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預設 MPEG視瀕格式專題測試

雖然如今的視瀕格式種類十分繁多,並且由於網路的發展使流媒體技術大行其道,但迄今為止,MPEG技術標準根深蒂固的主導地位仍然沒有被撼動。

在本文中,將帶你進入一個由MPEG統治的「視」界!



關於MPEG的歷史可以追溯到1988年,它全稱Moving Pictures Experts Group,是由國際標準組織(International Organization for Standardization,ISO)與國際電工委員會(International Electrotechnical Commission,IEC)於1988年聯合成立的,其目標緻力於制定數位視瀕圖像及其音瀕的編碼標準。

而就目前來說,MPEG不僅代表了運動圖像專家組,還代表了這個專家組織所建立的標準編碼格式,這也是MPEG成為視瀕格式名稱的緣由。

這類格式是影像陣營中的一個大家族,也是我們平一般到的最普遍的視瀕格式之一。由它衍生出來的格式非常多,包括以mpg、mpe、mpa、m15、m1v等為後面名的視瀕文件都是出自這一家族。


MPEG標準的分類

目前常用的數位視瀕有三個MPEG標準:MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4,MPEG-7與MPEG-21仍處在研發階段。


MPEG-1標準制定於1992年(即ISO/IEC11172),是針對1.5Mbps以下資料傳輸率的數位視瀕圖像及音瀕編碼而設計的,主要套用在Compact Disk(CD)中,包括VCD、CD等多媒體媒體,存儲內容為彩色同步運動視瀕圖像。


MPEG-2標準制定於1994年(即ISO/IEC13818),主要是針對3Mbps∼10Mbps的影音視瀕資料。MPEG-2提供了一個較為廣泛的壓縮比改變範圍,以適應各種情況下不同畫面質量、存儲容量和帶寬的要求。

MPEG-2可以將一部長為120分鐘的電影壓縮到4 GB∼8GB,並可將其燒錄在一張DVD碟片中。

MPEG-2的音瀕編碼可提供左、右、中及兩個環繞聲道、一個重低音聲道和數量多達七個的伴音聲道,因此DVD可以擁有八種配音語言。


MPEG-4標準制定於1998年(即ISO/IEC14496),是面向低速、低碼率傳輸條件下的影音編碼標準。

MPEG-4的主要特點是多媒體系統的交互性(multimedia interactive functionalities)和靈活性,它擁有高效編碼、快速存儲與傳播和便於交互操作的特點。

目前MPEG-4最有吸引力的地方在於它能夠儲存接近於DVD畫質的小體積視瀕文件。不過,與DVD相比,由於MPEG-4採用的是高比率有損壓縮的算法,所以圖像品質根本無法和DVD的MPEG-2相提並論。

此外,要想保證高速運動的圖像畫面不失真,必須有足夠的碼率,這對MPEG-4來說也是難以實現的,所以MPEG-4在對圖像品質要求較高的視瀕領域內還不適用。


MPEG-7標準的提出是為了解決對日漸龐大的影音視瀕資料的管理與套用。主要針對不同類型的多媒體資料進行標準化的描述,並把其描述的結果聯繫起來,以便於用戶的管理和套用。


MPEG-21標準有別於其他MPEG標準的是,它主要著眼於消費者的需要,而不僅僅是從壓縮或描述這些技術細節來發展。使用者的需求就是其發展的方向,所以MPEG-21更是令人期待的新興技術標準。


MPEG在傳統嶺域中的套用

MPEG標準在傳統嶺域中的套用主要是在家用影碟方面,也就是我們常常看到的VCD或者DVD影片。


VCD是20世紀90年代初期由飛利浦、SONY、JVC、松下等公司共同開發的。
在VCD光碟中存儲的是以MPEG-1標準壓縮的全動態數位視瀕圖像及音瀕,這種光碟中最多可存儲74分鐘的影音資料,所以一般長度的VCD電影都需要兩片光碟。

