破解空間密碼——玩轉壓縮

《電腦愛好者》編輯部

無處不在的壓縮

提到“壓縮”，很多朋友首先就會聯想起我們常用的WinRAR或者WinZip等壓縮軟件，或從網上隨處可以下載的各種音樂、圖片、游戲壓縮包。實際上，壓縮不僅僅體現在PC領域，與其相關的技術或算法在生活中早已無處不在，而且很多都是在我們不經意的情況下得以實現的。

“利用算法將文件有損或無損地處理，以達到保留最多文件信息，而令文件體積變小。”這是百度百科對“壓縮”技術的定義。定義中出現一個很關鍵的詞：“算法”。換句話說，壓縮技術是建立在可以“理解”算法的設備之上，也就是具備“計算”能力的電子產品。回顧我們身邊，大到汽車（數字中控系統）、電視，小到手機、智能手環，這些由各種芯片和電子電路構成的終端設備，最終搭建起了無處不在的壓縮的舞臺（圖1）。

如今，很多人早上起床的第一件事并非抓緊時間洗漱，而是打開手機看看微信朋友圈。殊不知，就在這種習慣性的行為背后，我們已經享受到壓縮帶來的好處，只是像微信這種APP軟件涉及的壓縮主要體現在流量控制方面（圖2）。

比如，微信為了防止客戶端遇到不可預知的Bug嵌入死循環而偷流量，在服務器端添加了用戶流量實時分析的方法，當有用戶的流量出現異常的情況時會強制下行終止連接信號。此外，我們通過微信發送的語音、圖片和文字在傳輸的過程中也會經歷一輪壓縮技術的“洗禮”，并以更低流量的開銷被其他朋友接收查看。

看過朋友圈，賴在床上瀏覽網頁也是不錯的清醒方法。當我們在瀏覽器的地址欄輸入某個網址后，瀏覽器通常會默認跳轉到該網站的WAP頁面，在該頁面中系統會自動屏蔽很多無用的廣告和內容，從而實現壓縮流量的功效（圖3）。如果你喜歡用UC一類的第三方瀏覽器，訪問網頁時還會經歷“服務器端對網頁內容打包壓縮→手機UC客戶端下載解壓→還原給用戶瀏覽”這個過程。

無論如何，這些看似繁瑣的步驟目的只有一個：盡可能壓縮中間環節的流量消耗，幫助用戶節約流量并提高頁面打開速度。除了前面提到的軟件外，類似網易新聞、優酷視頻等APP客戶端程序，它們在載入每一篇新聞或視頻的背后也有相關的壓縮技術支持。因此，如果你是3G/4G流量有限的手機控，記得一定要通過各種客戶端享受網絡資源哦。

想收看高清電視節目，必須更換高清數字機頂盒，這背后其實也體現著壓縮的智慧。高清電視信號的最大挑戰就是源于原始或未壓縮的視頻需要存儲或傳輸大量數據，因此才會在傳輸中引入包括H.264/AVC、WMV9/VC-1與AVS等在內的編解碼技術，像WMV9/VC-1或可實現更高壓縮比算法的編解碼技術需要設備提供更高的計算性能，但為了照顧到早期的老舊電視，才需要借由高清數字機頂盒這種“中間人”負責電視與高清電視信號之間的解碼（解壓縮）工作，讓所有電視都可享受高清節目的細膩感（圖4）。

可惜，如今液晶電視的尺寸和分辨率越來越大，但高清數字機頂盒以及有線電視信號最高卻僅能提供720P的高清節目。換句話說，別說時下新興的2K/4K電視，哪怕是1080P電視都有浪費之嫌。想解決這一尷尬，還需要更高效的數字電視視頻壓縮技術的支持，但這也都是后話了（圖5）。

