下面介绍介绍HD视频方面的基本知识，看了之后，估计各位再遇到谁和你说720P、1080P等术语，就心里有底了。

1：分辨率

凡是接触过电脑的人（路人甲：废话，这论坛的人，不都是在“接触”电脑嘛？！），都可能或多或少知道如何调节显示器的分辨率（路人乙：鼠标右键－－属性嘛）。

分辨率又称解像度，泛指量测或显示系统对细节的分辨能力。此概念可以用时间、空间等领域的量测。日常用语中之分辨率多用于影像的清晰度。分辨率越高代表影像品质越好，越能表现出更多的细节。但相对的，因为纪录的资讯越多，档案也就会越大。

分辨率可分为图像分辨率、光学分辨率、显示分辨率和数字相机分辨率四大类。对电脑显示器而言，分辨率是用像素数目衡量。即每一个方向上的像素数量，比如640x480等。而在某些情况下，它也可以同时表示成“每英吋像素”（pixels per inch，ppi）。

以前的电脑显示器，只能调节成640x480的分辨率，后来慢慢是800x600的分辨率（我记得00年的第一台笔记本就是这个分辨率），然后现在目前常见的1024x768分辨率，现在新买的笔记本和显示器的话，都支持高于1024x768的分辨率了，有的24寸显示器，就直接支持1920x1080（即Full HD了）。

而最为视频的载体，从普通有线电视中出来的图像分辨率和VCD的分辨率差不多，在400x300左右；一般的手机和PDA屏幕的屏幕分辨率是320x240；DVD的标准分辨率是720x480，有的手机和数码相机可以直接拍摄640x480分辨率的视频，即可统称为480P视频，以前的普通投影仪也最高支持480P的分辨率；进入HD时代，则最低门槛都到了720P，国外的高清电视信号，一般为720P、1080i、甚至1080P都有，投影仪现在也逐渐普及720P和1080P的投影效果。蓝光视频的标准分辨率被规定为1920x1080。

2：文件封装格式 vs 编码器

我们常见的视频格式有avi、mkv、mp4、3gp、flv、ts、m2ts、mpeg、wmv、rmvb、dat、mov、vob等。所谓封装格式就是将已经编码压缩好的视频轨和音频轨按照一定的格式放到一个文件中，也就是说仅仅是一个外壳，或者大家把它当成一个放视频轨和音频轨的文件夹也可以。

说得通俗点，视频轨相当于饭，而音频轨相当于菜，封装格式就是一个碗，或者一个锅，用来盛放饭菜的容器。

而不同的设备，比如，我们的手机、PSP、电脑、高清播放机、PMP等，则或多或少支持一个，甚至多种封装格式的视频（和音频）。当然，电脑作为最智能的硬件设备，通过更新插件，是可以支持任何封装格式的视频（和音频）文件，从而将视频（和音频）还原出来。

有的人可能觉得奇怪，容器，不就能盛放饭菜就行了么，用一个碗就可以了，何必制定出这么多的格式以及规范呢？

其实不然，试想一下，有的菜，例如排骨，比较大，碗放不下，得换锅。有的饭比较烫，也不能放在塑料的容器里，当然个人喜好也有一定关系。

所以容器的选择，基本在于，其对视频/音频兼容性，以及适合范围。

这下大家应该明白了，很多人一直把封装格式当成前面介绍的视频编码，而这两者之间没有必然的直接联系。

AVI容器-成熟的老技术

AVI是微软1992年推出用于对抗苹果Quicktime的技术，尽管国际学术界公认AVI已经属于被淘汰的技术，但是由于windows的通用性，和简单易懂的开发API，还在被广泛使用。

