一、常见视讯格式中采用的技术

　

当 PC 开始拥有 FPU（浮点处理器）后，PC 如何处理多媒体资讯的问题也被摆上台面。无数专家开始为音频视讯编码技术运用在 PC 上开始忙碌了，视讯技术也因此得到了飞快的进步。

　

1、无声时代的 FLC

　

FLC、FLI 是 Autodesk 开发的一种视讯格式，仅仅支援 256 色，但支援色彩抖动技术，因此在很多情况下很真彩视讯区别不是很大，不支援音频讯号，现在看来这种格式已经毫无用处，但在没有真彩显示卡没有音效卡的 DOS 时代确实是最好的也是唯一的选择。最重要的是，Autodesk 的全系列的动画制作软体都提供了对这种格式的支援，包括着名的 3D Studio X，因此这种格式代表了一个时代的视讯编码水平。直到今日，仍旧有不少视讯编辑软体可以读取和生成这种格式。但毕竟廉颇老矣，这种格式已经被无情的淘汰。

　

2、载歌载舞的 AVI

　

AVI––Audio Video Interleave，即音频视讯交叉存取格式。1992 年初 Microsoft 公司推出了 AVI 技术及其应用软体 VFW（Video for Windows）。在 AVI 档案中，运动图像和伴音数据是以交织的方式存储，并独立于硬体装置。这种按交替方式组织音频和视像数据的方式可使得读取视讯数据流时能更有效地从存储媒介得到连续的资讯。构成一个 AVI 档案的主要参数包括视像参数、伴音参数和压缩参数等。AVI 档案用的是 AVI RIFF 形式，AVI RIFF 形式由字串「AVI」标识。所有的 AVI 档案都包括两个必须的 LIST 块。这些块定义了流和数据流的格式。AVI 档案可能还包括一个索引块。

　

只要遵循这个标准，任何视讯编码方案都可以使用在 AVI 档案中。这意味着 AVI 有着非常好的扩充性。这个规范由于是由微软制定，因此微软全系列的软体包括编程工具 VB、VC 都提供了最直接的支援，因此更加奠定了 AVI 在 PC 上的视讯霸主地位。由于 AVI 本身的开放性，获得了众多编码技术研发商的支援，不同的编码使得 AVI 不断被完善，现在几乎所有运行在 PC 上的通用视讯编辑系统，都是以支援 AVI 为主的。AVI 的出现宣告了 PC 上哑片时代的结束，不断完善的 AVI 格式代表了多媒体在PC 上的兴起。


说到 AVI 就不能不提起英特尔公司的 Indeo video 系列编码，Indeo 编码技术是一款用于 PC 视讯的高性能的、纯软体的视讯压缩/解压解决方案。Indeo 音频软体能提供高质量的压缩音频，可用于互联网、企业内部网和多媒体应用方案等。它既能进行音乐压缩也能进行声音压缩，压缩比可达8:1而没有明显的质量损失。Indeo 技术能帮助您构建内容更丰富的多媒体网站。目前被广泛用于动态效果演示、游戏过场动画、非线性素材保存等用途，是目前使用最广泛的一种 AVI 编码技术。现在 Indeo 编码技术及其相关软体产品已经被 Ligos Technology 公司收购。随着 MPEG 的崛起，Indeo 面临着极大的挑战。

　

3、容量与质量兼顾的 MPEG 系列编码

和 AVI 相反，MPEG 不是简单的一种档案格式，而是编码方案。

　

MPEG-1（标准代号ISO/IEC11172）制定于 1991 年底，处理的是标准图像交换格式（standard interchange format，SIF）或者称为源输入格式（Source Input Format，SIF）的多媒体流。是针对 1.5 Mbps 以下数据传输率的数字存储媒质运动图像及其伴音编码（MPEG-1 Audio,标准代号 ISO/IEC 11172-3）的国际标准,伴音标准后来衍生为今天的 MP3 编码方案。MPEG-1 规范了 PAL 制（352*288，25帧/S）和 NTSC 制（为352*240，30帧/S）模式下的流量标准， 提供了相当于家用录像系统（VHS）的影音质量，此时视讯数据传输率被压缩至 1.15 Mbps,其视讯压缩率为 26︰1。使用 MPEG-1 的压缩算法，可以把一部 120 分钟长的多媒体流压缩到 1.2 GB 左右大小。常见的 VCD 就是 MPEG-1 编码创造的杰作。MPEG-1 编码也不一定要按 PAL/NTSC 规范的标准运行，你可以自由设定影像尺寸和音视讯流量。随着光头拾取精度的提高，有人把光碟的资讯密度加大，并适度降低音频流流量，于是出现了只要一张光碟就存放一部电影的 DVCD。DVCD 碟其实是一种没有行业标准，没有国家标准，更谈不上是国际标准的音像产品。

　

当 VCD 开始向市场普及时，电脑正好进入了 486 时代，当年不少朋友都梦想拥有一块硬解压卡，来实现在 PC 上看 VCD 的夙愿，今天回过头来看看，觉得真有点不可思议，但当时的现状就是486的系统不借助硬解压是无法流畅播放 VCD 的，上万元的486 系统都无法流畅播放的 MPEG-1 被打上了贵族的标志。随着奔腾的发布，PC 开始奔腾起来，直到后来 Windows Media Player也直接提供了 MPEG-1 的支援，至此 MPEG-1 使用在 PC 上已经完全无障碍了。


