多媒体影音新时代.docx
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多媒体影音新时代
多媒体影音新时代
信息与计算科学2005级蔡均
指导教师陈锋（讲师）
摘要：
多媒体影音是我们日常接触最多的一种信息源，我们通过多媒体了解我们所存在的这个世界。
当今多媒体视音频文件编码标准的主流MPEG-4和H.264，造就了AVI、MP4、MP3等多种流行视音频格式。
但人们对多媒体的追求远不止这些，所以出现了新型的IVM交互式视频格式以及APE的高保真音频格式等，他们的出现将多媒体技术提到了一个新的高度。
而万能影音播放器KMPlayer的诞生，也预示着多媒体影音播放器的全面升级。
关键词：
多媒体；编码格式；播放器；发展趋势;互动多媒体
ANewTimesofMultimedia’sAudioandVideo
CaiJunInformationandComputationalScience，Grade2005
DirectedbyChenFeng（lecturer）
Abstract：
Multimediaisoneofthemessagesourcethatweoftenused,wecanknowtheworldweliveinbymultimedia.Atpresent,AsanmainstreamfileofmultimediacodingstandardMPEG-4andH.264,createdmanypopularvideoandaudioformats,suchasAVI,MP4,MP3andother.However,thepursuitofpeopletomulti-mediafarmorethanthese,Sotherehavebeensomenewtechnology,suchasanewtypeofIVMthataswellasinteractive’svideoformatandahigh-fidelity’saudioformatsAPEandsoon,theywillbetheemergenceofmultimediatechnologytoanewheight.AndthebirthofUniversalMultimediaplayerKMPlayer,alsoindicatesthatmulti-mediaplayerwellall-roundupgrade.
Keywords:
Multimedia；CodedFormat；Player；DevelopmentTendency;InteractiveMultimedia
1多媒体影音概述
所谓多媒体是指能够同时采集、处理、编辑、存储和展示两个或以上不同类型信息媒体的技术，这些信息媒体包括文字、声音、图形、图像、动画和活动影像等[1]。
多媒体从诞生到现在，便以它特有的方式改变着我们的工作和生活方式。
21世界是一个多媒体迸发的时代，它的急速膨胀和蓄势待发已经形成了一股势不可当的超强台风，正在袭击着互联网、通信、教育、广播娱乐等各个领域。
多媒体时代的影音娱乐已经不再是当初简单的一张VCD（DVD）或一盘磁带就能解决了，随着多媒体与互联网的有机融合，人们对于多媒体影音的要求越来越高，尤其是质量问题，有需求就有市场。
于是应运而生的多媒体影音技术也越来越多，而且一代比一代更先进。
2多媒体影音使用现状
多媒体影音即是指多媒体时代的影音娱乐，相对于以往的录像带或唱片而言，现在我们所接触的多媒体产品太多太新奇。
随便一款MP3播放器就能让你听到十盘磁带都装不下的音乐；一张小小的DVD就能装下一整部的高清电视剧；以往只用于打电话的手机，现在都在不断的开发多媒体功能，听音乐、看电视、上网、拍照、录像、玩游戏几乎就已经成为每部手机必备的出厂功能；甚至于长途客运和市内公交上都能看到多媒体影音系统，网络上的多媒体产品就更不用说了。
