Die AV1-Reise von Netflix: von Android über TV hinaus und darüber hinaus

• Der AV1-Codec macht rund 30% des gesamten Netflix-Streamings aus und ermöglicht eine effizientere und hochwertige Videoübertragung
• Nach der ersten Einführung auf Android Mobile auf Basis des Software-Decoders (dav1d) im Jahr 2020 wurde AV1 2021 auf Smart TVs, 2022 auf Webbrowsern und 2023 auf Geräten mit Apple M3·A17 Pro-Chips erweitert
• AV1 erreicht eine Steigerung des VMAF-Werts um 4,3 Punkte, eine Bandbreitenersparnis um ein Drittel und eine Reduktion der Pufferunterbrechungen um 45%, was die weltweite Netzwerk-Effizienz verbessert
• Mit HDR10+ und Film Grain Synthesis (FGS) werden eine lebendige Farbdarstellung und cineastische Textur umgesetzt; ab Juli 2025 beginnt der großflächige Rollout
• AV1 soll künftig auch im Live-Streaming und Cloud Gaming eingesetzt werden und soll vor der Einführung von AV2 zur Kerntechnologie der Netflix-Plattform werden

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AV1: ein moderner, offener Codec

• Seit dem Start des Streaming-Geschäfts 2007 nutzte Netflix vor allem H.264/AVC, erkannte dabei jedoch den Bedarf an einem offenen Codec
• 2015 trieben Netflix und Partner durch die gemeinsame Gründung der Alliance for Open Media (AOMedia) die Entwicklung offener Open-Source-Media-Technologien der nächsten Generation voran
• AV1 wurde über drei Jahre entwickelt, mit dem Ziel höherer Kompressionseffizienz und neuer Funktionen gegenüber bestehenden Codecs, und 2018 offiziell veröffentlicht

Einstieg von AV1 auf Android

• Netflix nutzte die Flexibilität der Android-Plattform, integrierte den dav1d-Softwaredecoder und optimierte ihn für ARM-Chipsätze
• Für mobile Nutzer wurden Daten gespart und die Qualität verbessert, indem auch bei niedrigen Bitraten eine klare Bildqualität bereitgestellt wurde
• Mit der Markteinführung des AV1-Streamings für Android im Jahr 2020 wurde der Zugang zu hochwertigem Video im mobilen Umfeld erweitert

Erweiterung auf große Bildschirme

• Nach dem Erfolg auf Android wurde AV1 auf Smart TVs und Large-Screen-Geräte ausgeweitet, mit AV1-Streaming-Support seit Ende 2021
• In Zusammenarbeit mit SoC-Herstellern und Geräteherstellern wurden Zertifizierungsabläufe definiert, um Leistung und Kompatibilität zu sichern
• 2022 folgten Webbrowser, 2023 Geräte mit Apple M3·A17 Pro-Chips
• Aktuell deckt AV1 30% des gesamten Netflix-Streamings ab und wird erwartet, bald zum meistgenutzten Codec zu werden

Leistungsverbesserung durch AV1

• VMAF-Wert: +4,3 gegenüber AVC, +0,9 gegenüber HEVC
• Bandbreitennutzung: Einsparung um 1/3 gegenüber AVC·HEVC
• Pufferunterbrechungen: 45% Reduktion
• In Kombination mit Open Connect CDN wird die weltweite Belastung durch Internet-Traffic reduziert und die Netzwerkeffizienz verbessert

Erweiterte Funktionen: HDR und cineastische Textur

• Im März 2025 wurde AV1 HDR10+ Streaming eingeführt, bei dem szenenspezifische dynamische Metadaten Farbe und Helligkeit optimieren
• Aktuell wird 85% der HDR-Ansichtszeit über AV1-HDR10+ bereitgestellt; die 100%-Marke soll bald erreicht werden
• Mit Film Grain Synthesis (FGS) wird die cineastische Textur ohne Datenmengenerhöhung reproduziert
  • Das Filmkorn wird vor der Kodierung entfernt und im Decoder neu zusammengesetzt
  • Nach der kommerziellen Freigabe im Juli 2025 wird die hochwertige filmische Textur auch in typischen Heimnetzwerken umgesetzt

