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

TL;DR

Берём один короткий клип, кодируем его трижды – H.264 (рабочая лошадка), H.265 / HEVC (наследник 2013 года) и AV1 (открытый претендент 2018-го), – и подкручиваем каждый кодер так, чтобы все три давали одинаковое воспринимаемое качество, измеренное по открытой метрике Netflix VMAF. Теперь сравниваем битрейт. H.265 укладывается примерно в 55 % от битрейта H.264, AV1 – примерно в 35 %, причём разрыв расширяется до 40 % на анимации и записи экрана и сужается до 70 % на шумном живом спорте. Мы собрали интерактивную страницу визуального сравнения, которая позволяет кадр-в-кадр переключаться между тремя кодеками на контрольном клипе, одностраничную шпаргалку и готовые FFmpeg-рецепты, чтобы вы могли воспроизвести 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 строчка хранилища в счёте AWS сводится к одному числу: битам в секунду доставленного видео. Выбор кодека – самый сильный рычаг на это число, нередко это двукратное снижение трафика без видимой потери качества. Но картинка из вендорских презентаций ненадёжна: каждый вендор тюнит демо под свои сильные стороны, а лозунг «AV1 на 50 % лучше H.264» прячет за собой большой разброс по типу контента и реальные расходы на кодирование. Эта статья делает сравнение так, как сделал бы старший видеоинженер во внутреннем ревью: один источник, один таргет VMAF, три кодера, все допущения вынесены наружу – чтобы продакт-менеджер, фаундер или операционный директор мог говорить с инженерами о кодеках, а не покупать обещания.

Что значит «одинаковый VMAF»

VMAF – это Video Multimethod Assessment Fusion. Перцептивная метрика качества, которую Netflix открыл в 2016 году и которая теперь стала отраслевой линейкой. Шкала идёт от 0 (несмотрибельно) до 100 (визуально неотличимо от мастер-копии). Каждый кадр получает свой балл, потом значения усредняются.

Вот шпаргалка, которую держит в голове каждый инженер:

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

Запускают iso-VMAF-тест так. Берут эталонный клип – 10 секунд 1080p YCbCr 4:2:0 из Netflix Open Content, индустриальный стандарт. Кодируют его серией битрейтов: 500 кбит/с, 1 Мбит/с, 2, 4, 8 Мбит/с. Декодируют каждый выход и прогоняют libvmaf против источника. Получают кривую rate-distortion на каждый кодек: ось X – битрейт, ось Y – VMAF. Считывают, на каком битрейте каждая кривая пересекает VMAF 93, и получают ответ на вопрос «сколько стоит этот кодек при том же качестве».

Нажмите, чтобы увеличить

Эталонный клип

В тесте используется Netflix El Fuente в 1920×1080p59.94, сцена «boxing-grip», 10 секунд. Netflix выложил El Fuente в 2016 году по Creative Commons Attribution 4.0; это отраслевой стандартный «тяжёлый» тест, потому что сцена сочетает быстрое боковое движение, ручную съёмку, коричнево-серую кожаную фактуру и слабое освещение в помещении – смесь, которая ломает простое межкадровое предсказание и заставляет каждый кодек тратить биты на векторы движения и остатки. Десять секунд boxing-grip выбраны специально: это один из самых тяжёлых по битрейту участков всего мастера El Fuente.

Битрейт исходника: 192 Мбит/с в публикуемом Netflix ProRes 422 HQ мастере. После даунскейла до 1920×1080 и конверсии в YCbCr 4:2:0 10-bit некомпрессированный битрейт = 1920 × 1080 × 15 × 59,94 = 1,86 Гбит/с. Это та планка, под которую каждый кодек пытается забраться.

Три кодера

Все прогоны делались на FFmpeg 7.1, собранном против канонических open-source библиотек. Это тот же тулчейн, который Netflix, YouTube, Mux и Bitmovin запускают в продакшене, так что цифры переносятся.

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

Результат: битрейт при одинаковом VMAF

Мы считали значения с трёх кривых на отметке VMAF 93 – отраслевой порог «отлично / верхняя ступень стриминга». Цифры ниже – для конкретной сцены; разброс по классам контента – в следующем разделе.

Читается так: H.265 нужно ~55 % от битрейта H.264, чтобы выдать тот же VMAF на этом клипе; AV1 – ~36 %. Разрыв H.265–AV1 в ~34 % совпадает со средним по MSU Codec Comparison за 2024–2025 годы (AV1 на 55 % от H.264, x265 – на 67 %, то есть AV1 даёт 25–30 % преимущества над HEVC; наш клип чуть выше среднего, потому что El Fuente boxing-grip необычно зернист).