為了最大限度挖掘電視屏幕的潛力，很多數碼玩家還喜歡通過Airplay、Miracast、DLNA和WiDi等無線技術，將保存在筆記本、手機、平板電腦中的視頻、音樂甚至游戲畫面以無線傳輸的方式在電視屏幕上顯示出來，而這些無線顯示技術的背后也充斥著各種壓縮技術的支持。以英特爾為主導的WiDi技術為例，它是基于Wi-Fi 802.11n通信協議的無線高清技術，原理是通過CPY對視頻信號進行壓縮編譯，Wi-Fi發送到顯示設備的接收器端，再由接收端進行解壓縮、重新編碼并播放（圖6）。

可惜，無線顯示技術受制于網絡帶寬，現階段流暢播放720P的高清視頻問題不大，但類似1080P全高清視頻，或傳輸實時的游戲畫面還是會有一定的延遲和卡頓現象。但是，隨著壓縮編碼技術的成熟，未來我們一定可以省去數碼設備與電視機中間的那根HDMI線，以無線的方式零延遲地欣賞流暢的畫面。

當你打開FM收音機、電腦連接上ADSL網絡、汽車導航接收到GPS定位信息、手機進行2K甚至4K視頻錄制時……這些與電子產品打交道的內容交互的背后都隱藏著各種壓縮技術的身影。沒錯，無論你是否有所察覺，壓縮就在你我身邊。而本專題，我們就將圍繞壓縮探討一下與其相關的軟硬件環境。

無處不在的壓縮

提到“壓縮”，很多朋友首先就會聯想起我們常用的WinRAR或者WinZip等壓縮軟件，或從網上隨處可以下載的各種音樂、圖片、游戲壓縮包。實際上，壓縮不僅僅體現在PC領域，與其相關的技術或算法在生活中早已無處不在，而且很多都是在我們不經意的情況下得以實現的。

“利用算法將文件有損或無損地處理，以達到保留最多文件信息，而令文件體積變小。”這是百度百科對“壓縮”技術的定義。定義中出現一個很關鍵的詞：“算法”。換句話說，壓縮技術是建立在可以“理解”算法的設備之上，也就是具備“計算”能力的電子產品。回顧我們身邊，大到汽車（數字中控系統）、電視，小到手機、智能手環，這些由各種芯片和電子電路構成的終端設備，最終搭建起了無處不在的壓縮的舞臺（圖1）。

如今，很多人早上起床的第一件事并非抓緊時間洗漱，而是打開手機看看微信朋友圈。殊不知，就在這種習慣性的行為背后，我們已經享受到壓縮帶來的好處，只是像微信這種APP軟件涉及的壓縮主要體現在流量控制方面（圖2）。

比如，微信為了防止客戶端遇到不可預知的Bug嵌入死循環而偷流量，在服務器端添加了用戶流量實時分析的方法，當有用戶的流量出現異常的情況時會強制下行終止連接信號。此外，我們通過微信發送的語音、圖片和文字在傳輸的過程中也會經歷一輪壓縮技術的“洗禮”，并以更低流量的開銷被其他朋友接收查看。

看過朋友圈，賴在床上瀏覽網頁也是不錯的清醒方法。當我們在瀏覽器的地址欄輸入某個網址后，瀏覽器通常會默認跳轉到該網站的WAP頁面，在該頁面中系統會自動屏蔽很多無用的廣告和內容，從而實現壓縮流量的功效（圖3）。如果你喜歡用UC一類的第三方瀏覽器，訪問網頁時還會經歷“服務器端對網頁內容打包壓縮→手機UC客戶端下載解壓→還原給用戶瀏覽”這個過程。

無論如何，這些看似繁瑣的步驟目的只有一個：盡可能壓縮中間環節的流量消耗，幫助用戶節約流量并提高頁面打開速度。除了前面提到的軟件外，類似網易新聞、優酷視頻等APP客戶端程序，它們在載入每一篇新聞或視頻的背后也有相關的壓縮技術支持。因此，如果你是3G/4G流量有限的手機控，記得一定要通過各種客戶端享受網絡資源哦。