MPEG-2（标准代号 IOS/IEC13818）于 1994 年发布国际标准草案（DIS），在视讯编码算法上基本和 MPEG-1 相同，只是有了一些小小的改良，例如增加隔行扫瞄电视的编码。它追求的是大流量下的更高质量的运动图像及其伴音效果。MPEG-2 的视讯质量看齐 PAL 或 NTSC 的广播级质量，事实上 MPEG-1 也可以做到相似效果，MPEG-2 更多的改进来自音频部分的编码。目前最常见的 MPEG-2 相关产品就是 DVD 了，SVCD 也是采用的 MPEG-2 的编码。MPEG-2 还有一个更重要的用处，就是让传统的电视机和电视广播系统往数位的方向发展。


MPEG-3 最初为 HDTV 制定，由于 MPEG-2 的快速发展，MPEG-3 还未彻底完成便宣告淘汰。


MPEG-4 于 1998 年公布，和 MPEG-2 所针对的不同，MPEG-4 追求的不是高品质而是高压缩率以及适用于网路的交互能力。MPEG-4 提供了非常惊人的压缩率，如果以 VCD 画质为标准，MPEG-4 可以把 120 分钟的多媒体流压缩至 300M。MPEG-4 标准主要应用于视像电话(Video Phone)，视像电子邮件(Video Email)和电子新闻(Electronic News)等，其传输速率要求较低，在4800-64000 bits/sec 之间，解析度为 176X144。MPEG-4 利用很窄的频宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图像质量。


MJPEG，这并不是专门为 PC 准备的，而是为专业级甚至广播级的视讯采集与在装置端回放的准备的，所以 MJPEG 包含了为传统模拟电视优化的隔行扫瞄电视的算法，如果在 PC 上播放 MJPEG 编码的档案，效果会很难看（如果你的显示卡不支援 MJPEG的动态补偿），但一旦输出到电视机端，你立刻会发现这种算法的好处。

　

4、属于网路的串流媒体

　

RealNetworks RealVideo，采用的是 RealNetworks 公司自己开发的 Real G2 Codec，它具有很多先进的设计，例如，SVT （Scalable Video Technology）；双向编码（Two–Encoding，类似于VBR）。RealMedia 音频部分采用的是 RealAudio ，可以接纳很多音频编码方案，可实现声音在单声道、立体声音乐不同速率下的压缩。最新的 RealAudio 竟然采用 ATRAC3 编码方案，以挑战日益成熟的 MP3。


Windows Media，视讯编码采用的是非常先进的 MPEG-4 视讯压缩技术，被称作 Microsoft MPEG-4 Video Codec，音频编码采用的是微软自行开发的一种编码方案，目前没有公布技术资料，在低流量下提供了令人满意的音质和画质。最新的 Windows Media Encoding Utility V8.0 将流技术推向到一个新的高度，我们常见的 ASF、WMV、WMA 就是微软的串流媒体档案。


事实上我们常见的 MPG 档案，也具有串流媒体的最大特征––边读边放。

　

二、常见的编码与常见的档案格式的对应关系及其常用用途

　

1、Audodesk FLC

　

这是一种古老的编码方案，常见的档案后缀为 FLC 和 FLI。由于 FLC 仅仅支援 256 色的调色板，因此它会在编码过程中尽量使用抖动算法（也可以设定不抖动），以模拟真彩的效果。这种算法在色彩值差距不是很大的情况下几乎可以达到乱真的地步，例如红色 A（R:255,G:0,B:0）到红色 B（R:255,G:128,B:0）之间的抖动。这种格式现在已经很少被采用了，但当年很多这种格式被保留下来，这种格式在保存标准 256 色调色板或者自定义 256 色调色板是是无损的，这种格式可以清晰到像素，非常适合保存线框动画，例如 CAD 模型演示。现在这种格式很少见了。

　

2、Microsoft RLE

　

这是微软开发为 AVI 格式开发的一种编码，档案扩展名为 AVI，使用了 RLE 压缩算法，这是一种无损的压缩算法，我们常见的tga 格式的图像档案就使用了 RLE 算法。


什么是 RLE 算法呢？这是一种很简单的算法，举一个很简单的例子：


假设一个图像的像素色彩值是这样排列的：红红红红红红红红红红红红蓝蓝蓝蓝蓝蓝绿绿绿绿，经过 RLE 压缩后就成为了：红12 蓝 6 绿 4。这样既保证了压缩的可行性，而且不会有损失。而且可以看到，但颜色数越少时，压缩效率会更高。由于Microsoft RLE 仅仅支援 256 色，而且没有抖动算法，在色彩处理方面，FLC 明显的比 Microsoft RLE 要好很多。当然这也不表示Microsoft RLE一无是处，和 FLC 一样，Microsoft RLE 在处理相邻像素时也没有色染， ..

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