五大非编厂商确定“高清编解码器”主格式

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两年前，当我们谈到高清编辑时，给人的感觉是“畏惧”：昂贵的HD-SDI接口非编卡、速度快容量大的吞吐不压缩视频海量数据的磁盘阵列、性能强劲的计算机主机，所有的投入都是惊人的。HDV、P2 HD、XDCAM HD、AVCHD等高清摄像机的问世，使得用廉价的1394或者USB接口就能将高清数据传送到非编的存储系统中，而且这些摄像机记录的都是经过压缩编码后的数据，硬盘空间占用量也很小。接口和高清视音频存储格式的变化，使得这些高清非编的成本大为降低。

在这些新格式中，HDV、XDCAM HD和AVCHD采用MPEG-2或MPEG-4的帧间压缩方式，如果只是简单的剪辑，直接使用这些格-式的“原码”就可以了，但是如果面对复杂的制作，比如要在多个剪辑、合成、特效、动画软件之间相互传送素材和完成的效果文件，原始素材就要进行多次复杂的解码和编码，使用长GOP的MPEG 2、MPEG-4格式不仅速度慢，最后得到的视频画面质量也将大打折扣。在标清时代，为了保证节目品质，我们常采用不压缩视频或图像序列方式在剪辑、合成、特效、动画软件之间交换素材，但是如果选用将原始素材转码为不压缩视频，1秒钟视频就会占用超过1Gbit的磁盘空间，也就是说lGB硬盘只能存储几秒长度的镜头!那么，在后期制作过程中，能否采用一种磁盘空间占用少、编解码速度快又能在多次编解码后保证一流画质的高清格式呢?

CANOPUS HQ

Canopus HQ编解码器是第种实用化并被大量应用的高清编解码器。

2004年Sony第一台HDV 1080i摄像机HDR-FX1E推出后，Canopus的EDIUS SP for HDV就是第一款支持HDV实时编辑的非编产品。虽然在EDIUS SP for HDV软件内可以选择采集为HDV原始文件格式*.m2t和Canopus HQ文件格式*.avi，但是限于计算机的速度，*.m2t的编辑很难实时，而Canopus HQ文件在当时主流配置的计算机上就能够实现高清实时编辑和高清实时特技。时至今日，虽然计算机的运算能力提升很快，但是编辑HDV源码还远不如编辑标清顺畅，但是如果采用Canopus HQ编码你就不用考虑速度的问题了，因为编高清的表现和编辑标清一样好。Canopus HQ是Canopus针对高清实时编辑专门开发的编解码器，设计目标是在品质上优于HDCAM和DVCORO HD，一个无压缩的1080/60i高清信号，在DVCPRO HD中，亮度下降到1280 samples/line，色度采样遵循4:2.2的算法，下降为640 samples/line，在HDCAM中，亮度下降为1440samples/line，色度遵循3:1.1的算法下降为480samples／line。相对于这些编解码器，Canopus HQ编解码器保持了色度采样4:2:2的算法和亮度采样1440samples/line的结果，这意味着亮度结果等同于HDCAM，但色度结果高于DVCORO HD和HDCAM。Canopus HQ采用帧内压缩方式和可变码流，数据量为100―270Mbps，是不压缩高清视频的1/10-1/5大小，接近不压缩标清视频的码流，这样不用昂贵的高速磁盘阵列就能够编辑高清节目了。右图显示当采用Canopus HQ 180Mbps的码流时，已经超过了HDCAM录像机(1080 60i，采用140Mbps固定码流)的效果。在HQ编解码器的研发之初，当时流行的是10bit高清无压缩非编系统，但是这些昂贵的系统只能剪辑电影和广告，无法应用到大量常规节目制作中。针对10bit和8bit量化的问题，Canopus也提出了自己的观点：由于主流的HDCAMDVCORO HD高清录像机在将高清视频记录在磁带上之前，已经量化为8bit因此在后期非编中采用10blt也不可能获得更多的视频信息，因此Canopus将其HQ编解码器确定为采用8bit量化。Canopus HQ最初支持的分辨率为1440×1080，为了满足更高端的视频合成动画制作等需要，Canopus在2005年9月IBc上宣布Canopus HQ+推出，支持1920×1080全高清分辨率。2006年伴随着Edius 4的，Canopus HQ开始支持Alpha通道，这样我们在动画和合成软件中就可以直接生成带有A pha通道透明信息的Canopus HQ AVl文件，导入到EDIUS后就能直接看到这层画面叠加在背景画面上的效果，而以前要实现这种效果就必须在动画合成软件中生成TGA等图像序列，既占用硬盘空间又不可能获得编辑过程中的实时效果。