Über VOD hinaus: Live-Streaming und Cloud Gaming

• Der Einsatz von AV1 für Live-Streaming, der 2023 gestartet wurde, wird geprüft
  • In Umgebungen mit mehreren zig Millionen gleichzeitigen Zuschauern ist Bandbreitenersparnis bei gleichbleibender Qualität möglich
  • Mit Layered Coding können die Grafik-Overlays bei Sportübertragungen effizient ausgetauscht werden
• Für Cloud-Gaming-Beta-Services wird ebenfalls die AV1-Nutzung vorbereitet
  • Durch die hohe Kompressionseffizienz sinkt die Framegröße, was bei instabilen Netzwerken weiterhin eine latenzarme Videotransport unterstützt

Ausbreitung im Geräteökosystem

• Sechs Monate nach der Finalisierung des AV1-Standards wurde der dav1d Decoder freigegeben; seine Leichtgewichtigkeit und Effizienz beschleunigten die frühe Übernahme
• Er wird heute als Android-Standarddecoder eingesetzt und deckt 40% der Netflix-Browserwiedergabe ab
• Seit Einführung des AV1-Zertifizierungsprozesses 2019 unterstützen 88% der 2021 bis 2025 eingereichten Großbildschirmgeräte AV1
  • Die meisten können 4K@60fps wiedergeben
  • Fast alle seit 2023 zertifizierten Geräte sind mit AV1 kompatibel
• Im Kontext der FGS-Einführung 2025 arbeitete Netflix mit Partnern zusammen, um eine breite Gerätekompatibilität sicherzustellen

Ausblick: von AV1 zu AV2

• AV1 hat die Streaming-Erfahrung von mehreren hundert Millionen Zuschauern weltweit verbessert und ist zu zentraler Infrastruktur für Netflix-Streaming geworden
• Ende 2025 plant AOMedia die Einführung des nächsten Codecs AV2
• AV2 zielt auf höhere Kompressionseffizienz und Streaming-Leistung auf Basis von AV1
• Netflix setzt die Nutzung offener Technologien fort, und derzeit fungiert AV1 als Kern der Plattform

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Am meisten überrascht mich, dass inzwischen etwa 30 % der Geräte AV1-Hardwaredecodierung unterstützen
  In den letzten Jahren sind wohl ziemlich viele neu unterstützte Geräte dazugekommen. Ich hatte nicht erwartet, dass sich das so schnell verbreitet.
  Es wirkt inzwischen so, als hätten sich h.264, h.265 und AV1 als die wichtigsten Hardware-Codecs etabliert. Ich frage mich, was die nächste Generation sein wird

  • Diese 30 % könnten in Wirklichkeit bedeuten, dass 30 % des Netflix-Konsums in AV1 abgespielt werden
    Also möglicherweise kein Nutzeranteil, sondern ein Anteil an der Wiedergabezeit. Außerdem sind Software-Decoder enthalten, insbesondere für Android, daher bedeutet „Geräte mit AV1-Wiedergabeunterstützung“ nicht zwingend Hardwarebeschleunigung
  • Ich hoffe, die nächste Generation wird AV2
  • Eher hoffe ich, dass wir noch lange bei AV1 bleiben. Die Hardwareunterstützung wird gerade erst allgemein üblich, und schon wieder auf einen neuen Codec zu wechseln wäre Verschwendung
  • Tatsächlich ist ein beträchtlicher Teil dieser 30 % wohl Software-Decodierung. Zuerst wurde ein Software-Decoder für Android ausgerollt und später auf Webbrowser per WASM ausgeweitet.
    Trotzdem wirkt das wie ein starkes Signal an Hersteller wie Apple, schneller zu reagieren
  • Eigentlich nicht überraschend. Wie bei der IPv6-Einführung treiben vor allem mobile Geräte das voran. Wenn Android und iPhone es unterstützen, verbreitet es sich blitzschnell

