引子

影視颶風(fēng) 10 月 8 日發(fā)布的視頻《清晰度不如 4 年前！視頻變糊是你的錯覺嗎》已經(jīng)全網(wǎng)下架了，甚至據(jù)說所有補檔視頻也在以極快速度被下架，沒吃上瓜的可以在這個回答里去找下備份視頻（最高清晰度版本（文件大小841.2MB，3840*2160P分辨率，29.97fps，8.87mbps版本））: https://www.zhihu.com/question/790765906/answer/4598439272

這個事情吧，本質(zhì)上是ISP流量費太貴，最終造成了這種在盈利和服務(wù)上的折中現(xiàn)實。B站現(xiàn)在還沒有開頭廣告、中間插播廣告，也算守住了最初免費的承諾。反倒是那些長視頻平臺（不點名了，反正都知道），本應(yīng)該對視頻觀看清晰度更有責任，但不但反其道行之，而且吃相就沒好看過。AcFun不知道會不會迎來一波機遇，反正那句?！斑€好我們家4K不要錢。因為我們可能會倒閉，但永遠不會變質(zhì)”倒是很討喜。

順便說下 YouTube 為啥720p比國內(nèi)1080p都還清晰（這是真的，高碼率就是這么好），為啥敢肆無忌憚地高碼率，其本質(zhì)原因還是受益于 Google （及其旗下的 YouTube） 能夠同ISP進行流量交換與對等互聯(lián)，因此其帶寬成本幾乎為零。

作為引子，更想聊下視頻清晰度，以及視頻的各種格式、編碼技術(shù)的發(fā)展歷史，談一談那些年的趣事。

清晰度

簡單來講，人們所提到的清晰度是一個非常主觀的感受。就整體過程而言，從原始的數(shù)據(jù)源到人們看到最終的視頻，其過程涉及到數(shù)字信號獲取、圖像處理、顯示器/顯示設(shè)備輸出，其中每一步都會影響到最終的清晰度效果。

單說其中圖像處理中的視頻文件的清晰度，也是有以下幾個關(guān)鍵方面的對主觀感受影響最大，通俗（但非嚴格）描述如下：

1. 提高幀率：讓動作更流暢、連貫（也就是主觀感受更自然），讓動態(tài)場景主觀感受更清晰。
2. 提高分辨率：讓畫面更大，在合適的碼率下可以讓細節(jié)更加豐富，比如紋理更細致，所以主觀感受更清晰。
3. 提高碼率：讓數(shù)據(jù)量更大，可以更精準地記錄和還原信息，可以讓色彩更加準確、展現(xiàn)更為細膩，所以主觀感受更清晰。

更詳細參見之前文章所述：碼率、幀率、分辨率與清晰度的復(fù)雜關(guān)系。

視頻格式：MP4、AVI 、MKV、MOV、WMV、FLV 、RMVB等等

什么是視頻格式

視頻格式就像是一個“盒子”或“容器”，用來裝視頻和音頻數(shù)據(jù)。這個“盒子”不僅包含視頻畫面，還可能包括聲音、字幕以及其他信息（比如元數(shù)據(jù)）。你可以把視頻格式想象成一個文件夾，里面可以放各種各樣的東西，比如圖片、文字說明、音樂等等。

MP4

• 全稱：MPEG-4 Part 14
• 時間：2001年發(fā)布
• 開發(fā)/發(fā)布組織：ISO/IEC（國際標準化組織/國際電工委員會）
• 特點：
  • 高度兼容性：幾乎所有的現(xiàn)代設(shè)備和平臺都支持MP4格式。
  • 多編碼支持：可以封裝多種音頻和視頻編碼，如H.264, H.265, AAC等。
  • 適合網(wǎng)絡(luò)傳輸：文件大小適中，適合在線流媒體和移動設(shè)備播放。
  • 廣泛的應(yīng)用：用于互聯(lián)網(wǎng)視頻、移動設(shè)備播放、社交媒體分享等。
• 用途：廣泛用于互聯(lián)網(wǎng)視頻、移動設(shè)備播放、社交媒體分享。

AVI

• 全稱：Audio Video Interleave
• 時間：1992年發(fā)布
• 開發(fā)/發(fā)布組織：微軟（Microsoft）
• 特點：
  • 較老的格式：是早期的多媒體容器格式之一。
  • 高質(zhì)量：通常提供較高的視頻質(zhì)量，但文件較大。
  • 廣泛的編解碼器支持：可以包含多種音頻和視頻編解碼器。
  • 主要用于PC：主要在個人電腦上使用，特別是在Windows系統(tǒng)中。
• 用途：主要用于個人電腦上的多媒體播放。

MKV

• 全稱：Matroska
• 時間：2002年發(fā)布
• 開發(fā)/發(fā)布組織：Matroska開源項目
• 特點：
  • 開放標準：基于開源標準，免費且無版權(quán)限制。
  • 多軌支持：可以包含多個音軌、字幕軌道和元數(shù)據(jù)。
  • 高質(zhì)量存儲：非常適合存儲高質(zhì)量視頻，包括高清和超高清內(nèi)容。
  • 靈活的容器：支持多種編解碼器，包括最新的視頻編碼技術(shù)。
• 用途：高清電影、家庭影院系統(tǒng)、高質(zhì)量視頻收藏。

MOV

• 全稱：QuickTime Movie
• 時間：1991年發(fā)布
• 開發(fā)/發(fā)布組織：蘋果（Apple）
• 特點：
  • 蘋果原生格式：由蘋果公司開發(fā)，常用于Mac系統(tǒng)和iOS設(shè)備。
  • 多編解碼器支持：可以包含多種音頻和視頻編解碼器。
  • 編輯友好：廣泛用于視頻編輯軟件輸出，便于后期處理。
  • 網(wǎng)頁嵌入：可以在網(wǎng)頁中嵌入，支持HTML5視頻標簽。
• 用途：視頻編輯軟件輸出，iDevices播放，網(wǎng)站視頻嵌入。

