为什么更流畅的视频流，光靠更快的网络还不够

从 AV2 这样的视频编解码器，到浏览器引擎与硬件解码，实现流畅的视频流所涉及的远不止更快的网络。以下是 Web 视频背后的技术是如何运作的。

YouTube 计划最早于 2027 年在网页端开始使用下一代视频编解码器 AV2 传输视频。AV2 由开放媒体联盟（AOMedia）开发，承诺压缩效率比前代 AV1 高出约 30%，有望让流媒体平台在不增加带宽占用的前提下提供更好的画质。

这一消息标志着采用新视频压缩标准迈出了重要一步。奈飞和亚马逊 Prime Video 也在探索 AV2，谷歌则已在 Chrome 中演示了该格式的播放支持。这项进展最终可能影响视频在各类网站、流媒体服务及其他基于互联网的应用中的传输方式。

然而，更高效的编解码器并不会自动带来更低的数据消耗或更流畅的播放。在观众真正受益于 AV2 之前，浏览器必须能够处理它，流媒体平台必须编码并分发兼容的视频，而消费级设备必须能在不对处理器和电池造成过大负担的情况下完成解码。

什么是视频编解码器，为何重要？

视频编解码器可减少表征视频所需的数据量，并在播放时重建图像。若不进行压缩，通过互联网传输高分辨率视频将需要多得多的带宽。

压缩算法会识别单帧内部以及相邻帧之间的冗余信息。编解码器无需独立传输每一个像素，而是可以表示帧与帧之间的变化，并采用其他技术减少所需传输的信息量。

更高效的编解码器可以用更少的数据实现相当的画质，或在码率不变的情况下提升画质。对流媒体平台而言，这可以降低带宽需求和分发成本。对观众而言，这有助于在网络连接缓慢或不稳定时维持播放质量。

H.264（又称高级视频编码，AVC）之所以被在线视频广泛采用，是因为它在压缩率、播放性能与设备兼容性之间取得了平衡。高效视频编码（HEVC，即 H.265）改善了压缩效率，对包括 4K 内容在内的高分辨率视频变得重要。然而，专利许可安排一直是影响企业是否采用替代格式的因素之一。

随后，AOMedia 开发了 AV1 作为免版税的替代方案。在谷歌、亚马逊、奈飞等科技公司的支持下，AV1 在压缩效率上优于早期格式，并已被主要流媒体服务采用。

AV2 在此基础上更进一步，目标是在实现更高效率的同时，支持从常规流媒体到多视角视频、沉浸式媒体等各类应用。

AV2 除了画质还能改善什么？

据开放媒体联盟（AOMedia）称，在多种内容类型和分辨率下，AV2 能在压缩效率比 AV1 提升约 30% 的情况下，提供相当的视觉质量。流媒体服务可以利用这些增益，在现有码率下提升画质，或减少维持同等画质所需的数据量。

对观众而言，潜在好处包括更清晰的视频、在网络条件不佳时更少的缓冲，以及高分辨率播放所需带宽的降低。从规模上看，即使单个流所需数据的降幅看似温和，也能帮助流媒体公司调控网络容量与分发成本。

不过，30% 的提升不应被理解为互联网数据消耗必然会降低。压缩效率取决于所编码的内容、分辨率、码率和质量设置等因素。静态场景可能比快速运动的体育赛事转播更容易压缩，而不同的编码设置也会产生不同结果。

流媒体服务也可能选择将这些效率增益用于提升画质、支持更高帧率或提供更精细的视频，而不是降低码率。实际数据消耗仍将取决于所选分辨率、自适应流媒体的决策以及服务的编码策略。AV2 上线后观看更高质量视频的用户，其数据用量可能与之前相同甚至更多——即便编解码器本身更高效。

潜在好处并不局限于常规流媒体。AV2 的开发目标还包括支持多视角视频、屏幕内容和沉浸式媒体等应用。更高效的压缩可以让涉及多路同时视频流的体验对网络带宽的要求更低，尽管实际收益取决于这些流如何编码与分发。

视频会议是另一个潜在应用场景。涉及多方参与者、高分辨率画面或屏幕共享的通话，会对网络和计算硬件提出相当高的要求。更好的压缩可以在给定码率下提升画质，或降低维持可接受体验所需的带宽。

然而，压缩只是整个等式中的一环。实时应用还依赖编码速度、网络时延、错误恢复能力，以及无延迟解码接收视频的能力。为录制视频优化的编解码器，在实时互动中未必能带来同样的实际收益。

