Matroska多媒体文件格式的完全演绎.docx

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1、Matroska多媒体文件格式的完全演绎1、多媒体文件格式介绍MatrOSka是一种如何的多媒体文件格式，要懂得它，首先要先明白一个“媒体 容器”的词，简单的说就是把多媒体文件给放一起，怎么放一起就要用一个容器。 当我们在电脑上播放一个电影的时候，我们并没意识到，实际上我们至少在同时 播放一个视频与一个音频。由于同时播放两个文件，比如一个MP3音频文件与一 个视频文件，是非常不现实的，因此我们把音频与视频打包到一个文件里，这个 文件就叫做容器格式的文件，与压缩文件相类似，我们常见的压缩文件格式有 ZIP与RAR。只是容器格式比这个更复杂一些，由于不是所有的视频流格式兼容 所有的容器格式。一个视

2、频文件通常包含多个track,而每个视频track （没有 音频）又可对应一到多个音频track。这些track又总是相互关联的。每个音频 track内部包含标记用于与视频同步。每个track可包含元数据，比如视频track 的纵横比（视频长与宽），或者者音频track的语言。容器也能够有元数据，比 如视频自身的题目，视频的封面，片段号码（用于在电视上展示）等等。但是容 器格式文件及其有关软件务必提供许多重要功能，比如在播放时保证音频与视频 的时序一致。WinZlP或者者WinRAR能够方便地打包多个音视频文件在一起传输, 但是它们显然无法解决保证时序播放的问题，因此才衍生出这种容器格式文件，

3、 目前比较知名的容器格式包含AVl （.avi）、MPEG CmPg, .mpeg）、QuickTime（,mov）、RealMedia （. rm）、MP4 （. mp4）、Ogm 等等。从上面的容器格式，我们应该与我们常说的视频格式区分开。我们常把视频 格式等同于容器格式，事实上这是不确切。准确的说，像上面所提及的容器格式 是一种文件格式，我们电脑上常见的AVl这种文件。而同一种文件格式，如AVI, 又分为MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4几种视频格式，然后同一种视频格式格式，如 MPEG-4又能够使用多种视频编码。因此容器格式并不是让非专业人士头疼的视 频编码。2、Matroska

4、多媒体封装格式介绍2、1 Matroska 概览MatrOSka媒体定义了三种类型的文件：MKV是视频文件，它里面可能还包含有音频与 字幕；MKA是单一的音频文件，能够容纳所有支持音频格式，如MP2, MP3, VORBIS, AAC, AC3, DTS.但可能有多条及多种类型的音轨；MKS是字幕文件，所谓“ELEMENTARY”的 MATROSKA流，支持任意字幕。这三种文件以MKV最为常见，它能够封装多种流行的视频视频与音频，特别是主流的 Real,同时它还使用了一种更加灵活的框架,叫做EBML（Extensible Binary Meta Language）, 它同意在未来为MatrOS

5、ka增加许多功能（如新的A/V codecs （音视频解码器），类DVD目 录）而且不破坏向下兼容性，能兼容老的软件、文件，以确保能够支持将来新出现的压缩格 式：包含各类支持的音频编码，如MP2, MP3, Vorbis, AAC, AC3, DTS, PCM；还能够包含“任 意开关”的srt、ssa ass等软字幕。Matroska加入AVI所没有的EDC错误检测代码,这意味着即使是没有下载完毕的MKV 文件也能够顺利回放，这些对AVl来说完全是不可想象的。尽管MatrOSka加入了错误检测 代码，但由于使用了新的更高效的组织结构，用MKV封装后的电影还是比AVl源文件要小 了约1%,这就是

6、说即使加上了多个字幕，MKV文件的体积也不可能比AVl文件大。MatroSka支持可变帧率（VFR, BP Variable Frame Rate）的视频编码，这种VFR视频的 帧率是不固定的，它可在动态画面中使用较大的帧率，而在静态画面中使用较小的帧率，这 样能够有效的减少视频文件的体积，并改善动态画面的质量。它的作用比目前广泛使用的 VBR （可变码率）更为明显。2、2 MKV概览Matroska多媒体封装格式以MKV视频文件在应用上更为常见，两年前在网络上视频的 传播还很少见到此类格式的视频文件供下载。而现在到主流的影视下载站点，像狗狗影视 或者者更为专业的影视下载站点，遇上这种格式的视