• Wir sollten in einer Welt leben, in der proprietäre Codecs nicht der Standard sind. Dass AV1 sich als praxistauglich bewährt hat, ist sehr bedeutsam

  • Wenn Netflix zwar einen offenen Codec nutzt, aber alle Videos in geschlossenes DRM einhüllt, ist fraglich, wie viel das am Ende wirklich bedeutet

• Ich fand den Teil interessant, dass AV1-Streaming-Sessions gegenüber AVC einen um 4,3 Punkte höheren VMAF-Wert und gegenüber HEVC 0,9 Punkte mehr erreichen, dabei nur ein Drittel der Bandbreite benötigen und das Buffering um 45 % senken

  • Man muss allerdings berücksichtigen, dass bei diesem Vergleich die Bitratenreduktion das Hauptziel war. Wie beim Dynamic Optimizer Framework von Netflix ging es darum, die Bitrate zu senken und dabei die Gesamtqualität konstant zu halten. Trotzdem sind das beeindruckende Zahlen

• Ich hatte die Funktion zur Filmkorn-Extraktion schon vergessen, aber das ist ein cleverer Ansatz für bessere Kompressionseffizienz
  Ich frage mich allerdings, ob es eine Möglichkeit gibt, bei sauberem digitalem Material später Korn hinzuzufügen und dem Encoder direkt Korn-Parameter zu übergeben

  • Normalerweise fügt man dem Ausgangsmaterial einfach Korn hinzu und nimmt den Qualitätsverlust in Kauf. Es variiert zudem je nach Szene, daher ist eine direkte Anbindung an den Codec unrealistisch
  • Echtes Filmkorn ist visuell bedeutungsvolle Information. Wenn man es entfernt und später neu erzeugt, geht Information verloren. Die meisten Nutzer bemerken den Unterschied jedoch nicht, daher ist es in der Praxis schwer, die zusätzliche Bandbreite zu rechtfertigen

• Bei TikTok und anderswo tobt offenbar ein HDR-Krieg. Manche Videos sind so hell, dass der ganze Bildschirm wie eine Taschenlampe strahlt. Wahrscheinlich müssen Apps am Ende einen HDR-Missbrauch erkennen

  • HDR-Unterstützung ist immer noch chaotisch. Unter Windows oder auf günstigen Monitoren ist die Qualität miserabel, deshalb vermeide ich es.
    Ich habe sogar ein neues iPhone 17 Pro gekauft, aber HDR-Videos sehen in Instagram und anderswo immer noch merkwürdig aus. Sogar mit meinem iPhone aufgenommene HDR-Videos sehen bei der Wiedergabe schlecht aus, also habe ich die Funktion am Ende deaktiviert
  • Im Grunde hat damit der Loudness War für die Augen begonnen (Loudness war wiki)
  • HDR sollte auf immersive Inhalte beschränkt bleiben. Für kurze Werbung oder Scroll-Videos ist es übertrieben. Schön wäre, wenn es auf OS-Ebene deaktiviert würde, sobald etwas nicht im Vollbild läuft
  • Wir brauchen eine Helligkeitsnormalisierung. Wenn die durchschnittliche Helligkeit zu hoch ist, sollte die Gesamthelligkeit automatisch gesenkt werden
  • In aktuellem Android gibt es bereits eine Einstellung, die einer HDR-Lautstärkeanpassung ähnelt

• Die Videoqualität von Netflix ist unter den Streaming-Diensten die schlechteste. Selbst mit dem 4K-Tarif wirkt alles weich und verrauscht. Das ist auch mit 1-Gbit/s-Glasfaser und 4K Apple TV so

