Netflix ha avviato lo streaming con AV1 sui televisori compatibili. A comunicarlo è lo stesso fornitore di servizi tramite un corposo articolo inserito sul proprio Tech Blog. AV1 è il codec ad alta efficienza sviluppato da Alliance for Open Media (AOMedia) e privo di royalty. Le specifiche sono state pubblicate nel 2018 e dal 2020 Netflix lo impiega già per lo streaming tramite l'applicazione per dispositivi Android.

Lo sbarco sui televisori ha richiesto più tempo poiché era necessario attendere una maggiore diffusione dei SoC capaci di supportare la decodifica hardware, l'unica soluzione praticabile poiché basarsi solo sul software avrebbe richiesto capacità di calcolo non disponibili sui TV.

Grazie alla collaborazione di YouTube è stato anche sviluppato un decoder AV1 open source per le console da gioco. Secondo Netflix l'utilizzo di AV1 migliorerà l'esperienza d'uso per gli utenti. Nei prossimi paragrafi andremo ad illustrare i benefici del nuovo codec e i dettagli riguardanti i cambiamenti introdotti, riportando tutte le informazioni comunicate dal colosso dello streaming.

• L'IMPLEMENTAZIONE DI AV1
• COME MIGLIORA L'ESPERIENZA D'USO
• I DISPOSITIVI SUPPORTATI E I PROSSIMI SVILUPPI

Il primo punto esplicitato sul blog riguarda le sfide da affrontare per implementare il nuovo formato. Il lavoro svolto viene descritto come non facile poiché sono molte le criticità da superare. Si deve anzitutto capire quale sia il miglior modo per sfruttare al meglio le possibilità offerte da AV1, cucendole su misura per lo streaming di film e serie TV, i contenuti attorno ai quali sono costruite l'attività e la piattaforma di Netflix. Le decisioni a cui sono pervenuti i responsabili dell'Enconding Technologies sono le seguenti:

• La codifica dei contenuti viene sempre effettuata con la risoluzione e il frame rate più elevati tra quelli disponibili per il materiale di partenza. Per comprendere meglio questo passaggio si cita come esempio "Formula 1: Drive to Survive": per questa serie sono stati prodotti flussi AV1 a risoluzione Ultra HD e HFR (High Frame Rate), ovvero la qualità necessaria per preservare l'intento creativo dei registi sui dispositivi che supportano tali tecnologie.
• Tutti i flussi in AV1 sono codificati a 10-bit, anche se l'AV1 Main Profile mette a disposizione anche una profondità del colore a 8-bit. Quasi tutti i film e le serie TV vengono ormai consegnati a Netflix (per la codifica) con una profondità del colore a 10-bit o superiore. Il ricorso ai 10-bit serve per preservare al meglio l'intento creativo e per ridurre l'incidenza di artefatti come il "banding", quell'effetto che si manifesta con bande di colore che segnano una transizione troppo netta tra le sfumature di colore.
• Si ricorre all'ottimizzazione dinamica (ne abbiamo parlato in questo articolo) per assegnare un bitrate ai contenuti in modo intelligente. Si tratta sostanzialmente dell'approccio che Netflix usa già da anni per bilanciare la qualità delle immagini e le richieste di banda in relazione alle scene da riprodurre su schermo. A sequenze video più complesse viene assegnato un bitrate più elevato, cioè una migliore qualità, mentre scene più semplici, come ad esempio quelle contenute in alcune serie animate, possono invece mantenere la stessa qualità ma con un bitrate più basso.

Una volta raggiunto l'equilibrio ideale per la codifica dei contenuti si passa al passo successivo: garantire una riproduzione fluida sui TV. Per assicurare a tutti gli utenti una riproduzione senza intoppi, è necessario testare le capacità dei decoder hardware integrati nei dispositivi. La squadra responsabile per l'Encoding Technologies ha approntato una serie di flussi streaming specificamente pensati per la certificazione dei televisori. I suddetti flussi usano le stesse impostazioni che abbiamo elencato per la codifica e sono dunque perfettamente rappresentativi di ciò che si andrà poi a visualizzare sugli schermi.

C'è però un livello aggiuntivo costituito da flussi pensati per sottoporre i decoder AV1 a degli stress test. Alcuni di questi hanno un bitrate di picco che si avvicina al limite consentito dalle specifiche del nuovo codec. Su queste basi i team Client e UI Engineering hanno creato un test per la certificazione capace di analizzare sia i registri dei TV sia le immagini visualizzate su schermo. Tutte le eventuali problematiche vengono segnatale andando a costituire un rapporto sulle prestazioni; se viene rilevata una lacuna nella capacità di decodificare il segnale, Netflix contatta il produttore per intervenire sul decoder e renderlo conforme con le specifiche richieste.