VCD的音瀕部分採用MPEG1-Layer2,通常會有兩個獨立聲道來存儲不同的語言。


SVCD是一種過渡技術標準,它的規格及表現介於VCD和DVD之間。與DVD相同的是,SVCD也採用了MPEG-2的MP@ML(main profile at the main level),但是它們的視瀕解析度和資料傳輸率都不同。

SVCD的碟片是CD的一種規格,因為SVCD的資料碼率較大,所以每片SVCD碟所能夠存儲的影音文件的長度比VCD要相對短一些。

一部長為120分鐘的影片以VCD來說大概需要2張CD片,如果是SVCD就需要3張。但如果SVCD採用雙倍密度的碟片,其碼率則可以到5Mbps,一部90分鐘的影片就可以順利地壓入一張碟片中。


DVD是1994年由美國好萊塢七大電影公司組成的Hollywood Digital Video Advisory Group(HDVA Group)所提出的標準,採用了MPEG-2的MP@ML壓縮標準,圖像解析度達到了720×576像素,水準清晰度更是超過了500線。

它的音瀕部分採用杜比數位環繞壓縮技術,可提供完全獨立的前、後、左、右、中及重低音共5.1個聲道。


EVD(Enhanced Versatile Disk)全稱為「強化高密度數字鐳射視盤系統」,於2002年通過國家經貿委的科技成果鑒定,現已成為國家行業標準。

EVD最吸引人的特點是提供了八種畫面的解析度,最高可達1920×1080像素,畫面精細程度比DVD要高出4∼5倍,這就能滿足未來「高清晰度數字電視(HDTV,High Definition Television)」的要求。在2002年中國企業無法接受每台DVD收取20美元專利費的情況下,EVD技術標準被研發出來。

如果這種新興技術標準能夠成為國際標準並在傳統家用領域得到充分發展的話,那麼在不久的將來,EVD將會替代DVD成為真正的王者,而那時我國的視瀕技術也將領先於世界!


MPEG在流媒體中的套用

與傳統家用領域被VCD和DVD牢牢把持的情況大不相同,由於網路異常迅猛的發展,導致了流媒體技術不斷的推陳出新。

在「它們」當中不但有以MPEG-4為底層技術的ASF、nAVI、DivX、XviD,還有著更加強大的流媒體三巨頭(RealNetworks、Microsoft、Apple)推出的各種視瀕文件格式。


ASF(Advanced Streaming Format)是由微軟公司推出的流媒體格式。

它使用的是MPEG-4壓縮算法,無論是壓縮率還是圖像品質都有不錯的表現。

與RealMedia一樣,ASF格式也可以進行網路廣播,其原理與RealServer基本相同,也是由獨立的編碼器將影音文件轉換成ASF格式,然後再傳送到NetShow伺服器來進行廣播。


nAVI是newAVI的縮寫,是一個名為ShadowRealm的地下組織發展起來的一種新的視瀕格式。

它是由Microsoft ASF壓縮算法修改而來的(與我們一般的AVI格式沒有太大聯繫),主要追求的是壓縮率和圖像品質的提高,nAVI改善了原始ASF格式的不足,讓nAVI在擁有更高畫格率(frame rate)的同時達到原文件體積的不變或更小——當然,這是以犧牲ASF的視瀕流媒體特性作為代價的。

概括來說,nAVI就是一種去掉流媒體特性的改良型ASF格式,通俗的說法就是非網路版本的ASF。


DivX是由DivXNetworks公司開發的視瀕格式,它類似於MP3的數字多媒體壓縮技術。DivX關於MPEG-4標準,可以把MPEG-2格式的多媒體文件壓縮至原來體積的10%,更可把VHS格式錄像帶的文件壓至原來體積的1%。

DivX使得用戶通過寬帶設備就可以欣賞高質量的數字電影,無論是聲音還是畫質都可以達到相當高的水準。同時,它還允許在其他設備(如裝有機上盒的電視、PocketPC等)上觀看數字電影。

