FOSS 开放标准/文件格式比较

本节将列出、比较和讨论几种流行文件格式的开放程度或非开放程度。其中包括以下应用领域的 文件格式

1. 办公应用程序
2. 图形
3. 音频
4. 视频

办公应用程序文件格式

Microsoft Office 格式

目前，最受欢迎的办公应用程序是 Microsoft Office (MS Office)。此办公软件套件主要包含（取决于购买的套件类型）文字处理 (MS Word)、电子表格 (MS Excel) 和演示文稿软件 (MS PowerPoint)。直到版本 10 (MS Office 10)，使用的文件格式本质上都是二进制（即非纯文本）格式，并且没有公开发布。MS Word、MS Excel 和 MS PowerPoint 分别使用二进制 DOC、XLS 和 PPT 格式，这些都是专有格式，完全由 Microsoft 拥有和控制。

由于 MS Office 的普及，这些应用程序的文件格式被广泛使用。来自 Microsoft 之外的其他软件，例如 OpenOffice.org 或 StarOffice，能够使用这些专有格式读取和写入文件，但兼容性不完整。除非 Microsoft 提供文件格式规范，否则竞争产品无法完全兼容 MS Office。

一些 MS Office 应用程序（如 Word 和 Excel）可以将其数据保存为所谓的 富文本格式 (RTF) 文件格式。这是一种非二进制文件格式，由 Microsoft 开发，用于跨平台文档交换。RTF 的技术文档由 Microsoft 发布，并且由于许多非 Microsoft 软件很好地支持 RTF 文件格式，因此它被广泛用于 MS Office 与其他办公应用程序之间的文档交换。但是，RTF 格式不支持 MS Office 中更复杂、更复杂的功能，并且使用 RTF 格式可能无法正确表示复杂文档。

随着 MS Office 11 (MS Office 2003) 的推出，可以使用新的基于 XML 的 文件格式用于 Word 和 Excel。但是，这些基于 XML 的格式在某些方面因不完整和不成熟而受到批评。它们不适用于套件中的所有软件应用程序，并且在可用应用程序中不支持某些主要功能。结果，主要仍然使用传统的二进制 MS Office 文件格式。2005 年 6 月，Microsoft 宣布 MS Office 12（将于 2006 年发布）将支持一组新的 XML 文件格式，称为“Microsoft Office Open XML Formats”。 默认情况下将使用这些格式的应用程序是 Word、Excel 和 PowerPoint。

Office XML 开放格式 也由 Microsoft 以 免版税 的形式发布到业界。虽然这可能使第三方产品能够更轻松地与 MS Office 兼容，但文件格式仍将由 Microsoft 拥有和控制，因此不是开放的。

为了消除对此的担忧，并允许客户（特别是具有长期存档需求的大公司和国家政府）访问使用 MS Office 创建的文档的内容，而无需依赖 Microsoft，Office XML 格式已提交给 ECMA International 进行标准化。

OpenOffice.org 和 StarOffice 格式

OpenOffice.org (OOo) 是一个完整的开源办公套件，包含文字处理器、电子表格、演示文稿软件、图形编辑器以及一个数据库程序（仅在 OOo 2.0 版本中可用）。OOo 使用的原始文件格式基于 XML。由于单个文档与多个文件相关联，因此所有文件都被压缩并存储为单个 zip 压缩文件。OpenOffice.org 可在多种平台上使用，例如GNU/Linux、MS-Windows、Mac OS X 等，并提供多语言支持。它与所有其他主要办公套件兼容。特别是，它能够读取和写入MS Office 文件格式。虽然兼容性很高，但并非完全兼容。

OpenOffice.org 文件格式已提交给OASIS，以作为制定办公应用程序新标准的基础，并由此促使 OASIS 在2005 年 5 月 发布了适用于办公应用程序的 OpenDocument 格式 (OpenDocument) v1.0。OpenDocument 格式也被接受为国际ISO/IEC 标准 (ISO/IEC 26300)。

OOo 的新版本以及其他办公套件，如KOffice 和StarOffice 现在都支持 OpenDocument 作为其本机文件格式。这将显著提高办公软件的互操作性并增强文档交换。最重要的是，所有这些办公应用程序现在都使用标准开放文件格式来存储数据。OpenDocument 格式不属于任何单个供应商所有或控制，而是由开放标准机构 OASIS 监管。因此，用户可以确信，他们能够通过各种软件访问自己的文档和数据。