WMV

• 全稱：Windows Media Video
• 時間：1999年發(fā)布
• 開發(fā)/發(fā)布組織：微軟（Microsoft）
• 特點：
  • 專為流媒體設(shè)計：壓縮率高，文件較小，適合低帶寬網(wǎng)絡(luò)傳輸。
  • 微軟生態(tài)系統(tǒng)：與Windows Media Player和其他微軟產(chǎn)品緊密集成。
  • 企業(yè)應(yīng)用：常用于企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)視頻和網(wǎng)絡(luò)會議。
  • DRM支持：支持數(shù)字版權(quán)管理（DRM），保護內(nèi)容不被非法復(fù)制。
• 用途：Windows平臺上的媒體播放，企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)視頻，網(wǎng)絡(luò)流媒體。

FLV

• 全稱：Flash Video
• 時間：2003年發(fā)布
• 開發(fā)/發(fā)布組織：Adobe Systems
• 特點：
  • 早期主流格式：曾經(jīng)是在線視頻的主要格式，尤其在YouTube早期廣泛應(yīng)用。
  • Sorenson Spark和H.264編碼：支持多種編碼技術(shù)，包括Sorenson Spark和H.264。（F4V 是 Adobe 公司推出繼 FLV 格式后的支持 H.264 的流媒體格式）
  • 網(wǎng)頁嵌入：可以通過Flash插件在網(wǎng)頁中嵌入播放。
  • 逐漸淘汰：隨著HTML5的普及，FLV格式正在逐漸被淘汰。
• 用途：早期YouTube和其他視頻分享網(wǎng)站，網(wǎng)頁嵌入視頻。

RM / RMVB

• 全稱：RealMedia Variable Bitrate
• 時間：2003年發(fā)布
• 開發(fā)/發(fā)布組織：RealNetworks
• 特點：
  • 可變比特率：根據(jù)視頻內(nèi)容動態(tài)調(diào)整壓縮比，提高效率。
  • 低帶寬適應(yīng)性：適合低帶寬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提供不錯的畫質(zhì)。
  • 早期流行：在早期的在線視頻服務(wù)中非常流行，尤其是在中國。
  • 逐漸減少：隨著其他更高效的編碼技術(shù)的出現(xiàn)，使用逐漸減少。
• 用途：早期的在線視頻服務(wù)，特別是下載和共享高質(zhì)量電影。

其他

1. WebM

   • 標準：Google主導(dǎo)的開源項目
   • 特點：
     • VP8/VP9編碼：使用VP8或VP9視頻編碼技術(shù)。
     • 免費且無版權(quán)限制：完全開源，沒有專利費用。
     • 高效壓縮：提供高效的壓縮比，適合在線流媒體。
     • 網(wǎng)頁友好：支持HTML5視頻標簽，適合網(wǎng)頁嵌入。
   • 用途：網(wǎng)頁視頻、HTML5視頻標簽。

2. 3GP/3G2 (3rd Generation Partnership Project)

   • 標準：3GPP
   • 特點：
     • 為手機設(shè)計：專門為移動電話設(shè)計，文件小，適合低帶寬網(wǎng)絡(luò)。
     • 較低質(zhì)量：由于文件小，畫質(zhì)一般。
     • 廣泛應(yīng)用：在早期的移動電話中廣泛使用。
   • 用途：移動電話中的視頻錄制與分享。

3. TS/MTS (MPEG-2 Transport Stream)

   • 標準：MPEG
   • 特點：
     • 廣播標準：廣泛用于電視廣播和藍光光盤。
     • 多節(jié)目支持：可以包含多個節(jié)目流，適用于直播和點播服務(wù)。
     • 高清晰度：支持高清電視廣播。
     • 實時傳輸：適合實時視頻傳輸，如衛(wèi)星和有線電視。
   • 用途：藍光光盤，高清電視廣播。

4. MPG (MPEG-1, MPEG-2)

   • 標準：ISO/IEC的MPEG、MPEG2
   • 特點：
     • VCD和DVD：MPEG-1常用于VCD，MPEG-2常用于DVD。
     • VCD的DAT：VCD中的視頻文件通常以.dat擴展名存儲，實際上是MPEG-1格式。
     • DVD的VOB：DVD中的視頻文件通常以.vob擴展名存儲，實際上是MPEG-2格式。
     • 高質(zhì)量：MPEG-2提供較高的視頻質(zhì)量。
     • 廣泛支持：幾乎所有DVD播放器和電視機都支持MPEG-2。
   • 用途：VCD制作，DVD視頻。

5. TS/MTS/M2TS (MPEG-2 Transport Stream)

   • 標準：MPEG2
   • 特點：
     • MTS：主要用于AVCHD（Advanced Video Coding High Definition）格式，通常由高清攝像機生成。
     • M2TS：與MTS類似，但更常見于藍光光盤，用于存儲高清視頻。
     • 高清晰度：支持1080p等高清分辨率。
     • 容器格式：可以包含多種音頻和視頻流。
   • 用途：高清攝像機錄制，藍光光盤。

編碼技術(shù)：MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、RealVideo、DivX、XviD、H.264（AVC）、H.265（HEVC）等等

什么是視頻編碼技術(shù)

視頻編碼技術(shù)是一種將原始視頻數(shù)據(jù)壓縮的方法，目的是減小文件大小，同時盡可能保持視頻的質(zhì)量。這種技術(shù)就像是把一堆雜亂無章的衣物折疊整齊放進一個小行李箱里，這樣既節(jié)省了空間，又方便攜帶。

