新興的媒體格式——MXF

　　MXF格式已經(jīng)被推出幾年了， 從當(dāng)初一個(gè)陌生的不為人們 重視的格式 逐漸獲得了業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)知和認(rèn)可， 現(xiàn)如今正被廣泛應(yīng)用于廣播電視與后期制作領(lǐng)域， 且有不斷擴(kuò)大之勢(shì)， 松下公司推出的基于PII卡的 無(wú)磁帶式標(biāo)清攝像機(jī)， 它所采用的媒體格式， 正是MXF。
　　什么是MXF？ MXF如何為我們提供便利？ MXF與IMX格式的關(guān)系？ 所有的多媒體文件格式 都會(huì)向MXF靠攏嗎？ 所有的MXF文件都是兼容的嗎？ 我們需要一步步來(lái)解釋這些問(wèn)題。

問(wèn)題1：什么是 MXF?
MXF 是英文 Material Exchange Format（文件交換格式）的詞頭縮寫(xiě)， 這個(gè)名字本身就道出了它的作用是為數(shù)據(jù)的發(fā)送者和接收者 建立不同數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的通用標(biāo)準(zhǔn)。 它可在專業(yè)廣播電視環(huán)境下 轉(zhuǎn)換媒體文件， 本質(zhì)上是一種外殼格式。 為什么這樣說(shuō)呢？象PC平臺(tái)的AVI多媒體格式， 它是一種對(duì)音視頻 進(jìn)行中等壓縮和打包， 介乎于壓縮和無(wú)壓縮之間的 文件格式。 但MXF超出了一般AVI的范疇。例如： MXF被設(shè)計(jì)可用于 包裝MPEG2數(shù)據(jù)流、 DV數(shù)據(jù)流、 YUV數(shù)據(jù)流、 PCM音頻文件 以及幾種格式的數(shù)據(jù)庫(kù)文件（同步或非同步模式）。 MXF可以同時(shí)處理打包多條軌道的 音視頻和數(shù)據(jù)庫(kù)文件， 它被設(shè)計(jì)為既支持流媒體傳輸 又支持文件的傳輸。所以它可以改善網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 因缺乏標(biāo)準(zhǔn)的文件格式 而受阻礙的局面。 實(shí)際上， 在MXF出現(xiàn)之前， 有過(guò)類似的格式， 例如OMF（Open Media Frame） 開(kāi)放媒體框架格式， 它就是一個(gè)包含多軌媒體信息的 文件格式， 但OMF更象是AVI是為了編輯而設(shè)計(jì)，缺少M(fèi)XF的網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)性。

問(wèn)題2： MXF 對(duì)我們有什么幫助？
　　目前沒(méi)有任何一種文 件外殼格式 可以滿足廣播制作的所有需求。 而MXF被設(shè)計(jì)為可以滿足絕大數(shù)當(dāng)前 和未來(lái)的媒體交換的需求。我們期望看到媒體在 不同的載體上交換， 包括：音視頻服務(wù)器、 離線和近線存儲(chǔ)系統(tǒng)、 編輯工作站、 錄像設(shè)備 （帶有以太網(wǎng)文件傳出能力）、流媒文件格式等。 最重要的是MXF允許不同的公司 （應(yīng)用程序） 間不需依賴特定的文件格式 就能交換資源。 當(dāng)然，這只是一個(gè)美好的愿望， 但是，著名的公司的行動(dòng) 已經(jīng)使我們看到了希望， 品尼高公司（Pinnacle） 最早在Liquid后期編輯系列產(chǎn)品中 就支持了這個(gè)格式，因?yàn)樗枰肙MF在它的非編系統(tǒng)和 播出系統(tǒng) （例如Palladium） 間建立無(wú)縫的橋梁， 愛(ài)維德（Avid）在最新的Xpress編輯系統(tǒng)中 也表明支持MXF （要知道， 它一直是OMF最強(qiáng)的支持者）， 而蘋果公司著名的非編軟件 Final Cut Pro最新推出的5.0版本中， 已經(jīng)可以直接導(dǎo)入MXF了。

問(wèn)題3： MXF 會(huì)取代現(xiàn)在已廣泛使用的 文件格式嗎？
也許需要等一段時(shí)間， 就象物理學(xué)家牛頓提出的慣性定律： 除非受到外力， 物體不會(huì)改變他們的狀態(tài)。 現(xiàn)如今， MPEG、AVI、GXF、QuikeTime和DIF 廣泛應(yīng)用于硬盤和磁帶存儲(chǔ)。 如果將所有的格式在短時(shí)間內(nèi) 都轉(zhuǎn)換為MXF，那需要巨大的外界力量。 MXF將首先被新設(shè)備使用， 包括對(duì)音視頻設(shè)備 和非線性設(shè)備的升級(jí) （例如PII攝像機(jī)）。 MXF也可能被做為存儲(chǔ)格式使用， 但需要與其他文件格式共存， 直到那些格式都轉(zhuǎn)化為MXF， 所以MXF的普及需要一定的時(shí)間。