7、频文件已经是很正常，同时朝着取代之 前流行的RMVB视频的趋势进展。以MKV来熟悉MatrOSka最有代表性，而且网络上也往 往以MKV来指代MatroskaoMKV作为Matroska的一个子类文件格式，它继承Matroska多媒体文件的特点，可将多种 不一致编码的视频及16条以上不一致格式的音频与不一致语言的字幕流封装到一个 MatroSkaMedia文件当中，最大的特点就是能容纳多种不一致类型编码的视频、音频及字幕 流，甚至连非常封闭的RealMedia及QuickTime这类流媒体也被它囊括进去，能够说是对 传统媒体格式的一次大颠覆，几乎变成了一个万能的媒体容器。目前它所能封装的视频、

8、音 频、字幕类型包含：文件格式编码方式AVI文件包含使用DiVX、XviD、3ivX VP6视频编码，及PCM、MP3、AC3等音频编码的AVlRealMedia 文件包含 RealVideo 与 RealAudioQuickTime 文件MOV及MP4视频Windows Media 文件包含ASF、WMV格式MPEG文件：包含 MPEG-1、MPEG-2 的 M1V、M2VOgg/OGM 文件包含 OggVbrbis、OGM、FLAC 文件Matroska Media 文件包含 MKV、MKA、MKS文件音频文件WAV、AC3、DTS、MP2、MP3、AAC/MP4字幕文件SRT、USF、S

9、SA/ASS 文本字幕、SubVob 图 形字幕（后缀为IDX、SUB）、BMP图形字 幕（以一组BMP图片及时间码构成的字幕）止匕外，MatrOSka文件中还可包含章节、标签（Tag）等信息，甚至还可加上附件！ Matroska 所谓封装AVI、RM、MoV等媒体，但它并不是简单将它们不加改变的合并到MatrOSka中， 而是将它们的音视频流进行了重新组织。3、MKV与传统封装格式的优势3、1 MKV的进展历程既然在MatrOSka出现前已经存在一种非常成熟的容器格式,为什么还要进展MatrOSka? Matroska较其他的多媒体封装格式具有什么优势？AVI是微软公司在20世纪90年代早期

10、推出的一种音视频容器格式，能够非常灵活地处 理当时的各类音视频编码。有必要熟悉的是，AVl是VFW （Video ForWindows）框架的一 部分，非常不幸的是，VFW无法支持音视频编码目前支持的更高级特性，比如动态码率音 频编码（VBR）、动态帧率视频编码（VFR）。尽管AVl在90年代中后期扩展了其标准，叫 做“Open DML AVI”，克服了许多恼人的限制，比如2GB文件大小限制，但仍然无法提供 对很多现代压缩格式的兼容，比如开源的OggVOrbiS音频压缩格式。MatroSka跨越了所有 的此类障碍，从而提供了对所有可知的音视频格式的支持，由于其使用了一种更加灵活的框 架EBML

11、,以确保能够支持将来新出现的压缩格式。这种框架同意增加对容器格式的新特性, 同时不破坏原有软件与文件的向后兼容性。MatrOSka是一个免费，开源的容器格式，在可扩展的基础上着力于提供老式格式象AVl 不具有的许多改进的特性。AVl的出现已经超过了 10年，慢慢表达出老态了，除了近年通 过VD能够拥有2个音轨，没有其他的改进。Ogm的出现，标志着多音轨格式的出现，能够合成8个以上的音轨，音频上自然也多 T Ogg这个格式，重要的是能够“内挂”字幕，老外称之“软字幕 能够任意开关，能够“内 挂”8个以上的字幕，美中不足的是仅仅支持Srt格式，同时不支持UniCOde,对亚洲字符支 持严重不足。还