H.264等的視頻編碼原理

H.264的視頻編碼原理、編碼過程，參見 H.264編碼技術(shù)。

H.265 的主要技術(shù)提升：

1. 更大的編碼單元：

   • 編碼樹單元 (CTU)：最大尺寸可達 64x64 像素，比 H.264 的 16x16 宏塊更大，有助于提高壓縮效率。

2. 靈活的塊劃分：

   • 四叉樹結(jié)構(gòu)：支持更靈活的塊劃分方式，可以根據(jù)圖像內(nèi)容自適應(yīng)地選擇最佳的塊大小，從而提高壓縮效率。

3. 改進的預(yù)測技術(shù)：

   • 幀內(nèi)預(yù)測：增加了更多的預(yù)測模式，提高了幀內(nèi)預(yù)測的精度。
   • 幀間預(yù)測：引入了多假設(shè)預(yù)測（Multiple Hypothesis Prediction），利用多個參考幀進行預(yù)測，提高了幀間預(yù)測的準確性。
   • 仿射運動補償：能夠更好地處理旋轉(zhuǎn)、縮放和平移等復(fù)雜運動，提高了運動估計的精度。

4. 增強的變換編碼：

   • 多種變換核：除了傳統(tǒng)的 DCT 變換外，還引入了 DST（離散正弦變換）和其他類型的變換核，以更好地匹配不同類型的殘差信號。
   • 二次變換：在主要變換之后應(yīng)用二次變換，進一步去除殘差信號中的冗余。

5. 自適應(yīng)量化：

   • 精細的量化參數(shù)調(diào)整：支持更精細的量化參數(shù)調(diào)整，可以根據(jù)不同的圖像內(nèi)容和區(qū)域進行優(yōu)化，從而在保持視覺質(zhì)量的同時減少比特率。

6. 增強的環(huán)路濾波：

   • 去塊效應(yīng)濾波器 (Deblocking Filter)：增強了去塊效應(yīng)濾波器，減少了塊效應(yīng)。
   • 樣本自適應(yīng)偏移 (Sample Adaptive Offset, SAO)：通過像素級別的調(diào)整，進一步提高了視頻質(zhì)量。

7. 并行處理：

   • 條帶 (Tiles)：支持更高效的并行處理，提高編碼速度。
   • 波前并行處理 (Wavefront Parallel Processing, WPP)：進一步優(yōu)化并行處理，提高編碼效率。

H.266 的主要技術(shù)提升：

1. 更靈活的編碼單元：

   • 更大的編碼樹單元 (CTU)：最大尺寸可達 128x128 像素，比 H.265 的 64x64 更大，進一步提高壓縮效率。
   • 多類型樹劃分 (Multipartitioning)：引入了二叉樹、三叉樹和四叉樹等多種塊劃分方式，使得編碼器能夠更靈活地選擇最佳的塊劃分方案。

2. 增強的預(yù)測技術(shù)：

   • 仿射運動補償 (Affine Motion Compensation)：進一步改進了仿射運動模型，更好地處理復(fù)雜的運動。
   • 局部光照補償 (Local Illumination Compensation, LIC)：通過補償局部區(qū)域的光照變化，提高幀間預(yù)測的準確性。
   • 多假設(shè)預(yù)測 (Multiple Hypothesis Prediction)：利用多個參考幀進行預(yù)測，提高預(yù)測精度。
   • 三角預(yù)測單元 (Triangular Prediction Unit, TPU)：允許使用三角形塊進行預(yù)測，更好地適應(yīng)圖像中的邊緣和紋理。

3. 改進的變換編碼：

   • 多種變換核 (Multiple Transform Kernels)：除了 DCT 和 DST 外，還引入了其他類型的變換核，如 DTT（離散三角變換）。
   • 二次變換 (Secondary Transform)：在主要變換之后應(yīng)用二次變換，進一步去除殘差信號中的冗余。
   • 低頻非分離變換 (Low-Frequency Non-Separable Secondary Transform, LFNST)：針對低頻成分進行非分離變換，提高變換效率。

4. 自適應(yīng)量化：

   • 精細的量化參數(shù)調(diào)整：支持更精細的量化參數(shù)調(diào)整，根據(jù)不同的圖像內(nèi)容和區(qū)域進行優(yōu)化。

5. 增強的環(huán)路濾波：

   • 自適應(yīng)循環(huán)濾波 (Adaptive Loop Filter, ALF)：根據(jù)圖像內(nèi)容自適應(yīng)地應(yīng)用濾波器，減少塊效應(yīng)和其他偽影。
   • 幾何自適應(yīng)循環(huán)濾波 (Geometrically Adaptive Loop Filter, G-ALF)：進一步優(yōu)化濾波過程，提高視頻質(zhì)量。

6. 新的編碼工具和技術(shù)：

   • 聯(lián)合編碼 (Joint Coded Information, JCI)：通過共享信息來提高編碼效率。
   • 模式?jīng)Q策優(yōu)化：通過更智能的模式?jīng)Q策算法，選擇最優(yōu)的編碼模式，減少不必要的計算開銷。

7. 并行處理和優(yōu)化：

   • 條帶 (Tiles) 和子圖 (Subpictures)：支持更高效的并行處理，提高編碼速度。
   • 波前并行處理 (Wavefront Parallel Processing, WPP)：進一步優(yōu)化并行處理，提高編碼效率。

硬解碼和軟解碼

硬解碼（Hardware Decoding）

硬解碼是指使用專門的硬件電路來處理視頻解碼任務(wù)。這種硬件通常集成在顯卡、CPU 或?qū)Ｓ玫囊曨l處理芯片中，能夠高效地執(zhí)行視頻解碼操作，從而減輕 CPU 的負擔，提高系統(tǒng)性能和降低功耗。

優(yōu)點：

• 低功耗：由于硬件專門設(shè)計用于視頻解碼，因此比軟件解碼更節(jié)能。
• 高性能：硬件解碼可以實時處理高分辨率和高幀率的視頻流，而不會顯著影響系統(tǒng)性能。
• 流暢播放：即使在低性能設(shè)備上也能實現(xiàn)流暢的視頻播放。