AVI的文件结构、分为头部, 主体和索引三部分. 主体中图像数据和声音数据是交互存放的。从尾部的索引可以索引跳到自己想放的位置。

AVI本身只是提供了这么一个框架，内部的图像数据和声音顺据格式可以是任意的编码形式。因为索引放在了文件尾部，所以在播internet流媒体时已属力不从心。很简单的例子，从网络上下载的片子，如果没有下载完成，是很难正常播放出来。

avi
 

另外一个问题是AVI对高码率VBR音频文件支持不好。VBR全称是Variable BitRate，就是动态比特率，可以根据当前的需要定义不同的比特率，避免了浪费，并且提高了利用率。随之问题也就来了，因为容器里的图像和声音是分开的，所以播放时需要一个图像和声音的同步过程，如果CBR音轨的话因为码率是定值，同步不成为问题，可是VBR音轨是不断的在变换，而AVI没有时间戳去让VBR音轨和图像同步，这样就会产生图像声音不同步的问题。

后来VirtualDub提出了一种新的方法扩充了AVI对VBR音频的兼容，但是在高码率时会产生丢失数据的问题，从而导致有损音效，这一点问题到现在都没有比较完美的解决方法。并且更加令人遗憾的是，对TrueHD, DTS-HD等音效更是完全不能支持。

新而老的TS

DVD论坛官方所认可的HDDVD使用的是PS封装，即Program Stream(程序流)，这和之前DVD所采用的MPEG2 Program Stream封装是一样的，PS流的后缀名是VOB以及EVO等。而BD在没有DVD论坛官方认证的情况下，自然 PS封装，而是使用了MPEG2的另一封装TS封装，即Transport Stream(传输流)，TS流的后缀名为TS。它们都是MPEG2系统部分的两个不同的语法结构，而在现在仅仅在作为封装使用。TS流对于PS流来说更易传输，不过由于其性质，也更易出错，所以在以前一般存储方面都是使用PS流，当然现在随着容错/纠错技术的提高，TS的适用范围越来越广。

现在网上大多流传以TS封装的HDTV remux版，PS封装只能在HDDVD原版才看到，所以我们来着重分析一下TS封装格式。

电视节目是你任何时候打开电视机都能解码（收看）的，所以，MPEG2-TS格式的特点
就是要求从视频流的任一片段开始都是可以独立解码的。

从结构上来说，TS是由头文件和主体所组成的，扩充过的TS流还包括时间戳。这样不管
是什么格式的VBR音轨，都很容易通过时间戳来同步图像。

当然，对新的声音格式来说，需要新的分离器，解码器来实现解码。
目前在不断改进开发中。

TS不像AVI，从诞生那天起，就考虑到了网络播放，所以很快成为了世界标准并广泛应用
于电视台数字播放，手机等各个领域

ts
 

	TS封装	AVI封装
兼容的视频编码	MPEG-2 MPEG-4 H.264 VC-1	MPEG-4 VC-1(支持不太好)
兼容的音频编码	Linear PCM Dolby Digital Dolby Digital Plus Dolby TrueHD DTS Digital Surround DTS-HD	DTS AC3
分离器	DirectX 8.0以下自带分离器	微软系统自带分离器
分离所占系统资源	较低	较高
扩充性	强	差
Internat适应性	强	无

有人爱有人恨的mkv

除了REMUX版本之外(Remux的意思是无损的提取出HD-DVD 和 BluRay-DVD里面的视频数据和音频数据，封装到我们熟悉的TS或者AVI文件中)，有不少HDRIP(重新编码，即有损压缩过之后的片)使用的封装格式一般是AVI,MKV和MOV。AVI封装自然不需要介绍了，MOV是Quicktime封装，这一封装和AVI几乎是同一时代的，缺陷也不少，现在很少有人使用。

而使用MKV是Matroska的简称，它是一种新的多媒体封装格式，比较常见的搭配是X264+MKV。

MKV封装十分新颖，而且也非常开放，它对比AVI的优势体现在以下几点：

1：可变帧率：这需要编码的配合，试想一下在回放变化比较慢(比如说静物)时以比较低的FPS来代替，可以节省不少资源。

2：错误检测以及修复：这无疑提供了纠错和容错性，在网络传输的今天尤为需要。

3：软字幕：经常看DVDrip以及HDrip的朋友了解到，字幕一般都是以其它文件形式存在，在MKV里它可以内嵌在封装里，但不会和视频混淆，也可以多字幕随意选择。这样在传输保存时比较方便。

