格式和編解碼簡(jiǎn)單指南

奧利弗·彼得斯

“我只需要QuickTime文件?！澳闶遣皇墙?jīng)常從客戶那里聽(tīng)到這樣的話？”不幸的是，這些信息還不夠。原因如下。

數(shù)字文件由格式封裝器、數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)組成。格式封裝器根據(jù)文件擴(kuò)展名的標(biāo)識(shí)，定義文件的類(lèi)型，如.mpeg、.mov、.mp4、.mxf等。封裝器可想象成錄像帶。它標(biāo)記哪種播放器應(yīng)用程序應(yīng)該與該文件兼容，就像VHS盒式磁帶告訴您需要VHS放像機(jī)一樣。數(shù)據(jù)是包含在格式封裝器內(nèi)的音頻/視頻內(nèi)容。元數(shù)據(jù)是關(guān)于該數(shù)據(jù)的信息，如日期/時(shí)間戳、顏色配置文件等。

理解它們

使用編解碼器（壓縮/解壓的簡(jiǎn)寫(xiě)），音頻和視頻信號(hào)被編碼為數(shù)字文件。大多數(shù)視頻文件使用數(shù)據(jù)壓縮，而專(zhuān)業(yè)格式的音頻信號(hào)通常是未壓縮的。另一方面，消費(fèi)音頻格式，如.mp3和.m4a使用高度壓縮的編解碼。雖然我們傾向于將某些編解碼與特定的格式（如ProRes和.mov）聯(lián)系在一起，但它們并不是同義詞。例如，文件可以使用ProRes編解碼器編碼，并將其存儲(chǔ)在.mxf封裝器中。

視頻壓縮被定義為有損或視覺(jué)無(wú)損。這取決于編解碼器類(lèi)型、用于編碼文件的數(shù)據(jù)速率、幀率和幀大小。當(dāng)使用有損方式時(shí)，文件尺寸將較小。但是，它們將顯示人眼可見(jiàn)的壓縮失真，因?yàn)榇罅康男盘?hào)信息被丟棄了。像Netflix和YouTube這樣的流媒體服務(wù)使用有損方式將信號(hào)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳送到您家中。視覺(jué)無(wú)損編解碼，如Avid DNx的高碼率版本，或Apple ProRes系列的編解碼，被用于攝像機(jī)采集和后期制作。這些編解碼的壓縮采用高數(shù)據(jù)率，文件尺寸也將更大。然而，與未壓縮的視頻相比，壓縮失真通常人眼難以識(shí)別。

目前用于制作和后期制作的絕大多數(shù)編解碼器都是公司或協(xié)會(huì)的專(zhuān)有知識(shí)產(chǎn)權(quán)。它們并非開(kāi)源或開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，盡管它們的使用可能無(wú)處不在。使用一種編解碼，特別是根據(jù)該編解碼編碼數(shù)據(jù)，需要一個(gè)許可協(xié)議。一般來(lái)說(shuō)，這是透明的，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)似乎是免費(fèi)的，但請(qǐng)放心，公司之間已經(jīng)達(dá)成了協(xié)議。與所有知識(shí)產(chǎn)權(quán)一樣，如果公司之間的協(xié)議終止，這可能導(dǎo)致編解碼器在應(yīng)用中不可用。

庫(kù)組件和64位轉(zhuǎn)換

當(dāng)應(yīng)用程序播放視頻文件時(shí)，其數(shù)據(jù)被即時(shí)解碼，并以RGB像素的形式顯示在您的屏幕上或界面中的查看器中。這要求一系列應(yīng)用程序能夠利用已安裝的庫(kù)組件，以便讀取、解碼和顯示視頻數(shù)據(jù)。這些組件可能是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的一部分，也可能是只對(duì)某個(gè)應(yīng)用程序起作用的自定義安裝的組件。

隨著時(shí)間的推移，蘋(píng)果和微軟在他們自己的操作系統(tǒng)中放棄或“棄用”對(duì)舊的編解碼器的支持。例如，蘋(píng)果的Catalina是64位操作系統(tǒng)，不支持32位應(yīng)用程序和庫(kù)組件。這意味著某些編解碼器——包括許多仍在頻繁使用的編解碼器，如DNxHD/ HR，不能再通過(guò)任何依賴于以前版本的macOS中使用的32位QuickTime框架的應(yīng)用程序解碼（播放）。這不是編解碼本身的問(wèn)題，而是所使用的庫(kù)組件的問(wèn)題。