AVID DNxHD

与Canopus从设计HQ编码器开始步入高清编辑不同，Avid在2004年提出DNxHD高清编解码器时，已经是高清编辑市场的巨无霸厂商了。但是Avid认为之前的无压缩系统存在多个问题阻碍高清节目制作普及化

其一，高清系统的高额投资使得大多数制作公司不敢轻易涉足，其二，即使购买了无压缩高清编辑系统的用户，考虑到存储成本，一般都采用先低码流粗编最后再重新上载无压缩素材完成节目的方式，耗时费力，影响高清节目的生产效率，其三，不压缩高清视频所要求的高数据传输率使得很难利用共享存储网络的多机编辑来实现有效、协作的工作流程。DNxHD的设计目标就是基于利用较少的存储空间与带宽来满足多次合成需要的理念，打造一款具备母带品质的高清编解码器。其中Avid DNxHD 145 8bit编解码器码流只有145Mbps比标清不压缩视频还小20％，由于这种编码占用较少的带宽，使得非编系统可在廉价的软Raido甚至是单块硬盘上实现高清编辑，甚至支持Avid多镜头编辑功能，实现3路实时DNxHD 145码流同时回放。同样由于DNxHD的低带宽特点，在Avid Unity MediaNetwork网络中可实现了真正的多机协同制作实时高清节目。Avid DNxHD编码的效率如此之高，使用者甚至可以在笔记本系统上处理母带品质的高清素材。Avid DNxHD是一款全分辨率的高清编解码器，采用4:2:2色彩取样，为了保证效率和品质的均衡，用户可以挑选与源素材最匹配的Avid DNxHD量化比特与码流。你可以选择10bit量化，以保证在经过多次后期制作处理之后依然能够维持原来的图像品质。事实上对于精确的色彩修正而言，10bit量化保证了原始素材始终能够保持最大的动态范围。Avid DNxHD技术以MXF标准为基础，确保可与任何其他符合MXF规范的系统交换文件。在NAB2007，AvId宣布有24家领先厂商计划将Avid革命性8比特和10比特HD编码技术整合到他们自己的产品当中。

Avid DNxHD自推出至今，已被广泛地应用于众多高清电影和电视节目的制作当中，包括，《金刚》、《纳尼亚传奇》，在意大利都灵举办的奥林匹克冬季运动会《American Idol》(《美国偶像》)和《Late Night with Conan O'Brien》(《科南・奥 布赖恩深夜脱口秀》)节目等。

苹果ProRes 422

NAB2007，苹果公司了令人期待的Final Cut Studio 2套装，引入Color这原先价值两万美元的专业校色工具但是该软件套装的价格依然只有1万多元人民币，而Final Cut Pro 6则提供了同 时间线中支持不同的视频格式和不同帧频的视频剪辑的功能。这些新功能都会让苹果的用户欢呼，然而真正值得他们欢呼的应该是ProRes 422编辑码器。苹果公司是这样描述的：ProRes 422是一种新的全光栅10位4:2:2后期制作编码器能以SD文件大小提供的HD高品质完美效果，能在SAN中或现场MacBook Pro上高效运作。这种明显的“新加坡版”中文翻译稿实在拗口，笔者再把它翻译成“大陆版”：“ProRes 422是苹果公司开发的款全分辨率编辑解码器，采用10bit量化、4:2:2色彩取样，码流虽然等同于标清无压缩文件大小却能提供高清的完美效果，这使得我们在SAN网络上就能调用实时高清素材，同时也能够在MacBook Pro笔记本电脑上实现高清实时编辑。”