4：流式传输：这和TS流的原因基本一致，通过时间戳来管理视频以及音频的同步问题，做到即下即看。

5：菜单：交互式的操作使得MKV更加人性化。

6：强大的兼容性：MKV最大的特点就是能容纳多种不同类型编码的视频、音频及字幕流，即使是非常封闭的RealMedia及QuickTime也被它包括进去了，堪称万能的媒体容器。

7:开放性和跨平台性：Matroska使用的是一种开放的架构，拥有众多的先进特性，并且能跨平台使用。

不过Matroska相对于以上我们介绍的缺点也是显而易见的，它没有深厚的背景可以依托，这决定了它不可能在商业领域里有所作为。不过从DVDrip里我们看到并非标准才是唯一，真正先进的技术在标准化商业化的道路上碰到很多非技术壁垒，而在网上而言，根本不存在这样那样的顾虑，所以MKV可以网上快速流行起来。

不过MKV的缺点也是显而易见的，分离器方面比较好的仅有HAALI分离器，再加上民间标准的缘故，我们很难在PC以外的地方能见到它的存在。



我们如果明白了封装格式，就容易将封装格式和视频内容的编码器区分开来。

编码器方面，则有XviD、DivX、MPEG-1、MPEG-2、H263、H264、VC-1、WMV9HD
在HD领域，现在主流视频的主要有MPEG2、MPEG4、H.264(MPEG4 AVC)、VC-1(AVC-1)/WMV9HD等，网上下载到的BDRemux或者BDRip重编码的文件，则主要是MPEG2、H.264、VC-1这三种中的一种（我们可以通过使用KMPlayer，查看‘媒体信息’来知晓编码器）。

既然已经从DVD进展到HDDVD/BD,我们看到不仅仅是存储介质容量的增大，同时视频压缩技术在这几年也得到了飞速的增长。我们可以这样计算一下，存储容量增加了5~10倍，而视频压缩技术如果也能提升2~3倍，那么我们在清晰度上将会得到10~30倍的飞跃!

而视频压缩技术的进步，则要得益于DVD、HDTV、卫星电视、高清 (HD) 机顶盒、因特网视频流、数码相机与 HD 摄像机、视频光盘库 (video jukebox)、高端显示器（LCD、等离子显示器、DLP）以及个人摄像机等娱乐应用

视频压缩是所有令人振奋的、新型视频产品的重要动力。压缩－解压（编解码）算法可以实现数字视频的存储与传输。

我们来看原始视频的要求，标准清晰度的 NTSC 视频的数字化一般是每秒 30 帧速率，采用 4:2:2 YcrCb 及 720，其要求超过 165Mbps 的数据速率。保存 90 分钟的视频需要 110GB 空间，或者说超过标准 DVD-R 存储容量的 25 倍。这样的要求显然既然是现在庞大的硬盘容量都无法满足，何况更多瓶颈是来自于网络下载那可怜的速度。

所以视频压缩是普及视频的必然趋势，不过视频压缩技术的种类也是非常多。如何选择视频压缩技术，成为内容提供商以及终端用户的最大难题。因为这里面涉及的问题比较多，不管是内容提供商还是终端用户，都会关心其画面质量/码率的压缩比。而在内容提供商方面，还得关心专利权益金的费用，这一点虽然和我们用户没有支持关心，但这往往是决定我们最终用户所能使用到视频压缩技术的最重要的一点。另外，最终用户关心的是编/解码器的成本，这包括了占用系统内存， CPU占用率，系统功耗等，毕竟在编/解码时所耗费的成本都得由最终用户直接买单。

在视频编解码技术定义方面有两大标准机构。国际电信联盟 (ITU) 致力于电信应用，已经开发了用于低比特率视频电话的 H.26x 标准，其中包括 H.261、H.262、H.263 与 H.264；国际标准化组织 (ISO) 主要针对消费类应用，已经针对运动图像压缩定义了 MPEG 标准。MPEG 标准包括 MPEG1、MPEG2 与 MPEG4。