為了讓這些文件在Catalina內(nèi)工作，蘋(píng)果或應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)者必須編寫(xiě)新的64位庫(kù)組件來(lái)繼續(xù)播放這些文件。在DNx的情況下，Avid和Adobe可以讀寫(xiě).mxf格式的文件，但蘋(píng)果自己的應(yīng)用程序，如Final Cut Pro X或QuickTime Player，卻不能做到這一點(diǎn)。預(yù)計(jì)今年晚些時(shí)候會(huì)升級(jí)。

為什么不能在后期制作時(shí)寫(xiě)攝像機(jī)RAW文件？

數(shù)字?jǐn)z像機(jī)將原始傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RGB像素信息，并使用定義的編解碼和格式將其記錄到數(shù)字文件中。文件處理是在攝像機(jī)中完成的，連同其原生ISO和色彩描述檔在拜爾（Bayer）模式傳感器數(shù)據(jù)到RGB的轉(zhuǎn)換中“烤制”。然后，這些文件很容易由最專(zhuān)業(yè)的編輯和播放應(yīng)用程序播放。

自從RED Digital Cinema推出RED One攝像機(jī)以來(lái)，壓縮的原始編解碼越來(lái)越受歡迎。當(dāng)您記錄攝像機(jī)RAW信號(hào)時(shí)，將跳過(guò)轉(zhuǎn)換/處理為RGB的步驟，從而使您能夠在后期獲得更多的色彩校正自由度。它還可以在同等數(shù)據(jù)率和文件大小的條件下生成更高質(zhì)量的圖像。缺點(diǎn)是，攝像機(jī)RAW文件令用于后期的硬件系統(tǒng)負(fù)擔(dān)很重。這是因?yàn)樵驹跀z像機(jī)中完成的轉(zhuǎn)換現(xiàn)在由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)執(zhí)行。

RAW編解碼器存儲(chǔ)攝像機(jī)傳感器產(chǎn)生的信息，僅用于圖像采集。您不能在后期寫(xiě)或重新編碼攝像機(jī)RAW文件，因?yàn)闆](méi)有可用的傳感器數(shù)據(jù)。攝像機(jī)RAW編解碼器也屬于各家公司專(zhuān)有，包括RED、阿萊、蘋(píng)果、Blackmagic Design等。目前還沒(méi)有相當(dāng)于CinemaDNG的視頻，CinemaDNG是Adobe開(kāi)發(fā)的一種攝像RAW格式，然后作為開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)提供給業(yè)界。但可以說(shuō)，GoPro的CineForm RAW編解碼器是一個(gè)類(lèi)似的視頻解決方案。

來(lái)自非RAW編解碼器的視頻可以通過(guò)色彩校正進(jìn)行調(diào)整，但實(shí)際上您并沒(méi)有改變文件本身的底層色彩處理。你在影響已經(jīng)存在的RGB信息的準(zhǔn)確性。相比之下，攝像機(jī)RAW編解碼器采用各種色彩學(xué)和調(diào)節(jié)方案，提供利用傳感器數(shù)據(jù)實(shí)際解碼方式的機(jī)會(huì)。這要求每個(gè)公司創(chuàng)建一個(gè)其專(zhuān)有編解碼器特有的攝像機(jī)RAW插件，用戶可以使用該插件“開(kāi)發(fā)”圖像。軟件工程師有幾個(gè)選擇：（1）保持該專(zhuān)有處理與他們自己的應(yīng)用程序隔離開(kāi)；（2）為其它公司創(chuàng)建供它們使用的插件；（3）創(chuàng)建人人都可利用的操作系統(tǒng)組件；（4）提供一個(gè)SDK，讓其它公司編寫(xiě)自己的工具，用于其自己（往往是競(jìng)爭(zhēng)性）應(yīng)用程序。

由于RED的插件，像REDCODE這樣的編解碼器在大多數(shù)應(yīng)用程序中都得到廣泛支持。像ProRes RAW和Blackmagic RAW等的編解碼器，隨著非線性編輯系統(tǒng)增加支持，正處于過(guò)渡狀態(tài)。從現(xiàn)實(shí)角度來(lái)看，如果你有一臺(tái)可以記錄RAW視頻的攝像機(jī)，不要想當(dāng)然以為你最喜歡的編輯工具或后期制作公司可以處理這些文件。像往常一樣，還是要做足功課，提出正確的問(wèn)題。B&P