這種視瀕編碼技術可以說是一種對DVD造成威脅的新生代視瀕壓縮格式(有人說它是DVD殺手),它是突破了微軟ASF格式的種種約束而發展出來的。


XviD是遵循GPL標準的開源視瀕格式。

該格式繼承自OpenDivX Encore 2編碼技術,並在效能和效率方面都實現了較大的提升,被認為是目前最快的MPEG-4編碼。

除此之外,該格式還在2002年被TDX2002(全球最著名的地下電影發行組織,每年在網上放出數千部最新影片的RIP)確定為官方標準和規範。

這樣TDX2002就有了兩個正式的標準,其中一個是DivX3.11,而另一個便是XviD。至於DivX4和DivX5,因為已轉變為封閉源碼的商業軟體,所以不再被TDX2002所接納。當然,對普通用戶來說,開放和免費的「另類」編碼技術——XviD,肯定更受青睞。


RM(Real Media)是RealNetworks公司開發的流媒體文件格式,主要包含RealAudio、RealVideo和RealFlash三部分。

Real Media可以根據網路資料傳輸時速率的不同來指定壓縮比率,從而實現在低帶寬的網路環境下影音文件的傳輸和不間斷播放。

RealVideo主要用來連續傳輸視瀕資料,它除了能夠以普通的視瀕文件形式播放外,還可以與RealServer相配合進行網路廣播。

首先由RealProducer將已有的視瀕文件轉換成RealMedia格式,再由RealServer負責廣播RealMedia視瀕文件,在資料傳輸程序中可以邊下載邊播放視瀕,而不必完整下載後才能播放,這也是界定普通視瀕格式與流媒體格式的主要方法。

目前,在很多網站上都提供了RealVideo的視瀕文件,當然也有很多網站利用RealVideo對重大事件進行既時轉播。

然而,RM的底層技術的最初定位是在56Kbps的帶寬下能流暢地播放影音文件,如今在高帶寬網路傳輸環境下該技術的圖像和聲音質量並不能令大家滿意。因此,RealNetworks公司及時推出了RMVB。


RMVB全稱Real Media Variable Bitrate,它的特點是靜止和動作場面少的畫面場景採用較低的編碼速率(碼率,又稱為采樣率),這樣可以留出更多的帶寬空間,而這些帶寬會在出現快速運動的畫面場景時被利用。

這樣在保證了靜止畫面質量的前提下,大幅地提高了運動圖像的畫面質量,從而圖像品質和文件大小之間就達到了微妙的平衡。

這也是為什麼RMVB能夠在網路套用方面迅速竄紅並進一步威脅DivX在流媒體視瀕中的地位的原因。


WMV(Windows Media Video)是微軟公司制定的視瀕格式。

與ASF格式一樣,WMV也採用了MPEG-4編碼技術,並在其規格上進行了進一步開發,使得它更適合在網路上傳輸。微軟公司希望用來取代其他流媒體的WMV格式,在可擴充的媒體類型、本機或網路回放、可伸縮的媒體類型、流的優先級化、多語言支持、擴展性等幾個方面都進行了特殊最佳化。

WMV9是微軟最新發佈的流媒體編碼標準,與RMVB格式一樣引入了VBR編碼方式。雖然該格式剛剛發佈,但因為有微軟的大力「關照」,相信一定會有所作為!


MOV(Movie digital video technology)是Apple公司創立的視瀕文件格式,由於該格式早期只是套用在蘋果電腦上,所以並不被廣大PC用戶所熟知。MOV格式影音文件也可以採用不同的壓縮率進行轉換,這樣就能夠針對不同的網路環境選項不同的轉換壓縮率。該格式能夠通過網路提供既時的信息傳輸和不間斷播放,這樣無論是在本機播放還是作為視瀕流媒體在網上傳播,它都是一種優良的視瀕編碼格式。到目前為止,QuickTime發展到6.0,其中還包含了一個新的DVC Pro PAL視瀕編碼解碼器,支持Macromedia Flash 5,用於Mac OS X新的JPEG 2000靜態圖像編碼解碼、AppleScript的增強支持、以及大量嶄新的應用程式編程接頭(API)。