可见多媒体影音正在以各种各样的形式不断的充斥着我们的生活并加以改变。
2.1常用编码格式
由于视音频信息的数据量是非常巨大的，为了更好的储存、传输和使用它们，我们必须采用一定的压缩标准将其进行编码压缩。
一直以来,“国际电联（ITU-T）”制定的H.261、H.263、H.264，“国际标准化组织（ISO）”制定的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7、MPEG-21，以及微软研制的Xvid/Divx是我们日常所见视音频文件的编码标准[2]。
至今H.261、H.263和MPEG-1早已不再使用，新兴的H.264、MPEG-2、MPEG-4、Xvid可以说是我们生活的主流编码[3]。
2.1.1主流编码标准
MPEG-2压缩主要使用了帧间压缩和帧内压缩两种技术，它比MPEG-1更加智能化，而且清晰度也更为出色，所以它一直用于DVD视频压缩和HDTV高清晰电视广播的制作方面。
但它的压缩比却让人难以满意，巨大的数据量导致其普及速度严重减缓，继而遭受了MPEG-4技术的强烈冲击[4]。
MPEG-4的出现很好的挽救了MPEG-2的不足，它利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图像质量。
与MPEG-1和MPEG-2相比，MPEG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控。
因为它的应用范围广泛，所以MPEG-4已经是目前市场上的主流编码标准。
相对于MPEG-4，MPEG-7和MPEG-21严格来说不能算是编码标准，MPEG-7是多媒体内容描述接口，主要用于标准化一种语言来说明描述模式，而MPEG-21则主要致力于将不同的协议、标准和技术等有机地融合在一起来制定新的标准，以达到全球的资源共享。
但由于技术限制，目前这两种标准都只是提出来，还未获得正式批准。
而H.264制定的目标是提供一种比已存标准性能更高的视频编码标准[5]，主要体现为较高的编码效率、友好的网络交互性和精简的语法表示。
相对于之前的编码标准来说，Xvid不算是一种正统的编码标准，它只是隶属于MPEG-4的一种编码，但因为其继承并发展了OpenDivXEncore2的高效性能，被认为是目前世界上速度最快的MPEG4CODEC。
2.1.2主流音频格式
由于编码标准的不断完善，也促使着各种视音频格式的不断更新，音频格式从最早的WAV到后来的MP3再到WMA，这是一个从质到量再到质的一个过程。
为了节省空间，技术人员研发出体积较小但音质尚能满足普通用户的MP3格式[6]。
为了节省空间又能保证质量，微软公司又研发了WMA格式[7]，WMA音质与MP3相当，但体积却比MP3更小，并且WMA的版权保护机制[8]也是MP3所没有的，不过虽然保护了创作者的利益，但也给广大用户带来不便，即使现在已经被破解掉，但在整体竞争力却还是比不过MP3。
2.1.3主流视频格式
对于视频格式的发展，则要从本地视频格式和流媒体格式两方面说起。
本地视频格式里包括我们经常使用的AVI、MOV、MKV等，而流媒体格式则主要是RMVB、WMV、ASF、FLV，MP4，手机主流格式是3GP、MP4等。
AVI（AudioVideoInterleaved）是由微软推出的一款视频数据和音频数据交叉编码的一种RIFF文件[9]。
这种视频的优点就是图像质量好，几乎能达到高清的标准，并且可以跨多个平台使用，但缺点就是体积过于庞大。
MOV是Apple（苹果）公司创立的一种视频格式，它无论是在本地播放还是作为视频流格式在网上传播，都是一种优良的视频编码格式。
MKV是个“组合”和“封装”的格式，换句话说就是一种容器格式。
