深入浅出谈HD

在上边我们提到了无损、重编码等概念，这其实是一个相对概念。电影拍摄完后是以胶片为记载方式的，记载的是模拟信息，而影片公司发行的DVD、BD等光盘记载的是数字信息，这里就有个转换过程。在影片数字化制作的时候（打个比方，就像你把传统照片用扫描仪扫描一样），最初得出的数字影片体积是非常巨大的，这非常不利于传播。为了便于传播，必须进行压缩处理，这种压缩过程，就是一种重编码过程。    我们来看看BD的几种编码，BD的编码有H.264/MPEG-4 AVC、VC-1、MPEG 2，我们简单的了解一下这三种编码：
     H.264/MPEG-4 AVC：
  1.H.264/MPEG-4 AVC是由ITU-T（国际电信联盟）和ISO/IEC（国际标准化组织和国际电工委员会）组成的联合视频组(JVT)进行开发的视频编解码方案，ITU-T称之为H.264/AVC，而ISO/IEC称之为14496-10/MPEG-4 AVC，其实是同一个东西。
  2.H.264/MPEG-4 AVC标准只有三个子集：基本子集、主体子集和扩展子集。基本子集是专为视频会议应用设计的，这套标准几近完美，能够提供强大的差错隐消技术（应用该技术，即使在Internet这样的易错网络上也可以得到较好的视频效果），并且支持低延时编/解码技术，使视频会议显得更自然。主体子集和扩展子集更适合于电视应用（数字广播、DVD）和延时显得并不很重要的视频流应用。
   3.H.264/MPEG-4AVC的编解码方案流程主要包括如下5个部分：精密运动估计与帧内估计（Estimation）、变换（Transform）及逆变换、量化（Quantization）及逆量化、环路滤波器（Loop Filter）、熵编码（Entropy Coding）。标准选择Advanced Video Coding(进阶视频编码)(AVC)作为“官方”名 - 因为对应视频的音频格式是Advanced Audio Coding(先进音频编码)(AAC)。这里提一下H.264/MPEG-4AVC的两种熵解码：1、基于内容的自适应变长编码(CAVLC)与统一的变长编码 (CAVLC)结合。2、基于内容的自适应二进制算术编码(CABAC)。
VC-1
     1.VC-1是由微软提出并开发的视频编码标准，VC-1是最后被认可的高清编码格式，直到2006年初才获得了SMPTE（活动图像和电视工程师协会）的批准，而H.264/MPEG-4AVC早在2004年就得到了ISO的正式批准。
   2.VC-1是在WM9压缩系统的基础上建立，然而，VC-1具备迅速缩小差距的潜力，因为VC-1是在WM9压缩系统的基础上建立的，与MPEG-4存在众多解释分歧的情况相比，该规范的分歧空间较小。另一个对VC-1有力的重要因素是许多电信公司(包括SBC)已宣布支持微软的IPTV平台。虽然H.264可以部署在微软的IPTV平台上，但已经采用微软IPTV的电信公司强烈倾向于实现完全集成的微软方案。保证VC-1互操作性的过程也有可能更加简单。
   3.VC-1大多是以 “.wmv”为后缀
  MPEG 2
     1.MPEG的全称是运动图像专家组(Moving Picture ExpertsGroup)。MPEG压缩标准是针对运动图像而设计的、基本方法是——在单位时间内采集并保存第一帧信息，然后就只存储其余帧相对第一帧发生变化的部分，以达到压缩的目的。 MPEG压缩标准可实现帧之间的压缩，其平均压缩比可达50：1，压缩率比较高，且又有统一的格式，兼容性好。
  2.MPEG-2标准是在继以VCD和MP3为代表的MPEG-1产品成功受到到肯定后，于1994年所推出压缩标准，以实现视/音频服务与应用互操作的可性。MPEG-2标准是针对标准数字电视和高清晰度电视在各种应用下的压缩方案和系统层的详细规定，编码码率从每秒3兆比特～100兆比特，标准的正式规范在ISO/IEC13818中。
  3.MPEG-2不是MPEG -1的简单升级，MPEG-2在系统和传送方面作了更加详细的规定和进一步的完善。MPEG-2特别适用于广播级的数字电视的编码和传送，被认定为SDTV和HDTV的编码标准。MPEG 2是在DVD时代就已经运用的视频格式，以他的成熟性，稳定性在蓝光时代继续使用。
  4.一般采用.mpg、.tp和.ts为后缀

    在几种高清编码的对比中，在同样的画质下，H.264/MPEG-4AVC的压缩比率最高，MPEG2压缩比最低，而VC-1介于两者之间。也就是同样的图像质量，通过H.264/MPEG-4AVC编码算法压出来的视频容量要最小，次之是VC-1，而MPEG2容量最大。但对硬件的要求则反之，H.264/MPEG-4AVC对硬件要求最高，VC-1次之，而MPEG2对硬件的要求最低。
    至于那种编码能得到最普遍的运用，还涉及很多因素，比如标准的授权费用，在这三中编码中，MPEG-2的收费是最低廉的，MPEG-2早在90年代就已得到推广，早就赚到大把钞票，在BD年代属于退休赚外快了。而H.264/MPEG-4AVC和VC-1的收费标准要高一些，不过这两者之间差不多。这时候让我们不得不想起一句话：一流公司卖标准，二流公司卖品牌，三流公司卖产品……

