◇ AVI
從Windows 3.X時代開始,AVI就成為主流視頻格式,其地位好比音頻格式中的WAV。在AVI文件中,視頻信息和伴音信息是分別存儲的,因此可以把壹段AVI文件中的視頻與另壹個AVI文件中的伴音合成在壹起。AVI文件結構不僅解決了音頻和視頻的同步問題,而且具有通用和開放的特點。它可以在任何Windows環境下工作,很多軟件都可以對AVI視頻直接進行編輯處理。
盡管AVI擁有兼容性好、調用方便、圖象質量優良等特點,然而其缺點也是顯而易見的,這就是AVI文件太過龐大。另外AVI還存在2GB或4GB的容量限制(FAT32文件系統)。
◇ MPEG-Ⅰ(VCD)
MPEG-Ⅰ應該是大家接觸最多的視頻格式,VCD就采用這壹編碼方式。PAL 制式的MPEG-Ⅰ 的分辨率為 352×240,稍強於VHS畫質,而且可以將大約74分鐘左右的MPEG-Ⅰ文件存儲在壹張容量為650MB的光盤中,因而得以大規模普及。
不過以現今的眼光來看,MPEG-Ⅰ無論是畫質還是文件大小方面都難以令人滿意,因此逐漸被其它先進編碼格式取代也是必然的趨勢。
◇ MPEG-Ⅱ(DVD)
MPEG-Ⅱ在MPEG-Ⅰ的基礎上將畫質大幅提升,PAL制式的標準MPEG-Ⅱ分辨率高達720×576分辨率。此外,MPEG-Ⅱ在編碼時使用了幀間壓縮和幀內壓縮兩種方式,並且通過運動補償等技術來改善畫質。
從清晰度來看,MPEG-Ⅱ幾乎是無可挑剔的,但是MPEG-Ⅱ也並非十全十美。由於MPEG-Ⅱ沒能在壓縮技術上有所突破,因此其數據量比MPEG-Ⅰ更大,在DVD刻錄機沒有普及之前難以用於個人制作。此外,MPEG-Ⅱ的壓縮數據的碼流比較特殊性,各種編輯軟件無法隨機訪問,因此在進行非線性編輯時會導致素材搜索很遲緩。更為重要的是,MPEG-Ⅱ過大的編解碼必須依賴強大的處理芯片。
◇ MPEG4(DivX、XviD、WMV9)
MPEG4可謂是目前最熱門的視頻格式了,被稱為DVD 殺手。MPEG4的畫質細膩、音效動感逼真,視聽效果接近DVD水平。而且在保證圖像質量相同的情況下,采用MPEG4編碼的文件大小可達到原DVD影音文件的1/3左右。更為重要的是,MPEG4的編碼率可以自由設定,讓用戶輕松地在畫質與體積之間選擇。
目前常見的MPEG4編碼技術可以分為DivX、XviD以及Microsoft MPEG4 V3。Microsoft MPEG4 V3編碼主要被用於ASF文件,基本上不對DVD構成任何威脅。令人感到意外的是,Microsoft對MPEG4進行修改推出了WMV,目前已經漸成氣候。隨著Windows Media Encoder9的推出 ,WMV9將會提供接近DVD的畫質,而且在版權保護上煞費苦心。
DivX和XviD將矛頭直指DVD,它們都具備動態補償、視覺心理智能壓縮等功能,而且還可以配合字幕功能實現等同於DVD電影的效果。在視頻采集時,DivX和XviD編碼對於系統性能的要求並不高,數據量的降低可以明顯減輕CPU與磁盤系統的負擔。目前DivX和XviD的編碼解碼器都是免費的,因此大受歡迎。
◇ RealMedia
RealMedia 應該說是最流行的網絡流媒體格式之壹了,正是它的誕生,才使得網絡視頻得以廣泛應用。令人驚嘆的是,在用 56K Modem撥號上網的條件下,RM依舊可以實現不間斷地視頻播放。此外,RM類似於MPEG4,可以自行設定編碼速率,而且也具備動態補償,在512Kbps以上的編碼速率時,RM的畫質高於VCD。但是,在相同的編碼速率下,RM的畫質還是不如MPEG4。
為了改變RealMedia不適合高畫質視頻存儲的缺陷,Real公司推出了RMVB格式。VB即VBR,是Variable Bit Rate(可改變比特率)的英文縮寫。影片的裏靜止畫面和運動畫面對壓縮比率的要求是不同的,如果始終保持固定的比特率,會對文件容量造成浪費,而且在大動態視頻場面時畫質不佳。
RMVB打破了原先RM格式那種自始自終保持固定壓縮比的方式,引入了動態壓縮比率,將較高的比特率用於復雜的動態畫面(歌舞、飛車、戰爭等),而在靜態畫面時則靈活地轉為較低的編碼率,合理地利用了比特率資源。這樣在平均編碼率不變的情況下,可以進壹步改善視頻畫質。
◇ MOV
MOV是由Apple公司主推的視頻格式,可通用於MAC系統與PC平臺。MOV格式的視頻文件可以采用不壓縮或壓縮的方式,其壓縮算法包括Cinepak、Intel Indeo Video R3.2 和Video編碼。雖然普通人對MOV格式的文件接觸不太多,但MOV在視頻編輯時還是具有很重要的意義。Adobe公司的專業級多媒體視頻處理軟件AfterEffect和Premiere都在底層支持MOV,允許直接編輯。客觀而言,昔日輝煌的MOV已經不復當年之勇,也不適合作為視頻文件輸出的最終載體。
常見多媒體格式特性對比
MPEG-Ⅰ MPEG-Ⅱ DivX XviD WMV RM RMVB MOV AVI
