Калькулятор

Визуальное сравнение кодеков: H.264, H.265 и AV1 при одинаковом VMAF

Берём короткий клип, кодируем его трижды – H.264 (рабочая лошадка), H.265 / HEVC (наследник 2013 года) и AV1 (открытый…

Автор: Николай СапуновОбновлено: август 202616 мин чтенияИз курса: Видеокодирование
TL;DR

Берём короткий клип, кодируем его трижды – H.264 (рабочая лошадка), H.265 / HEVC (наследник 2013 года) и AV1 (открытый претендент 2018 года) – и настраиваем каждый кодек так, чтобы все три обеспечивали одинаковое воспринимаемое качество, измеренное по открытой метрике Netflix VMAF. Теперь сравниваем битрейт. H.265 укладывается примерно в 55 % от битрейта H.264, AV1 – в 35 %. При этом разрыв увеличивается до 40 % на анимации и записи экрана и сокращается до 70 % на шумном живом спорте. Мы подготовили интерактивную страницу визуального сравнения, где можно кадр за кадром переключаться между тремя кодеками на контрольном клипе, одностраничную шпаргалку и готовые FFmpeg-рецепты, чтобы вы могли повторить эксперимент на своих материалах.

Зачем это нужно

Если ваш продукт работает с видео – стриминг, видеоконференции, OTT, видеонаблюдение, e-learning, телемедицина, AR/VR, – то каждый счёт за CDN, каждая жалоба на «буферизацию» и каждая строка в счёте AWS за хранилище сводятся к одному показателю: битам в секунду доставленного видео. Выбор кодека – самый мощный рычаг влияния на это число: нередко он позволяет снизить трафик вдвое без заметной потери качества. Но картинки из вендорских презентаций ненадёжны: каждый вендор настраивает демо под свои сильные стороны, а лозунг «AV1 на 50 % лучше H.264» скрывает большой разброс эффективности в зависимости от типа контента и реальные затраты на кодирование. Эта статья проводит сравнение так, как это сделал бы старший видеоинженер при внутреннем ревью: один исходный материал, один целевой уровень VMAF, три кодировщика, все допущения вынесены на поверхность – чтобы продакт-менеджер, основатель или операционный директор могли говорить с инженерами о кодеках, а не покупать обещания.

Что значит «одинаковый VMAF»

VMAF – это Video Multimethod Assessment Fusion. Перцептивная метрика качества, которую Netflix представила в 2016 году и которая с тех пор стала отраслевым стандартом. Шкала варьируется от 0 (полностью несмотрибельно) до 100 (визуально неотличимо от мастер-версии). Каждому кадру присваивается свой балл, после чего все значения усредняются.

Вот шпаргалка, которую держит в голове каждый инженер:

VMAFКак это выглядитГде применяется
≥ 95Визуально неотличимо от мастера на 65" 4K-телевизореВерхняя ступень Netflix, архивные мастера
93«Отлично» – без блочности, без бандингаВерхняя ступень стриминговой лестницы
85«Очень хорошо» – лёгкая мягкость на волосах, без блочностиСредняя ступень ABR-лестницы
75«Хорошо» – видна компрессия в тёмных сценахМобильная ступень, экономия трафика
60«Удовлетворительно» – блочность в движении, бандинг в небеСтупень, на которую падаем на телефоне
≤ 40Сломано визуальноПоследняя ступень перед сталом

Полезное правило из техблога Netflix 2022 года: разница в 6 пунктов VMAF – это примерно порог различимости для среднего зрителя; разница в 12 пунктов – «однозначно хуже». Смысл iso-VMAF-сравнения в том, чтобы исключить качество из уравнения и оставить только битрейт.

Запускают iso-VMF-тест так: берут эталонный клип – 10 секунд 1080p YCbCr 4:2:0 из Netflix Open Content, индустриального стандарта. Кодируют его при разных битрейтах: 500 кбит/с, 1, 2, 4 и 8 Мбит/с. Декодируют каждый результат и прогоняют libvmaf относительно оригинала. Получают кривую rate-distortion для каждого кодека: по оси X – битрейт, по оси Y – VMAF. Отмечают, при каком битрейте каждая кривая достигает VMAF 93, и получают ответ на вопрос: «Сколько стоит этот кодек при одинаковом качестве?»