目前的MKV格式是按H.264编码标准而生成的高清视频格式，优点是支持多种格式的视频和音频，尤其是Real；支持多音轨，多达16条以上；支持ssa，ass软字幕，多达16条以上；更支持段落选取（由制作人决定）。
简单地讲就是体积小，质量高。
所谓流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放上网站服务器，让用户一边下载一边观看、收听的网络传输技术[10]，而RMVB、ASF、FLV及3GP都是时下最流行的流媒体格式。
我们从网上下载的大部分高清影视都是RMVB，它合理地利用了比特率资源，使得在牺牲少部分你察觉不到的影片质量情况下最大限度地压缩了影片的大小，最终拥有了近乎完美的接近于DVD品质的视听效果。
相比于RMVB的高清，ASF的优点比较凸显在它的实时传输上，因为它的信息特别适合在IP网上传输，也因此通常用于网上直播或点播系统。
而对于网络上的视频分享网站，大家便不约而同的选择了FLV流媒体格式，这是一种新的视频格式，由于它形成的文件极小、加载速度极快，所以非常适合网络视频的在线播放。
相对于FLV在网络上的风生水起，3GP则是在手机视频的领域里开创了另一番天地，3GP格式凭借体积小，画面清晰，移动性强迅速成为移动设备标准格式[11]。
2.2常用播放器
目前网络上出现的各种视音频播放器不下百种，但由于大部分是由小公司或个人研发，所以在功能性和稳定性上自然不能与大公司的主流播放器相比。
因此这里只介绍一些常用的主流播放器。
2.2.1主流音频播放器
千千静听，Winamp和Foobar可能是我们接触得比较多的三款音频播放器，对于他们的优劣，我想通过三张表格来做一下对比：
表1系统资源占用情况比较
比较项目
Winamp
Foobar
千千静听
CPU占用率
1%-4%
3%-7%
1%-5%
最大化时内存占用
13.3M
6.9M
4.5M
最小化时内存占用
4.3M
2.9M
2M
启动时间
3-5秒
1-3秒
2-3秒
表2格式支持情况
文件格式
Winamp
Foobar
千千静听
mp3
支持
支持
支持
mp3PRO
支持
不支持
支持
MP4
支持
支持
支持
WMA
支持
不支持
支持
APE
支持
支持
支持
MPC
不支持
支持
支持
OGG
支持
支持
支持
WAV
支持
支持
支持
FLAC
支持
支持
支持
RM
支持
不支持
支持
AIF
支持
支持
支持
AU
支持
支持
支持
表3功能比较
比较项目
Winamp
Foobar
千千静听
均衡器
支持
支持
支持
歌词显示
迷你歌词
插件
支持
格式转换
不支持
支持
支持
视觉效果
支持
支持
支持
换肤
支持
不支持
支持
由以上三张表格可以看出在功能上千千静听的功能之强大是其它两款音频播放器所无法比拟的。
2.2.2主流视频播放器
视频播放器中不得不提到的便是暴风影音和QuickTime，其中的暴风影音（MediaPlayerClassic）提供和升级了系统对常见绝大多数影音文件和流的支持，媒体封装及字幕支持等。
配合WindowsMediaPlayer最新版本可完成当前大多数流行影音文件、流媒体、影碟等的播放而无需其他任何专用软件。
它对字幕嵌入、多声道调节、屏幕抓图等视频调节功能进行了全面优化，因此它目前是网络上最为流行的一款高清影视播放软件。
而QuickTime是由苹果电脑公司所设计的，架构强大的、可扩展的、灵活的数字媒体制作平台[12]，除了播放MP3外，QuickTime还支持MIDI播放，并且可以收听/收看网络播放，支持HTTP、RTP和RTSP标准，还支持主要的图像格式及数字视频文件。
除以上两种视频播放器外，我们经常用到的还有RealPlayer和WindowsMediaPlayer，这两款播放器可以说几乎已经成为了装机必备播放软件，虽然支持播放的格式也不少，但相对于以上的万能播放器来说就相形见拙了，再加上他们对于附加功能的开发太过缓慢，以至于在总体竞争力上显得后劲不足。