Eseguire la codifica dell'intero catalogo di Netflix richiede ovviamente molto tempo: nonostante tutte le ottimizzazioni apportate al flusso di lavoro, AV1 necessita di ingenti risorse che vanno a pesare sulla CPU e si traducono in una maggiore quantità di tempo impiegata rispetto alle codifiche precedentemente utilizzate. In prospettiva si arriverà ovviamente ad offrire ogni titolo in AV1 ma per il momento si è scelto di iniziare dai contenuti che riscuotono più successo, come ad esempio "La Casa di Carta". In questo modo si possono offrire i vantaggi di AV1 ad una più ampia platea di utenti.

Netflix ha infine sviluppato una serie di strumenti utili per monitorare lo streaming in AV1: si parla di una vasta gamma di dati, dalla cosiddetta "Quality of Experience" (QoE) alle prestazioni dei dispositivi. Il team Data Science ed Engineering ha approntato un sistema di allerta capace di rilevare i primi segnali di un funzionamento non corretto all'interno dei parametri chiave, in modo da inviare automaticamente una segnalazione per ulteriori approfondimenti tecnici. Questi strumenti sono essenziali specialmente in questa fase iniziale per l'introduzione di AV1: il fine ultimo è evitare qualsiasi esperienza negativa per gli utenti.

Netflix ha effettuato comparative tra migliaia di titoli per valutare la qualità di AV1. I risultati hanno evidenziato un significativo aumento dell'efficienza rispetto alle altre codifiche. Ciò che conta di più non sono però le analisi effettuate "offline" ma i miglioramenti che l'utente finale può percepire. Per ricavare una valutazione prima del lancio sono stati organizzati dei test A/B aventi per oggetto due gruppi di utenti, ciascuno dei quali era provvisto di TV compatibili con AV1.

Il gruppo "treatment" ha ricevuto il segnale in AV1 mentre quello denominato "control" ha visionato i medesimi contenuti ma con la stessa codifica usata in precedenza. Per valutare la qualità dello streaming è stata utilizzata la Video Multimethod Assessment Fusion (VMAF), una metrica oggettiva della qualità video sviluppata da Netflix in collaborazione con l'Università della California meridionale, l'IPI / LS2N lab University di Nantes e il Laboratorio di ingegneria dell'immagine e video dell'Università del Texas ad Austin.

I test hanno riportato risultati in linea con le aspettative: poiché AV1 è più efficiente, è possibile ottenere una qualità dell'immagine migliorata usando lo stesso bitrate e quindi con lo stesso consumo di banda. Il miglioramento percepito è particolarmente significativo durante le sessioni che presentano una seria congestione della rete e una qualità visiva più bassa.

La compressione più efficiente permette inoltre di ridurre la banda necessaria: per questo motivo è più semplice raggiungere la risoluzione più elevata per quella determinata sessione. Per le sessioni idonee a raggiungere la risoluzione Ultra HD, la durata dello streaming alla massima definizione è mediamente incrementata di circa il 5%. Lo stesso principio si applica anche all'opposto: dato che con la stessa qualità video i consumi di banda diminuiscono, con AV1 è possibile mantenere per più tempo lo stesso profilo senza passare ad livello inferiore con un più basso bitrate. I test effettuati hanno mostrato che su alcuni TV i cali di qualità sono diminuiti del 38%.

L'ultimo vantaggio offerto da AV1 consiste in un tempo più rapido per l'avvio della riproduzione. Il motivo è sempre legato alla banda ridotta: il lettore integrato nelle applicazioni riesce ad accorciare le tempistiche necessarie di circa il 2%.

In queste prime fasi di lancio lo streaming in AV1 è disponibile su vari TV compatibili con AV1 e su qualsiasi schermo collegato ad una console PlayStation 4 Pro. Al momento non disponiamo di un elenco completo con tutti i prodotti; grazie a The Verge sappiamo però che AV1 è già abilitato sui seguenti dispositivi:

• Una selezione di Smart TV Ultra HD Samsung 2020
• Una selezione di Smart TV QLED Samsung 2020
• Una selezione si Smart TV QLED 8K Samsung 2020 8K
• Smart TV Samsung The Frame 2020
• Smart TV Samsung The Serif 2020
• Smart TV Samsung The Terrace 2020
• PS4 Pro
• Amazon Fire TV Max
• Una selezione di dispositivi Android TV con Android OS 10 e versioni successive

Netflix è al lavoro con vari partner per ampliare la gamma di prodotti compatibili e sta attualmente valutando le potenzialità offerte dalla combinazione di AV1 con HDR. L'elevata gamma dinamica non viene pertanto sfruttata al momento per lo streaming con AV1.