一、常見視訊格式中採用的技術

　

當 PC 開始擁有 FPU（浮點處理器）後，PC 如何處理多媒體資訊的問題也被擺上台面。無數專家開始為音頻視訊編碼技術運用在 PC 上開始忙碌了，視訊技術也因此得到了飛快的進步。

　

1、無聲時代的 FLC

　

FLC、FLI 是 Autodesk 開發的一種視訊格式，僅僅支援 256 色，但支援色彩抖動技術，因此在很多情況下很真彩視訊區別不是很大，不支援音頻訊號，現在看來這種格式已經毫無用處，但在沒有真彩顯示卡沒有音效卡的 DOS 時代確實是最好的也是唯一的選擇。最重要的是，Autodesk 的全系列的動畫製作軟體都提供了對這種格式的支援，包括著名的 3D Studio X，因此這種格式代表了一個時代的視訊編碼水平。直到今日，仍舊有不少視訊編輯軟體可以讀取和生成這種格式。但畢竟廉頗老矣，這種格式已經被無情的淘汰。

　

2、載歌載舞的 AVI

　

AVI––Audio Video Interleave，即音頻視訊交叉存取格式。1992 年初 Microsoft 公司推出了 AVI 技術及其應用軟體 VFW（Video for Windows）。在 AVI 檔案中，運動圖像和伴音數據是以交織的方式存儲，並獨立於硬體裝置。這種按交替方式組織音頻和視像數據的方式可使得讀取視訊數據流時能更有效地從存儲媒介得到連續的資訊。構成一個 AVI 檔案的主要參數包括視像參數、伴音參數和壓縮參數等。AVI 檔案用的是 AVI RIFF 形式，AVI RIFF 形式由字串「AVI」標識。所有的 AVI 檔案都包括兩個必須的 LIST 塊。這些塊定義了流和數據流的格式。AVI 檔案可能還包括一個索引塊。

　

只要遵循這個標準，任何視訊編碼方案都可以使用在 AVI 檔案中。這意味著 AVI 有著非常好的擴充性。這個規範由於是由微軟制定，因此微軟全系列的軟體包括編程工具 VB、VC 都提供了最直接的支援，因此更加奠定了 AVI 在 PC 上的視訊霸主地位。由於 AVI 本身的開放性，獲得了眾多編碼技術研發商的支援，不同的編碼使得 AVI 不斷被完善，現在幾乎所有運行在 PC 上的通用視訊編輯系統，都是以支援 AVI 為主的。AVI 的出現宣告了 PC 上啞片時代的結束，不斷完善的 AVI 格式代表了多媒體在PC 上的興起。


說到 AVI 就不能不提起英特爾公司的 Indeo video 系列編碼，Indeo 編碼技術是一款用於 PC 視訊的高性能的、純軟體的視訊壓縮/解壓解決方案。Indeo 音頻軟體能提供高質量的壓縮音頻，可用於互聯網、企業內部網和多媒體應用方案等。它既能進行音樂壓縮也能進行聲音壓縮，壓縮比可達8:1而沒有明顯的質量損失。Indeo 技術能幫助您構建內容更豐富的多媒體網站。目前被廣泛用於動態效果演示、遊戲過場動畫、非線性素材保存等用途，是目前使用最廣泛的一種 AVI 編碼技術。現在 Indeo 編碼技術及其相關軟體產品已經被 Ligos Technology 公司收購。隨著 MPEG 的崛起，Indeo 面臨著極大的挑戰。

　

3、容量與質量兼顧的 MPEG 系列編碼

和 AVI 相反，MPEG 不是簡單的一種檔案格式，而是編碼方案。

　

MPEG-1（標準代號ISO/IEC11172）制定於 1991 年底，處理的是標準圖像交換格式（standard interchange format，SIF）或者稱為源輸入格式（Source Input Format，SIF）的多媒體流。是針對 1.5 Mbps 以下數據傳輸率的數字存儲媒質運動圖像及其伴音編碼（MPEG-1 Audio,標準代號 ISO/IEC 11172-3）的國際標準,伴音標準後來衍生為今天的 MP3 編碼方案。MPEG-1 規範了 PAL 制（352*288，25幀/S）和 NTSC 制（為352*240，30幀/S）模式下的流量標準， 提供了相當於家用錄像系統（VHS）的影音質量，此時視訊數據傳輸率被壓縮至 1.15 Mbps,其視訊壓縮率為 26︰1。使用 MPEG-1 的壓縮算法，可以把一部 120 分鐘長的多媒體流壓縮到 1.2 GB 左右大小。常見的 VCD 就是 MPEG-1 編碼創造的傑作。MPEG-1 編碼也不一定要按 PAL/NTSC 規範的標準運行，你可以自由設定影像尺寸和音視訊流量。隨著光頭拾取精度的提高，有人把光碟的資訊密度加大，並適度降低音頻流流量，於是出現了只要一張光碟就存放一部電影的 DVCD。DVCD 碟其實是一種沒有行業標準，沒有國家標準，更談不上是國際標準的音像產品。

　

當 VCD 開始向市場普及時，電腦正好進入了 486 時代，當年不少朋友都夢想擁有一塊硬解壓卡，來實現在 PC 上看 VCD 的夙願，今天回過頭來看看，覺得真有點不可思議，但當時的現狀就是486的系統不借助硬解壓是無法流暢播放 VCD 的，上萬元的486 系統都無法流暢播放的 MPEG-1 被打上了貴族的標誌。隨著奔騰的發佈，PC 開始奔騰起來，直到後來 Windows Media Player也直接提供了 MPEG-1 的支援，至此 MPEG-1 使用在 PC 上已經完全無障礙了。


