontremos con problemas de compatibilidad en algunos casos, y tengamos que vernos obligados a usar otros formatos más antiguos que son estándar, como H.263 o H.261.
• Inconsistencia: la compresión puede dar como resultado una calidad de imagen inconsistente que puede ser muy buena en algunas escenas, y no tanto en otras.
• Sobrecarga de hardware: requiere más sobrecarga de CPU en comparación con otros códecs de compresión de video. La cantidad de tiempo de CPU requerido es directamente proporcional a la calidad del video comprimido.
• Licencia y costes: debido a que es un códec propietario, los acuerdos de licencia de éste pueden ser complicados, y requiere de regalías para poder usarlo legalmente por parte de los desarrolladores de software o hardware. Por supuesto, este coste adicional también terminará pasando al usuario final de algún modo.
• Resiliencia de errores: para una compresión máxima, se agrega otra capa para tratar los errores de bit y, por lo que podría afectar a la tasa de bits o bitrate.
• Artefactos: pueden mostrarse a veces este tipo de deformaciones o fallos en la imagen de algunas escenas.
• Latencia: el códec H.264 AVC introduce una alta latencia en los dispositivos utilizados. Esto depende de la potencia de hardware, pero podría ser un problema en equipos con menos recursos.

¿Qué es H.265?

Como estándar de compresión de video más avanzado, H.265 es superior a H.264 en muchos aspectos. También se conoce como MPEG-H Parte 2 o «Codificación de video de alta eficiencia» (en inglés High Efficiency Video Coding o HEVC). Este formato llegaría diez años más tarde que el anterior AVC, es decir, en 2013.

En comparación con los predecesores del códec H.265, se requiere un hardware más potente aún. Por ello, los broadcasters, streamers y demás, necesitarán mejores equipos para utilizar este estándar de codificación y decodificación de vídeo.

H.265 es compatible con los protocolos de transmisión de video más utilizados en la actualidad, incluidos RTSP, MPEG-TS y HLS.

Ventajas

Para ver las ventajas que tiene el códec H.265, vamos a destacar los siguientes puntos:

• Consume la mitad de la tasa de bits al transmitir contenido en vivo en comparación con un codificador basado en H.264. Esto significa que si se necesita un ancho de banda o velocidad de Internet para transmitir un vídeo de 1080p de 8 Mbps con H.264, con el nuevo H.265 se necesitarían solo 4 Mbps para esa misma resolución de vídeo. Por tanto, es una magnífica opción para redes con datos limitados o lentas. Esto es especialmente positivo en datos móviles que tienen costes adicionales, ya que consumirá menor tasa.
• Gracias a al códec H.265, ahora pueden transmitir 720P a 1,5 Mbps en lugar del límite anterior de 480P a 1,5 Mbps, lo que brinda a los espectadores una mejor experiencia visual.
• Por último, pero no menos importante, si bien la compatibilidad con la reproducción de H.265 y la demanda mundial aún está subiendo y llegando a más sistemas y dispositivos, lo que sí es verdad es que se ha transformado en uno de los formatos favoritos y con mejor soporte, tanto en televisores, ordenadores, plataformas OTT, servicios de streamng, etc. Todos ellos lo han adoptado como un estándar de próxima generación, por lo que se espera un gran futuro para este códec.

Desventajas

Aunque el códec H.265 cuenta con muchos beneficios, también tiene algunos inconvenientes. Entre las desventajas más destacadas tenemos:

• Al ser más nuevo que el H.264, aún sigue teniendo problemas de compatibilidad en algunos casos. Además algunas aplicaciones de edición de vídeo siguen soportando códecs más antiguos. Especialmente en el software y hardware más antiguo, que es más que probable que no lo acepten. De hecho, si hablamos de dispositivos móviles, en el caso de Apple, se soportó en el SoC A9, antes de eso no era posible usarlo en iPads y iPhones.
• La codificación del video HEVC lleva mucho tiempo. La mayor eficiencia de codificación de HEVC tiene el costo importante, por lo que también necesitarás un hardware poderoso para que se haga de forma fluida y veloz. Consume muchos más recursos que otros métodos de codificación como H264/VP9.
• Altas tarifas de licencias y regalías, otra de las cosas que también impiden que se expanda.