StarOffice 与 OOo 共享相同的代码库，但它是在专有商业许可下发布的。除了 OOo 的核心功能外，它还附带一些专有和第三方模块，例如 Adabas B 数据库以及一些专有的剪贴画库和模板。StarOffice 使用并支持与OpenOffice.org 相同的文件格式。

Adobe 的便携式文档格式

PDF 是由Adobe Systems 公司 开发的一种文件格式，用于安全可靠的电子文档分发和交换。该格式能够保留原始文档的外观和完整性，无论创建它的应用程序和平台是什么，即使它包含文本、图形和图像的复杂组合。因此，PDF 格式非常适合作为多平台文档交换和分发以及共享信息的格式。但是，PDF 的一个主要缺点是它是一种最终格式，即它不适合修改或重写其内容。

PDF 格式是 Adobe 制定和控制的标准。它还包含 Adobe 拥有的几个专利，但这些专利以免版税的方式许可使用。PDF 的旧版本和子集（例如版本 1.4）已被改编为 ISO 标准（例如用于印刷和图形的 PDF/X，ISO 15930，以及用于电子文档长期保存的 PDF/A，ISO 19005）。但是，行业主要使用 Adobe 发布的 PDF 规范，而不是 ISO 标准，在软件实现中使用 PDF。PDF 格式的规范由 Adobe 公开发布，任何人都可以不受限制地实现（前提是 Adobe 不反对）。因此，许多不同平台上的各种软件都可以读取 PDF 格式，而且还有一些（数量较少的）应用程序可以将文档内容以 PDF 格式输出。

办公文档格式
格式	组织	已发布	非专有	国际标准
DOC（文本）	微软	否	否	否
XLS（电子表格）	微软	否	否	否
PPT（演示文稿）	微软	否	否	否
SXW（文本）	OpenOffice.org	是	是	否
SXC（电子表格）	OpenOffice.org	是	是	否
SXI（演示文稿）	OpenOffice.org	是	是	否
ODT（文本）	OASIS、ISO/IEC	是	是	是
ODS（电子表格）	OASIS、ISO/IEC	是	是	是
ODP（演示文稿）	OASIS、ISO/IEC	是	是	是
PDF（文本和演示文稿）	Adobe	是	否	部分

由于其流行和广泛的支持，PDF 可以被认为是信息交换和共享的事实上的标准，但由于它是 Adobe 公司创建、拥有和控制的，因此它不符合开放标准的技术定义。PDF 规范由 Adobe 主动开发，没有感兴趣方参与的开放方式，并且规范的控制权始终掌握在 Adobe 手中。虽然规范是公开可用的，但规范中功能的实现存在特定限制。因此，Adobe 可以根据需要对试图使用规范的另一方施加特定限制。Adobe 最近做出的不允许多微软件在其 MS-Office 12 软件中将保存或导出内容为 PDF 格式作为本地选项的决定，就是一个非常明显的例子！

图形/图像文件格式

俗话说，一张图片胜过千言万语。因此，随着能够显示高分辨率图形的强大桌面系统出现，图像被越来越多地用于传达信息也就不足为奇了。现代计算机系统使用被称为光栅图形的技术在视频屏幕上显示图像。光栅图形图像、数字图像或位图，是一个数据文件或结构，它表示计算机显示器上通常是矩形的像素或颜色点网格。 屏幕上的每个点或像素都由表示其颜色的值来表示，这个位图存储在内存中。使用这个位图，整个屏幕每秒会被视频设备重绘 30 次或更多次，从而使人眼看到图像显示在屏幕上。有很多方法可以创建和存储这个光栅图形图像文件，因此，如果我们要能够交换和共享有用的图形信息，就需要有一个在多个平台上以及由各种图形软件支持的格式。

如今使用的许多图形文件格式本质上都是专有的，它们源于用于创建它们的软件，并与之相关联。有些格式已获得了广泛的认可，成为事实上的标准，其中一些已发展成为开放的图形文件格式。

GIF

GIF 是一种位图图像格式，它在万维网上被广泛使用，特别是在它的早期，因为这种格式导致图形文件大小很小。存储为 GIF 文件的图像通常限于 256 色。GIF 格式使用LZW 压缩算法，该算法在美国由Unisys获得专利。在 GIF 格式在 Web 上得到广泛使用后，Unisys 要求所有使用 GIF 的软件支付特许权使用费（该专利已于 2003 年在美国过期）。这导致 GIF 的使用量减少，也导致了对它的替代品的创建，最显著的是PNG 格式。

