什么是 HEVC ？简单说就是一种比 H264 压缩效率更高的现代视频编码格式，它支持 8K，支持 HDR，支持广色域，支持最高 16bit 的色彩深度，最高 YUV444 的色彩抽样，总之一句话，是一种用来取代现有 H264 的更高效、现代的视频编码格式，且目前已经被各类硬件广泛支持。
然而因为版权和技术派别等原因，这种格式一直没有被浏览器很好支持，尤其是目前市占率最高的 Chrome，一月初看到了一条 B 站用户吐槽 HEVC 解码性能/发热问题的新闻（感谢 B 站在 HEVC WASM 解码方案上的探索），考虑到这也是困扰业界很久的问题，大量依赖 HEVC 的 Web 项目均被迫产出了各种各样 Workaround 方案，但效果一直都不是最理想的，心想不如帮 Chromium 实现一下 HEVC 硬解吧。
本文简述了 Web 解码方案现状，介绍了作者为 Chromium 浏览器实现 & 完善硬解过程中遇到的问题和实现原理，并在文末附加了测试结果，预编译版本供参考，希望可以解决 FrontEnd 苦 HEVC 久矣的问题。
也可以提前下载 Chrome Canary（https://www.google.com/chrome/canary/） ，体验 HEVC 硬解功能（ChromeOS、Android、Mac、Windows 需要添加启动参数 --enable-features=PlatformHEVCDecoderSupport，Linux 版本暂未支持）。
主流设备早已支持且广泛使用在 2015 年，苹果的 iPhone6s 就已经在其 A9 芯片内首次实现了 HEVC 硬解能力，同年，Intel 在第六代 Skylake 的 HD500 系列核显上，NVIDIA 在 GTX900 系列独显上，也先后支持了 HEVC 硬解。
在 2017 年发布的 iOS11, macOS 10.13 上，苹果继续完成了其 VideoToolbox 编解码框架对 HEVC 编解码能力的支持，微软也发布了 HEVC Video Extension 作为 Windows PC 环境 HEVC 解码的能力对标。
从此 HEVC 成为苹果，安卓默认视频格式，成为绝大多数单反 / 无人机 / 摄像设备的主推格式。
直到今年，也就是 2022 年，iPhone 已经出到了 13，芯片技术已经提升到了 5 纳米，然而我们所使用的大部分浏览器依然无法播放 HEVC 视频。
硬解的必要性 更低的发热所谓硬解，即指使用 GPU 内专用于解码的芯片来处理解码工作，由于 GPU 多核心低频且专一的优势，在解码视频时发热和功耗显著低于 CPU。
更好的性能通过将 CPU 从繁重的解码工作中解放，可极大程度降低系统卡顿。
且 GPU 天生适合进行图形解码工作，解码性能秒* CPU，视频分辨率越高，显卡解码越可以做到不掉帧输出，因此“永远不要指望单纯靠 CPU 软解可以流畅播放 8K 60 帧的 HEVC 视频”。
总结HEVC 是目前桌面端或手机端播放器最主流的编码格式，考虑到其编码复杂度高，解码更耗费资源，因此为其实现硬解非常必要。
HEVC 解码的方案 浏览器解码现状首先先来看看 Web 侧解码的现状：
WindowsH264 |
H265 |
VP8 |
VP9 |
MPEG4 |
AV1 |
|
Chrome 102 |
硬 软解 |
不支持 |
软解 |
硬 软解 |
不支持 |
硬 软解 |
Firefox 101 |
硬 软解 |
不支持 |
软解 |
软解 |
不支持 |
硬 软解 |
edge 102 |
硬 软解 |
硬 软解(需装扩展) |
软解 |
硬 软解 |
不支持 |
硬解(需装扩展) |
H264 |
H265 |
VP8 |
VP9 |
MPEG4 |
AV1 |
|
Chrome 102 |
硬 软解 |
不支持 |
软解 |
硬 软解 |
不支持 |
软解 |
Firefox 101 |
硬 软解 |
不支持 |
软解 |
硬 软解 |
不支持 |
软解 |
Edge 102 |
硬 软解 |
不支持 |
软解 |
硬 软解 |
不支持 |
不支持 |
Safari 15.3 |
硬 软解 |
硬 软解(仅部分) |
不支持 |
不支持 |
硬 软解 |
不支持 |
目前业内常用的 Web HEVC 解码方案大致可以分为两种：“换浏览器” 或 “WASM 软解”，他们各自有各自的优势和使用场景。