2.2.3新生代多媒体终端——MP5/MP6
说到视频播放器，还有一款不得不提一下，那就是新一代的便携式个人多媒体终端—MP5[13]，严格来说它不仅仅是一款播放软件，而且是一款软硬件相结合的多媒体终端产品，MP5的核心功能就是利用地面数字电视通道实现在线数字视频直播收看和下载观看等功能，此外，MP5内置40－100G硬盘，用户可以将MP3、网络电影甚至DVD大片、电视连续剧、自己喜欢的照片统统纳入其中。
可以说MP5是在MP3和MP4播放器的基础上发展而来，同时它又融合了数字电视地面接收的技术在里面，再加上它的体积小，易携带，在某个程度上来说，MP5是多媒体播放器技术的一个飞跃。
而紧随MP5之后的MP6目前也已在几大数码厂商的推动下浮出水面，除了MP5所具有的功能外，还添加了拍照、摄影、卡拉OK等附加功能，是一种新型的集多种影音娱乐于一身的高端多媒体播放器。
然而即使是这样的无所不能，也仅是我们国内的定义，在国际上还没有出现相关的标准化定义，所以在未来一定会出现比MP5、MP6更具有竞争优势的多功能播放器。
3多媒体影音发展趋势
纵观多年来多媒体影音产品的发展，从最初的磁带、录像带到后来的VCD，再到DVD，到现在满大街都能看见的MP3、MP4，再到刚才提到的MP5/MP6简直就是可以放在口袋里的电视机，无一不在昭示着多媒体影音技术发展的日新月异。
而对比近年来各种多媒体产品的发展走向，我们可以发现三个趋势：
一是小体积；二是高质量；三是交互性。
如果你经常注意你身边的多媒体产品就会发现，从箱子大小的收音机，到巴掌大小的随身听，再到手指大小的MP3播放器；还有以前的大头LED显示器到现在的超薄液晶显示器；还有砖头大小的录像带，到一张纸板大小的VCD，再到高压缩存储的DVD。
无一不是在告诉我们多媒体影音产品需要减肥，体积越小越容易携带，也就越能走进人们的生活。
再者对质量的追求也是多媒体影音技术所坚持不懈的，一部影片画面是否清晰，声音是否立体，都是人们所关注的焦点。
互动多媒体的诞生，无疑是给多媒体产业点燃了一盏明灯。
从单媒体到多媒体再到互动多媒体，一代又一代的技术革新，都在不断的改变着人们的沟通方式，而互动多媒体的出现则是对数字通信的颠覆，虽然现在的互动多媒体还没有全面展开，但从其对各种商业活动的内容和形式的参与表现来看[14]，它将来一定会成为多媒体影音世界的主体。
3.1视音频格式发展趋势
3.1.1视频格式新趋势——IVM
图1IVM编码器
IVM是一种交互式的互动视频媒介格式，它将视频节目和附加视频或动画有机结合，观众在观看的同时可以与视频进行有效的互动。
IVM文件除支持视频互动以外，还支持观看和互动数据的采集功能，能获取准确的视频访问日志，还可以开发游戏式互动。
《赤壁》上就是网络上第一个使用IVM格式的电影样片，《赤壁》的官方版权商就是为了保护正版影视版权而采用的这种新兴格式的，它的高清和可交互性更是让所有看过它的人为之震撼。
之所以说IVM是视频格式的发展趋势，正是由于它创新的可交互性，而这种交互性主要体现在它的六大特性上，如图1。
1它支持互动式视频内容（FLV格式）的插入。
即可以在源视频内容的任意时间位置插入任意时长的视频内容。
2它支持水印式Logo或动画的插入。
即可以在源视频区域的右上角，插入指定大小（180*80pixel）的水印。
水印文件可以是jpg图片格式或者Flash动画格式。
3插入的视频及水印支持动画及点击功能。
即插入的视频及水印允许设定鼠标点击的链接地址。
4它兼容目前主流的视频播放器：
MediaPlayer9、10，KMPlayer，暴风影音等。
但目前来讲，前提是必须现在电脑上安装IVM解码器。
5强大的视频播放数据采集功能。
即IVMLab能采集用户的视频节目的各类观看数据：
观看时间、IP、时长等。