ProRes422编解码器除支持高清外，也支持标清格式，高清码流为140―260Mbps，可设定压缩品质。ProRes422编解码器的推出，虽然打破了其之前一直推崇的原码编辑的理念，但是却是降低系统投资普及推广高清的一大进步，毕竟目前的非磁带摄像机越来越多 编码器也越来越复杂，像Sony／松下的AVCHD、松下的AVC、RED的4K RAW等，要实现这些格式的原码编辑，非把计算机的CPU累趴下不可。ProRes422一经推出就受到了这些摄像机厂商的吹捧，在NAB2007的苹果展台上，一段激动人心的视频就是如何用Final Cut Pro采集来自RED摄像机的高清信号。

BLACKMAGIC Online JPEG

Backmagic Design公司从为苹果Final Cut Pro系统提供高性价比视音频IO卡起家，后来才横跨苹果和wIndows两大平台。在苹果上，BMD无需为编解码器的事情操心，苹果本身就是编解码器的行家里手――早在ProRes422诞生之前，使用DecklinK、AJA等高清非编卡就可以直接采集为DVCPRO HD高清格式(8bit、水平分辨率1280或1440像素、100Mbps固定码流)，苹果开发ProRes422的目标是10bit，全分辨率可调节码流等高端性能。

在windows平台上，BMD就没有这么幸运了。为了使庞大的windows平台用户降低高清编辑中存储系统的投资成本，BMD在2006年9月IBC期间了5.7版本的驱动，BMD宣布：“一般来说DeckLink卡是用来处理无压缩视频的然而有了DeckLink 5.7，用户可以选择使用全分辨率高清压缩Online JPEG视频。这种新解码器支持高质量4:2:2采样率，而其压缩率却非常低，因此降低了对磁盘带宽和容量的要求。换句话说，只用一块系统内部硬盘就可以完成采集和回放。此外，Online JPEG完全兼容Adobe Premiere Pro、After Effects和其它DirectSho软件。”其实，BMD选择在这个时候Online JPEG编解码器，除了考虑到DeckIllK HD系列板卡用户的投资成本外，更重要的是为即将推出的Intensity系列HDMI非编卡上市铺平道路。HDMI非编卡的主要用户群是HDV、AVCHD摄像机的拥有者，要让他们投资购买昂贵的、能够满足采集高清不压缩视频的磁盘阵列，可能性极小。而使用这种Online JPEG编解码器(在Premiere Pro中显示的名字是Motion JPEG编解码器)，采用帧内压缩方式，码流在100Mbps左右，一块普通的SATA硬盘就够用了。

熟悉BMD早期板卡的朋友可能会知道，Online JPEG编解码器这种说法，BMD在2003年就提到过，不过当时只是面对标清采集提出的，并没有大张旗鼓地推广这个概念。但是这次不一样了，今年的NAB上，BMDIntensity Pro时再次强化Online JPEG概念，指出这种全分辨率(1920×1080)专业质量的压缩高清编解码器可以在Premlere Pro中实时采集JPEG AVI文件，与采用1440×1080分辨率的HDV和DVCPRO HD不同，Blackmagic的Online JPEG保留了高清视频1920×1080的全分辨率，但是采集的文件尺寸却远远小于无压缩高清视频。看来，Online JPEG是一支射出的箭，出弓没有回头路。

MATROX MPEG-21-frame HD

虽然同样是只做非编卡而不是“非编系统”，Matrox的资历要比BMD老许多，但是有些时候，“资历老”却是一种负担。Matrox的强项是设计制造复杂的“视频处理卡”，而不像BMD的产品只是简单的10接口卡。在价格上Matrox带有SDI/HD-SDI的高端板卡要比模拟端口的普及型板卡贵很多，而编解码器靠软件技术就能实现，因此Matrox不同档次的高清非编卡虽然都支持MPEG-21-frame HD编解码器，但是入门级高清板卡RT.x2只能通过模拟分量输入接口采集8bit，1440×1080像素的文件，高端板卡如AXl0则可以采集处理全分辨率文件甚至支持10bit量化。Matrox系列硬件板卡都支持带有Alpha通道的32bit AVI文件。Matro为脱机编辑提供的纯软件MPEG-21-frame HD编解码器只支持8bit、1440×1080像素，而且不支持Alpha通道。与其他四个非编厂商相比；Matrox走向完全开放的路还有点长。