缺點：

• 兼容性問題：某些編碼格式或特定的編碼特性可能不受硬件支持。
• 更新限制：硬件解碼器的固件更新不如軟件解碼器靈活，可能無法及時支持最新的編碼標準。

軟解碼（Software Decoding）

軟解碼是指通過軟件程序在 CPU 上運行解碼算法來處理視頻解碼任務(wù)。這種方式依賴于 CPU 的通用計算能力，不需要專門的硬件支持。

優(yōu)點：

• 靈活性：軟件解碼器可以通過更新來支持新的編碼標準和特性。
• 廣泛的兼容性：幾乎所有編碼格式都可以通過軟件解碼器進行解碼。
• 調(diào)試方便：軟件解碼器更容易調(diào)試和優(yōu)化。

缺點：

• 高功耗：CPU 在處理視頻解碼時會消耗更多的電力，尤其是在處理高分辨率視頻時。
• 性能瓶頸：在低性能設(shè)備上，軟解碼可能會導(dǎo)致視頻播放不流暢或卡頓。

H.264、H.265、AV1 等的實際硬件解碼支持情況

H.264 是目前最廣泛使用的視頻編碼標準之一，幾乎所有的現(xiàn)代設(shè)備都支持 H.264 的硬件解碼。

• 智能手機和平板電腦：絕大多數(shù) Android 和 iOS 設(shè)備都內(nèi)置了 H.264 硬件解碼支持。例如，蘋果的 A 系列芯片（從 A11 Bionic 開始）和高通的 Snapdragon 800 系列及以后的處理器都提供了強大的 H.264 硬件解碼能力。
• 個人電腦：大多數(shù)現(xiàn)代顯卡（如 NVIDIA 的 GeForce 系列、AMD 的 Radeon 系列）和 CPU（如 Intel 的集成顯卡）都支持 H.264 硬件解碼。Windows 和 macOS 操作系統(tǒng)也內(nèi)置了對 H.264 硬件解碼的支持。
• 智能電視和機頂盒：大多數(shù)智能電視和機頂盒都支持 H.264 硬件解碼，使得高清視頻流媒體服務(wù)（如 Netflix 和 YouTube）能夠流暢播放。
• 游戲機：PlayStation 5、Xbox Series X/S 等游戲機都內(nèi)置了 H.264 硬件解碼支持，以確保流暢的游戲錄制和視頻播放體驗。

H.265 作為 H.264 的繼任者，但其硬件支持情況也相對較廣泛。

• 智能手機和平板電腦：
  • iPhone：從 iPhone 8 及以后的型號（A11 Bionic 及之后的芯片）支持 H.265 硬件解碼。
  • Android 旗艦機型：高通的 Snapdragon 835 及以后的處理器（如 Snapdragon 845, 855, 865, 888, 8 Gen 1 等）支持 H.265 硬件解碼。三星的 Exynos 9810 及以后的處理器也支持 H.265 硬件解碼。
• 個人電腦：
  • 顯卡：NVIDIA 的 Pascal 架構(gòu)（GeForce 10 系列）及以后的顯卡，AMD 的 Polaris 架構(gòu)（Radeon RX 400 系列）及以后的顯卡。
  • CPU：Intel 的第七代酷睿處理器（Kaby Lake）及以后的處理器，AMD 的 Ryzen 2000 系列及以后的處理器。
• 智能電視和機頂盒：許多新推出的智能電視和機頂盒支持 H.265 硬件解碼，尤其是那些支持 4K 視頻的設(shè)備。
• 游戲機：PlayStation 5 和 Xbox Series X/S 支持 H.265 硬件解碼，為 4K 游戲錄制和流媒體提供更好的體驗。

AV1 是一種免費且開源的視頻編碼標準。作為一種新興的標準，它在硬件支持上還在逐步增加。

• 智能手機和平板電腦：部分較新的高端設(shè)備開始支持 AV1 硬件解碼，例如 Google Pixel 6（Tensor 芯片）、三星 Galaxy S21 Ultra（Exynos 2100 和 Snapdragon 888）。
• 個人電腦：NVIDIA 的 RTX 30 系列顯卡和 Intel 的第 11 代及以后的處理器支持 AV1 硬件解碼。此外，AMD 的 RDNA 2 架構(gòu)顯卡（如 Radeon RX 6000 系列）也開始支持 AV1 硬件解碼。
• 智能電視和機頂盒：一些新推出的智能電視和機頂盒開始支持 AV1 硬件解碼，但普及程度還不高。
• 瀏覽器：主流瀏覽器如 Chrome、Firefox 和 Edge 已經(jīng)支持 AV1 軟件解碼，并逐漸增加對硬件解碼的支持。

MPEG-1

• 全稱：Moving Picture Experts Group 1
• 時間：1993年發(fā)布
• 開發(fā)/發(fā)布組織：ISO/IEC
• 特點：
  • 第一代標準：最早的MPEG標準之一。
  • VCD質(zhì)量：支持VCD質(zhì)量的視頻。
  • 音頻編碼：包括MPEG-1 Audio Layer III (MP3)。
  • 廣泛支持：在早期數(shù)字視頻應(yīng)用中廣泛使用。
• 用途：VCD制作，早期數(shù)字視頻應(yīng)用。

MPEG-2

• 全稱：Moving Picture Experts Group 2
• 時間：1994年發(fā)布
• 開發(fā)/發(fā)布組織：ISO/IEC
• 特點：
  • 廣播電視：廣泛應(yīng)用于DVD和數(shù)字電視廣播。
  • 隔行掃描和逐行掃描：支持多種掃描方式。
  • 高質(zhì)量：提供較高的視頻質(zhì)量。
  • 廣泛支持：幾乎所有DVD播放器和電視機都支持MPEG-2。
• 用途：傳統(tǒng)電視、衛(wèi)星電視、DVD視頻。

