编解码器的世界 - 从字幕组说起

1.Preface

在CDN，网盘以及正规版权的视频网站还没有红火起来之前是p2p技术撑起的音视频分享网络，例如eMule，eDonkey，BitTorrent也包括从BT衍生出来的所谓的PT（Private Tracker），只是如今在版权保护意识愈发重视的背景下p2p软件已经日益式微，记得10年左右的时候日本某著名p2p软件作者都被检方起诉上了法庭，但无论怎样p2p的出现也间接促进了字幕组的盛行，这种当时先进的文件分享方式极大地解放了网络上有奉献精神人们的分享热情，也使得高清片源可以为大众免费取得，使得字幕组之类的组织可以更加注重字幕翻译质量以及压制技术而无需考虑片源获取成本，这种所谓人人为我，我为人人的分享理念是值得称赞的，除却这种贡献是建立在对片源方利益的侵害上，毕竟分享的资源里也凝结了别人的心血，这种非营利性的字幕组盛极一时，毕竟这种分享性以完全的免费的方式提供比译制片质量还要好资源的行为在初期是很难被指责的，虽然也有部分字幕组会有广告获取收益，但是当这种非盈利行业规模越来越大的时候，原有影视市场环境就开始受到了冲击，免费资源使得影视行业只有投入而较少收益，因此不可避免的受到的国家层面的限制与整顿，虽然可惜但这也是人类社会新生事物发展过程中的不可避免的阵痛，经济壮大的核心还是要繁荣市场交易来实现，毕竟影视业属娱乐行业本质上就不适合公益属性，这里就通过字幕组来简单介绍下计算机多媒体技术的发展脉络。

2.容器格式

视音频容器格式即常见视音频文件的后缀，不同容器格式提供的功能略有差异，但都可以容纳视音频码流甚至字幕流，完全不编码的视频数据类似于图片为RGB bit-mapping，不编码的音频数据则是PCM采样数据，缺点均为数据量过大，不易传输和存储，因此通过编码器将原始视音频数据编码并将码流按容器格式存储为文件，使用时码流数据通过解码器还原为原始视音频数据显示或者处理。常见的编解码器和容器格式如下图所示：

完全无损的avi文件因其巨量的数据几乎没有实用性，在视音频发展的历程中mpeg组织是贯穿其中的明星，其提出的标准近乎主导视音频技术的发展，MPEG1和MPEG2分别是大名鼎鼎VCD和DVD的编码标准，而且因为MPEG2标准的先进性，直接取代了当时刚起草的MPEG3标准，从脉络上来看，在MPEG1/2时代彼时的ITU-T组织起草的H.26x还可以与之分庭抗礼，但到了MPEG4时代，ITU-T标准就略显乏力，特别是前MPEG4的divx/xvid编解码方案直接抢占了realplayer公司RealVideo编解码器在我国视频压制市场上的主导地位，要知道在VCD/DVD时代，RealPlayer公司风光一时，其开发的RealVideo8/9编解码器一直都是MPEG1/2码流压制的主导方案，或者说在我国是这样的情况，使用RealVideo的编码可以将VCD/DVD压缩为可以在网络上流播放的rm或者rmvb格式文件，只是这种格式在xvid/divx编解码器出现后就渐渐被淘汰了，而后ITU-T只能和MPEG组织合作制定了MPEG4 AVC标准，ITU-T归档为H.264标准，音频方面为MPEG4 AAC，至此RealVideo逐渐淡出人们视线，两位两大厂商微软和苹果分别在AVC和AAC标准上开发了自己的编解码方案。

3.编解码

如果我们是字幕组的成员，在进行开始新的项目之前首先要获取片源，方式一般有三种：
a. DVDRip/BDRip，即以发行光盘内容为片源，为了获得合适的文件大小也会进行编码压制，但为了保证画质该阶段压制均为高质量编码，因而片源文件一般较大。
b. 录制采集获取，一般针对于电视节目，使用电视采集卡进行录制，以前多用于港澳台日韩的电视剧以及综艺节目，我国的数字电影频道开通后也有相应的录制资源，此外涉及游戏的片源多为采集方式制作。
c. p2p共享获取，最省心的方式获取热心群众（留学生为主力）制作的片源，不过小水管不建议尝试。
d. 拍摄获取，俗称枪版，主要是在电影院拍摄的DV片源，因为画质较差且有环境噪声，往往直接压制不进行字幕制作。

综上片源大体指高质量编码（high-quality）的视音频文件，高质量编码的意图在于保持尽量高的bitRate以保证画质，其实编码的目的在于压缩比特率，而压缩的同时会带来还原度的下降，因此对同种编码而言，片源往往使用较小的压缩比编码获得较高的比特率从而实现较好的还原度，以应对后期非线编发布时考虑适度的文件大小而必须保持相比片源较低比特率而进行二次编码带来的画质损耗。

如上所示，对于音频文件采样频率和采样深度两个关键参数的确定即可对应出某种编码方案所实现的比特率进而确定文件大小，而对于视频文件在分辨率和帧速确定的前提下要选择不同画面质量来确定某种编码方案下的比特率，但无论音频视频，对确定的编码方案都是比特率越高质量越好，而对于不同编码方案则一般无法通过比特率来对比质量，因为AVC编码下的低比特率流还原度可能比MPEG1编码下高比特率流质量还要好。

4.codec

可以说在获取的高质量片源后就要开始字幕以及logo的制作了，然后在将片源，字幕，logo等压制成较低比特率的媒体文件以便于下载和网络点播，在MPEG1/2时代RealVideo占据主导地位，使用的压制软件为ERMP，生成RM或者RMVB格式文件；随后在xvid/divx时代，流行VirtualDubMod软件使用xvid/divx编码器进行压制，生成avi格式文件；紧接着x264/avc标准出现，字幕组较多使用MeGUI软件调用avs脚本利用AVC编码器压制mp4或者mkv格式文件，如下所示：

因为字幕组的重点在于字幕以及logo，无需对视频进行剪辑，因此所使用软件均偏向于小巧高效，如果倾向于音视频制作则需要选择相应的商业软件如音频编辑软件，非线编软件，合成软件等等，但无论是使用何种软件以及应用在何种场景，对码流的编解码过程始终贯穿其中。

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