MPEG格式的讀取

在瞭解了主流視瀕格式以後,視瀕文件套用問題同時也擺在了我們面前,面對眾多視瀕格式,我們究竟應該怎麼辦呢?請帶著疑問繼續進行這個「視」界的探索。


說到底,無論是系統自帶的播放器,還是赫赫有名的播放軟體,如果它們要想讀取某個視瀕文件,一定需要該視瀕格式的驅動,也就是解碼器。關於解碼器的細節用戶不必去瞭解它,大家最關心的可能是用什麼工具能夠順利讀取哪些視瀕文件格式。那麼我們就一起來看看流行的視瀕播放工具對流行視瀕文件格式的支持情況,另外,因為DVDRip的讀取相對來說比較複雜,所以我們也會為大家詳細講解關於它的讀取工具及使用方法。

一般視瀕格式的讀取

一般的視瀕格式通常都可以很輕鬆地被播放軟體所讀取。在這個環節,CHIP為大家作了一個簡單的橫向對比,主要是針對目前國內電腦用戶最容易接觸到的幾款軟體的最新版本。從表中可以清楚地看到各款播放軟體的最新版本對一般視瀕格式的支持程度。如果需要頻繁地讀取一般視瀕格式文件,CHIP建議在系統中最少也要選項安裝「東方影都2003」和「RealOne Player」,這樣再加上Windows自帶的「Windows Media Player 9」,對於普通視瀕文件格式的讀取一般來說都不會遇到大的麻煩。

視瀕格式讀取的「集成」解決方案

隨著視瀕技術的不斷發展,一款播放軟體很難做到支持所有視瀕格式的讀取。那麼如何才能安裝最少的軟體來盡量滿足所有視瀕格式的播放要求呢?這就需要「集成」解碼器來幫忙。這裡推薦兩款軟體:Nimo Codec Pack和FFD SHOW,它們是集成解壓、壓縮、轉碼、播放於一身的外掛程序,只要安裝了此類軟體,無論是Windows Media Player還是Power DVD,都能夠觀看最新編碼技術的影片,而不需要再安裝DivX、ac3解碼、字幕插件這些特定解碼器或者外掛工具。

DVDRip影片的播放

DVDRip因其特有的AC3環繞多聲道音瀕和接近DVD畫質的視瀕,再加上體積較小的特點而得到了極大的套用和流行。但是不少朋友在觀看DVDRip影片的時候都會遇到問題,例如畫面不能顯示、沒有字幕等等。

(1) 編(解)碼器的安裝

目前DVDRip影片的編碼通常都是選項DivX和XviD其中的一個。所以如果經常播放DVDRip影片的話,建議把這兩種編碼器都安裝在系統中。DivX目前發展到了5.05版本,因為已變成了收費的商業軟體並在內核方面有所更改,所以與以前最穩定的DivX 3.11 alpha版本不太相容,建議把兩種版本的DivX都安裝上。至於XviD,由於它的開源性,所以並不統一,目前有Nics和Koepi等幾個組織維護,但是在系統中只允許安裝其中一個組織的版本,所以如果遇到問題時,可以卸載並安裝其他的。

(2) 音效插件的安裝

在我們所接觸的DVDRip影片中,音瀕部分常常為AC3、DTS、WAV、MP3、OGG幾種格式。除了WAV和MP3以外,通常其他的音瀕都需要安裝相對應的音效插件來支持。AC3需要安裝audio filter插件,目前最新版本為ac3filter 0.68b;
DTS需要安裝DTS Source Decoder Filetr插件;OGG則需要安裝OggDS插件,目前最新版本為0993。

(3) 字幕外掛的安裝

DVDRip影片字幕的外掛雖然複雜,不過「VobSub」插件的出現使得這一狀況得到了改變。該插件在播放軟體播放影音文件的同時啟動在系統托盤中,用戶可以右鍵點擊托盤中「VobSub」的圖示進行詳細設定。

