WebM (VP8) vs H.264

2010年初 Google 收購了 On2 及其旗下的全部視頻壓縮技術。當時業界的普遍猜測是 Google 會不會將 On2 旗下最先進的 VP8 視頻編碼開放。果然，2010 年中的時候  Google 宣布將 VP8 永久免費。Google 又基於開源容器格式 Matroska 開發了 WebM 容器格式，用以封裝 VP8 編碼的視頻和 Vorbis 編碼的音頻。隨後 Google 連同 Mozilla 和 Opera，準備將 VP8/Vorbis/WebM （統稱為 WebM）推廣為網路視頻的通用格式。Google Chrome 瀏覽器在 WebM 發布後迅速更新為同時支援 Theora、H.264、WebM 三種格式。Mozilla 和 Opera 也宣布將在其瀏覽器的後續版本（主要是 Firefox 4）中原生支援 WebM。

VP8 是一種遠好於 Theora 的視頻編碼。至於 VP8 和 H.264 比較起來效果怎樣，情況稍微有點複雜。VP8 不是一個標準。目前只有一個由 On2 開發的參照實現（reference implementation）。這個含糊不清的參照實現公開後遭到很多開發人員的詬病。主要問題在於對於很多技術細節，On2 只有幾段代碼而沒有任何相關解釋。這給理解、改進 VP8 帶來了極大的困難。另一方面，雖然 Google 將 VP8 開源，但 VP8 整個設計過程是由 On2 秘密進行的，並且在 VP8 公開後不久，所有相關的資料規範隨即被凍結，隨之一起被凍結的還有這個參照實現的各種缺陷。因此嚴格上說 On2 並不是一個開放標準，所有的技術細節都掌握在 Google 手上。

本文在此之前多次提到 H.264 都將其簡單描述成一種特定的視頻編碼格式。其實 H.264 只是一個工業標準，由眾多業內企業和專家共同開發制定，不受單一廠商控制。H.264 有多種不同的等級（profile），每個等級對應了不同的複雜程度以適應不同的需求。多個等級的存在使得 H.264 具有非常靈活的適應性：小到 iPod Nano，大到高清藍光播放器，都可以根據不同的計算能力和畫質要求選擇相應的等級。一般認為，VP8 和 H.264 的基礎等級（Baseline Profile）相當（H.264 有很多為高清視頻準備的等級）。

H.264 這個工業標準又有很多不同廠商開發的編碼器、解碼器實現（implementation）。即便遵循同一標準，不同的編碼器、解碼器產生的映像品質又有略微的區別，這使得直接比較 VP8 和 H.264 變得相對困難。目前針對 VP8 和 H.264 效果的測試，一般都是採用 Google 的 VP8 參照編碼器實現和優秀的開源的 H.264 編碼器 x264 壓縮的視頻映像進行對比。以現在的情況看，同等碼率下 VP8 的效果仍然略輸於 H.264。

然而和 Theora 一樣 VP8 由於尚未經過市場檢驗，也存在潛在的專利問題。x264 的主要開發人員之一曾對 VP8 的參照實現的原始碼進行過仔細分析，得出的結論是 VP8 和 H.264 過於相似，很難相信沒有任何專利侵權之處。Google 雖然宣布將 VP8 開源且永久免費，並且 Google 做過大量調查認為 VP8 應該不存在專利問題，但由於美國的專利制度的漏洞，誰也不能保證以後不會出現「潛艇專利」造成訴訟糾紛。一旦發生類似情況， Google 的 WebM 授權協議並不保護使用 WebM 的企業和個人。

另外，由於 WebM 剛剛出現，尚不存在現成的 VP8 硬體解碼器，在處理能力弱小的可攜式裝置上無法使用。WebM 發布後多家硬體廠商如 AMD、ARM、Broadcom 均宣布支援該格式，但並沒有實際產品面世。另外的硬體廠商如 Intel、NVIDIA 則表示如果 WebM 廣泛流行起來他們會提供相應的硬體產品，尚持觀望態度。

目前爭論 WebM 和 H.264 孰優孰劣的重點在於 WebM 雖然免費，但可能有潛在的專利問題，且由於沒有硬體解碼器無法在可攜式裝置上使用；H.264 專利問題明朗，技術相對先進，有硬體解碼器，且很多可攜式裝置已經在廣泛使用了，但需要付費。

H.264 涉及到很多專利技術，這些專利又由不同的組織和個人分別持有。如果有廠商要使用 H.264，顯然他不可能一個一個去和這些專利持有人談判。為了方便 H.264 的推廣，持有 H.264 相關專利的組織和個人將其專利授權給一個名為 MPEG LA 的組織，然後由該組織統一收取 H.264 相關專利的授權費。

MPEG LA 將 H.264 專利許可分為兩種：H.264 編碼器和解碼器（不論軟硬體）廠商需要購買一種 H.264 的專利許可協議，H.264 編碼的視頻的分發商（如電視台等）需要購買另外一種 H.264 的專利許可協議。也就是說所有生產支援錄製 H.264 視頻的攝像裝置、手機等的廠商都要向 MPEG LA 支付專利使用費。這個費用相對低廉：少於 10 萬個裝置免費；10 萬個以上最多每個解碼器 20 美分，且支付上限為每年 650 萬美元。另外，MPEG LA 有規定，雖然每五年專利授權期過後它可以根據市場狀況調整授權費用，但每次漲價不會超過 10%。因此廠商使用 H.264 製造編碼器、解碼器在成本上是有可靠保證的。所有支援 H.264 視頻播放的硬體、軟體廠商也要向 MPEG LA 支付專利費。大部分企業如蘋果、微軟、索尼等都購買了相應的 H.264 專利許可協議，因此終端使用者在使用 H.264 技術製作和播放視頻的時候不用擔心費用問題。

問題出在 MPEG LA 對網路視頻（如 YouTube）的規定上。YouTube 這樣的網站屬於視頻的分發商。MPEG LA 對像電視台這樣的傳統視頻分發商有完整的基於訂閱使用者數量的授權費用體系。但 MPEG LA 尚未對網路視頻分發商收取專利費用。MPEG LA 每隔五年會更新其專利授權的相關規定。目前 MPEG LA 承諾在 2015 年底之前不會對分發 H.264 編碼的網路視頻收取專利費用。2015 年後是否收取費用則尚不明確。許多人認為 MPEG LA 的這個並不明確的態度會成為未來網路視頻的隱患，而使用開源、免費的 WebM 則沒有這個問題（注意這是假設 WebM 沒有潛在專利問題）。另外一種觀點則認為即便 WebM 沒有大規模流行，它的存在可以迫使 MPEG LA 繼續對分發 H.264 網路視頻免費。【更新：評論中 cjsas 提到 MPEG LA 已經承諾永久免費了。我後來核對過確有此事。MPEG LA 於 2010 年 8 月宣布對通過互連網免費分發給終端使用者的網路視頻永久免費。收費的線上視頻業務如 iTunes 電影租賃、Netflix、Hulu+ 等還是要收費。】