什麼是編解碼器（codecs）：視訊編解碼器（video codecs）的前世今生

編解碼器（codecs) 是所有數位媒體的基石。若沒有它們，我們就無法有任何媒體內容，包括照片、視訊和音訊。討論不同檔案格式時，您可能聽過編解碼器（codecs）一詞，不過您真正知道這是什麼嗎？或許略知一二，等閱讀本文後，您將有更深入的瞭解。

本文將為您介紹編解碼器，再指引您深入認識視訊編解碼器，以及視訊編解碼器的發展歷程和未來。

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什麼是編解碼器（codecs）？

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根據牛津字典，編解碼器是一種可壓縮資料的裝置或程式，以利更快速地傳輸資料和讓接收裝置解壓縮。Codec編解碼器一詞結合Encoder編碼和Decoder解碼（或者也有可能是Compressor壓縮和Decompressor解壓縮，因此是Co-Dec）。

編解碼器的用途是加速數位媒體的儲存和傳輸，因為數位內容的原始格式通常需要很大的儲存空間。

根據Mozilla的計算，一部2小時的未壓縮視訊需要高達1.79TB的儲存空間。現在，想像透過網路傳輸這些未壓縮的媒體所需要的頻寬，那會消耗多少成本。這就是編解碼器在創作、編輯和傳輸媒體檔案時派上用場之處。編解碼器的用途是傳輸可被接受的清晰影像，同時又可以大幅縮減原始檔案的大小。

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什麼是視訊編解碼器（video codecs）？

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視訊編解碼器(video codecs)是壓縮和解壓縮數位視訊的硬體或軟體，縮小檔案以利視訊的儲存和傳輸。編解碼器同時優化檔案，以供各種裝置播放。

為影片編碼時，視訊編解碼器扮演重要角色。視訊編解碼器同時為視訊檔案進行演算並製作副本，以壓縮視訊方便儲存和傳輸，和稍後觀看時解壓縮。基本上有兩種視訊邊解碼器：無損（loseless)和有損(lossy)。無損編解碼器在解壓縮後仍保留原本擷取的數據，而有損編解碼器則透過刪除不必要的數據，製作原始數據的「高品質壓縮版」。

有損編解碼器（lossy codecs）是今日普遍使用的類型，因為可將數據率降低至合理的程度，同時製作高品質的視訊。有損編解碼器的缺點是數據率越低，被壓縮檔的畫質或音質與原始檔差距越大，因為在壓縮過程中遺失了重要。

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視訊編解碼器（video codecs）和視訊容器（video container）有何差異？

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如果用一句話解釋的話，視訊編解碼器是如何壓縮和打包視訊的方法。常見的編解碼器有H.264、VP9、HEVC和AV1等⋯⋯我們稍後將更詳細地解說這些編解碼器。視訊容器，意義如同其名，包含一組不同格式的影音數據，如影像、音訊、元數據（metadata)、編解碼器等，也稱為視訊格式，或副檔名。常見的視訊容器格式有MP4、MKV、FLV、MOV等。

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視訊編解碼器的發展歷程

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自1990年代初期，動態影像專家組（Moving Picture Experts Group）標準化MPEG-1編碼標準以來，我們已有長足進展。影像編碼大多數的基本概念，如轉換編碼（transform coding）、熵編碼（entropy coding）、動態預測和補償（，於1970和1980年代初期開發。不久後推出MPEG-2編解碼器，過去應用在SD和DVD。

接下來幾年，出現許多標準化的編解碼器，如MPEG-4、H.263、AVC (H.264)、HEVC (H.265)、AV1、 Theora，以及隨後的VP9。2000年初，MPEG-2成為主流視訊編解碼器，專門用於壓縮電視節目和DVD電影。

幾年後，H.264或先進視訊編碼 (AVC) 成為最熱門的視訊編解碼器。H.264讓高解析度視訊得以出現，並使YouTube分別在2008和2009年推出720p和1080p解析度影片。由於其廣泛的相容性，網路上大多數內容仍以H.264編解碼器編碼。

高效率視訊編碼（HEVC）或H.265是熱門H.264編解碼器的繼任者，擁有超高解析度等新特點。HEVC促使Ultra HD、4K和8K視訊得以推出。然而，使用H.265必須取得3個不同實體的許可並支付權利金，因此H.265不像前一代的編解碼器般獲得廣泛採用，其普遍性受阻。即便到今日，如Chrome、 Firefox和Edge等主流瀏覽器仍完全不支援HEVC。

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新一代的編解碼器

圍繞HEVC的專利和權利金問題促使Google開發開放原始碼，免權利金的H.265替代方案，就是VP9。幾乎大多數的瀏覽器、行動裝置和智慧裝置都支援VP9。VP9適合Ultra HD和4K視訊，因此獲得YouTube和Netflix部分內容的採用。就相容性而言，VP9僅次於H.264，然而提供更先進且更高品質的壓縮。

AV1是開放媒體聯盟（Alliance of Open Media）所開發，開放原始碼、免權利金的最新編解碼器之一。根據Facebook測試，AV1的壓縮效果比熱門的H.264高50%。目前被視為串流媒體編解碼器首選，獲得Netflix、Google、Amazon和YouTube的支持。作為相對較新的編解碼器，在硬體上的支援仍低，不過預期往後數年將提升。

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結論

以上就是關於編解碼器，您所必須知道的一切！由於每個編解碼器都有不同的功能，而每個內容播放者和組織機構各有不同的基礎設施和原有系統，因此在編解碼器的領域，很難說哪一個是最佳選擇。

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