¿Qué es AV1?

Ahora pasamos al siguiente, uno de los más prometedores y de los que todos hablan en la actualidad. AOMedia Video 1, o AV1 para abreviar, es un códec de video abierto y libre de regalías que se utiliza para comprimir y descomprimir contenido de video, y es perfecto para streaming. Por eso toda la industria ha vuelto la mirada hacia él, por encima de los anteriores.

Se lanzó por primera vez en 2018 y se diseñó para usarse con datos en tiempo real (como aplicaciones de transmisión) y resoluciones más altas como Ultra HD, Wide Color Gamut y altas velocidades de fotogramas o FPS. A medida que AV1 comprime los datos, permite a los usuarios transmitir datos de manera más eficiente y con menos problemas de rendimiento en comparación con otros códecs similares, lo que se traduce en fluidez, sin tartamudeos.

Fue desarrollado por Alliance for Open Media, cuyos miembros incluyen Facebook, Amazon, Apple, Mozilla, Google, Intel y Microsoft. Por tanto, dadas sus ventajas y el apoyo, podría transformarse en un estándar muy extendido. De hecho, muchas tarjetas gráficas de última generación, como las nueva AMD Radeon RX 7000 Series o NVIDIA GeGorce RTX 30 Series en adelante, ya integran hardware para este códec AV1. Y también se habla de incorporarse a otras unidades de procesamiento y SoCs.

El objetivo de AV1 es hacer que la transmisión por Internet sea más eficiente y rápida sin afectar la calidad, lo que se vuelve cada vez más importante a medida que la industria del video comienza a usar contenido de mayor resolución, como el 4K y el 8K, si necesidad de requerir una conexión a Internet mucho más veloz.

Al ser libre, AV1 no se necesitan tarifas de licencia para acceder a él, por lo que facilita la implementación en software y hardware. Esto no ocurría con los dos códecs anteriores, que necesitaban de regalías para poderlos usar, al ser propietarios…

Ventajas

Ahora pasamos a las ventajas del códec de vídeo AV1, que son bastante suculentas como para no usarlo. Por ejemplo, hay que destacar:

• AV1 es ideal para quienes producen contenido, ya que está libre de regalías, lo que reduce el coste en software de edición, en hardware, y evita posibles reclamos por patentes infringidas o demandas.
• Al ser tan eficiente y estar optimizado para Internet, se reduce la cantidad de datos consumidos para almacenarse o retransmitirse, lo que tiene un impacto positivo tanto en los equipos locales como en los servidores. De hecho, puede generar un vídeo de mejor calidad sin requerir tanto espacio como sur rivales como VP9 y H.264 de Google.
• También permite usar resoluciones altas como 4K y HDR para vídeo en tiempo real, e incluso 8K. AV1 actualmente es un 30% más eficiente en compresión que HEVC o H.265. Y con la ayuda de los aceleradores por hardware de los que hemos hablado, mucho mejor.

Desventajas

Hay algunos inconvenientes en el formato AV1 a pesar de su creciente popularidad. Algunas desventajas son:

• Necesita de codificación/decodificación de hardware para producir buenos resultados. Por tanto, deberías tener un hardware compatible con éste para conseguir una buena experiencia. Esto quizás ha frenado su expansión por el momento. No obstante, muchos televisores, dispositivos Android, GPUs para PC, así como PlayStation 4 Pro, lo soportan. Qualcomm también ha anunciado que lo soportará en sus SoCs a partir de 2023. Por tanto, el panorama cambiará a mejor de forma progresiva. Muchos usan dispositivos Apple, empresa que, a pesar de ser miembro fundador de la alianza que lleva AV1, se ha mostrado reticente a la hora de implementarlo en sus dispositivos. Por tanto, los que empleen esta marca se verán relegados a no usarlo por el momento.
• Otro inconveniente es que, aunque AV1 es mejor en la compresión de video que otros códecs, lleva mucho más tiempo codificar el contenido, aproximadamente tres veces más que HEVC.