此数据得到第三方数据检播商的认证，可按需要出具认证报告。
6编码工具不一样。
IVM编码器工具分免费用户版和注册用户版两种。
注册用户版的工具具备上述所有功能。
用免费用户版不具有上述第3和第5项功能。
3.1.2音频格式新趋势——APE
如果说现今的网络音乐是MP3的天下，那么未来一定是属于APE的。
APE是一种由Monkey'sAudio提供的无损压缩音频格式，其音质是任何一款有损压缩格式都无法比拟的。
如果说MP3是方便快捷的快餐生活，那么APE绝对是一场艺术与音乐的饕餮盛宴。
当今网络上的无损压缩格式其实不只有APE，还有FLAC，但为什么我会说未来是属于APE呢？
原因有三：
一是因为压缩一张CD，APE只有将近原CD的一半的体积，而FLAC却达不到；二是因为相同压缩下，APE的音质明显高于FLAC；三是因为在安装插件后，APE可以直接在电脑上播放，多重终端的兼容性使得它成为无损压缩的首选格式。
APE格式压缩的音乐一般有两种形式：
一种是整张CD压缩，包括一个APE文件和一个CUE文件，APE里包含了多首歌曲而CUE文件则用来确定歌曲时间、名称等信息；另一种是多个APE文件，每个APE文件为一首歌曲。
对于现目前网上提供的APE文件大部分是整张CD一起压缩的文件，而这种文件不利于用户一首一首的筛选和分类保存，要切割的话还要借助专门的切割软件，所以相比而言，单首歌曲的APE文件灵活性更好。
APE可以直接在CD上抓轨获取并压缩得到[15]。
因为是无损压缩，所以它还原以后丝毫不会损伤音质，而相对与CD来说体积却小了一半，所以非常适合网络传播。
因此很多音乐发烧友都越来越青睐这种完美音质的音频格式。
关于APE的播放器，以前只能用Monkey'sAudio播放器和Winamp播放器播放，而现在还能使用Foobar2000播放器及千千静听等播放器，只要安装APE相关的插件即可（下面即将提到的KMPlayer是不需要安装插件就可以播放）。
现在的APE其实很像80年代的MP3,它们同样都是体积与音质的完美结合，80年代的MP3是以其体积作为质的飞跃，联想当时硬件的高昂价格我们可以很容易理解为什么大家对MP3这么青睐；而现在的APE是以音质作为质的飞跃，在硬件价格不断下降的今天，大家对于文件的体积要求已经不再那样在意，转而将注意力放在了音质上，一首高音质的音乐可比得上十首快餐音乐的份量。
再加上APE的网络共享在不断增多，像VeryCD（电驴）、APE9、52APE、APE音乐站、小路工作室、深度无损音乐论坛等，都是提供APE音乐免费下载的网站。
随着网络带宽的不断普及和网络覆盖的范围不断扩大，在不久的将来APE必然会成为音频格式里的中流砥柱。
3.1.3手机视音频常用格式——MP3/3GP
手机常用视音频格式主要有MP3、AAC、WMA、MP4、WAV、3GP，但并不是每部手机都支持它们。
由于生产厂商不同，它们所生产的手机支持的格式也各不相同，即使是相同的生产厂商生产出来的不同型号或不同批次的手机所支持的格式也不尽相同。
所以我们并不能在所有的手机上都看到以上的视音频格式。
但由于发展趋势的需要，各个手机制造商也不得不在发展各自特色的基础上考虑到用户的共享心理，于是有些适合于手机使用的视音频格式便成各大手机制造商所共同接受的共享格式——即MP3和3GP。
MP3的特点是体积小和音质高，这点刚好弥补了手机内存小的缺陷，而3GP也同样是因为其体积小和画面清晰并且实用于移动多媒体而符合了手机对多媒体文件的要求。
所以在一个完全为手机多媒体而存在的视音频格式出现之前，MP3和3GP都将是手机多媒体的主流格式。
3.2多媒体影音播放利器——KMPlayer
KMPlayer（以下简称KM）是由韩国制造的一款全能播放器，是一套将网路上所有能见得到的解码程式（Codec）全部收集于一身的影音播放软体。
只要安装了它，你不用再另外安装一大堆转码程式，就能够顺利观赏所有特殊格式的影片了。
