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XviD vs DivX
2002年,TDX2002的规则中,除了允许使用旧有的DivX3.11编码之外,新加入
了第二种核准使用的编码——也就是本文标题中的XivD编码。作为每年在网上放出
数千部最新影片的网上高品质影音组织,他们所遵循的规则对于整个MPEG-4编码的
应用市场来说,都有决定性的重要意义。XviD在TDX2002中,以DivX3.11的替代者
的姿态出现,还有人戏称:XviD是继承DivX3.11的非商业同人版。那么XviD到底是
什么?它又有些什么样通天彻底的视频压缩本领?或许您并不知道的是:XviD是个
本来不会出现的东西……
几经波折的诞生记
4年以前,在PC上能用的唯一MPEG-4编码器就是由微软所开发的,包括MS
MPEG4V1、MS MPEG4V2、MS MPEG4V3的系列编码内核。其中前面两种都可以用来制
作AVI文件,至今都作为Windows的默认组件。不过V1和V2的编码质量都还不太好,
直到MS MPEG4V3开始,画面质量有了显著的进步。不过微软却决定仅将这个MS
MPEG4V3 的视频编码内核封闭在Windows Media流媒体技术,也就是我们熟知的
ASF文件之中,不再能用于AVI文件。ASF文件虽然有一些好处,但是过于封闭甚至
不能被编辑,惹恼了天不怕地不怕的电影黑客。很快便有小组修改了微软的MS
MPEG4V3,解除了不能用于AVI文件的限制,并开放了其中一些压缩参数,由此,也
就诞生了我们今天所熟悉的MPEG4编码器DivX;-)3。11。
DivX广泛流行,成为DVDrip的标准,问题是,它的基础技术是非法盗用微软的
,只能在地下里流传却上不了台面,无法进行更广泛的产品化,更无法生产硬件播
放机。在这种情况下,一些精通视频编码的程序员(包括原DivX 3.11的开发者)
成立了一家名为DivXNetworks Inc.的公司,简称DXN。DXN发起一个开放源码项目
ProjectMayo,目标是开发一套全新的、开放源码的MPEG4编码软件。特别是完全符
合ISO MPEG4标准的OpenDivX CODEC吸引了许多软件高手参与,并很快开发出
OpenDivX编码器和解码器原型,之后又开发出更高性能的编码器Encore 2等等。这
一时期,主要编码工作是DXN的人在做,而许多技术难关的解决得力于来自开放源
码社会的帮助。
就在一切都看起来进展顺利的时候,好戏上演了。ProjectMayo虽然是开放源
码,但不是依据GPL(通用公共许可证,一种开放源码项目中常用的保障自由使用
和修改的软件或源码的协议)。DXN在设计授权协议时留了一手,2001年7月,就在
Encore 2基本成型,差不多可以产品化的时候,DXN另搞了一个DIVX.COM网站,封
闭了源码,发布了他们自己的DivX 4。DivX 4的基础就是OpenDivX中的Encore 2,
但利用了DivX的牌号,可以说出乎意料地摆了所有人一刀。由于DXN不再参与,
ProjectMayo陷于停顿,Encore2的源码也被DXN从服务器上撤下。经过激烈的争论
,DXN虽然承认Encore 2在法律上是开放的,但仍然拒绝把它放回服务器。开放源
码社会就这样被狠狠地涮了一回。
OpenDivX尚不能实际使用,而DivX 4(以及后续的收费版本--DivX 5)等等都
成了私有财产,许多人为打破微软垄断而无偿付出的智慧和劳动仅仅是帮助了DXN
发财,这种结果当然是不能被接受的。为此,整个0dayz组织永远地拒绝了DXN公司
的DivX4\5,而原OpenDivX开发组中的幸存者,逐渐重新聚拢开发力量,在最后一
个OpenDivX版本的基础上,发展出了XviD。
劫后余生的XviD到现在又度过了近1年时间,它继承并发展了OpenDIVX Encore
2,性能得到极大提高,被认为目前世界上速度最快的MPEG4 CODEC。XviD重写了
所有代码,并吸取前车之鉴依照GPL发布(注意不再是LGPL,所以谁要是想用它做
