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， 松下公司推出的基于PII卡的 無磁帶式標(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？ 我們需要一步步來解釋這些問題。

問題1：什么是 MXF?
MXF 是英文 Material Exchange Format（文件交換格式）的詞頭縮寫， 這個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。 為什么這樣說呢？象PC平臺的AVI多媒體格式， 它是一種對音視頻 進(jìn)行中等壓縮和打包， 介乎于壓縮和無壓縮之間的 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)庫文件（同步或非同步模式）。 MXF可以同時處理打包多條軌道的 音視頻和數(shù)據(jù)庫文件， 它被設(shè)計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。 實際上， 在MXF出現(xiàn)之前， 有過類似的格式， 例如OMF（Open Media Frame） 開放媒體框架格式， 它就是一個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，缺少M(fèi)XF的網(wǎng)絡(luò)流動性。

問題2： MXF 對我們有什么幫助？
　　目前沒有任何一種文 件外殼格式 可以滿足廣播制作的所有需求。 而MXF被設(shè)計為可以滿足絕大數(shù)當(dāng)前 和未來的媒體交換的需求。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，這只是一個美好的愿望， 但是，著名的公司的行動 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 就支持了這個格式，因為它需要用OMF在它的非編系統(tǒng)和 播出系統(tǒng) （例如Palladium） 間建立無縫的橋梁， 愛維德（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。

問題3： MXF 會取代現(xiàn)在已廣泛使用的 文件格式嗎？
也許需要等一段時間， 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。 如果將所有的格式在短時間內(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， 包括對音視頻設(shè)備 和非線性設(shè)備的升級 （例如PII攝像機(jī)）。 MXF也可能被做為存儲格式使用， 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間。

問題4： 所有的MXF文件都相互兼容嗎？
不， 因為MXF是一個外殼格式 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，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。 問題的重點是： MXF雖然不能保證100%的兼容，當(dāng)從長遠(yuǎn)講它正在向這方面努力。

問題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， 它僅僅是一個帶寬的類型， 這一點和MXF很相象。 所以，如果有一天推出MXF的錄像帶， 也沒有什么新鮮。

問題6： 在MXF中KLV是如何 做為一個尺度的？
　　KLV代表關(guān)鍵幀（key）， 長度（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。 長度信息表明了 實際數(shù)據(jù)的字節(jié)長度。 SMPTE 336M定義了 KLV被應(yīng)用的規(guī)范。 關(guān)鍵幀是SMPTE一個普遍的標(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)。

問題7： MXF的主要應(yīng)用方向 是文件存儲嗎？
不， MXF主要是一種交換格式， 雖然它確實做為 一種磁盤格式被使用， 但這個文件標(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本格式儲存不具備優(yōu)勢。 設(shè)想傳輸一個混合音頻 和視頻的MXF文件， 一臺非線性編輯設(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)庫中， 這樣反復(fù)地重復(fù)多步操作， 將原來簡單的媒體格式讀取 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值。

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

問題8： MXF同時支持文件 和數(shù)據(jù)流傳輸嗎？
　　是的。 數(shù)據(jù)流和文件傳輸 意味著同時支持在一個源頭 向一個或不同的終端發(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， 包括低于或高于實時的速率
　　（4） 點到點或一點到多點的傳輸
數(shù)據(jù)流：
　　（1） 素材被做為數(shù)據(jù)流 通過線纜以特定的速率 發(fā)送給一個或多個終端工作站， 通常是通過專門的、 不兼容的協(xié)議 （如UDP）來實現(xiàn)。 雖然數(shù)據(jù)流可以通過 兼容性很好的TCP方式傳輸， 但對許多處理數(shù)據(jù)流的 應(yīng)用程序來說， 那是不實用的。
　　（2） 數(shù)據(jù)流通常帶著 時鐘基準(zhǔn)信號被發(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)的錯誤 可以使用附加的ECC 或其他類型的校錯方式被校正。

> 對大多數(shù)應(yīng)用程序來說， 文件傳輸有它的優(yōu)勢， 因為它可保證傳輸100%的兼容。
> 流傳輸方式則在 需要實時傳輸?shù)念I(lǐng)域 被廣泛使用。

問題9： MXF與AAF的關(guān)系？
AAF是高級編著格式， 它是被AAF協(xié)會的會員設(shè)計制定的。 AAF文件是通過MXF的規(guī)范被創(chuàng)建的， 可以被支持AAF的程序打開。 此外， MXF文件可嵌入到AAF中， AAF擴(kuò)展了MXF的用途， 但它沒有實質(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） 通過轉(zhuǎn)碼工作站 將現(xiàn)有的媒體文件加一個外殼， 使它獲得最大的兼容性， 通過局域網(wǎng)或萬維網(wǎng) 以不同的格式接受他們， 包括MXF本身。 大多數(shù)轉(zhuǎn)換工作比實時還快， 如果轉(zhuǎn)換過程中 沒有重新編碼的過程， 文件質(zhì)量就不會有任何損失。
　　（3） 向近線或離線存儲設(shè)備存取文件

　　當(dāng)然， 會不斷有更多的廠商將 MXF的特性加入到他們的產(chǎn)品中， 但同時也應(yīng)看到， MXF并非一個包治百病得萬能格式， 用其所能， 才能體現(xiàn)其真正價值。
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