归根结底，AV2 的效率增益可以帮助流媒体服务提供更高质量的视频、降低分发成本并支撑更复杂的视频体验。观众能获益多少，将取决于平台如何使用这项技术，以及浏览器和消费级设备能否高效支持它。

浏览器为何成为视频链条中的一环

一份编解码器规范本身，并不能让某种格式在 Web 上可用。浏览器需要兼容的解码实现，操作系统和设备必须提供必要的能力，流媒体服务还必须以该格式编码和分发内容。

浏览器引擎，包括 Chromium 的 Blink、苹果的 WebKit 和 Firefox 的 Gecko，负责处理让网站运转的底层技术。它们的编解码器实现、操作系统集成以及对硬件解码的调用能力，都会影响某种视频格式能否在特定设备上工作。

即便设备规格相近，在一个平台上获得支持也不代表在另一个平台上同样兼容。

Web 技术帮助应用评估并使用可用的能力。例如，Media Capabilities API 允许网站检查某种媒体配置是否受支持，以及播放是否可能流畅且省电。该评估可以考虑编解码器、分辨率、码率和帧率等参数。

这有助于流媒体服务选择合适版本的视频，而不是假定每位观众都能播放同一个文件。

WebCodecs API 则提供了基础设施的另一部分。它让 Web 应用能够使用底层的视频与音频编解码能力，包括逐帧处理。这对基于浏览器的视频编辑器、直播工具和视频会议应用都很有用。

WebCodecs 并不是一个能让所有编解码器在所有浏览器中都变得可用的万能开关。它的功能取决于底层平台所支持的编解码器与配置。它也无法免除流媒体服务编码并分发兼容内容的需要。

硬件解码为何重要

现代处理器、图形处理器和系统级芯片（SoC）通常内置专用的视频解码硬件。这些组件旨在比用软件在通用处理器上执行同样任务更高效地处理受支持的格式。

硬件解码可以降低处理器占用率、发热和电池消耗。这对笔记本电脑和智能手机尤为重要——在这些设备上，高负载的视频任务会影响性能与续航。

相比之下，软件解码依赖设备的通用处理器来重建视频帧。只要处理器能承担这份负载，它就能为缺乏专用解码硬件的设备带来对新格式的支持。但这可能增加功耗，并使高分辨率或高帧率播放变得更加吃力。

YouTube 计划中的 AV2 部署之所以重要，部分原因在于它预计会在专用硬件支持普及之前就已启动。初期的播放可能依赖软件解码，从而让该格式在支持 AV2 的处理器普及之前，先覆盖到兼容的桌面浏览器。

这并不意味着每台现有电脑都能在任何分辨率下流畅播放 AV2。桌面处理器处理软件解码可能比入门级智能手机或轻薄笔记本更从容，而随着分辨率、帧率和视频复杂度的提升，负载也会增加。

因此，专用硬件支持对广泛普及仍将至关重要，尤其是在移动设备和电视上。芯片厂商必须在其处理器中集成合适的解码能力，而操作系统和浏览器也需要把这些能力开放给应用。

新编解码器为何需要时间才能普及

视频压缩的历史表明，仅有技术上的改进，并不能决定哪些格式会得到广泛采用。

H.264 之所以依然重要，是因为它在浏览器、操作系统、摄像头、电视及其他消费设备中拥有广泛支持。HEVC 在高分辨率视频中扮演重要角色，而随着流媒体服务和设备制造商投入支持，AV1 也已获得进展。

替换一种编解码器，远不止更新一份规范那么简单。流媒体平台必须以新格式编码内容、维护分发基础设施、在各类设备上测试播放，并应对同时支持同一视频多个版本所带来的复杂性。

编码本身也可能带来很高的计算开销。流媒体平台可能需要以多种分辨率和格式处理庞大的内容库，为不同设备和网络条件准备不同版本。生成与存储这些版本的成本，必须与带宽和分发上的潜在节省相权衡。

许可安排同样影响采用进程。AOMedia 的 AV1 和 AV2 规范遵循免版税专利政策，旨在让这些格式无需传统编解码器许可费即可更容易地被采用。免版税并不必然意味着每一种实现都不承担任何法律或商业义务，但它会影响到采用的经济性。

AV1 的经验提供了一个有用的参照。YouTube 在编码基础设施和兼容性上投入良多，使该格式覆盖了其内容库的相当大一部分。AV2 也将需要流媒体平台、浏览器开发者、芯片厂商与设备制造商之间类似的协同。

AV2 在 YouTube 网站上的可用，并不会自动意味着该格式在智能手机应用中、在智能电视上或对另一家流媒体服务也同样受支持。每个平台都有自己的软件栈、硬件约束和部署要求。