浏览器-Edge (硬解，仅 Windows）Chromium 内核的 Edge 在 Windows 系统下，额外支持了硬解 HEVC 视频，但必须满足如下条件：
- 操作系统版本必须为 Windows 10 1709（16299.0）及以后版本。
- 安装付费的 HEVC 视频扩展或免费的来自设备制造商的 HEVC 视频扩展且版本号必须大于等于 1.0.50361.0（由于一个存在了一年半以上的 Bug，老版本存在抖动的 Bug，Issue：https://techcommunity.microsoft.com/t5/discussions/hevc-video-decoding-broken-with-b-frames/td-p/2077247/page/4）。
3.版本号必须大于等于 Edge 99 。
在安装插件后，进入 edge://gpu 页面，可以查看 Edge 对于 HEVC 硬解支持的 Profile：
出现上图所示的字样，则证明硬解开启成功。
指标：
- 分辨率最高支持 8192px * 8192px。
- 支持 HEVC Main / Main10 / Main Still Picture Profile。
优势：
- 在显卡支持的情况，性能是最好的。
- HTMLVideoElement、MSE 等原生 API 的直接支持。
劣势：
- 不支持 Windows 8 和老版本 Windows 10。
- 需要手动装插件。
- HDR 支持不够好。
由于 Apple 是 HEVC 标准的主要推动者，因此早在 17 年的 Safari 11 即完成了 HEVC 视频硬解的支持，无需安装任何插件开箱即用。
指标：
- 分辨率最高支持 8192px * 8192px。
- 支持 HEVC Main / Main10 Profile，M1 机型支持部分 HEVC Rext Profile。
优势：
- 在显卡支持的情况，性能是最好的。
- HTMLVideoElement、MSE 等原生 API 的直接支持。
- 开箱即用，无需装插件。
- HDR 支持最好（比如：杜比视界 Profile5，杜比全景声）。
劣势：
- 生态不足，缺乏大量 Chromium 内核下“可用、好用的”插件。
- Safari 俗称“下一个 IE”，其浏览器 API 兼容性与实现，相比 Chromium 仍有差距。
- 部分 HEVC 视频莫名其妙无法播放，哪怕视频本身没问题。
此类方案绝大部分基于 WASM FFmpeg 编译实现，支持所有支持 WASM 的浏览器。
指标：
- 支持 FFMpeg 支持的所有分辨率和 Profile。
优势：
- 不挑浏览器，是纯前端的技术实现。
劣势：
- 需要依赖所在版本浏览器 WASM 的稳定性。
- 不支持硬解，因为软解 性能损耗的缘故，性能有其天花板，4K 以上视频即使使用 5950X 这样的顶级 CPU 也会卡顿掉帧。
- 非 HTML Video Element、MSE、EME 原生 API，需要手动用 js 初始化视频播放，使用有成本。
本文尝试直接为 Chromium 实现硬解，因为尽管 Safari 和 Edge 均已经实现了 HEVC 硬解，但它们均为闭源软件，无法被各种开源框架集成，而因为 Chromium 是开源的，这可以确保所有人可自行编译支持 Windows / macOS / Linux 硬解的 Chromium / Electron / CEF，考虑到实现原理部分较长，因此如果你感兴趣，可直接下载预编译版本（https://github.com/StaZhu/enable-chromium-hevc-hardware-decoding/releases）进行测试（未来会被包含在 Chrome 正式版本内，预编译版本可供大家尝鲜提前试用，也可下载 Chrome Canary），或跳到测评部分查看与 Edge / Safari 的对比。
HEVC 硬解的实现原理正是因为如上瓶颈，“让专业的人做专业的事”这句话同样适用视频解码，GPU 硬解是很有必要的。GPU 解码的存在正是为了让解码工作可以充分利用显卡内部专用芯片，分担 CPU 解码时的压力，因此支持更多格式的硬解能力，已然成为众多显卡厂商的一大卖点。
首先我们需要做一些调研，研究下目前硬解框架是如何存在，并支持哪些“系统” or “GPU”。
下表来自 FFMPEG 项目对不同解码框架硬解支持情况的总结（来源：https://trac.ffmpeg.org/wiki/HWAccelIntro）