  • Das Problem ist nicht AV1, sondern die Politik zur Bitratenreduktion. Apple hält deutlich höhere Bitraten.
    Netflix nutzt für eigene Inhalte HEVC mit hoher Bitrate, setzt bei fremden Inhalten aber AV1 mit niedriger Bitrate ein
    Während der Wiedergabe kann man mit Ctrl+Alt+Shift+D prüfen, wie niedrig die Bitrate tatsächlich ist
  • Auch DRM-Beschränkungen spielen eine große Rolle. Unter Linux oder auf älteren Betriebssystemen ist man auf 720p mit niedriger Bitrate beschränkt. Siehe das Video von Louis Rossmann
  • Außerdem stuft Netflix je nach Browser, Betriebssystem und Gerät heimlich Auflösung und Audiokanäle herunter. Illegale Kopien haben dagegen Blu-ray-Qualität
  • Insgesamt ist die Bildqualität instabil, und im Gegensatz zu Apple oder Disney scheint Netflix Qualität nicht besonders wichtig zu sein
  • Deshalb habe ich mein Abo gekündigt. 4K-Netflix sieht schlechter aus als 720p-YouTube, kostet aber doppelt so viel. Nach 11 Jahren bin ich weg

• Es überrascht mich, dass die AV1-Nutzung nur bei 30 % liegt. Sind Geräte ohne Hardwarebeschleunigung mit AV1 einfach überfordert?

  • Dank der SIMD-optimierten ASM in libdav1d ist Software-Wiedergabe zwar möglich, praktisch sinnvoll ist sie aber erst ab Geräten wie Snapdragon 8, Tensor G3 oder RTX 3000 und neuer
  • Es gibt eben immer noch viele 10 Jahre alte Fernseher oder Geräte wie Fire Stick. Deren CPU ist schon damit ausgelastet, nur die UI zu betreiben, daher sind sie vollständig auf Hardwaredecodierung angewiesen
  • Die bessere Kompressionseffizienz ist letztlich vor allem für Kostensenkungen der Streaming-Plattformen wichtig. TV-CPUs schaffen kaum das Decodieren eines einzelnen PNGs, Software-Decodierung ist daher praktisch unmöglich
  • Mein Smart-TV oder mein Windows-PC bekommen von Netflix keinen AV1-Stream, obwohl Hardwarebeschleunigung vorhanden ist. Erst wenn ich im Browser Protected Content ID blockiere, wird in AV1 abgespielt
  • Auf Mobilgeräten kann selbst dann, wenn die CPU es schafft, der Akkuverbrauch stark ansteigen

• AV1 ist inzwischen nicht mehr neu. Apple und andere verbauen sogar dedizierte AV1-Hardwarebeschleuniger. Ich hätte erwartet, dass Netflix es so stark pusht, dass wir schon bei 50 % wären, aber offenbar sind noch viele Geräte alt

  • Fernseher haben eine lange Lebensdauer, deshalb gibt es noch viele Geräte aus der Vor-AV1-Generation. Selbst wenn es insgesamt nur 30 % sind, könnten es bei modernen Geräten 70 % sein
  • Embedded-Hardware wird lange genutzt, daher ist H.264 weiterhin der am breitesten kompatible Standard.
    Wenn man auf Reisen H.264-Videos auf einem USB-Stick mitnimmt, laufen sie auf den meisten Fernsehern problemlos. Für einen Wechsel zu AV1 ist es noch zu früh

• Lob an das Team hinter AV1. Das ist wirklich eine beeindruckende technische Leistung

• Dass AV1 gegenüber AVC und HEVC nur ein Drittel der Bandbreite benötigt, lässt mich vermuten, dass HEVC vielleicht auf höhere Qualität eingestellt war

  • Es gibt mehrere Möglichkeiten. AVC und HEVC könnten auf dieselbe Bitrate eingestellt gewesen sein, oder AV1 könnte auf HEVC-Qualität abgezielt haben.
    Da Netflix die Firma hinter VMAF ist, dürfte ihnen die Komplexität von Qualitätsvergleichen sehr bewusst sein
  • Trotzdem wirkt der Abschnitt im Kontext so, als könne man ihn „leicht missverstehen“