MPEG-4

• 全稱：Moving Picture Experts Group 4
• 時間：1998年發(fā)布
• 開發(fā)/發(fā)布組織：ISO/IEC
• 特點：
  • 更高的壓縮效率：相比MPEG-2提供更高的壓縮效率。
  • 多種應(yīng)用場景：支持移動設(shè)備視頻、互聯(lián)網(wǎng)視頻、視頻會議等多種應(yīng)用場景。
  • 對象編碼：支持基于對象的編碼技術(shù)，可以對視頻中的不同部分進行獨立編碼。
  • 廣泛支持：在移動設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)視頻中廣泛使用。
• 用途：移動設(shè)備視頻、互聯(lián)網(wǎng)視頻、視頻會議。

RealVideo

• 全稱：RealVideo
• 時間：1997年首次推出
• 開發(fā)/發(fā)布組織：RealNetworks
• 特點：
  • 可變比特率：根據(jù)視頻內(nèi)容動態(tài)調(diào)整壓縮比。
  • 低帶寬適應(yīng)性：適合低帶寬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提供不錯的畫質(zhì)。
  • 早期流行：在早期的在線視頻服務(wù)中非常流行。
  • 逐漸減少：隨著其他更高效的編碼技術(shù)的出現(xiàn)，使用逐漸減少。
• 用途：早期在線視頻服務(wù)，尤其是RMVB格式。

DivX

• 全稱：DivX
• 時間：1999年首次發(fā)布
• 開發(fā)/發(fā)布組織：DivX, LLC
• 特點：
  • 商業(yè)版本：基于MPEG-4 Part 2的商業(yè)版本。
  • 高壓縮比：提供較好的壓縮比，文件相對較小。
  • 廣泛支持：在互聯(lián)網(wǎng)視頻分發(fā)中廣泛使用。
  • DRM支持：支持數(shù)字版權(quán)管理（DRM），保護內(nèi)容不被非法復(fù)制。
• 用途：互聯(lián)網(wǎng)上的視頻分發(fā)，特別是通過CD或DVD進行傳播。

XviD

• 全稱：XviD
• 時間：2001年推出
• 開發(fā)/發(fā)布組織：XviD開源項目
• 特點：
  • 開源項目：與DivX類似但免費且開放源代碼。
  • 高壓縮比：提供較好的壓縮比，文件相對較小。
  • 廣泛支持：在網(wǎng)絡(luò)視頻分享中廣泛使用，尤其是在P2P網(wǎng)絡(luò)中。
  • 靈活性：支持多種分辨率和幀率。
• 用途：網(wǎng)絡(luò)視頻分享，尤其是早期的P2P網(wǎng)絡(luò)。

H.264（AVC）

• 全稱：Advanced Video Coding
• 時間：2003年正式成為國際標準
• 開發(fā)/發(fā)布組織：ITU-T VCEG（國際電信聯(lián)盟視頻編碼專家組）和ISO/IEC MPEG（運動圖像專家組）
• 特點：
  • 高效壓縮：提供比以前標準更高的壓縮效率。
  • 廣泛支持：幾乎所有的現(xiàn)代設(shè)備和平臺都支持H.264。
  • 多分辨率支持：支持從標清到高清的各種分辨率。
  • 低延遲：適合實時視頻傳輸和流媒體應(yīng)用。
• 用途：藍光光盤、高清電視、移動設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)流媒體服務(wù)（如YouTube）。

H.265（HEVC）

• 全稱：High Efficiency Video Coding
• 時間：2013年批準為國際標準
• 開發(fā)/發(fā)布組織：ITU-T VCEG和ISO/IEC MPEG
• 特點：
  • 更高壓縮效率：相比H.264提供約50%的比特率節(jié)省。
  • 高分辨率支持：特別適合4K UHD視頻。
  • 廣泛支持：越來越多的設(shè)備和平臺開始支持H.265。
  • 低延遲：適合實時視頻傳輸和流媒體應(yīng)用。
  • 收費：其專利池和許可模式導(dǎo)致了復(fù)雜的收費問題。
• 用途：4K UHD視頻、直播、在線流媒體服務(wù)（Netflix, Amazon Prime Video等）。

H.266（VVC）

• 全稱：Versatile Video Coding
• 時間：2020年批準為國際標準
• 開發(fā)/發(fā)布組織：ITU-T VCEG和ISO/IEC MPEG
• 特點：
  • 更高壓縮效率：進一步提高了壓縮效率，比H.265再節(jié)省約50%的比特率。
  • 高分辨率支持：特別適合8K視頻。
  • 未來技術(shù)：面向未來的視頻編碼標準，支持虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）應(yīng)用。
  • 低延遲：適合實時視頻傳輸和流媒體應(yīng)用。
  • 收費：其專利池和許可模式導(dǎo)致了復(fù)雜的收費問題。
• 用途：未來的8K視頻、虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）應(yīng)用。

其他

1. VP8 / VP9

   • 時間：VP8于2010年發(fā)布，VP9于2013年發(fā)布
   • 特點：Google開發(fā)的開源編碼技術(shù)，VP9在壓縮效率上接近HEVC。
   • 用途：主要用于Web視頻，如YouTube、Vimeo等網(wǎng)站。

2. AV1 (AOMedia Video 1)

   • 時間：2018年最終確定
   • 特點：由開放媒體聯(lián)盟(AOMedia)開發(fā)，旨在提供比現(xiàn)有標準更好的壓縮效率。
   • 用途：正在逐漸被各大流媒體平臺采用，以降低帶寬成本并提高畫質(zhì)。

3. Theora

   • 時間：2004年首次發(fā)布
   • 特點：Xiph.Org基金會開發(fā)的開源視頻壓縮格式。
   • 用途：雖然不如其他標準流行，但曾經(jīng)也在一些開源社區(qū)中使用。

閑說歷史

DivX 和 XviD 的恩怨糾葛

微軟是最早實現(xiàn)MPEG-4 Part 2標準的公司之一，并開發(fā)了一個閉源的編碼器。這個編碼器在當時提供了高效的壓縮技術(shù)，使得高質(zhì)量視頻能夠在有限的帶寬和存儲條件下進行傳輸。然而，由于它是閉源的，用戶無法自由地修改或分發(fā)該編碼器。