成产品而不开放源码是非法的)。不过,因为MPEG4还存在专利权的问题,所以
XviD只能仿照LAME的做法,仅仅作为对如何实现ISO MPEG-4标准的一种研究交流,
网站上只提供源码,如果要使用就要自己编译源码或者到第三方网站下载编译好的
可运行版本。
想当初Gaj之流的几个家伙搞OpenDivX的时候,一开始是很像一个像模像样的
开放源码项目,很多人都被吸引过去一起开发,测试。直到后来,那几个家伙一夜
之间露出骗子的本来面目,把OpenDivX的成果一股脑带走,变成了封闭源码的
DivX4,而后进一步变成现在的收费的DivX5了。本来很好的OpenDivX被逼流产,不
过也就促成了今天XviD的诞生、发展和壮大。现在的XviD更可以说超越了DivX 5,
以更好的质量、更强的功能挑战着新一代的MPEG4应用战场。
丰富多彩的技术特性
不仅XviD的出现本身就是开放源码社会中典型的一部教科书,它在技术上的各
种新特性也都是货真价实、童叟无欺的。对于一个第二代的MPEG4视频编码内核来
说,XviD的各种算法设计都有代表性的先进意义。
多种编码模式
除了最原始单重估定码流压缩(1-pass CBR)之外,XviD提供了包括:单重质
量模式动态码流压缩、单重量化(Quantization)模式动态码流压缩、和包括外部
控制和内部控制的两种双重(2-pass)动态码流压缩模式。XviD显然是目前PC上的
MPEG4编码内核中,可选模式最多的视频编码。
其中特别是双重(2-pass)动态码流压缩模式,通过检测画面运动幅度以最优
化的方式曲线分配画面量化幅度,使充满活性元素的视频影片可以在占用空间和画
面质量之间获得最佳的平衡。而单重量化(Quantization)模式动态码流压缩,可
以高速地一次性生成可控画面细节的动态码流视频文件,在较少的压缩时间代价之
下,可以获得较稳定的画面细节质量,这都是单纯的DivX3.11所不具有的优秀功能
。
量化(Quantization)方式和范围控制
量化(Quantization),简单的说就是在编码时通过对时间或空间上相邻的画
面单元进行同化、模糊细节的程度,是对画面质量最基本的控制因素。XviD不仅提
供了标准的MPEG量化方式,还特地提供了更适合低码流压缩的.h263量化方式。并
且XviD还可以在双重(2-pass)运算时,根据对画面信息的综合分析,动态的决定
某段场景的画面量化方式,真可以说是为网络媒体文件传播中,空间与画质的平衡
而考虑,设计贴心得到家了。
XviD还提供了强大的对压缩过程中的量化幅度的范围控制。用户可以选定压缩
时允许使用的量化幅度范围。例如设定一个量化的上限,就可以避免可能出现的画
质大幅下降的情况。
运动侦测(Motion Search)和曲线平衡分配(Curve)
对画面逐帧进行运动侦测,以及对全片段的运动侦测结果进行分析后,重新以
曲线平衡分配每一帧的量化幅度,以做到:需要高码流的运动画面可以分配更多空
间、更高的码流、更低的量化幅度来保持画面的细节;而对于不包含太多运动信息
的静态画面,则消减分配预算。这种把好钢用在刀刃上的做法,是XviD做为第二代
MPEG4编码的核心内容。
XviD提供了多极运动侦测精度,包括半像素插值(half pixel
interpolation)的技术以16x16像素的微区块为单元标示上运动矢量;以及4分运
动矢量(inter4v motion vectors)的方式,以8x8的像素区块为单元更细致的纪
录运动向量以供二重分析。
动态关键帧距(I-frame interval)
动态关键帧距是另一个XviD所具有的,在空间和画面之间获得最大平衡的技术
。我们知道在视频压缩中不是每一帧都记录着全部的画面信息,事实上只有关键帧
记录着完整的画面信息,而后续的P帧(P-Frame)仅仅是纪录下与之前一帧的差值
。如果关键帧之间的画面变化很大,则会浪费宝贵的空间在P-Frame上;而加入把
变化很大的那一帧记录在关键帧里,那么由于后续的帧不再有更大的变化,就可以
节省P帧所需的空间。因此,根据画面镜头切换和运动幅度来变换关键帧的位置,