(4) 播放軟體的選項

與一般視瀕文件播放不同的是,在播放DVDRip影片時最好選用體積較小的播放軟體,這與DVDRip佔用系統資源較大和較小軟體外掛插件的相容性非常好不無關係。

在這裡為大家推薦三款軟體:Windows Media Player 6.4、Media Player Classic和ZoomPlayer。


雖然說Windows Media Player的最新版本為9.0,可是6.4版的播放器在穩定性和相容性方面都比9.0版要好,大家可以在Windows Media Player的目錄中找到該版本的播放器。


Media Player Classic是「VobSub」的作者編寫的Windows Media Player 6.4改進版,擁有更強大的Filter控制功能,支持XP界面主旨,在加入Filter解碼的情況下可以支持DVD的播放。

此外,該播放器即使不安裝VobSub也能顯示部分字幕,還能外掛多種音瀕插件、改變播放速度。


ZoomPlayer是一套免費、小巧、好用的媒體播放程序,它通過消除OverScan(過掃瞄)來提升畫面輸出的品質。

它支持眾多的關於MPEG編碼格式的視瀕文件,並且還包括好用的控制條及使用背景顏色來測試顯示器的亮度等功能,它還能夠在播放ASF、WMV等文件時及時地調整進度。

(5) 一般故障及解決方案

任何媒體格式都有可能在播放時出現故障,對影音文件和字幕分離並採用多種編碼標準的DVDRip影片來說更是如此。影片無法播放、影音文件音視瀕不同步、字幕無法出現或無法對應、影片播放畫面顛倒等問題在DVDRip影片的播放中會常常出現。


這時,我們需要針對這些問題對軟體進行相應的設定:
影片無法播放應該通過改變解碼器來解決,一般DVDRip影片的nfo文件中都有關於播放該影片所採用的解碼器、音瀕解碼器、是否有字幕等信息的提示,用戶可以按照提示安裝所需要的解碼器;
音視瀕不同步可以通過提高播放軟體的CPU佔用率來解決,不過要注意的是:因為電腦硬體配置太低而造成的DVDRip影片播放不順暢的問題只能通過昇級電腦硬體設備來解決;
字幕無法出現或無法與影片同步顯示可以通過更改VobSub的各項設定來解決;影片播放畫面顛倒時,則可以利用右鍵按下系統托盤中的VobSub圖示後選項「Flipped Picture」來解決(在把DVDRip轉錄成VCD時經常會遇到這種情況)。


MPEG視瀕壓縮

嚴格地說,用「MPEG視瀕壓縮」來概括視瀕文件的製作並不確切,不過因為現行很多視瀕壓縮都採用MPEG-4的編碼標準,所以在這裡,我們統一把DVDRip、RMVB、WMV9影片的製作都稱之為MPEG視瀕壓縮。

DVDRip影片的製作

DVDRip通常是由影音文件和字幕文件組合而成的,所以製作程序也包含了這兩部分的製作。


製作DVDRip影片是需要「原材料」的,而原材料指的就是DVD影碟中的VOB影音文件和IFO控制文件,它們通常是在DVD碟的VIDEO_TS資料夾內。

如果DVD影碟是沒有加密的,就可以直接把VOB和IFO檔案拷貝到硬碟中,如果是加密的,則需要用剪下拷貝軟體——DVD Decrypter和DVDCutter Stream and Mp3CDWav Converter來進行原材料的提取。


接下來是影音文件的分離和壓縮,這個步驟中我們所需要的軟體是DVD2AVI。

它的使用並不複雜,首先選項需要轉換的VOB文件和需要保留的音軌,然後設定音瀕的內容(在「音瀕」的「杜比數位音效」中選項「分離混合的所有音軌」和「杜比環繞立體聲」),最後,將文件儲存為AVI,就開始了影音文件的分離和壓縮。關於音瀕部分的分離,如果覺得分離後的音瀕文件太大,還可以選項將音瀕文件儲存為MP3格式。


影音文件剝離和壓縮成功後,要進行的工作是影音文件的合成。

在這個步驟中我們需要套用是「NanDub」這個軟體中自帶的「VirtualDub」。

合成的程序並不複雜,選項要合成的視瀕和音瀕文件,接著分別在「音瀕」和「視瀕」中選項「直接複製音瀕流」和「直接複製視瀕流」,最後在「文件」中選項「另存新檔AVI」即可完成影音文件的合成。