1999年，DivXNetworks 公司發(fā)布了第一個版本的 DivX 編碼器。DivX 最初是從微軟的 MPEG-4 編碼器中逆向工程而來的。DivXNetworks 通過解碼微軟的實現(xiàn)，開發(fā)了自己的編碼器，并在此基礎(chǔ)上進行了改進。所以，DivX 是完全兼容MPEG-4格式的。DivX 在發(fā)布之初就迅速獲得了用戶的歡迎，因為它提供了高效的壓縮比和良好的視頻質(zhì)量。

然而，隨著時間的推移，DivXNetworks 開始將 DivX 商業(yè)化。他們引入了數(shù)字版權(quán)管理（DRM）功能，并對編碼器進行了封閉，不再提供免費的、無版權(quán)限制的版本。這種做法引起了廣大用戶的不滿，尤其是那些依賴于開放共享的社區(qū)成員。

面對 DivX 的商業(yè)化轉(zhuǎn)變，一些開發(fā)者和用戶決定創(chuàng)建一個完全開源且免費的替代方案。2001年，一個名為“Project Mayo”的開源項目啟動了，該項目后來更名為 XviD。XviD 的目標是創(chuàng)建一個與 DivX 兼容但完全免費且開源的編碼器。所以，XviD 也是完全兼容MPEG-4格式的。

XviD 的開發(fā)團隊利用了 DivX 的開源代碼作為起點，并在此基礎(chǔ)上進行了大量的改進和優(yōu)化。由于 XviD 與 DivX 同源，其技術(shù)基礎(chǔ)和功能上幾乎沒有差別。XviD 提供了類似的壓縮效率和視頻質(zhì)量，同時保持了開源和免費的特點。

XviD 迅速獲得了開源社區(qū)的支持，并在 P2P 網(wǎng)絡(luò)和其他在線視頻分享平臺上變得非常流行。許多用戶從 DivX 轉(zhuǎn)向了 XviD，因為 XviD 不僅提供了相同的技術(shù)優(yōu)勢，還避免了 DivX 的商業(yè)限制和 DRM 問題。

DivXNetworks 曾試圖通過法律手段阻止 XviD 的傳播，聲稱 XviD 侵犯了他們的專利權(quán)。這一舉動引發(fā)了廣泛的爭議，開源社區(qū)強烈反對這種做法，認為 DivX 的做法是在扼殺創(chuàng)新和自由軟件的發(fā)展。盡管如此，XviD 依然繼續(xù)發(fā)展，并逐漸成為廣泛接受的標準。

因為 XviD 是完全兼容MPEG-4格式的，在當時的輝煌時期，幾乎就是MP4的代名詞。

但是，后來因為更先進的編碼標準如 H.264 和 H.265 提供了更高的壓縮效率和更好的視頻質(zhì)量，滿足了高清和超高清視頻的需求，DivX 和 XviD 逐漸失去了市場主導(dǎo)地位，并最終先后退出了歷史舞臺。

流媒體的時代興衰

在20世紀90年代末至21世紀初，隨著互聯(lián)網(wǎng)帶寬的逐漸增加，流媒體開始成為在線視頻傳播的重要方式。這一時期，微軟的 Windows Media Video (WMV) 和 RealNetworks 的 RealMedia (RM) 成為了主流的流媒體格式。

微軟推出的 WMV 格式以其高效的壓縮率和良好的畫質(zhì)迅速獲得了廣泛的應(yīng)用。它不僅用于個人電腦上的視頻播放，還被許多企業(yè)和教育機構(gòu)用于內(nèi)部培訓(xùn)和教學(xué)視頻。WMV 與 Windows Media Player 緊密集成，使得用戶可以在 Windows 操作系統(tǒng)上輕松地播放和管理視頻內(nèi)容。此外，WMV 還支持數(shù)字版權(quán)管理（DRM），這使得它在商業(yè)應(yīng)用中非常受歡迎。

與此同時，RealNetworks 的 RealMedia 格式是最早的流媒體格式之一，尤其適合低帶寬環(huán)境下的視頻傳輸。RM 格式包括 RealAudio 和 RealVideo 兩個部分，能夠提供流暢的視頻播放體驗。RealPlayer 是當時最流行的媒體播放器之一，支持多種格式，并且在早期的互聯(lián)網(wǎng)視頻服務(wù)中占據(jù)主導(dǎo)地位。盡管后來其他格式逐漸興起，RM 在某些常規(guī)視頻應(yīng)用中仍然有一定的使用。

到了2000年代中期，Adobe 的 Flash Video (FLV) 格式開始崛起，尤其是在 YouTube 等視頻分享平臺的推動下，FLV 迅速成為了新的主流流媒體格式。FLV 格式基于 Adobe Flash 技術(shù)，提供了跨平臺的支持，并且在網(wǎng)頁嵌入方面表現(xiàn)出色。YouTube、Vimeo 等視頻分享網(wǎng)站廣泛采用了 FLV 格式，因為它可以通過 Flash 插件在瀏覽器中無縫播放。FLV 的普及導(dǎo)致了 WMV 的市場份額逐漸下降，因為越來越多的內(nèi)容提供商和用戶轉(zhuǎn)向了更加便捷和兼容性更強的 FLV 格式。

然而，隨著移動設(shè)備和智能手機的普及，以及對更高效、更安全的視頻播放技術(shù)的需求，HTML5 標準應(yīng)運而生。HTML5 引入了 <video> 和 <audio> 標簽，使得瀏覽器可以直接支持多種視頻格式，而無需依賴插件。HTML5 支持 H.264/AVC、WebM (VP8/VP9) 和 Ogg Theora 等多種編碼格式，這些格式在壓縮效率、畫質(zhì)和安全性方面都優(yōu)于 FLV。