Рис. 1. Методология iso-VMAF. Один источник, три кодека, одна целевая метрика качества.

Эталонный клип

В тесте используется видео El Fuente от Netflix в разрешении 1920×1080p59.94, сцена «boxing-grip», продолжительностью 10 секунд. Netflix опубликовал El Fuente в 2016 году под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 – это отраслевой стандартный «тяжёлый» тест, поскольку сцена сочетает быстрое боковое движение, ручную съёмку, коричнево-серую кожаную фактуру и слабое освещение в помещении. Такая комбинация ломает простое межкадровое предсказание и заставляет каждый кодек тратить биты на векторы движения и остаточные данные. Десять секунд сцены boxing-grip выбраны не случайно: это один из самых затратных по битрейту фрагментов всего оригинального материала El Fuente.

Битрейт исходного материала – 192 Мбит/с в публикуемом мастер-файле Netflix ProRes 422 HQ. После масштабирования до разрешения 1920×1080 и конвертации в YCbCr 4:2:0 с 10-битной глубиной цвета некомпрессированный битрейт составляет: 1920 × 1080 × 15 × 59,94 = 1,86 Гбит/с. Именно эту планку каждый кодек стремится достичь.

Три программиста

Все тесты проводились на FFmpeg 7.1, собранном с использованием канонических open-source библиотек. Это тот же инструментарий, что Netflix, YouTube, Mux и Bitmovin используют в продакшене, поэтому результаты применимы и к ним.

КодекЭнкодерВерсияPreset / скоростьПочему этот пресет
H.264 / AVCx2640.165.r3214-preset slow -tune filmОтраслевая база VoD H.264. Быстрее – нечестная фора.
H.265 / HEVCx2654.0-preset slow -tune grainЭквивалент x264 slow. Tune grain сохраняет кожаное зерно.
AV1SVT-AV12.3.0--preset 4 --tune psnr-perceptualPreset 4 – это «production VoD»-настройка, которую публикуют Netflix и Meta.

Точные команды находятся в файле FFmpeg-рецептов. Полная серия: 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 4500, 6500, 9000 кбит/с – девять значений на кодек, всего двадцать семь кодировок.

Результат: битрейт при одинаковом VMAF

Мы взяли значения с трёх кривых на уровне VMAF 93 – отраслевом пороге «отлично / верхняя ступень стриминга». Цифры ниже приведены для конкретной сцены; разброс по классам контента – в следующем разделе.

КодекБитрейт при VMAF 93vs H.264vs H.265
H.264 / AVC (x264 slow)6,4 Мбит/с100 % (база)+83 %
H.265 / HEVC (x265 slow)3,5 Мбит/с−45 %100 % (база)
AV1 (SVT-AV1 preset 4)2,3 Мбит/с−64 %−34 %

Читается так: H.265 требует около 55 % битрейта H.264, чтобы достичь того же значения VMAF на этом клипе; AV1 – около 36 %. Разрыв между H.265 и AV1 в ~34 % соответствует среднему показателю по MSU Codec Comparison за 2024–2025 годы (AV1 – 55 % от H.264, x265 – 67 %, то есть AV1 обеспечивает преимущество в 25–30 % над HEVC; наш клип немного превосходит среднее значение, поскольку El Fuente boxing-grip имеет необычно зернистую текстуру).

Рис. 2. Битрейт при VMAF 93, тест El Fuente boxing-grip. Меньше – лучше.

RD-кривые

Одна точка VMAF 93 – это заголовок, но полные кривые показывают, что происходит на других таргетах. Ниже – все двадцать семь точек.

Рис. 3. RD-кривые. AV1 выигрывает при любом уровне качества, но преимущество растёт с увеличением VMAF.

Три закономерности стоит выделить. Во-первых, кривые не параллельны: преимущество AV1 над H.264 увеличивается с ~50 % при VMAF 80 до ~65 % при VMAF 95. Во-вторых, все три кривые выходят на плато выше VMAF 95 – каждый дополнительный пункт качества требует примерно вдвое больше битов, чем предыдущий. В-третьих, точка VMAF 75 важна для мобильной ступени: на таком качестве H.264 уже занимает всего 1,4 Мбит/с, и выгода от AV1 на нижних ступенях ABR-лестницы исчезает. Экономию стоит оставлять для верхних ступеней – там, где каждый бит действительно имеет значение.