对于视频压缩下的画面质量提高,就有着事半功倍的效果。
心理视觉亮度修正
除了基本的MPEG4编码外,XviD还提供了不少附加功能。其中典型的就是心理
视觉亮度修正。这个功能可能通过去除肉眼不能分辨的亮度信号和亮度差异,来提
高压缩效率。遗憾的是,尽管这个设计非常的有创意,但是目前的实际应用中却会
导致肉眼可见的画面质量下降,还期待在日后的版本中可以有所改进。
演职员表选项
另外一个贴心的设计是电影专用的“演职员表选项”。这个功能可以在用户指
定的某些不必要保留细节的段落处(例如电影的演职员表),设定为极低的码流。
甚至压缩到正片码流的10%以下,可以节省不少空间,设计得非常贴心。
外部自定义控制
除了XivD自己的内部曲线分配控制方式外,XviD也提供了外部的开放接口。允
许使用者略过XviD本身的编码分析内核,利用第三方提供的外部分析工具,例如
Gordian Knot,生成的分配好的控制文件,再交还XviD做最终的二重运算压缩。这
种方式扩展了XviD的可用性和用户控制程度,因为像Gordian Knot这种软件甚至可
以做到由用户控制每一帧的量化幅度和码流分配额度,可以为高级应用提供更多的
可能性。
运动矢量加速(Hinted Me)编码
XviD还有专为提高编码效率而开发的设计,就是纪录下画面的运动矢量信息至
一个Log文件中。再在二重运算压缩时通过直接读取该文件中的信息,节省下对运
动矢量信息的重复运算,大幅提高编码速度。
画面优化解码
不仅在编码上XivD拥有强大的功能,在解码时的画面优化方面,XviD也有很多
新的建树。例如"Horizontal deblock (Y)"可以柔化水平方向的亮度马赛克;
"Horizontal deblock (C)"可以柔化水平相的色度马赛克;"Deringing(Y)"可以柔
化环状亮度色斑;"Deinging (C)"可以柔化环状色度色斑;"mosquito"可以减少画
面中的蚊状噪斑。并且,这些XviD的画面优化手段都是可选的,因此只要关闭几个
不是那么必要的选项,就可以在低配置的PC机上播放。
正在开发的B帧
另一个XviD中引人注目的技术发展,就是B帧。我们知道I帧就是关键帧,P帧
在关键帧之间,只储存与之前一幅已解压画面的差值。B帧与P帧的原理一样,但除
了叁考之前解压了的画面外,亦会参考后面一帧中的画面信息。因此B帧解压出来
的画面比P帧就要来的好。
之前的MPEG4编码内核都仅仅使用了I帧和P帧存储画面。如果能在此基础上使
用B帧技术,自然可以在画质和压缩比上更上一层楼。目前XviD已经为开发人员提
供了测试性质B帧体验版的XviD编码内核,相信不久的将来,XviD就可以把MPEG4编
码的优势发挥到极致,成为网上视频记录格式的盟主。
XviD格式的DVDrip怎么看?
XviD格式的DVDrip较之XviD格式的DVDrip,在播放时差别不大,注意以下两点
:
1.安装ffdshow,安装后,它可以解码任何一种(DivX3,5,XviD)MPEG-4编码,
还有很多画面优化功能。
2.安装ZoomPlayer。现在很多新的DVDrip的音频部份支持国粤双语、中英双
语、中日双语等多音轨模式,用MediaPlayer播放时调节声道很麻烦,而
ZoomPlayer可以很方便地切换声道。ZoomPlayer是一款绿色的播放软件,特有消除
OverScan功能优化缩放画面。除支持全屏幕及播放列表等外还支持面板代换(可自
定义面板,详见SKIN目录下的defaultskin.skn),还包括好用的控制栏及使用背
景颜色来测试显示器的明亮度功能,并且能在播放ASF、WMV等文件时拖动时间条(
不用修复),支持 DVD 的播放。需要DirectX支持,最低不能低于DX8。
最近,在很多DVDrip社区,已经出现了字幕组,互相配合进行字幕的制作工作
,DVDrip的翻译和本地化制作产生了。最近网上广为流传的《圣斗士-冥王篇》就
是由高校的漫画社团制作的字幕。 |
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