视频的编码、封装，视频流协议

前两节我们讲了带宽的计算方式、实时视频带宽的计算方式，同时还穿插着讲了视频的码流等。今天来讲讲视频的编码、封装及视频流的协议，讲完这些，其实实时视频方面软件层的大部分概念就能串起来了，硬件方面我们可以后面慢慢开展。

1.视频编码

我们先来看看什么是视频编码，根据《实时视频带宽的计算过程》一文中的描述，1920 * 1080、24FPS的视频每秒142MB，这显然太大了，所以需要视频编码来进行压缩。

我们通常提到的视频编码的格式有如下几种：H264 , VP8， AVS, RMVB，WMV，QuickTime（mov）等。

这些不同的格式有什么区别，这个我们暂时不用太纠结，因为我们今天的目的是通过理解将概念和流程串起来，所以我们只要知道我们平时看到的这些格式是编码，目的是为了视频压缩就可以了。

2.视频封装

什么是封装？通常单一路的视频或者音频是不需要封装的，只要播放端和服务器以相同的平均速度一收一发就可以了。但是如果视频+音频就会变的复杂，这时候两者需要同步，也就是我们说的嘴和声音得对的上，这时候就需要封装。换言之，封装是按照一定的规则把编码后的视频+音频封装起来，提供容器，便于播放、同步和存储等。

我们常见的视频封装格式包括MP4、AVI等。

那这么多的编码格式和封装格式有什么区别吗？当然是有的。

• 封装格式对视音频编码格式的支持程度是不一样的。比如说MKV支持比较多，RMVB则主要支持Real公司的视音频编码格式。（详细的我们就不讲了，大家可以自行百度）

• 封装格式和专利是有关系的，关系到推出封装格式的公司的盈利，所以格式众多。
  

• 封装格式对文件体积影响比较小，但是有一点影响。比如说MPEG2-TS格式会稍微大一点。

  
  

当然除了以上区别还有很多其他的区别，我们不多赘述，因为对我们而言，我们只要从宏观上理解即可，暂时不需要纵向深入。

3.传输协议

我们不对协议本身去做深入的研究，我们先来解释一下协议是什么，协议本身就是为了约定一些规则，便于大家使用，不同的规则有不同的特点和使用方式，我们来看看常见的RTSP、RTMP、HLS这三种协议在视频传输方面的应用吧。

 3.1 HLS

HLS （ HTTP Live Streaming）苹果公司提出的流媒体协议，直接把流媒体切片成一段段，信息保存到m3u列表文件中，可以将不同速率的版本切成相应的片；播放器可以直接使用http协议请求流数据，可以在不同速率的版本间自由切换，实现无缝播放；省去使用其他协议的烦恼。缺点是延迟大小受切片大小影响，不适合直播，适合视频点播。

 3.2 RTSP

RTSP （Real-Time Stream Protocol）由Real Networks 和 Netscape共同提出的，基于文本的多媒体播放控制协议。RTSP定义流格式，流数据经由RTP传输；RTSP实时效果非常好，适合视频聊天，视频监控等方向。

 3.3 RTMP

RTMP（Real Time Message Protocol） 有 Adobe 公司提出，用来解决多媒体数据传输流的多路复用（Multiplexing）和分包（packetizing）的问题，优势在于低延迟，稳定性高，支持所有摄像头格式，浏览器加载 flash插件就可以直接播放。

 3.4 总结

• RTSP、RTMP、HLS都是在应用层的协议。
  
• 理论上RTSP 、RTMP、 HLS都可以做直播和点播，但一般做直播用RTSP RTMP，做点播用HLS。做视频会议的时候原来用SIP协议，现在基本上被RTMP协议取代了。
• RTMP协议是Adobe的私有协议,未完全公开，RTSP协议和HTTP协议是共有协议，并有专门机构做维护。
• RTMP协议一般传输的是flv，f4v格式流，RTSP协议一般传输的是ts,mp4格式的流。
• RTSP传输一般需要2-3个通道，命令和数据通道分离，HTTP和RTMP一般在TCP一个通道上传输命令和数据。
• RTSP+RTP主要用于IPTV或低延迟场景，比如监控摄像头，传输数据使用的是UDP或TCP，在网络环境比较稳定的情况下，传输效率是比较高的。
• RTMP主要用于互联网音视频传输，它使用的是TCP传输，因为互联网环境相对较差，采用RTMP保证了视频的传输质量，但是其传输延迟相对较高，传输效率相对较低。
• HLS主要是延时比较大，RTMP主要优势在于延时低。HLS可以用在IOS系统的APP上，微信公众号、小程序等也只能使用HLS。

4.思路串联

我们再回忆一下我们在《实时视频带宽的计算过程》一文中提到的，通常一段视频从录制到播放需要经过的过程：

• 摄像机录像

• 预处理（A/D转换）

• 预处理（YUV转换等）

• 压缩编码

• 数据封装及传输

• 解码

• 图像格式变换

• 播放 

在此基础上我们再解释一下，我们本文讲了编码、封装、传输，而编码之前有预处理等动作，所谓预处理其实就是把摄像机拍到的物理画面转换成数字信号，还记得我们之前提过计算视频的带宽的环节吗，通过二进制的数字将视频表示出来，这就是预处理在做的是视频。到这一步位置，视频已经封装成了可以传输的信号了，那么接下来就是解码、图像格式转换和播放了，相信大家已经初步理解了这个过程的全流程，更细致更深入的研究就交给有需要的小伙伴吧，对于我们只是偶尔接触视频或需要购买供应商视频设备的产品同学，这些了解已经非常非常足够啦。