GIF 仍然用于简单的动画图像，因为 PNG 不支持这种功能。

PNG

PNG 格式创建于 GIF 格式，当时 Unisys 决定强制执行其对 LZW 数据压缩的 软件专利，而 LZW 正是当时流行的 GIF 格式所使用的压缩算法。PNG 格式，与 ZIP 格式类似，使用的是未受专利保护的 DEFLATE 压缩算法。PNG 是一种可扩展的文件格式，用于 无损、可移植、压缩良好的 光栅图像 的存储。它提供索引颜色、灰度和真彩色图像支持，以及可选的用于透明度的 alpha 通道。它完全可流式传输，并具有渐进显示选项，使其适用于网页中的在线图形显示。它还拥有强大的功能，提供完整的文件完整性检查和对常见传输错误的简单检测。

PNG 受所有主要的 图形软件 支持，并且现在被广泛使用。它已成为一种开放的文件格式标准，并且是 W3C 建议，也是 ISO 国际标准（ISO/IEC 15948）。

XPM

XPM（XPixMap）格式 是用于创建基于 X Window System 的 GUI 的图标位图的实际标准。它包含一个 ASCII 图像格式和一个 C 库。XPM 格式定义了如何以可移植的方式存储彩色图像（X 位图），而关联的库提供了一组函数来将图像存储到 XPM 格式数据中，并从中检索图像。

TIFF

标记图像文件格式 (TIFF) 是一种用于数字图像的文件格式。它是一个规范，现在归 Adobe Systems 公司所有。TIFF 在出版行业的图像应用程序中被广泛使用，并且还受大多数图像扫描和编辑软件的支持。TIFF 格式规范 由 Adobe 公开发布，任何人都可以无限制地实施。因此，在许多不同平台上都有可用的软件可以读取和写入 TIFF 格式。它已成为高色深（32 位）图形的实际标准图形格式。

基于 TIFF 的 TIFF/IT 是一个用于交换数字广告和完整页面（例如，报纸、杂志）的规范。这已成为一个 ISO 标准（ISO 12639），作为一种媒体独立的方式，用于印刷前电子数据交换。

JPEG JFIF

JPEG 是联合图像专家组 (JPEG) 制定的标准图像压缩机制。 使用这种压缩的文件格式是 JFIF（JPEG 文件交换格式），而 JPEG JFIF 通常是人们在提到“JPEG”时所指的。JFIF 文件格式由独立 JPEG 组 (IJG) 创建，用于传输单个 JPEG 压缩图像。

JPEG 压缩使用 有损 机制来压缩彩色或灰度图像。它在自然、现实世界场景（如照片、自然主义艺术作品和类似材料）中表现良好，但在字母、简单卡通或线稿上表现不佳。 标准 JPEG 格式是用于在 Web 上存储和显示照片图像的最常见格式。这种流行的一个原因是，可以调整压缩量以实现文件大小和视觉质量之间的所需折衷。JPEG 压缩现在是 ISO 标准 - ISO/IEC 10918 第 1-4 部分。JPEG 存在潜在的 专利 问题，特别是其某些可选功能，即算术编码和分层存储等，因此出于这个原因，这些可选功能很少在 Web 上使用。

SVG

与上面列出的其他用于光栅图形的文件格式不同，SVG（可缩放矢量图形）格式用于 矢量图形，即使用诸如点、线、曲线和多边形之类的几何基元在计算机图形中表示图像。 SVG 包含一个基于 XML 的文件格式和一个用于图形应用程序的编程 API。它是 W3C 建议，并且开始成为在 XML 文档中包含图形的流行选择。由于 SVG 文档可以包含 光栅图像（如 JPEG 和 PNG），因此可用于将光栅和混合矢量/光栅图形添加到 XML 文档中。

SVG 格式很重要，因为它提供了一种基于 开放标准 的方式，以在所有类型的设备上最佳地渲染图形。虽然目前 Web 上 SVG 的使用有些有限，但这将在未来发生改变，因为更多 Web 浏览器将原生支持它。对于移动电话行业，它已成为其图形平台的基础，并发布了针对移动手持设备和 PDA 等资源有限设备的 SVG 移动配置文件。

图形格式
格式	组织	已发布	非专有	国际标准
GIF	CompuServe	是	否	否
PNG	W3C	是	是	是
XPM	X.Org	是	是	否
TIFF	Adobe	是	否	TIFF/IT
JPEG	ISO	是	是	是
SVG	W3C	是	是	否

