视频编码与视频封装

如果想在剪辑或调色时更加高效，或者，想导出体积小并且质量高的视频，就得先搞清视频编码与视频封装的概念。

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建议

• 在剪辑或调色时的建议

1、采用帧内压缩的视频编码格式。

Mac 系统：ProPres

Windows 系统：Cineform

2、采用上述视频编码格式，默认会被封装为 MOV 文件格式。

• 导出视频用于网络传播时的建议

1、采用帧间压缩的视频编码格式，当前主流是 H.264，未来主流应该是 H.265。

2、封装格式为 MP4。

3、码率为 5 ~ 10 Mbps。

原因是：码率越大，视频质量就越高，但文件体积也就越大。码率越小，文件体积变小，但视频质量也就越低。

一般的视频平台会将上传的 1080P 视频再次压缩到 1.5 Mbps左右的码率。所以，设置较高些的码率再导出视频，可保证上传后的视频画质。

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视频封装

常见的视频文件扩展名有 .mp4、.mkv、.mov、.avi 等，这些文件扩展名就意味着文件的封装格式。

视频封装，其实就是把所有相关信息（视频、音频、字幕、媒体信息等）打包为一个文件。

比如，将 H.264 编码的视频和 MP3 编码的音频按照 MP4 的封装标准封装起来，这样我们看到的就是 MP4 格式的视频文件了。

封装格式并不影响画质，它只负责把内部的视频轨和音频轨集成在一起，并不对内容造成影响。

封装标准虽然不影响视频质量，但不同的封装标准依然有不同的特点。

比如，较早的 AVI 格式只能封装一条视频和一条音频，而且不支持流媒体播放，AVI 格式可能在将来被淘汰。

MP4 是目前主流的封装格式，可以封装多种多条编码的视频和音频，还可以封装字幕。

视频文件如果不能导入到某个剪辑或调色软件中，这极大可能是封装格式的问题，或者是文件中的视频编码格式不被支持。

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视频编码

• 视频编码的主流标准

视频编码可以说是一个视频文件的核心所在。

当前，视频编码有两个主流标准，一个是 H.26X 系列，另一个是 MPEG 系列。

H.26X 系列

H.26X 包括 H.261、H.262、H.263、H.264、H.265等等。

H.261、H.262 主要用在视频会议和视频电话中，H.264 则是被广泛用于视频的录制与压缩上。

H.265 在 H.264 的基础上进一步提升了图像质量，并且在压缩率上是 H.264 的两倍，被普遍认为是下一代编码标准。

MPEG 系列

MPEG 包括 MPEG-1 第二部分、MPEG-2 第二部分、MPEG-4 第二部分、MPEG-4 第十部分等。

MPEG-1 第二部分主要用在 VCD，而 MPEG-2 第二部分一般在数字电视和广播系统中应用比较多。

MPEG-4 第二部分则可以用在网络传输上，在压缩性能上也比前两代高。

MPEG-4 第十部分与 H.264 的标准十分接近，两个编码组织甚至合作，为这个标准命名为 H.264/AVC，这也是目前主流的编码格式。

• 为什么要压缩

先来看看一个 15 秒的未压缩的 1080P（帧速率 25 fps，位深度 12）视频大小：

1920×1080×12比特/像素×25帧/秒×15秒÷8÷1024÷1024÷1024≈1GB

这还不是一个视频文件的最终大小，因为视频文件里通常会包含音频信息，尽管音频信息的体积要远远小于视频。

要使得此原始格式的视频能进行正常传输或播放，则每秒钟需要读取或传输 622 M比特的信息，称之为 比特率 ，又叫 码率 。

1920×1080×12比特/像素×25帧/秒÷10^6≈622Mbps

这个速率，目前的网络及机械硬盘都无法承受，所以必须要对视频进行压缩。

有关码率的知识请参阅《》。

• 无损压缩与有损压缩

视频压缩分为 有损压缩 和 无损压缩 两种。

无损压缩是指压缩前和解压缩后的数据完全一致，通常压缩比比较低。

有损压缩意味着解压缩后的数据与压缩前的数据不一致，在压缩的过程中要丢失一些人眼和人耳所不敏感的图像或音频信息。

几乎所有高压缩比的算法都采用有损压缩。

• 视频压缩算法

视频压缩算法主要有两大类： 帧内压缩 和 帧间压缩 。

1、 帧内压缩

帧内 Intraframe 压缩，也称为空间压缩 Spatial Compression 。

当压缩一帧图像时，仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息，这实际上与静态图像的压缩类似。帧内压缩一般达不到很高的压缩比。

由于帧内压缩时各个帧之间没有相互关系，所以压缩后的视频数据仍可以以帧为单位进行编辑。因此，帧内压缩适合在剪辑视频或调色时采用。

常见使用帧内压缩的视频编码格式有：

ProRes

苹果公司推出，在苹果系统上高效优良，封装格式为 .mov。

DNxHD/DNxHR

Avid 公司推出，相当于 Windows 系统上的 ProRes，封装格式为 .mxf。

GoPro Cineform

当前非常高效的编码格式，可导出带有 Alpha 通道的视频，封装格式为 .mov。

2、 帧间压缩

帧间 Interframe 压缩，也称为时间压缩 Temporal Compression 。

通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩。由于视频中连续的帧之间具有很大的相关性，丢掉相邻帧之间的冗余量及一部分相关帧，就可以大大提高压缩比。

当然，在解码播放视频时，需要耗费更多的电脑资源去计算出那些丢掉的信息。一般来说，这些计算出来的视频的画质肯定比不上原画质，但 AI 技术的来临可能改变这一结论。

帧间压缩适合在最终导出时采用。

常见使用帧间压缩的视频编码格式有：

MPEG 2 ：DVD，已经过时。

H.264 ：MPEG 4，当今网络传播最佳。