在這個過程中，Chrome 瀏覽器等現(xiàn)代瀏覽器起到了關(guān)鍵的助攻作用。2010年，Google 宣布將在 Chrome 中逐步移除對 Flash 的支持，并積極推動 HTML5 的發(fā)展。隨后，其他主要瀏覽器如 Firefox、Safari 和 Edge 也紛紛跟進，宣布不再支持 Flash。這一系列舉措加速了 FLV 格式的衰落。由于 Flash 插件存在安全隱患、性能問題和移動設(shè)備不支持等問題，各大瀏覽器廠商最終決定完全停止對 Flash 的支持。2020年底，Adobe 官方正式停止了 Flash Player 的更新和支持，標志著 Flash 和 FLV 格式的徹底退出歷史舞臺。

MPEG-3 的胎死腹中

MPEG-3 是一個鮮為人知且常常被誤解的視頻編碼標準。實際上，MPEG-3 從未真正成為一個獨立的標準，它在開發(fā)過程中就被放棄了。這個名稱現(xiàn)在通常與音頻編碼技術(shù) MP3 聯(lián)系在一起，但實際上兩者是完全不同的。

在 MPEG 標準的發(fā)展歷程中，MPEG-1 和 MPEG-2 分別于 1993 年和 1994 年發(fā)布，并迅速成為視頻編碼領(lǐng)域的主流標準。MPEG-1 主要用于 VCD 和早期的數(shù)字視頻應(yīng)用，而 MPEG-2 則廣泛應(yīng)用于 DVD 和數(shù)字電視廣播。

最初，MPEG 組織計劃開發(fā)一個名為 MPEG-3 的新標準，旨在處理高清晰度視頻（HDTV）。然而，在 MPEG-2 的開發(fā)過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)通過擴展和改進 MPEG-2，可以滿足高清晰度視頻的需求，而不需要一個新的標準。因此，MPEG-3 的開發(fā)工作被取消，其功能和目標被整合到了 MPEG-2 中。

盡管 MPEG-3 沒有成為現(xiàn)實，但它的名字卻以另一種形式流傳了下來。現(xiàn)在的 MP3 實際上是指 MPEG-1 Audio Layer III，這是一種高效的音頻壓縮格式，它是 MPEG-1 視頻編碼標準中的配套音頻編碼部分。MPEG-1 標準包括三個層次的音頻編碼：Layer I 提供基本的音頻壓縮；Layer II 提供更高的壓縮效率和更好的音質(zhì)；Layer III 即 MP3，提供了最高的壓縮效率和最佳的音質(zhì)。

MP3 的成功在于它能夠在保持良好音質(zhì)的同時顯著減小文件大小，這使得它非常適合在帶寬有限的互聯(lián)網(wǎng)上傳播。隨著 MP3 的普及，它逐漸脫離了 MPEG-1 視頻編碼的背景，成為了一個獨立的音頻格式。MP3 作為一種音頻編碼技術(shù)，從 MPEG-1 標準中分離出來，迅速成為了互聯(lián)網(wǎng)時代最流行的音頻格式之一，廣泛用于音樂文件的存儲和傳輸。

RMVB 的曇花一現(xiàn)

RMVB格式在2000年代初期曾是互聯(lián)網(wǎng)上非常流行的視頻格式，尤其是在中國。它由 RealNetworks 公司開發(fā)，最初以其高效的壓縮率和對低帶寬環(huán)境的良好適應(yīng)性而受到用戶的青睞。RMVB 格式能夠在有限的帶寬下提供相對較高的視頻質(zhì)量，這使得它在早期的在線視頻分享和 P2P 網(wǎng)絡(luò)中廣受歡迎。

如今，已很難再聽到 RMVB 這個詞了。

首先，RealNetworks 改變了其商業(yè)模式，從最初的免費使用轉(zhuǎn)向收費模式。起初，用戶可以輕松地下載和使用 RMVB 編碼器，但隨著公司開始對編碼器收取費用，并加強了對版權(quán)的保護，許多用戶開始尋找其他免費或開源的替代方案，如 XviD 和后來的 H.264。這種收費模式的變化導(dǎo)致 RMVB 的用戶基礎(chǔ)逐漸流失。

為了進一步保護其知識產(chǎn)權(quán)，RealNetworks 甚至雇傭了專門的律師團隊，對未經(jīng)授權(quán)使用 RMVB 編碼器的行為進行起訴。這些法律行動不僅增加了用戶的成本，還帶來了法律風(fēng)險，進一步削弱了 RMVB 的吸引力。一些用戶和內(nèi)容提供商為了避免潛在的法律問題，在之后幾個版本的升級中，紛紛轉(zhuǎn)向了其他更安全且無版權(quán)限制的編碼技術(shù)。

除了商業(yè)策略的變化，RMVB 在技術(shù)上的局限也是其沒落的重要原因。RMVB 在處理動態(tài)場景時，其質(zhì)量明顯下降。特別是在高運動場景中，RMVB 容易出現(xiàn)色塊、模糊和其他視覺偽影。這些問題在高清視頻時代尤為突出，因為用戶對視頻質(zhì)量的要求越來越高。相比之下，H.264 和后來的 H.265/HEVC 等更先進的編碼標準提供了更高的壓縮效率和更好的畫質(zhì)，特別是在處理復(fù)雜的動態(tài)場景時。這些新標準迅速成為主流，取代了 RMVB 在高質(zhì)量視頻領(lǐng)域的地位。

最終，MP4 格式的崛起對所有其他視頻格式都實行了降維打擊。MP4 作為一種容器格式，支持多種編解碼器，包括 H.264 和 AAC，廣泛應(yīng)用于各種硬件平臺，尤其是手機。幾乎所有現(xiàn)代移動設(shè)備、智能電視、游戲機和計算機都內(nèi)置了對 MP4 的支持，這使得 MP4 成為了事實上的標準。由于其廣泛的兼容性和強大的生態(tài)系統(tǒng)，MP4 迅速成為用戶和內(nèi)容提供商的首選格式，進一步擠壓了 RMVB 及其他老舊格式的生存空間。

