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H.264、H.265(HEVC)、VP9 与 AV1 对比:你应该选择哪种视频编码格式?

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视频编码格式是用来压缩画面的方法。文件扩展名(.mp4、.mkv、.webm)只能告诉你容器格式;里面的编码格式才决定文件有多大、在给定大小下画质有多好,以及最重要的——哪些设备能播放它。如今你会遇到的视频,几乎都离不开四种编码格式:H.264、H.265(也称 HEVC)、VP9 和 AV1。

简而言之:较新的编码格式能用更少的数据位实现更高的画质,但编码时需要更多的处理能力,支持它们的旧设备也更少。选择编码格式就是在文件大小与兼容性之间取舍,正确答案取决于视频的去处。

H.264(AVC):通用的默认选择

H.264 于 2003 年完成标准化,过去十五年间生产的几乎所有设备都能用硬件解码它:手机、笔记本电脑、智能电视、游戏机、车载主机以及所有主流浏览器。如果你需要一个在任何地方都能直接播放的文件,采用 MP4 容器、H.264 视频加 AAC 音频的组合仍然是最稳妥的选择。

它的弱点是效率。在相同的视觉质量下,H.264 所需的码率明显高于较新的编码格式,这对 4K 和长时间录制的视频影响较大。它还受专利保护,需通过专利池获得授权,不过这很少会影响转换自己文件的普通用户。

H.265(HEVC):文件更小,但支持参差不齐

H.265 于 2013 年发布,是 H.264 的继任者。它的设计目标是以大约一半的码率提供相近的画质;实际能节省多少取决于编码器和内容,但通常都能明显减小文件,在高分辨率下尤其如此。当 iPhone 相机设为“高效”时,默认以 HEVC 录制,许多 4K 相机和无人机也采用 HEVC。

问题在于支持情况。Apple 设备原生支持 HEVC。在 Windows 上,能否播放通常取决于 Microsoft Store 中的 HEVC 扩展,或显卡驱动程序提供的硬件支持。电脑有硬件解码器时,Chrome 和 Edge 可以播放 HEVC;Firefox 的支持则是较晚才加入的,同样依赖硬件。较旧的电视和许多网页播放器会拒绝播放它。如果你的 HEVC 素材在某些地方打不开,我们的为 Windows 转换 iPhone HEVC 视频指南会一步步介绍解决方法。

VP9:免版税的网络编码格式

VP9 是 Google 推出的免版税编码格式,于 2013 年定稿,被 YouTube 大量使用。它的压缩效率与 HEVC 处于同一水平。VP9 通常存储在 WebM 或 MKV 文件中,可在 Chrome、Edge 和 Firefox 中播放,较新版本的 Safari 也已支持。

在浏览器之外,VP9 的支持情况就没那么一致了:许多电视和手机能够解码它,但视频编辑软件和较旧的硬件有时不行。VP9 最适合将在网页上播放的文件,尤其是采用 WebM 容器时。

AV1:压缩效果最好,编码最慢

AV1 于 2018 年由开放媒体联盟(Alliance for Open Media)发布,该联盟的成员包括 Google、Apple、Microsoft、Netflix、Amazon 和 Mozilla。它免版税,通常是四者中效率最高的,因此大型流媒体服务会在设备支持的情况下采用它。

有两点限制了它的日常使用。第一,只有相当新的芯片才支持硬件解码,因此较旧的手机和笔记本电脑只能退回到软件解码,这会耗电,在高分辨率下还可能卡顿。第二,没有硬件编码器时,AV1 编码很慢。在你的浏览器能够解码的情况下,我们的工具可以读取 AV1 文件,但目前不提供 AV1 作为输出编码格式。

快速对比

请把以下内容当作经验法则,而不是基准测试结果;实际效果取决于编码器、编码设置和素材本身。

  • 兼容性:H.264 最广,其次是 VP9 和 HEVC(两者各自在不同平台上占优),然后是 AV1。
  • 相同画质下的压缩效率:AV1 通常最好,HEVC 和 VP9 彼此接近,H.264 需要的码率最高。
  • 没有专用硬件时的编码速度:H.264 最快,AV1 则远远慢于其他格式。
  • 授权许可:VP9 和 AV1 免版税;H.264 和 HEVC 需通过专利池获得授权。
  • 常见容器:H.264 和 HEVC 用 MP4 或 MOV,VP9 用 WebM 或 MKV,AV1 用 MP4、WebM 或 MKV。

你应该选择哪种编码格式?

从视频的去处出发,而不是从名气最大的编码格式出发。

  • 分享给他人、上传到网站或在未知设备上播放:MP4 封装的 H.264。
  • 归档自己的 4K 素材,或在 Apple 设备上节省空间:MP4 或 MOV 封装的 H.265。
  • 在网页中嵌入视频:WebM 封装的 VP9,最好再为较旧的浏览器准备一个 H.264 MP4 作为后备。
  • 向现代设备进行超大规模的流媒体传输:AV1,通常同时提供 H.264 作为后备。

如何更改视频的编码格式

更改编码格式总是意味着重新编码:视频先被解码成一帧帧画面,再用新的编码格式重新压缩。每次有损的重新编码都会损失一点细节,因此请用你手头质量最好的副本来转换,不要对已经转换过的文件重复这一过程。

在视频转换器中选择一种输出格式后,编码格式列表会更新为该容器所能容纳的编码格式。MP4 提供 H.264、H.265 和 VP9;MOV 提供 H.264 和 H.265;WebM 提供 VP9 和 VP8;MKV 提供 H.264、VP8 和 VP9。能否使用 H.265 编码还取决于你的浏览器和硬件,因为编码是在你自己的设备上进行的。对于最常见的情况——把 WebM 或 MKV 变成到处都能播放的文件——WebM 转 MP4 和 MKV 转 MP4 页面已预选好输出格式。

本指南使用的工具

常见问题

01

H.265 的画质比 H.264 更好吗?

它本身并不会带来更好的画质。在相同码率下,H.265 通常看起来更好;在相同画质下,它生成的文件更小。只要给 H.264 足够的码率,它也能达到同样好的效果,只是需要更大的文件。

02

为什么我的 HEVC 视频在 Windows 上无法播放?

Windows 并不总是自带 HEVC 解码器。安装 Microsoft 的“HEVC 视频扩展”,或者把文件转换为 MP4 容器的 H.264,即可解决。

03

我应该把整个视频库都转换为 AV1 来节省空间吗?

通常不应该。每次有损的重新编码都会丢失一些细节,AV1 编码很慢,而且较旧的设备可能无法播放转换结果。只有在节省空间确实很重要时才重新编码,并尽可能保留原始文件。