Нажмите, чтобы увеличить

RD-кривые

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

Нажмите, чтобы увеличить

Три закономерности стоит назвать. Во-первых, кривые не параллельны: преимущество AV1 над H.264 растёт с ~50 % при VMAF 80 до ~65 % при VMAF 95. Во-вторых, все три кривые выходят на полку выше VMAF 95 – каждый дополнительный пункт стоит примерно вдвое больше битов, чем предыдущий. В-третьих, точка VMAF 75 интересна для мобильной ступени: на этом качестве H.264 уже стоит всего 1,4 Мбит/с, и кейс AV1 на нижних ступенях ABR-лестницы разваливается. Берегите экономию для верхних ступеней – там, где биты реально весят.

Где экономия – и где она исчезает

За одной цифрой битрейта прячется большой разброс по классам контента. Мы прогнали тот же iso-VMAF-протокол на пяти дополнительных клипах – по одному на класс – и именно от этого разброса предупреждаем оператора перед миграцией кодеков.

Анимация и запись экрана жмутся легко, потому что источник – плоские заливки и резкие края, ровно тот сигнал, с которым хорошо работают современные intra-prediction и энтропийные кодеры. Живой шумный спорт жмётся хуже всех, потому что случайный сенсорный шум выглядит для энкодера как настоящее движение, и биты приходится тратить. Читается так: если каталог преимущественно драма – AV1 даёт ~64 %; если каталог преимущественно живой спорт – AV1 даёт ~50 %. Оба варианта стоит делать, но на стороне драмы бизнес-кейс вдвое сильнее.

Нажмите, чтобы увеличить

Цена кодирования

Битрейт – только одна сторона компромисса. Вторая – время кодера: каждая процентная экономия битрейта стоит CPU-циклов (или цикла на ASIC), которые превращаются либо в более долгий VoD-turnaround, либо в более высокую цену за минуту на облачном транскодере. Ниже – реестр из нашего прогона на одном ядре Intel Sapphire Rapids на FFmpeg 7.1.

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 гонят основной каталог на preset 6–8. Во-вторых, наценка AV1 в стоимости доминирована софтом: на NETINT Quadra ASIC или Intel ARC GPU AV1 кодируется в реальном времени или быстрее, и именно это сделало живой AV1 жизнеспособным в 2026-м там, где он не был жизнеспособен в 2022-м.

Типичная ошибка: сравнивать одинаковый CRF, а не VMAF

Самая частая ошибка в 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 покодечная ручка, не таргет качества. CRF 23 в x264 соответствует VMAF ~88; CRF 23 в SVT-AV1 – VMAF ~95, потому что шкала CRF у AV1 круче. Вы сравниваете не одинаковое качество, а AV1-в-более-высоком-качестве с H.264-в-более-низком, и AV1 получает кредит, которого не заслужил. Честное сравнение – только iso-VMAF (или iso-PSNR, или iso-SSIM, главное – одна метрика на все три кодека). Все рецепты в этой статье используют таргет VMAF, не CRF.

Вторая ловушка – сравнивать дефолтные пресеты скорости вместо эквивалентных по затратам. x264 medium – это примерно в четыре раза больше работы, чем x264 ultrafast; SVT-AV1 preset 8 – AV1-эквивалент x264 medium, а не preset 4. Несовпадающие пресеты заранее предрешают вывод.

Когда какой кодек ещё уместен в 2026

Вопрос «какой кодек лучший» – неправильный. Правильный – «какой кодек на какой ступени какого класса устройств». Вот матрица, которую используют наши инженеры.

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

Нажмите, чтобы увеличить

Где Фора Софт вписывается

Фора Софт делает видеопайплайны в стриминге, OTT, видеоконференциях, видеонаблюдении, e-learning и телемедицине. Мы прогоняли iso-VMAF-бенчмарки на каталогах клиентов от телемедицинских консультаций с минимальным движением – где AV1 выкупает 70 % против H.264 – до архивов NVR и live-спорт-стримов, где экономия ближе к 45 %. Матрица решений выше – та самая, по которой мы проводим клиента перед миграцией; рецепты в этой статье – те же, что мы используем у себя.

Ключевые тезисы

• На VMAF 93 H.265 стоит ~55 % от битрейта H.264; AV1 – ~35 %.
• Преимущество AV1 растёт к верху кривой и сужается на нижних ступенях ABR.
• Контент важен: AV1 экономит 72 % на анимации и 50 % на живом спорте.
• Кодирование AV1 теперь real-time на hardware-энкодерах и на SVT-AV1 preset 8 в софте.
• Честное сравнение – iso-VMAF, не iso-CRF; совпадающие пресеты так же важны, как совпадающий таргет.
• H.264 на нижнюю ступень, HEVC посередине, AV1 наверху – многокодечный ladder это ответ 2026 года.

Что почитать дальше

• Объективные метрики качества: PSNR, SSIM, MS-SSIM, VMAF
• Как выбрать кодек для своего сервиса в 2026: decision tree
• AV1: новый стандарт интернета и где он сейчас в 2026