默認PAL制 352×288 720× 576 可變 可變 可變 可變 可變 320×240 320×240
默認NTSC 352×288 640× 480 可變 可變 可變 可變 可變 320×240 320×240
最大音頻通道 2 8 8 8 8 2 8 2 2
默認編碼率 1.5Mbps 4~8Mbps 可變 可變 可變 可變 可變 800~1600Kbps NA
視頻質量 壹般 很好 編碼設定 編碼設定 編碼設定 壹般 較高 壹般 很好
動態補償 無 有 有 有 有 有 有 無 無
編碼硬件要求 壹般 高 較高 較高 較高 壹般 較高 壹般 低
解碼硬件要求 很低 壹般 較高 較高 很高 較低 較高 壹般 很低
可編輯性 較好 壹般 很差 很差 很差 很差 很差 較好 很好
擴展名 MPG、MPEG、M2V、DAT MPG、MPEG、VOB AVI AVI WMV、ASF RM、RAM RMVB MOV AVI
二、畫質比較與技術指標
不可否認,畫質對於壹種視頻編碼格式而言是相當重要的。在相同壓縮比的條件下,畫質最出色的視頻格式自然受到廣大用戶的推崇。為此,我們選擇了兩種編碼速率進行測試,分別是1.5Mbps和512Kbps,從實際表現來看究竟誰才是最優秀的視頻存儲格式。視頻來源是高品質的DVD影碟,編碼後采用HyperSnap截圖。
◇ 1.5Mbps高碼率測試
從畫質對比的截圖來看,我們不得不被MPEG4以及RMVB的表現而打動(因為印刷效果的限制,我們無法通過圖片來展現這種區別。註:原文發表於PCDIY雜誌)。客觀而言,此時它們與DVD畫質的差距微乎其微,肉眼幾乎無法分辨。在MPEG4與RMVB的較量中,兩者都表現出極高的水準,MPEG4總體上更勝壹籌,不過說實話,在動態畫面下,這種細微的差別是很難察覺的。MPEG4分支下的DivX、XviD和WMV基本上處於同壹水平線,其中DivX與XviD的表現更是如出壹轍,很多人認為XviD就是DivX 5.0之後的免費版,甚至在名稱方面都有些類似。至於MPEG-Ⅰ(VCD),由於編碼算法的原因,其畫質自然無法與以上幾項技術相提並論。
◇ 512Kbps低碼率測試
512Kbps的低編碼速率對於各種編碼技術而言都是壹種考驗。如果不能在低編碼速率下展現出可以令人接受的畫質,那麽這項技術至少不適用於互聯網絡。在此項測試中,DivX和XviD畫質比VCD略遜壹籌,倒是RM與WMV令我們刮目相看,能夠提供與VCD相近的畫質,甚至還稍微出色壹些。對此我們並不感到意外,因為DivX和XviD的本意就是打破DVD視頻在高畫質領域的壟斷,而WMV和RM帶有流媒體的烙印,在低編碼速率下擁有更多的補償技術,改善了畫質。
三、實時編碼測試
測試使用的編碼軟件包括RM(Helix ProducerPlus)、DivX(UleadVideoStudio6+DivX5.05)、WMV(WindowsMediaEncoder9)、MPEG-Ⅰ(UleadVideoStudio6)和MPEG-Ⅱ(UleadVideoStudio6),操作系統為Windows2000中文版+SP3。
◇ 低端配置測試
這款低端配置的主要配件為Celeron 550MHz(366MHz超頻)+440BX+256MB PC100 SDRAM。使用PII以及低頻PIII、Celeron、Duron的用戶都可以參考壹下。
對於低端配置,我們采用電視卡錄制節目的方式,測試用的電視卡處理芯片為BT878,不具備實時編碼能力,因此對於各種編碼技術而言都是公平的。此外,考慮到視頻源的質量,除了MPEG-Ⅰ/Ⅱ,其余都采用512Kbps編碼速率,而且各種參數選擇默認值。
低端配置實時編碼測試
1分鐘內丟幀數 流暢度
RM 無法看到 可以接受
DivX 355 勉強接受
WMV9 無法看到 較差
MPEG-Ⅰ 345 勉強接受
MPEG-Ⅱ 停止測試 完全無法接受
從測試情況來看,RM似乎更加適合低配置用戶,而MPEG-Ⅱ過高的數據量已經遠遠超出了該配置的處理能力。非常遺憾的是,最實用的DivX與WMV9在低配置機器上有些力不從心。
◇ 中端配置測試
中端配置為Duron 1.1GHz+KT133A,其它配件與低端配置相同。這應該算是典型中低端配置,新Duron所支持的SSE指令集得到各種視頻軟件的優化。此次測試的編碼速率為1Mbps。
中端配置實時編碼測試
1分鐘內丟幀數 流暢度
RM 無法看到 完全可以接受
DivX 152 完全可以接受
WMV9 無法看到 可以接受
MPEG-Ⅰ 0 完全可以接受
MPEG-Ⅱ 235 可以接受
當CPU主頻跨越1GHz的臺階之後,整個系統基本上能夠應對各種視頻編碼技術。毫無疑問,對於如今大多數Pentium4以及AthlonXP兼容機而言,應付各種視頻編碼已經輕松自如,由此也可以預見,軟件編碼技術將最終取代硬件編碼芯片,特別是在家用領域。