問(wèn)題4： 所有的MXF文件都相互兼容嗎？
不， 因?yàn)镸XF是一個(gè)外殼格式 而不是壓縮格式， 所以并不能保證每一款MXF文件 都能被任何一種解碼器識(shí)別。例如，將D10格式的MPEG-2文件轉(zhuǎn)換為 MXF文件， 而接收端的設(shè)備只裝配了 DV25 格式的解碼器， 此時(shí)，MXF是不兼容的（就象我們家中的Media Player播放器 也經(jīng)常不能觀看一些特殊編碼的 AVI文件一樣）。 要做到真正的兼容，發(fā)送端和接受端設(shè)備必須支持相同的 音視頻壓縮或無(wú)壓縮格式 以及數(shù)據(jù)格式。 MXF的操作規(guī)范定義了各種 MXF 的特性， 壓縮類型， 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如： 一個(gè)規(guī)范允許支持 D10 MPEG-2 和多軌音頻格式， 另一種規(guī)范則支持DV格式 （SMTPE 314M）。當(dāng)然，SMPTE將不斷增加新的 MXF 支持的格式以滿足行業(yè)的需求。 問(wèn)題的重點(diǎn)是： MXF雖然不能保證100%的兼容，當(dāng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)講它正在向這方面努力。

問(wèn)題5： MXF與IMX的關(guān)系
　　IMX是索尼公司為一種 帶寬的 磁帶格式起的名字， 這種磁帶被用于索尼公司那些支持MPEG D10格式 或D10數(shù)據(jù)流的產(chǎn)品 （SMPTE 365M和SMPTE 356M）， 它們以50M/秒的速率傳輸數(shù)據(jù) （在有些產(chǎn)品上達(dá)到 30M或40M的速率）。例如：索尼MSW-2000系列就是支持MPEG D10格式的 IMX錄像機(jī)。 D10數(shù)據(jù)流是一種只包含一系列MPEG-2 I幀的格式，這些I幀具備相同的數(shù)據(jù)量， 這種格式非常適合錄像設(shè)備。 這種MPEG格式同樣也是SDTI-CP傳輸協(xié)議 （SMPTE 331M）中一種標(biāo)準(zhǔn)的壓縮格式。 IMX本身不是指文件格式或壓縮格式， 它僅僅是一個(gè)帶寬的類型， 這一點(diǎn)和MXF很相象。 所以，如果有一天推出MXF的錄像帶， 也沒(méi)有什么新鮮。

問(wèn)題6： 在MXF中KLV是如何 做為一個(gè)尺度的？
　　KLV代表關(guān)鍵幀（key）， 長(zhǎng)度（length） 和取值（value）。 它起源于最初的程式化概念。 KLV做為一種連續(xù)的、 關(guān)聯(lián)的包含分段信息的數(shù)據(jù)包 被使用多年了。
所以， KLV打包方式提供了一種 分割用戶數(shù)據(jù)和確認(rèn)用戶數(shù)據(jù)類型 （key）的方式。 長(zhǎng)度信息表明了 實(shí)際數(shù)據(jù)的字節(jié)長(zhǎng)度。 SMPTE 336M定義了 KLV被應(yīng)用的規(guī)范。 關(guān)鍵幀是SMPTE一個(gè)普遍的標(biāo)準(zhǔn) （SMPTE 298M）。 所以， 關(guān)鍵幀定義了特定音頻的參數(shù)值類型。 MXF是不同類型的連續(xù)的 KLV序列的組合， 包括： 音頻、 視頻、 索引標(biāo)志、 文件頭和所有的索引數(shù)據(jù)。

問(wèn)題7： MXF的主要應(yīng)用方向 是文件存儲(chǔ)嗎？
不， MXF主要是一種交換格式， 雖然它確實(shí)做為 一種磁盤格式被使用， 但這個(gè)文件標(biāo)準(zhǔn)主要是 為了在流轉(zhuǎn)中兼容。 下面的事例表明為什么以 MXF本格式儲(chǔ)存不具備優(yōu)勢(shì)。 設(shè)想傳輸一個(gè)混合音頻 和視頻的MXF文件， 一臺(tái)非線性編輯設(shè)備 為接受上面的MXF文件，必須確定MXF文件中的音視頻數(shù)據(jù)， 并將它們做為 分割的文件重新寫(xiě)在硬盤中 （例如：分割為音頻的 WAV文件和 MPEG-2的MXF文件）。選擇數(shù)據(jù)指針時(shí)也需要從 MXF文件中將數(shù)據(jù)指針 移出到本地的數(shù)據(jù)庫(kù)中， 這樣反復(fù)地重復(fù)多步操作， 將原來(lái)簡(jiǎn)單的媒體格式讀取 復(fù)雜化了，所以基于這種原因， 純粹的硬盤上的 MXF文件不具有太大的使用價(jià)值。