Где экономия – и где она исчезает

За одной цифрой битрейта скрывается большой разброс по классам контента. Мы применили тот же протокол iso-VMAF к пяти дополнительным клипам – по одному на каждый класс – и именно этот разброс мы предупреждаем оператора перед миграцией кодеков.

Класс контентаОбразецH.265 vs H.264AV1 vs H.264AV1 vs H.265
Анимация, запись экранаBig Buck Bunny−60 %−72 %−30 %
Talking head, малое движениеMeridian «interview»−55 %−68 %−29 %
Драма, среднее движениеMeridian «hotel»−50 %−64 %−28 %
Спорт, быстрая панорама, зерноEl Fuente boxing-grip−45 %−64 %−34 %
Живой спорт с высоким шумомUEFA 2160p test set−30 %−50 %−29 %
HDR-кинематикаMeridian HDR scene−48 %−62 %−27 %

Анимация и запись экрана сжимаются легко, потому что источник – плоские заливки и резкие границы, именно такой сигнал хорошо обрабатывается современными intra-предсказаниями и энтропийными кодерами. Живой шумный спорт сжимается хуже всего, потому что случайный сенсорный шум для энкодера выглядит как настоящее движение, и приходится тратить биты. Читается это так: если каталог преимущественно драма – AV1 даёт ~64 %; если каталог преимущественно живой спорт – AV1 даёт ~50 %. Оба варианта стоит использовать, но в случае драмы бизнес-обоснование вдвое сильнее.

Рис. 4. Экономия AV1 по сравнению с H.264 при VMAF 93 по классам контента. Чем меньше значение – тем лучше.

Цена кодирования

Битрейт – лишь одна сторона компромисса. Вторая – время кодера: каждая процентная экономия битрейта обходится в дополнительные CPU-циклы (или циклы на ASIC), которые превращаются либо в более долгое время обработки VoD, либо в более высокую стоимость минуты на облачном транскодере. Ниже – результаты нашего теста на одном ядре Intel Sapphire Rapids с использованием FFmpeg 7.1.

ЭнкодерМножитель к реальному времениСтоимость vs H.264
x264 -preset slow3,2× быстрее real-time1,0× (база)
x265 -preset slow0,42× от real-time (≈ 2,4× медленнее)7,6×
SVT-AV1 -preset 40,18× от real-time (≈ 5,5× медленнее)17,8×
SVT-AV1 -preset 81,4× быстрее real-time2,3×
SVT-AV1 -preset 126× быстрее real-time0,5×

Две неочевидные следствия. Во-первых, SVT-AV1 на preset 8 уже быстрее x265 slow и теряет менее 5 % от битрейтной экономии preset 4 – именно поэтому Netflix, Meta и YouTube используют основной каталог на preset 6–8. Во-вторых, наценка AV1 в стоимости определяется софтом: на NETINT Quadra ASIC или Intel ARC GPU AV1 кодируется в реальном времени или быстрее, и именно это сделало потоковый AV1 жизнеспособным в 2026 году там, где он не был жизнеспособен в 2022-м.

Типичная ошибка: сравнивать одинаковый CRF, а не VMAF

Самая частая ошибка при сравнении кодеков – закодировать H.264 на CRF 23 и AV1 на CRF 23 и сделать вывод, что AV1 «в два раза меньше». CRF (Constant Rate Factor) – это параметр на уровне кадра, а не цель по качеству. CRF 23 в x264 соответствует VMAF ~88, а в SVT-AV1 – VMAF ~95, потому что шкала CRF у AV1 более крутая. Вы сравниваете не одинаковое качество, а AV1 в более высоком качестве с H.264 в более низком, и AV1 получает преимущество, которого не заслужил. Честное сравнение возможно только при одинаковом значении метрики – iso-VMAF (или iso-PSNR, или iso-SSIM, главное – использовать одну и ту же метрику для всех трёх кодеков). Все рецепты в этой статье используют таргет по VMAF, а не по CRF.

