视频格式都有什么,视频格式区别对比

题图来自Unsplash，基于CC0协议

导读

说起数字视频的存储格式，说实话这是个横跨技术、硬件甚至历史沿革的大话题。从第一代VHS录像带一路走到今天的各种高效压缩格式，视频格式的发展史还真是跟电脑外设进化史密不可分。我得先和你聊聊这个话题。

常见视频格式大体上可以分为编码格式和文件格式两大类。编码格式决定视频压缩效率和质量，常见有老当益壮的MPEG-1，现在用得最广的应该是H.264和H.265了，像Xbox One录制视频默认都是采用这些专业编码标准。至于以前的一些桌面应用支持的Theora编码其实也值得关注，尽管现在已被边缘化。文件容器格式这块更有意思，它就像是包装视频数据的"盒子"。MP4因为兼容苹果设备和广泛网络支持，基本占领了移动互联网播放领域；MOV则更多用于专业领域，像Final Cut Pro生成的视频绝大多数都是这个格式；AVI虽然老旧但兼容性强，早年的Windows作品很多都是这个格式；而MKV这个"盒子里的百宝箱"可以装下各种编码格式，解码器选得自由，真正做到了兼容并蓄。

比较这些格式还是得看实际需求。码率就是关键指标，同画质下用H.265压缩的话数据量只有H.264的近一半。不过H.265编解码要求更高，在老旧设备上可能会卡得要死。至于MKV虽然万能，导致很多移动播放设备都不愿意内置支持，生怕占用宝贵的存储空间和计算能力。说起个人电脑兼容性，MP4和AVI永远稳居前两，特别是AVI，在某些老旧系统上甚至比最新格式更保险。"自由转换"就不能太过理想化了，使用FFmpeg这个神器至少能在批量转换时省下不少时间。播放流畅性当然是设备解码能力的问题，高端硬件支持更多高级编码标准，普通MP4播放器多数连H.265都不愿意吃力派上用场。储存空间需求简直是阅读理解题，同样画面下电影级MPEG-1会比网络段子式MKV大出几倍不止。至于专业领域，色域范围可能是更残酷的考验，比如专业摄影作品经常需要使用广色域编码格式，普通视频播放器可能根本显示不了这么范围的色彩——这也间接导致了许多限制。

各种视频格式的选择像是一种精益求精的设计。网络应用这块，JSON因为轻量级的支持和存储方便，非常适合移动场景。专业的Hydrogen Audio工程格式则秉持"数字损失"的精神，每道工序都要保持最高保真，这就是为什么它能在高端音频领域占据一席之地。其实专业的红宝石影院都是采用定制化的封装技术，与其说是视频、不如说是影视作品派生出的影像文件管理系统的创新。为自己的用途挑选最合适的格式才能恰到好处。

历史这本吃透太长了，但关键节点还是值得看一看的。从1993年Dirk Groeff提出的AVI概念说起，人们一开始恨不得用任何手段把影像转换成电脑能理解的方式。这就好比古代人们把文字写在羊皮纸上，储存介质升级到了Beta格式。到了90年代中期，随着MPEG-1标准推出，视频压缩这一领域便引发了一场技术革命，可想这H.261、H.263，从起初的音频处理转向视频压缩，不经意间令个人级影像发生了翻天覆地的变化。就算只从网上下载资料都是有它的影子，比如说，早期YouTube视频其实大量使用的就是AVI格式，直到后来逐渐迁移到MP4格式。更别提风靡一时的DivX视频压缩技术，这可是在个人电脑上实现视频压缩技术的一次革命，让更多人能存储和传输这些视频数据。到了21世纪初，HD DVD跟蓝光格式这种光盘规格之争简直是DVD时期的翻版，看来这数字媒体的发展果然是步履维艰。而后来的发展则完全是沿着H.264这条均衡之路不断前行，因为其高效率的压缩率，适用于从智能手机到电影院的各种场合，可以说成为了现今数码影像的事实标准。至于现在的H.265，虽然压缩能力惊人，但由于计算要求高，再加上硬件支持仍未完善，目前仍未普及，可以说是处在一个磨刀霍霍却又牛刀小试的阶段。

工作原理这块，我们来看看像素层面和传输方式的差异。像素序列就像播放列表，隔行扫描会让画面出现越来越闪烁的感觉，这也是为什么电视信号采用逐行扫描技术限制，毕竟你不想看色彩肌肉在屏幕上跳来跳去吧？压缩必然是关键一环，RGB模式原生色块太多了，转换成YUV颜色空间能有效减少冗余信息——这过程就像整理照片，只保留真的色彩，多余的部分悄悄舍弃。编码算法就是在没有前兆的情况下把大量像素转换成编码块，简单说就是批量处理表达方式。Intel的MMX指令集和类似的硬件加速技术确实帮了大忙，试想如果没有这些技术作为支撑，光靠软件完成视频压缩，那电脑运转起来估计跟老式打字机差不多了。传输方式上，USB连接虽然速度快，但延长线也太短了点；HDMI则应用广泛值得选择，HDCP技术还防止私传，毕竟你不想电影公司因为这个亏本吧。至于网络传输，选定的视频流方式直接影响着呈现质素，H.264流畅但码流控制略逊于VP9。

当然，还有些值得考虑的因素：比如60FPS跳跃帧对舒适度的影响，就像观看电影一样，要么和观众保持统一的视角，要么干脆置身事外。显示器部分也是关键，你看高清电影时最好的选择是输出到FRC色域屏幕。网络传输方面尽可能选择WebSocket而不是TCP协议，那样多了保留设置的可能性。如果你是专业音视频创作者，那记得一定要保留Alpha通道，这样后期处理起来才完美无缺，才能拍出最惊艳的画面效果。

基于上述所有考虑，没有一种视频格式能真正称得上"最好"，都是各有长处又各有短板。但从大规模使用的角度，现代用户选择合适的视频格式整合传输通道，需要综合考虑画质、体积、性能与兼容性。归根结底，真正好的视频格式应该做到"无心插柳柳成荫"，那就是不在你用的时候大做文章，应该是一切都按照用户的需求来贯彻下去，这才是一种真正专业的设计追求吧。