除此之外，KM还能够播放DVD与VCD、汇入多种格式的外挂字幕文档、使用普及率最高的Winamp音效外挂与支援超多种影片效果调整选项等，功能非常强大。
可以说是多媒体播放器的时代新宠，它除了集结以往播放器的所有实用优点以外，还加入了其它播放器所没有的一些功能。
图2常用菜单图3选项-参数设置
KM的界面是十分简单干净的，但它的菜单控制却十分强大，如图2，我们可以看到除了普通播放器所拥有的功能外，它还具有其它播放器所没有的屏幕控制、全景扫描、捕获、滤镜等众多选项，这些功能不仅强大，而且都具有实用性。
KM考虑到人们的观看习惯不同，设置了不同的屏幕控制、视频选项、音频选项及相关滤镜，让人们在观看的时候可以根据自己的需要调整影片宽高比以消除屏幕黑框；同时可以根据电影画面质量选择想要的视频滤镜以增加视频的观赏性，及对声道的有效控制，这些都是KM播放器人性化的体现。
然而KM最具有创新意义的功能选项还是它强大的参数设置功能和捕获功能。
如图3是参数设置选项框的截图，我们可以很清楚的看到它里面的选项之全是以前任何一款播放器都没有办法相比的，它里面共有13个设置选项，其中“常规-键盘/鼠标”（图4键盘/鼠标）是个性化控制软件的设置项，可以对常用按键Enter\ESC\单击\双击等的操作作为习惯性设置；关联项（图5关联）可以根据个人喜好，选择“全选”“仅视频”“仅音频”等播放需要的媒体文件。
如果“全选”，则意味着所有的音视频及各种图片都用KM来播放，包括.rm（vb）的流媒体视频，.flac，.swf，.flv等网络视频，.mov动态视频，.mkv高清字幕封装视频以及不常用的.APE、MIDI音乐等都能播放。
可以说有了这一款软件，其他的视音频软件及看图软件都不用安装，可以为你的电脑节省很大资源。
另外，KM带的滤镜控制、DVD设置及插件设置等选项都是KM特有的设置选项，可以设置出专业的影视播放环境，满足不同层次人员的需要。
图4键盘/鼠标
图5关联
视频截图可能很多视频播放软件都能做到，但能做到视频捕获和音频捕获的就非KM莫属了。
以往我们在看电影的时候想截取其中一些精彩片段或提取一些想要的音频时，就只有使用专业的截取软件才能做到，这样显然很不方便，而现在KM提供了画面、音频、视频甚至是序列图的捕获功能，如图6、7、8，并且可以根据自己的需要设定保存文件的编码格式及相关参数。
从而轻松的获得用户想要的视频片段或音频片段。
这项功能不仅方便了普通用户，对于喜欢视频创作的用户来说更是雪中送炭。
图6捕获视频
图7捕获音频
图8捕获图片
总结
本文主要总结了时下的主流的视音频编码标准和格式以及多媒体播放器，并对当前多媒体影音的现状和发展做了一个深入分析。
在网络盛行的当今，网络多媒体技术的发展已经远远超过了我们的预期。
APE和IVM的出现，意味着我们对视音频格式的要求已经达到了一个从量到质的飞跃，相比以往的简单要求而言，人们更看重视音频的质量，这也是一个时代进步的表现。
纵观当今多媒体世界，由于根基深厚，所以MP3格式在未来几年仍会是音频世界的霸主，占领着大半个音频市场，但随着APE格式的日渐成熟和传播范围的日益扩大，在不久的将来必将取代MP3成为音频市场的主流；而为了满足人们不断提高的视听要求，网络上相应出现的各种播放器就已经不是上百种所能形容的了，随便一个软件下载网站就有数十种播放器可供下载，可由于大部分播放器都是由个人或小公司开发，所以在功能稳定性方面还尚有不足。
一个万能而又稳定的播放器，是所有用户共同的需求，而现在一个KM就能解决所有问题，它所支持的播放格式绝对比你想的要多得多，而且播放质量有良好保证。
相信在不久的明天，IVM解码器也会植入进KM，以后就不用再安装IVM的解码器就可以播放交互式视音频文件。
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