　　但另一方面 MXF文件分區(qū)的實(shí)際字段大小 又使它在磁盤存儲(chǔ)中 具備一定的優(yōu)勢(shì)。 在一些系統(tǒng)中需要4K的字段空間 （或其他數(shù)量）去讀寫(xiě)文件， MXF不必把分區(qū)按4K分割， 所以一些版本的 MXF文件在儲(chǔ)存時(shí) 可以減少硬盤的讀寫(xiě)次數(shù)。
　　這就是說(shuō)， 當(dāng)把大量的媒體文件和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按MXF存取時(shí)， MXF還是有優(yōu)勢(shì)的， 所以它適合大量的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移。 實(shí)際工作中為確保兼容性， 需要將MXF做為文件 或數(shù)據(jù)流來(lái)交換， 并允許操作規(guī)范間的轉(zhuǎn)換。

問(wèn)題8： MXF同時(shí)支持文件 和數(shù)據(jù)流傳輸嗎？
　　是的。 數(shù)據(jù)流和文件傳輸 意味著同時(shí)支持在一個(gè)源頭 向一個(gè)或不同的終端發(fā)送信息。 它們有各自的應(yīng)用領(lǐng)域， 并可以共存。 文件和數(shù)據(jù)流又不同的用途：
文件：
　　（1） 通過(guò)不同步式網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 （例如以太網(wǎng)和局域網(wǎng)）
　　（2） 100%的兼容通訊協(xié)議，如FTP
　　（3） 同步數(shù)據(jù)傳輸， 包括低于或高于實(shí)時(shí)的速率
　　（4） 點(diǎn)到點(diǎn)或一點(diǎn)到多點(diǎn)的傳輸
數(shù)據(jù)流：
　　（1） 素材被做為數(shù)據(jù)流 通過(guò)線纜以特定的速率 發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)終端工作站， 通常是通過(guò)專門的、 不兼容的協(xié)議 （如UDP）來(lái)實(shí)現(xiàn)。 雖然數(shù)據(jù)流可以通過(guò) 兼容性很好的TCP方式傳輸， 但對(duì)許多處理數(shù)據(jù)流的 應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)， 那是不實(shí)用的。
　　（2） 數(shù)據(jù)流通常帶著 時(shí)鐘基準(zhǔn)信號(hào)被發(fā)送， 以便可以立即在 終端工作站上被解碼。
　　（3） 任何在通道內(nèi)的錯(cuò)誤 可以使用附加的ECC 或其他類型的校錯(cuò)方式被校正。

> 對(duì)大多數(shù)應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)， 文件傳輸有它的優(yōu)勢(shì)， 因?yàn)樗杀ＷC傳輸100%的兼容。
> 流傳輸方式則在 需要實(shí)時(shí)傳輸?shù)念I(lǐng)域 被廣泛使用。

問(wèn)題9： MXF與AAF的關(guān)系？
AAF是高級(jí)編著格式， 它是被AAF協(xié)會(huì)的會(huì)員設(shè)計(jì)制定的。 AAF文件是通過(guò)MXF的規(guī)范被創(chuàng)建的， 可以被支持AAF的程序打開(kāi)。 此外， MXF文件可嵌入到AAF中， AAF擴(kuò)展了MXF的用途， 但它沒(méi)有實(shí)質(zhì)的進(jìn)步。 AAF主要用于承載那些 復(fù)雜的媒體片斷的合成信息。

問(wèn)題10： 我們研究MXF的意圖是什么？
　　我們支持MXF， 是為了獲得它的便利：
　　（1） 使用FTP或其他方式 在前端設(shè)備上導(dǎo)入導(dǎo)出MXF文件。
　　（2） 通過(guò)轉(zhuǎn)碼工作站 將現(xiàn)有的媒體文件加一個(gè)外殼， 使它獲得最大的兼容性， 通過(guò)局域網(wǎng)或萬(wàn)維網(wǎng) 以不同的格式接受他們， 包括MXF本身。 大多數(shù)轉(zhuǎn)換工作比實(shí)時(shí)還快， 如果轉(zhuǎn)換過(guò)程中 沒(méi)有重新編碼的過(guò)程， 文件質(zhì)量就不會(huì)有任何損失。
　　（3） 向近線或離線存儲(chǔ)設(shè)備存取文件

　　當(dāng)然， 會(huì)不斷有更多的廠商將 MXF的特性加入到他們的產(chǎn)品中， 但同時(shí)也應(yīng)看到， MXF并非一個(gè)包治百病得萬(wàn)能格式， 用其所能， 才能體現(xiàn)其真正價(jià)值。
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