ITU 与 MPEG 标准的发展历程
ITU 与 MPEG 标准的发展历程


除了 ITU 与 ISO 开发的行业标准以外，还出现了几种专用于因特网流媒体应用、广受欢迎的专有解决方案，其中包括 Real Networks Real Video (RV10)、Microsoft Windows Media Video 9 (WMV9) 系列、ON2 VP6 以及 Nancy。由于这些格式在内容中得到了广泛应用，因此专有编解码技术可以成为业界标准。2003 年 9 月，微软公司向电影与电视工程师学会 (SMPTE) 提议在该机构的支持下实现 WMV9 位流与语法的标准化。该提议得到了采纳，现在 WMV9 已经被 SMPTE 作为 VC-1 实现标准化。

H.264也是MPEG4?它们之间的差别？

MPEG-4各细部规范
MPEG-4各细部规范
 


那么，H.264到底与MPEG-4有何差别呢？更准确地说MPEG-4 Part 10与MPEG-4 Part 2有何差别？为何需要再订制出MPEG-4 Part 10呢？直接沿用MPEG-4 Part 2难道不行？

虽然MPEG-4已针对Internet传送而设计，提供比MPEG-2更高的视频压缩效率，更灵活与弹性变化的播放取样率，但就视频会议而言总希望有更进一步的压缩，所以才需要出现了H.264。




到底H.264好在哪？先让我们将MPEG-2、MPEG-4（MPEG-4 Part 2）、H.264（MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10）三者进行分辨率表现与所用带宽的比较，无论MPEG-2、MPEG-4、H.264，三者都能达1920×1080i（非交错）的高清晰度（High Definition，HD）、24fps（每秒更新24张画面）的影像画质，但传输带宽上MPEG-2需要12～20Mbps，相对的H.264只要7～8Mbps，而MPEG-4则介于两者间，更直接地说，若把MPEG-2的带宽用作基准的100%，MPEG-4要达相同效果只需要60%带宽，H.264更是低至40%，约为原MPEG-2的1/2～1/3。

值得一提的是H.264标准采用的熵解码有两种：一种是基于内容的自适应变长编码(CAVLC)与统一的变长编码 (CAVLC)结合；另一种是基于内容的自适应二进制算术编码(CABAC)。CAVLC与CABAC根据相临块的情况进行当前块的编码，以达到更好的编码效率。CABAC比CAVLC压缩效率高，在相当画质的情况下可以节省 20%左右的带宽，但要复杂一些。

VC-1-微软的霸权主义

为何MPEG-4的不能提供如此高的压缩比呢？这一方面是近几年压缩技术提升的结果，更为重要的，其实是最近几年视频/系统处理器得到了高速发展，其处理能力也得到很大提升，这样可以使用更高的压缩比而无需担心系统负荷过重。

而VC-1（VC指Video Codec）的诞生则源于Windows Media，它是提供网上音乐与视频预订服务与视频流的主要格式。

微软公司于 2002 年推出了 Windows Media Video 9 系列编解码器，实现了视频压缩效率的显著提高。WMV9 另外还作为 VC-1 在 SMPTE 中实现了标准化。当然了，VC-1纯粹是一种视频压缩算法，并没有WMV中数字版权管理、元数据、播放列表和用户接口这些元素。

与 H.264 类似，它包含许多高级编码工具，不过种类有所不同。除了支持半象素双线性插值之外，WMV9 的 ME 还允许 1/4 象素双立方插值（采用 4 抽头近似双立方滤波器）。另外它还包含与 H.264 类似的环内解块滤波器，不过滤波器和决策细节不同

各编码详细规格对比



在权益金方面，MPEG2由于非常成熟，所以费用收得也是最少的，趋向于无成本。这也是至今为何不少BD/HDDVD仍然采用古老的MPEG2，当然了，这和MPEG2对系统硬件要求较低也有一定关系。

而MPEG4最初的授权预案中，如果电视内容的营运商要以MPEG-4格式来播放节目，则每分钟要支付0.000333美元，或者是以每年每个收视用户收取0.25美元，这无疑对MPEG4的推广造成了很大的阻力。此方案一出，Apple、On2等业内厂商立即提出异议，甚至Apple原订在QuickTime中内建MPEG-4的支持性，也因为授权异议而延缓发布日期。