想收看高清電視節目，必須更換高清數字機頂盒，這背后其實也體現著壓縮的智慧。高清電視信號的最大挑戰就是源于原始或未壓縮的視頻需要存儲或傳輸大量數據，因此才會在傳輸中引入包括H.264/AVC、WMV9/VC-1與AVS等在內的編解碼技術，像WMV9/VC-1或可實現更高壓縮比算法的編解碼技術需要設備提供更高的計算性能，但為了照顧到早期的老舊電視，才需要借由高清數字機頂盒這種“中間人”負責電視與高清電視信號之間的解碼（解壓縮）工作，讓所有電視都可享受高清節目的細膩感（圖4）。

可惜，如今液晶電視的尺寸和分辨率越來越大，但高清數字機頂盒以及有線電視信號最高卻僅能提供720P的高清節目。換句話說，別說時下新興的2K/4K電視，哪怕是1080P電視都有浪費之嫌。想解決這一尷尬，還需要更高效的數字電視視頻壓縮技術的支持，但這也都是后話了（圖5）。

為了最大限度挖掘電視屏幕的潛力，很多數碼玩家還喜歡通過Airplay、Miracast、DLNA和WiDi等無線技術，將保存在筆記本、手機、平板電腦中的視頻、音樂甚至游戲畫面以無線傳輸的方式在電視屏幕上顯示出來，而這些無線顯示技術的背后也充斥著各種壓縮技術的支持。以英特爾為主導的WiDi技術為例，它是基于Wi-Fi 802.11n通信協議的無線高清技術，原理是通過CPY對視頻信號進行壓縮編譯，Wi-Fi發送到顯示設備的接收器端，再由接收端進行解壓縮、重新編碼并播放（圖6）。

可惜，無線顯示技術受制于網絡帶寬，現階段流暢播放720P的高清視頻問題不大，但類似1080P全高清視頻，或傳輸實時的游戲畫面還是會有一定的延遲和卡頓現象。但是，隨著壓縮編碼技術的成熟，未來我們一定可以省去數碼設備與電視機中間的那根HDMI線，以無線的方式零延遲地欣賞流暢的畫面。

當你打開FM收音機、電腦連接上ADSL網絡、汽車導航接收到GPS定位信息、手機進行2K甚至4K視頻錄制時……這些與電子產品打交道的內容交互的背后都隱藏著各種壓縮技術的身影。沒錯，無論你是否有所察覺，壓縮就在你我身邊。而本專題，我們就將圍繞壓縮探討一下與其相關的軟硬件環境。

無處不在的壓縮

提到“壓縮”，很多朋友首先就會聯想起我們常用的WinRAR或者WinZip等壓縮軟件，或從網上隨處可以下載的各種音樂、圖片、游戲壓縮包。實際上，壓縮不僅僅體現在PC領域，與其相關的技術或算法在生活中早已無處不在，而且很多都是在我們不經意的情況下得以實現的。

“利用算法將文件有損或無損地處理，以達到保留最多文件信息，而令文件體積變小。”這是百度百科對“壓縮”技術的定義。定義中出現一個很關鍵的詞：“算法”。換句話說，壓縮技術是建立在可以“理解”算法的設備之上，也就是具備“計算”能力的電子產品。回顧我們身邊，大到汽車（數字中控系統）、電視，小到手機、智能手環，這些由各種芯片和電子電路構成的終端設備，最終搭建起了無處不在的壓縮的舞臺（圖1）。

如今，很多人早上起床的第一件事并非抓緊時間洗漱，而是打開手機看看微信朋友圈。殊不知，就在這種習慣性的行為背后，我們已經享受到壓縮帶來的好處，只是像微信這種APP軟件涉及的壓縮主要體現在流量控制方面（圖2）。