H264 vs AV1 vs H265: pruebas

Es importante ver algunos datos de puntos fuertes y puntos débiles de AV1 contra sus rivales, para determinar si es el códec adecuado. Para ello, hemos puesto una tabla con los resultados de usar FFmpeg a velocidad máxima de 3000~6000K, CPU de 8 núcleos y 2 pases y con una GPU Ada Lovelace de la serie GeForce RTX 40 (NVENC):

Como se puede apreciar, el AV1 es más lento a la hora de codificar contenido frente a sus rivales, incluso hasta tres veces más que alguno de sus rivales. Y en tiempo real también puede ser hasta tres veces más lento en algunos casos. Esto es un tiempo considerable.

¡Pero ojo! Estos datos se deben al uso de AV1 con el aceleración de hardware deshabilitada. De esta forma, el contenido puede reproducirse en muchos dispositivos sin problemas de compatibilidad. Aunque con la aceleración por hardware habilitada, estos datos mejorarán de forma considerable. Sin el soporte de los motores de hardware se sacrifica bastante rendimiento en codificación. Por tanto, no hay que dar por perdido al AV1 tan pronto…

En cuanto a la velocidad de descodificación, se ha probado con un formato Y4M con script FFmpeg para probar su velocidad con el mismo hardware que el anterior. Los resultados en este caso también han mostrado una mayor sobrecarga del hardware para AV1, aunque es algo normal, ya que aún se encuentra menos maduro que sus contrincantes.

Como bien sabes, el códec AV1 se lanzó en 2018, es decir, es muy reciente. Por eso, está en pleno desarrollo en cuanto a su uso comercial. Las empresas como Google, Microsoft, Amazon y Apple que están detrás, tratarán de imponerlo en todos los dispositivos, por lo que el futuro es prometedor, ya que muchos productos de hardware se espera que tengan aceleración nativa para que esos resultados, el único punto débil, desaparezcan.

Conclusión: H264 vs AV1 vs H265

Teniendo en cuenta todo esto, hay que destacar que si buscas un buen códec optimizado para Internet, las dos mejores opciones es usar HEVC o H.265, o AV1. En cambio, como hemos dicho, AV1 necesita de un sistema que lo soporte y eso podría ser su mayor talón de Aquiles. Así que, si no cuentas con un sistema con soporte para AV1, lo que te queda es optar por H.265 o VP9 como alternativa.

Sin embargo, siempre que tengas la posibilidad de usar AV1, mejor emplea este códec, ya que los resultados de calidad y compresión son superiores a todos sus rivales. Esto te permitirá crear contenido de mayor calidad y atraer a más usuarios hacia tus plataformas de streaming.

Poco a poco cambiará el panorama, y más y más streamers y servicios o plataformas de este tipo se acogerán a las bondades de AV1, ya que buscan ansiosamente un códec que, por un lado permita transmitir con buena calidad sin altas demandas de ancho de banda o datos, y por otro lado necesitan que los vídeos almacenados en sus bibliotecas de contenido no ocupen demasiado en los servidores de los centros de datos. Y para eso, AV1 es perfecto.

Por otro lado, es escalable a cualquier dispositivo moderno en cualquier ancho de banda y está diseñado con una huella computacional baja y optimizado para Internet. AV1 es capaz de entregar video consistente, de la más alta calidad y en tiempo real, y es flexible para contenido comercial y no comercial, incluido el contenido generado por un usuario particular.

La ventaja técnica que tiene AV1, con su talón de Aquiles en algún dominio, se ha convertido en el tema discutido durante mucho tiempo. Varios debates están en torno al argumento de que si el AV1 es un códec capaz para el futuro. Y la respuesta es positiva. Ha quedado patente su superioridad y rendimiento, por lo que lo veremos tener una expansión brutal en los próximos años.

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Además, la floreciente industria de los creadores de contenido, o streamers, seguro que estarán encantados con el códec AV1, ya que puede reducir la tasa de bits con la compresión sin afectar a la calidad gráfica, mientras que por otro lado, la capacidad de codificación y decodificación no supondrá un problema demasiado evidente para los usuarios, ya que ofrecerán buena experiencia, sin que la reproducción sea lenta y entrecortada.