Вторая ловушка – сравнивать дефолтные пресеты скорости, а не эквивалентные по вычислительным затратам. x264 medium требует примерно в четыре раза больше ресурсов, чем x264 ultrafast; SVT-AV1 preset 8 соответствует по нагрузке x264 medium, а не preset 4. Сравнение несопоставимых пресетов заранее делает вывод некорректным.

Когда какой кодек ещё уместен в 2026

Вопрос «какой кодек лучший» – некорректный. Правильный вопрос: «какой кодек подходит для какой ступени какого класса устройств». Вот матрица, которую используют наши инженеры.

СценарийРекомендуемый кодекПочему
Нижняя ступень ABR – все браузеры, все телевизорыH.264 / AVC100 % охват устройств, экономия битрейта несущественна на низких таргетах
Средняя ступень VoD-стриминга, премиум-каталогH.265 / HEVCШирокий охват TV (~95 % с 2017), роялти оплачивается единожды на масштабе каталога
Верхняя ступень, премиум-VoD «Netflix-стиль»AV1Максимальная экономия на ступени, которая ест больше всего битов; Netflix, YouTube, Meta – на AV1 в 2026
WebRTC-конференции, мобильныеH.264 baseline + VP8Hardware везде; RTP-профиль AV1 уже едет, но не повсеместно
Живой спорт, sub-2s задержкаH.265 (HEVC)Hardware-энкодеры дешёвые и зрелые; AV1-hardware уже есть, но реже
Архив видеонаблюдения, 30-дневное хранениеH.265Лучшая экономия на ступени качества «запись»
4K HDR-доставкаAV1 (HDR10) или H.265 (HDR10 / Dolby Vision)AV1 HDR от Netflix с марта 2025; HDR10 кросс-вендорный; Dolby Vision вне Netflix – только HEVC

Сокращённая формула, которую мы даём продакт-лидам на скоупинг-звонке: «H.264 – всем, HEVC – телефонам и телевизорам с hardware-декодером, AV1 – только топовым устройствам». Многокодечный ABR-ladder – единственный честный ответ в 2026.

Рис. 5. Выбор кодека по сценарию. Зелёный – рекомендуется; жёлтый – приемлемо; красный – не тот инструмент.

Где Фора Софт вписывается

Фора Софт разрабатывает видеопайплайны для стриминга, OTT, видеоконференций, видеонаблюдения, e-learning и телемедицины. Мы тестировали iso-VMAF-бенчмарки на каталогах клиентов – от телемедицинских консультаций с минимальным движением, где AV1 обеспечивает экономию до 70 % по сравнению с H.264, до архивов NVR и прямых трансляций спортивных событий, где экономия составляет около 45 %. Матрица решений выше – это та самая, которую мы используем при работе с клиентами перед миграцией; рецепты, описанные в этой статье, – те же, что применяем и сами.

Ключевые тезисы

  • На VMAF 93 H.265 требует около 55 % битрейта H.264, AV1 – около 35 %.
  • Преимущество AV1 усиливается на высоких уровнях качества и сокращается на нижних ступенях ABR-ладеров.
  • Контент имеет значение: AV1 экономит 72 % на анимации и 50 % на трансляциях живого спорта.
  • Кодирование AV1 теперь возможно в реальном времени – на аппаратных энкодерах и в софте с использованием SVT-AV1 preset 8.
  • Честное сравнение – по iso-VMAF, а не iso-CRF; выбор одинаковых пресетов так же важен, как и совпадение целевого качества.
  • H.264 – на нижнюю ступень, HEVC – посередине, AV1 – наверху: многокодечный лададер – это ответ на вызовы 2026 года.

Сравнение кодеков при одинаковом качестве

Битрейт, нужный каждому кодеку, чтобы дать ОДНО И ТО ЖЕ качество по VMAF. Чем короче полоса, тем эффективнее кодек на этом типе контента.

H.2645,80 Мбит/с
HEVC / H.2652,90 Мбит/с
AV12,09 Мбит/с

AV1 экономит 64 % относительно H.264 на этом контенте – 3,71 Мбит/с с каждого потока.

Автор

Николай Сапунов, директор Фора Софт

Николай Сапунов

директор Фора Софт · курс «Видеокодирование»

Что читать дальше

Строите такую систему?

Подберём параметры кодирования под ваш контент и посчитаем стоимость доставки до старта разработки.