H.264的授权费用相对比较合理，因为H.264晚于MPEG-4问世，且两者定位接近，既然如此，H.264只好在授权费上降低定位，期盼以较宽厚的授权方式争取被采用，而这正是对了运营商的胃口，当初许多运营商对MPEG-4的授权深表反感，之后也都热烈拥护H.264。

而VC-1的授权费用初使来看，和H.264不相上下。但是碍于Microsoft一贯的推行策略，VC-1的授权来源仅只一家，授权价格与方式调整，以及后续版本的改进方向，都由微软一手掌握，无人能左右，尽管现在价格比较宽松，但天知道微软哪时一个不乐意调高了价格，这也是众多运营商所最为担心的一件事。

最终用户爱好哪种编码？


接下来就是我们最终用户最为关心编/解码所耗费的系统负担了，当然这在我们之后会有更为详细的测试。
MPEG2自然是要求最为宽松的视频编码，不仅如此，拜DVD成熟多年之赐，早先以及现有的主流硬件都能多多少少提供MPEG2硬件加速的能力。MPEG4虽然到至今没有比较针对的视频加速硬件诞生，但自身比较低的硬件损耗才是原因之一。
而H.264主要档次是要求最为苛刻的视频技术，再加上最近越来越高的码率与1080P的结合，其对硬件的损耗已经达到了新的颠峰。而基本档次则提供了一个相对折中的方法，对硬件损耗次之。
VC-1还是得益于Microsoft多年来层积的功力，在略强于H.264 CALVC基本档次的画质上，而对硬件资源要求却还能再降低一些。综合来看，VC-1是最有益于最终用户的编码，它在拥有非常好的画质的同时，对硬件要求相对而言比较低。
笔者去网上论坛瞎逛时，看到这样的一个投票,有关于是否有必要将H.264/VC-1重新编码为MPEG2的帖子，结果超过半数的人是支持态度。论画质以及压缩比，MPEG2固然不及VC1/H.264，但是其对硬件要求比较低，已经使得大多数用户放弃画质/压缩比，选择MPEG2。当然了，这仅仅是一个年初2月时的投票，现在由于新一代显卡都具备 了视频加速功能，这一情况已经得到了有效的缓解，相信在不久的将来，没有人再为解码HDTV而发愁了。

下面是各视频压缩技术对独立编/解码器的频率要求，此表格很好的量化表示了各视频压缩技术的硬件要求。


在视频专用加速解码器方面，PC上最近的显卡,PUREVIDEO HD以及AVIVO HD都能支持H.264的完全解码，而VC-1方面,PUREVIDEO HD只能支持动态补偿以及DEBLOCK的解码，对于VLC流处理以及逆变换还是只能交给CPU去作。

另外，在网上的片源，一些HDRIP(HDTV重新编码封装)的片源多数采用X264,X264是基于H.264的开源编码解码器，在具有H.264的高压缩比的同时也对硬件提出了更高的要求，不过由于其码率一般比较低，所以对系统的负担很难得以直接体现。另外有一小部分是采用MPEG4-XVID来压缩，不过XVID很难做到在保证画质，FPS以及分辨率的情况下把容量控制在1张D5的容量(4.3G)。

	MPEG2	MPEG4	H.264	VC-1
画面质量	一般	较好	最好	最好
压缩比(以MPEG2为1)	100%	50~60%	25~40%	30~40%
对硬件要求	最低	较低	CABAC最高 CALVC较高	较高
授权成本	最低	较高	较低	较低(以后有涨价的可能性)
运营商支持力度	较高	低	高	中等
PC硬件加速	全有	少数	多数	中等
网络片源	极少数	多数	X264为多数/H.264为中等	多数

最后，让我们来权衡全部因素，看一下所有HDTV主流视频加速技术的概念分析，毫无疑问，H.264以及VC-1很有可能成为以后的主流，当然了，我国自主研发的AVS也会将和H.264，VC-1同台竞技，到时候鹿死谁手，还真不好说。


3：内容来源和载体


[ 此贴被tintinfun在2009-01-04 15:42重新编辑 ]

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