H.264 的臥薪嘗膽

H.264，也稱為 MPEG-4 Part 10 或 AVC（Advanced Video Coding），在二十多年前的 2003 年就已經(jīng)正式發(fā)布了。它卻經(jīng)歷了從默默無聞到成為事實上的視頻編碼標準的漫長歷程。

H.264 由 ITU-T 視頻編碼專家組（VCEG）和 ISO/IEC 動態(tài)圖像專家組（MPEG）聯(lián)合開發(fā)，旨在提供比當時流行的視頻編碼標準（如 MPEG-2 和 MPEG-4 Part 2）更高的壓縮效率和更好的視頻質(zhì)量。然而，在 H.264 剛推出時，硬件支持是其面臨的主要障礙之一。當時的處理器性能有限，無法高效地處理 H.264 編碼和解碼所需的復(fù)雜計算。此外，初期的硬件設(shè)備（如手機、便攜式媒體播放器和電視）很少內(nèi)置對 H.264 的支持，這使得該格式在消費者市場上的普及受到了限制。

盡管如此，H.264 仍然在一些專業(yè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，例如廣播行業(yè)和藍光光盤。這些領(lǐng)域的高端設(shè)備能夠提供足夠的計算資源來處理 H.264 編碼，從而利用其高效的壓縮率和高質(zhì)量的視頻輸出。隨著技術(shù)的進步，特別是多核處理器和專用硬件加速器的發(fā)展，H.264 的編解碼效率得到了顯著提升，逐漸降低了對硬件性能的要求。

進入 2000 年代中期，智能手機和平板電腦開始興起，這些移動設(shè)備的硬件性能不斷提升，為 H.264 的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了條件。蘋果公司在 2007 年推出的 iPhone 和后來的 iPad 都內(nèi)置了對 H.264 的支持，這不僅提升了用戶體驗，還推動了其他廠商跟進。隨后，Android 設(shè)備也開始廣泛支持 H.264，進一步擴大了該格式的用戶基礎(chǔ)。

與此同時，流媒體服務(wù)如 YouTube、Netflix 和 Hulu 等也開始采用 H.264 作為主要的編碼格式。這些平臺需要一種能夠在不同帶寬條件下提供良好畫質(zhì)的編碼標準，而 H.264 正好滿足了這一需求。隨著互聯(lián)網(wǎng)帶寬的增加和流媒體服務(wù)的普及，H.264 成為了在線視頻傳輸?shù)臉藴蔬x擇。

最終，H.264 憑借其卓越的技術(shù)性能和廣泛的硬件支持，逐步取代了其他視頻編碼格式，成為了事實上的標準。如今，幾乎所有的現(xiàn)代設(shè)備——從智能手機、平板電腦、智能電視到游戲機和計算機——都內(nèi)置了對 H.264 的支持。H.264 不僅在消費電子領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，還在許多專業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用，包括視頻會議、遠程教育和監(jiān)控系統(tǒng)等。

H.265 的收費陷阱

H.264 是一個完全免費的視頻編碼標準，由 ITU-T 視頻編碼專家組（VCEG）和 ISO/IEC 動態(tài)圖像專家組（MPEG）聯(lián)合開發(fā)，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備和平臺。許多硬件和軟件都已經(jīng)內(nèi)置了對 H.264 的支持，無需額外的費用。相比之下，H.265 也是由 ITU-T VCEG 和 ISO/IEC MPEG 聯(lián)合開發(fā)的國際標準，但它在實際應(yīng)用中卻面臨著復(fù)雜的專利許可模式和高昂的費用問題。

首先，H.265 標準涉及多個專利持有者，這些專利持有者通常會聯(lián)合起來形成專利池，以便集中管理和授權(quán)這些專利。主要的專利池包括 HEVC Advance 和 MPEG LA。專利池的存在雖然簡化了授權(quán)過程，但其收費標準和結(jié)構(gòu)卻非常復(fù)雜且不透明。不同的設(shè)備類型（如智能手機、平板電腦、電視、監(jiān)控攝像頭等）可能有不同的收費標準，而對于內(nèi)容提供商和流媒體服務(wù)，根據(jù)內(nèi)容分發(fā)的方式（如按次付費、訂閱服務(wù)等）可能會有不同的費用結(jié)構(gòu)。某些情況下，費用是基于終端用戶的數(shù)量來計算的，這使得成本難以預(yù)測和控制。

除了初始的一次性費用外，許多專利池還要求支付持續(xù)的年度費用或其他形式的計費方式，這增加了長期使用的成本。特別是對于大規(guī)模的內(nèi)容提供商和硬件制造商，專利費用可能非常高昂。

即使支付了專利費用，如果某個實現(xiàn)中包含了未授權(quán)的專利技術(shù)，使用者仍可能面臨法律風(fēng)險。不同國家和地區(qū)對專利保護的法律規(guī)定有所不同，這也增加了跨國企業(yè)的合規(guī)難度和法律風(fēng)險。

由于專利費用的問題，一些硬件制造商在提供 H.265 硬件加速支持方面較為滯后，導(dǎo)致在某些設(shè)備上使用 H.265 需要更多的 CPU 資源，影響用戶體驗。開源社區(qū)在開發(fā) H.265 編解碼器時需要避開已知的專利技術(shù)，這限制了開源實現(xiàn)的功能和性能。開源項目如 x265 雖然提供了免費的 H.265 編解碼器實現(xiàn)，但仍需謹慎處理潛在的專利問題。

相比之下，H.264 作為完全免費的標準，已經(jīng)被廣泛接受和采用，擁有成熟的生態(tài)系統(tǒng)和技術(shù)支持。同時，免費且開源的視頻編碼標準如 AV1 和 VP9 提供了類似的壓縮效率，并且沒有專利費用。這些標準逐漸獲得更多的支持，成為 H.265 的有力競爭者，不過，相較而言，H.265 目前在實際中仍有不可撼動的地位。