    回到刚才的话题，当影片数字化制作后，经过重编码压缩后，然后进行封装，最后刻录到光盘中，就是我们看到的原盘了。尽管原盘是已经经过有损压缩，但目前原盘是我们能看到的最高画质的数字影像了。而Remux所说的无损，只是指把原盘的主要内容无损的提取出来。而在高清“产品”中，我们通常所说的有损压缩，指的是把原盘中的影片再次进行压缩。
    目前的情况是，高清碟机几千元RMB的价格离人们的预期还很远（想想DVD碟机才两、三百RMB），而高清光盘动辄两三百元RMB的价格更是普通消费者无法承受的。所以很多人是通过网络下载方式来观看高清电影的，但高清影片（指原盘）对电脑的要求较高，而且个头庞大，不利于网络传播和收藏。因此很多民间影片制作小组把原盘中的影片再次进行重编码压缩，以求用较小的体积达到较清晰的画面。经过这些影片制作小组重编码的影片一般会标记为RE或RIP。
    在高清影片重编码中，一般使用x264进行编码，x264是采用H.264标准的视频压缩编码格式，其主要指标或特点如下：
  1 采用CAVLC/CABAC多种算法编码（之前我们说H.264的时候有提到）
  2 内置所有macroblock格式（16x16, 8x8, and 4x4 ）
  3  Inter P：所有的分割块（从16x16到4x4 ）
  4  Inter B：分割块从16x16到8x8
    5  码率控制：恒定的分层编制，单次或多次的ABR压制，可选的VBV压制
  6  场景剪切侦测
  7  支持B-frame
    8  能够任意编制B-frame命令行
  9  无损模式
  10  8x8和4x4的格式能够进行翻转或旋转
  11  自定义精确的矩阵模板
  12  可在多个CPU平行编码
  13  隔行扫描
    高清原盘中，一般一部电影的体积在20—50GB之间，而经过一些影片制作小组重编码后的1080P，能在影像损失较小下保证10GB左右的大小，而重编码后的720P则一般控制在4.3—6.5GB之间。这些经过重编码的影片，因其较好的画质和较小的体积，受到很多计算机性能不高尤其是带宽不大的网友的喜爱。
    一部电影，实际的成品是否清晰，不一定是因为后期加工问题，前期的拍摄、记录、保存等因素都是至关重要的。例如早期的摄影机技术、胶片质地和现在的技术又不可同日而语的。如好莱坞70年代的大多影片，即便做成1080P的蓝光，其效果也比不上现在质量好的影片的720P。不过一般到了上实际90年代，好莱坞的电影转制成高清光盘，其拍摄设备可以保证转制成高清的质量。如果你看到90年代后的好莱坞影片的高清光盘清晰度不佳，那通常都是因为拍摄中的其他因素影响的，比如摄影师拍摄水平等。当然了，国内早期电影质量和好莱坞比差距就很大了。

    之前我们介绍原盘的时候提到过封装，这里要简单提提。如果我们把酒装到瓶子里叫灌装的话，那么我们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就叫封装。不同的酒我们可能会按不同的方式灌装，例如白酒很多是用普通瓶子加螺旋盖子，而啤酒一般都是用啤酒瓶加金属瓶盖压上去的，而红酒大多是用木塞塞住的。而高清原盘常使用的封装方式有： PS（Program Stream）封装，一般用在HD DVD中，对应的后缀一般是.VOB、.EVO、TS（Transport Stream）封装，一般用在BD中，后缀为.TS
    MKV封装，一般x264重编码的高清影片都使用MKV封装，后缀为.MKV
    WMV封装，较少使用，以.WMV为后缀
  AVI封装，现在很少有使用，以.AVI为后缀
  MOV封装，现在很少有使用，以.AVI为后缀
    不是所有编码都能使用同样的方式封装，也就是说有编码方式跟封装方式之间有兼容性问题。不同的封装方式有不同的特点，比如TS封装的影片不需要把影片完整下载完就能观看，在网络或电视台等领域比较常用。在此就不多说了，大家如果有兴趣，可以到网络搜索相关内容。
    下面简单说说封装方式、分离器、编码器、解码器之间的关系。不同的封装方式，我们在播放影片时就得使用对应的分离器进行分离，只有正确分离之后，才能进行解码。就象不同包装的酒我们需要不同的开瓶器一样，只有把瓶子打开了，我们才能把酒倒出来。编码器前面我们已经说了，影片制作的时候用到编码器进行编码记录，当我们要观看影片的时候，就需要用对应的解码器进行解码还原，你可以理解为一种拼图游戏。一般我们观看影片的时候出现有声音无画面，有画面无声音，画面卡住、闪烁、跳跃、“花屏”，声音跳跃、卡住等异常现象，如果不是片源问题（这种可能性较小），基本都是因为没有正确的设置好分离器和解码器造成的