MPEG-2（標準代號 IOS/IEC13818）於 1994 年發佈國際標準草案（DIS），在視訊編碼算法上基本和 MPEG-1 相同，只是有了一些小小的改良，例如增加隔行掃瞄電視的編碼。它追求的是大流量下的更高質量的運動圖像及其伴音效果。MPEG-2 的視訊質量看齊 PAL 或 NTSC 的廣播級質量，事實上 MPEG-1 也可以做到相似效果，MPEG-2 更多的改進來自音頻部分的編碼。目前最常見的 MPEG-2 相關產品就是 DVD 了，SVCD 也是採用的 MPEG-2 的編碼。MPEG-2 還有一個更重要的用處，就是讓傳統的電視機和電視廣播系統往數位的方向發展。


MPEG-3 最初為 HDTV 制定，由於 MPEG-2 的快速發展，MPEG-3 還未徹底完成便宣告淘汰。


MPEG-4 於 1998 年公佈，和 MPEG-2 所針對的不同，MPEG-4 追求的不是高品質而是高壓縮率以及適用於網路的交互能力。MPEG-4 提供了非常驚人的壓縮率，如果以 VCD 畫質為標準，MPEG-4 可以把 120 分鐘的多媒體流壓縮至 300M。MPEG-4 標準主要應用於視像電話(Video Phone)，視像電子郵件(Video Email)和電子新聞(Electronic News)等，其傳輸速率要求較低，在4800-64000 bits/sec 之間，解析度為 176X144。MPEG-4 利用很窄的頻寬，通過幀重建技術，壓縮和傳輸數據，以求以最少的數據獲得最佳的圖像質量。


MJPEG，這並不是專門為 PC 準備的，而是為專業級甚至廣播級的視訊採集與在裝置端回放的準備的，所以 MJPEG 包含了為傳統模擬電視優化的隔行掃瞄電視的算法，如果在 PC 上播放 MJPEG 編碼的檔案，效果會很難看（如果你的顯示卡不支援 MJPEG的動態補償），但一旦輸出到電視機端，你立刻會發現這種算法的好處。

　

4、屬於網路的串流媒體

　

RealNetworks RealVideo，採用的是 RealNetworks 公司自己開發的 Real G2 Codec，它具有很多先進的設計，例如，SVT （Scalable Video Technology）；雙向編碼（Two–Encoding，類似於VBR）。RealMedia 音頻部分採用的是 RealAudio ，可以接納很多音頻編碼方案，可實現聲音在單聲道、立體聲音樂不同速率下的壓縮。最新的 RealAudio 竟然採用 ATRAC3 編碼方案，以挑戰日益成熟的 MP3。


Windows Media，視訊編碼採用的是非常先進的 MPEG-4 視訊壓縮技術，被稱作 Microsoft MPEG-4 Video Codec，音頻編碼採用的是微軟自行開發的一種編碼方案，目前沒有公佈技術資料，在低流量下提供了令人滿意的音質和畫質。最新的 Windows Media Encoding Utility V8.0 將流技術推向到一個新的高度，我們常見的 ASF、WMV、WMA 就是微軟的串流媒體檔案。


事實上我們常見的 MPG 檔案，也具有串流媒體的最大特徵––邊讀邊放。

　

二、常見的編碼與常見的檔案格式的對應關係及其常用用途

　

1、Audodesk FLC

　

這是一種古老的編碼方案，常見的檔案後綴為 FLC 和 FLI。由於 FLC 僅僅支援 256 色的調色板，因此它會在編碼過程中盡量使用抖動算法（也可以設定不抖動），以模擬真彩的效果。這種算法在色彩值差距不是很大的情況下幾乎可以達到亂真的地步，例如紅色 A（R:255,G:0,B:0）到紅色 B（R:255,G:128,B:0）之間的抖動。這種格式現在已經很少被採用了，但當年很多這種格式被保留下來，這種格式在保存標準 256 色調色板或者自定義 256 色調色板是是無損的，這種格式可以清晰到像素，非常適合保存線框動畫，例如 CAD 模型演示。現在這種格式很少見了。

　

2、Microsoft RLE

　

這是微軟開發為 AVI 格式開發的一種編碼，檔案擴展名為 AVI，使用了 RLE 壓縮算法，這是一種無損的壓縮算法，我們常見的tga 格式的圖像檔案就使用了 RLE 算法。


什麼是 RLE 算法呢？這是一種很簡單的算法，舉一個很簡單的例子：


假設一個圖像的像素色彩值是這樣排列的：紅紅紅紅紅紅紅紅紅紅紅紅藍藍藍藍藍藍綠綠綠綠，經過 RLE 壓縮後就成為了：紅12 藍 6 綠 4。這樣既保證了壓縮的可行性，而且不會有損失。而且可以看到，但顏色數越少時，壓縮效率會更高。由於Microsoft RLE 僅僅支援 256 色，而且沒有抖動算法，在色彩處理方面，FLC 明顯的比 Microsoft RLE 要好很多。當然這也不表示Microsoft RLE一無是處，和 FLC 一樣，Microsoft RLE 在處理相鄰像素時也沒有色染， ..

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