完成影音合成後就可以利用該軟體進行影音文件的播放了,如果出現影音異步的問題,還可以依次點擊「音瀕」→「第二音瀕流」→「非同步調整」,在跳出界面中進行影音文件的交錯調節並「確定」即可。


對於大多數國內觀眾來說,沒有字幕的外語電影無異於天書,所以,為影片增加字幕也是非常重要的步驟。
字幕有兩種:
圖形字幕和文本字幕。
圖形字幕的大小可以調整,文本字幕編輯起來更容易。

圖形字幕的製作推薦使用「VobSub」,選項該程序組中的「VobSub Configure」後就可以進入軟體字幕製作界面。

該軟體擁有字幕的剪下(VobSub Cutter)與合成(VobSub Joiner)程序,如有需要的話可以使用。文本字幕的製作則可以使用「SubRip」。


最後,統一命名合成的影音文件和字幕文件並放入同一資料夾中,這樣就完成了DVDRip影片的製作!

RMVB影片的製作

因為RMVB採用動態變速采樣率技術,所以在畫質上較RM有很大的提高,而且能夠在高帶寬下提供比RM更加優秀的畫質,這個優勢是DVDRip所無法企及的,這也是為什麼很多用戶把DVDRip轉換為RMVB進行儲存的原因。


目前,製作RMVB影片最好的工具是RealNetworks公司推出的Helix Producer。

它的操作很簡單,按照界面嚮導點擊4個按鈕就能完成DVDRip到RMVB影片的轉換。Helix Producer中還自帶一個Helix RealMedia Editor程序,如果要對RMVB格式的文件進行剪下或合併的話,這個工具可以派大用場。


Helix Producer,可以說是目前製作RMVB格式影片的最好工具之一。
WMV影片的製作

製作WMV影片的最好工具當然也是微軟自家的工具——Windows Media Encoder 9,它採用嚮導式操作界面,用戶按照嚮導按部就班就能做出高質量的WMV影片。

Windows Media Encoder 9也還附帶一款媒體編輯軟體——Helix RealMedia Editor 9,方便易用,是不可多得的視瀕編輯工具。


針對不同的套用環境,Windows Media Encoder 9提供了不同的視瀕輸出選項。


Helix Producer Plus 9中提供的視瀕編碼器,Real Video 9就是針對RMVB格式的。





現行的視瀕壓縮編碼標準很多,RMVB、WMV9、RUDUDU、VP3/4/5/6、H264、MPEG等等都是,目前在一般民眾級視瀕領域,MPEG、WMV9和RMVB是主流的視瀕壓縮編碼標準。

另外,中國也一直致力於研發自己的視瀕壓縮標準,道理很簡單,採用國外先進的視瀕壓縮標準的費用是相當高昂的,除此之外,只有有了自主知識產權的視瀕壓縮技術標準,才能夠不再受制於人,我們的數字影音相關產業才能蓬勃發展。


不過,在未來很長一段時間內,視瀕壓縮標準還將是MPEG的天下。MPEG壓縮標準的發展流程還是相當清晰的:
MPEG-1使得VCD取代了傳統的錄像帶,而MPEG-2將使數字電視最終完全取代現有的模擬電視,而高畫質和音質的DVD也將取代現有的VCD。

隨著MPEG-4和MPEG-7新標準的不斷推出,資料壓縮和傳輸的技術必將趨向更加規範化。


而關於MPEG編碼標準的視瀕編碼新技術更是層出不窮,這雖然在一定程度上導致了視瀕編碼規範的混亂,用戶在製作和讀取不同編碼標準的視瀕文件時也可能遇到困難,不過出現的視瀕編碼標準越多,視瀕編碼技術就越能夠在這種「惡劣」的競爭狀況下取得更大的發展。可以相信:MPEG的未來「視」界會更加精彩。
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