格式和編解碼簡單指南

奧利弗·彼得斯

“我只需要QuickTime文件。“你是不是經常從客戶那里聽到這樣的話？”不幸的是，這些信息還不夠。原因如下。

數字文件由格式封裝器、數據和元數據組成。格式封裝器根據文件擴展名的標識，定義文件的類型，如.mpeg、.mov、.mp4、.mxf等。封裝器可想象成錄像帶。它標記哪種播放器應用程序應該與該文件兼容，就像VHS盒式磁帶告訴您需要VHS放像機一樣。數據是包含在格式封裝器內的音頻/視頻內容。元數據是關于該數據的信息，如日期/時間戳、顏色配置文件等。

理解它們

使用編解碼器（壓縮/解壓的簡寫），音頻和視頻信號被編碼為數字文件。大多數視頻文件使用數據壓縮，而專業格式的音頻信號通常是未壓縮的。另一方面，消費音頻格式，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，并將其存儲在.mxf封裝器中。

視頻壓縮被定義為有損或視覺無損。這取決于編解碼器類型、用于編碼文件的數據速率、幀率和幀大小。當使用有損方式時，文件尺寸將較小。但是，它們將顯示人眼可見的壓縮失真，因為大量的信號信息被丟棄了。像Netflix和YouTube這樣的流媒體服務使用有損方式將信號通過互聯網傳送到您家中。視覺無損編解碼，如Avid DNx的高碼率版本，或Apple ProRes系列的編解碼，被用于攝像機采集和后期制作。這些編解碼的壓縮采用高數據率，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別。

目前用于制作和后期制作的絕大多數編解碼器都是公司或協會的專有知識產權。它們并非開源或開放標準，盡管它們的使用可能無處不在。使用一種編解碼，特別是根據該編解碼編碼數據，需要一個許可協議。一般來說，這是透明的，對用戶來說似乎是免費的，但請放心，公司之間已經達成了協議。與所有知識產權一樣，如果公司之間的協議終止，這可能導致編解碼器在應用中不可用。

庫組件和64位轉換

當應用程序播放視頻文件時，其數據被即時解碼，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。這要求一系列應用程序能夠利用已安裝的庫組件，以便讀取、解碼和顯示視頻數據。這些組件可能是計算機操作系統的一部分，也可能是只對某個應用程序起作用的自定義安裝的組件。

隨著時間的推移，蘋果和微軟在他們自己的操作系統中放棄或“棄用”對舊的編解碼器的支持。例如，蘋果的Catalina是64位操作系統，不支持32位應用程序和庫組件。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，不能再通過任何依賴于以前版本的macOS中使用的32位QuickTime框架的應用程序解碼（播放）。這不是編解碼本身的問題，而是所使用的庫組件的問題。

為了讓這些文件在Catalina內工作，蘋果或應用程序開發者必須編寫新的64位庫組件來繼續播放這些文件。在DNx的情況下，Avid和Adobe可以讀寫.mxf格式的文件，但蘋果自己的應用程序，如Final Cut Pro X或QuickTime Player，卻不能做到這一點。預計今年晚些時候會升級。

為什么不能在后期制作時寫攝像機RAW文件？

數字攝像機將原始傳感器數據轉換成RGB像素信息，并使用定義的編解碼和格式將其記錄到數字文件中。文件處理是在攝像機中完成的，連同其原生ISO和色彩描述檔在拜爾（Bayer）模式傳感器數據到RGB的轉換中“烤制”。然后，這些文件很容易由最專業的編輯和播放應用程序播放。

自從RED Digital Cinema推出RED One攝像機以來，壓縮的原始編解碼越來越受歡迎。當您記錄攝像機RAW信號時，將跳過轉換/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。它還可以在同等數據率和文件大小的條件下生成更高質量的圖像。缺點是，攝像機RAW文件令用于后期的硬件系統負擔很重。這是因為原本在攝像機中完成的轉換現在由計算機實時執行。

RAW編解碼器存儲攝像機傳感器產生的信息，僅用于圖像采集。您不能在后期寫或重新編碼攝像機RAW文件，因為沒有可用的傳感器數據。攝像機RAW編解碼器也屬于各家公司專有，包括RED、阿萊、蘋果、Blackmagic Design等。目前還沒有相當于CinemaDNG的視頻，CinemaDNG是Adobe開發的一種攝像RAW格式，然后作為開放標準提供給業界。但可以說，GoPro的CineForm RAW編解碼器是一個類似的視頻解決方案。

來自非RAW編解碼器的視頻可以通過色彩校正進行調整，但實際上您并沒有改變文件本身的底層色彩處理。你在影響已經存在的RGB信息的準確性。相比之下，攝像機RAW編解碼器采用各種色彩學和調節方案，提供利用傳感器數據實際解碼方式的機會。這要求每個公司創建一個其專有編解碼器特有的攝像機RAW插件，用戶可以使用該插件“開發”圖像。軟件工程師有幾個選擇：（1）保持該專有處理與他們自己的應用程序隔離開；（2）為其它公司創建供它們使用的插件；（3）創建人人都可利用的操作系統組件；（4）提供一個SDK，讓其它公司編寫自己的工具，用于其自己（往往是競爭性）應用程序。

由于RED的插件，像REDCODE這樣的編解碼器在大多數應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增加支持，正處于過渡狀態。從現實角度來看，如果你有一臺可以記錄RAW視頻的攝像機，不要想當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，提出正確的問題。B&P