12、有一个就是ChaPter功能，能够自定义段落，播放时就能够选择了，越来越 像DVD。但是当时的Ogm源码是不公开的，就那么几个人在开发，自然进度慢了，几乎陷 入了“死亡”。后来宣布公开源码，加入OPenSoUrCe行列，重新开始开发。MKV就是在Ogm停滞的那段时间出现的，由俄罗斯的程序员开发的，从一开始就是 Open Source,因此得到了很多其他程序员的帮助，开发速度相当快。3、2 AVl封装格式AVI是微软1992年推出用于对抗苹果Quicktime的技术，由于当时还没有流式播放需 要，AVl的将索引布置在打包文件的尾部，这就使得AVI封装不能做到流式播放，在用电脑 播放AVI封装的高

13、清视频时，会发现，当拨动时间指针后，图像开始播放后若干秒后，才 能发出同步声音。尽管国际学术界公认AVl已经属于被淘汰的技术，但是由于WindoWS的 通用性，与简单易懂的开发API,还在被广泛使用。AVI的文件结构、分为头部，主体与索引三部分.主体中图像数据与声音数据是交互存 放的。从尾部的索引能够索引跳到自己想放的位置。AVl本身只是提供了这么一个框架，内部的图像数据与声音顺据格式能够是任意的编码 形式。由于索引放在了文件尾部，因此在播internet流媒体时已属力不从心。很简单的例子, 从网络上下载的片子，假如没有下载完成，是很难正常播放出来。另外一个问题是AVI对高码率VBR音频文件支

14、持不好。VBR全称是VariabIe BitRate, 就是动态比特率，能够根据当前的需要定义不一致的比特率，避免了浪费，同时提高了利用 率。随之问题也就来了，由于容器里的图像与声音是分开的，因此播放时需要一个图像与声 音的同步过程，假如CBR音轨的话由于码率是定值，同步不成为问题，但是VBR音轨是 不断的在变换，而AVl没有的时候间戳去让VBR音轨与图像同步，这样就会产生图像声音 不一致步的问题。后来VirtualDub提出了一种新的方法扩充了 AVI对VBR音频的兼容，但是在高码率时 会产生丢失数据的问题,从而导致有损音效,这一点问题到现在都没有比较完美的解决方法。 同时更加令人遗憾的是，

15、对TrueHD, DTS-HD等音效更是完全不能支持。3、3 MKV封装格式的优势MKV封装十分新颖，而且也非常开放，它对比AVl的优势表达在下列几点：1、可变帧率：这需要编码的配合，试想一下在回放变化比较慢（比如说静物）时以比较 低的FPS来代替，能够节约很多资源。2、错误检测与修复：这无疑提供了纠错与容错性，在网络传输的今天尤为需要。3、软字幕：经常看DVDriP与HDriP的朋友熟悉到，字幕通常都是以其它文件形式存 在，在MKV里它能够内嵌在封装里，但不可能与视频混淆，也能够多字幕随意选择。这样 在传输储存时比较方便。4、流式传输：这与TS流的原因基本一致，通过时间戳来管理视频与音频的同

16、步问题, 做到即下即看。5、菜单：交互式的操作使得MKV更加人性化。6、强大的兼容性：MKV最大的特点就是能容纳多种不一致类型编码的视频、音频及 字幕流，即使是非常封闭的ReaIMedia及QUiCkTime也被它包含进去了，堪称万能的媒体容 器。7、开放性与跨平台性：MatrOSka使用的是一种开放的架构，拥有众多的先进特性，同时能跨平台使用。MKV AVI的比较格式错误检测可变帧率软字幕流式传输菜单MKV有支持支持马上支持马上支持支持AVI无不支持不支持不支持不支持支持不够3、4 MKV在高清方面的优势这两年，“高清”是一个热门字眼。从电脑卖场到家电卖场，从现实生活到网络世界， 高清都有很高的出镜率。一说到显示器显卡，都是冠以支持