比如，微信為了防止客戶端遇到不可預知的Bug嵌入死循環而偷流量，在服務器端添加了用戶流量實時分析的方法，當有用戶的流量出現異常的情況時會強制下行終止連接信號。此外，我們通過微信發送的語音、圖片和文字在傳輸的過程中也會經歷一輪壓縮技術的“洗禮”，并以更低流量的開銷被其他朋友接收查看。

看過朋友圈，賴在床上瀏覽網頁也是不錯的清醒方法。當我們在瀏覽器的地址欄輸入某個網址后，瀏覽器通常會默認跳轉到該網站的WAP頁面，在該頁面中系統會自動屏蔽很多無用的廣告和內容，從而實現壓縮流量的功效（圖3）。如果你喜歡用UC一類的第三方瀏覽器，訪問網頁時還會經歷“服務器端對網頁內容打包壓縮→手機UC客戶端下載解壓→還原給用戶瀏覽”這個過程。

無論如何，這些看似繁瑣的步驟目的只有一個：盡可能壓縮中間環節的流量消耗，幫助用戶節約流量并提高頁面打開速度。除了前面提到的軟件外，類似網易新聞、優酷視頻等APP客戶端程序，它們在載入每一篇新聞或視頻的背后也有相關的壓縮技術支持。因此，如果你是3G/4G流量有限的手機控，記得一定要通過各種客戶端享受網絡資源哦。

想收看高清電視節目，必須更換高清數字機頂盒，這背后其實也體現著壓縮的智慧。高清電視信號的最大挑戰就是源于原始或未壓縮的視頻需要存儲或傳輸大量數據，因此才會在傳輸中引入包括H.264/AVC、WMV9/VC-1與AVS等在內的編解碼技術，像WMV9/VC-1或可實現更高壓縮比算法的編解碼技術需要設備提供更高的計算性能，但為了照顧到早期的老舊電視，才需要借由高清數字機頂盒這種“中間人”負責電視與高清電視信號之間的解碼（解壓縮）工作，讓所有電視都可享受高清節目的細膩感（圖4）。

可惜，如今液晶電視的尺寸和分辨率越來越大，但高清數字機頂盒以及有線電視信號最高卻僅能提供720P的高清節目。換句話說，別說時下新興的2K/4K電視，哪怕是1080P電視都有浪費之嫌。想解決這一尷尬，還需要更高效的數字電視視頻壓縮技術的支持，但這也都是后話了（圖5）。

為了最大限度挖掘電視屏幕的潛力，很多數碼玩家還喜歡通過Airplay、Miracast、DLNA和WiDi等無線技術，將保存在筆記本、手機、平板電腦中的視頻、音樂甚至游戲畫面以無線傳輸的方式在電視屏幕上顯示出來，而這些無線顯示技術的背后也充斥著各種壓縮技術的支持。以英特爾為主導的WiDi技術為例，它是基于Wi-Fi 802.11n通信協議的無線高清技術，原理是通過CPY對視頻信號進行壓縮編譯，Wi-Fi發送到顯示設備的接收器端，再由接收端進行解壓縮、重新編碼并播放（圖6）。

可惜，無線顯示技術受制于網絡帶寬，現階段流暢播放720P的高清視頻問題不大，但類似1080P全高清視頻，或傳輸實時的游戲畫面還是會有一定的延遲和卡頓現象。但是，隨著壓縮編碼技術的成熟，未來我們一定可以省去數碼設備與電視機中間的那根HDMI線，以無線的方式零延遲地欣賞流暢的畫面。

當你打開FM收音機、電腦連接上ADSL網絡、汽車導航接收到GPS定位信息、手機進行2K甚至4K視頻錄制時……這些與電子產品打交道的內容交互的背后都隱藏著各種壓縮技術的身影。沒錯，無論你是否有所察覺，壓縮就在你我身邊。而本專題，我們就將圍繞壓縮探討一下與其相關的軟硬件環境。