音频文件格式

音频文件格式主要分为两类

1. 使用 无损压缩 的，例如 WAV、FLAC
2. 使用 有损压缩 的，例如 MP3、Ogg Vorbis、WMA、AAC

在对一段数据进行 无损压缩 时，压缩过程中不会丢失任何信息，解压缩后可以恢复原始数据。在 有损压缩 中，压缩过程中会丢失一些数据，解压缩后数据与原始数据不完全相同，但可能接近原始数据。有损压缩主要用于压缩音频或视频等多媒体数据，在某些条件下，一些细节的丢失是可以接受的，例如，人眼无法辨别图像或视频中某些细节的丢失。

WAV

波形音频格式 (WAV) 是 微软 和 IBM 用于在 PC 上存储音频的 音频文件格式。它是 微软 Windows 系统上用于原始音频存储的主要格式。WAV 格式最常与无压缩、无损存储方法（脉冲编码调制）一起使用，从而产生相对较大的音频文件。如今，WAV 音频格式已不再流行，被其他更高效的音频存储方式所取代。

FLAC

无损音频压缩编码 (FLAC) 是一种流行的 无损 音频格式，其压缩设计专门用于音频数据流，压缩率达到 30-50%。该格式规范公开可用，是 FLAC 开源项目的一部分。^[20] 它受到越来越多音频软件和设备的支持。

MP3

MPEG-1 音频第 3 层 (MP3) 是一种流行的 有损压缩 音频格式。MP3 规范由 运动图像专家组 (MPEG) 制定，该组织是 ISO/IEC 的一个工作组，负责开发视频和音频编码标准。MP3 的压缩方案和格式是 MPEG-1 视频和音频压缩标准规范的一部分，也是 ISO 标准 ISO/IEC 11172-3。

MP3 是当今最流行的音频文件格式之一。由于文件相对较小，并且 PC 上广泛存在免费软件可以轻松创建、共享、收集和播放 MP3 文件，因此，使用 MP3 编码的音乐文件在互联网上的音乐交换和下载网站上尤其受欢迎。

WMA

Windows Media 音频 (WMA) 是一种由 微软 开发的 有损压缩 音频文件格式。它是一种专有格式，但由于 MS Windows 平台的流行，因此被广泛使用和支持。

AAC

来自 MPEG 的 高级音频编码 (AAC) 是一种用于音频流的 有损数据压缩 方案。它旨在以相同的比特率提供比 MP3 更好的质量，或以更低的比特率（因此文件大小更小）提供相同的质量。AAC 的压缩方案和格式是 MPEG2 视频和音频压缩标准规范的一部分，也是 ISO 标准 ISO/IEC 13818-7。该 MPEG-2 AAC 规范使用了来自多家公司的 软件专利，因此使用该标准的产品需要获得专利许可。

更新的 MPEG-4 标准还指定了一种音频压缩技术，该技术包含 MPEG-2 AAC。这被称为 MPEG-4 AAC，是一个 ISO 标准，ISO/IEC 14496-3。

苹果 的流行的 iTunes 服务和 iPod 产品提供 AAC 格式的音乐，这导致了 AAC 的普及，尽管需要支付专利许可使用费。

RealAudio

RealAudio 是一种由 RealNetworks 开发的专有 音频格式，用于低带宽使用。它首次推出于 1995 年，尤其是在流媒体音频方面变得流行，即音频在下载时实时播放。许多广播电台使用 RealAudio 在互联网上播放节目。

Ogg Vorbis

Ogg Vorbis 是一种压缩的 音频格式，据信它没有 专利 和版税。该格式源于 Xiph.Org 基金会，^[21] 一个致力于生产用于多媒体的免费和开放协议、格式和软件的非营利组织。

Ogg Vorbis 使用 Vorbis 有损音频压缩 方案。音频数据被封装在 Ogg 容器格式中，这是 Xiph.org 用于音频、视频和元数据的容器格式的名称，因此得名 Ogg Vorbis。Ogg Vorbis 规范是公有领域，可以完全免费用于商业或非商业用途。^[22] 软件和硬件设备^[23] 以及在线音频服务对 Ogg Vorbis 格式的支持不断增长。

音频格式
格式	组织	已发布	非专有	国际标准
WAV	微软	是	否	否
FLAC	Xiph.Org	是	是	否
MP3	MPEG/ISC	是	是	是
WMA	微软	否	否	否
AAC	MPEG/ISO	是	是	是
RealAudio	RealNetworks	是	否	否
Ogg Vorbis	Xiph.org	是	是	否

视频格式

为了确保所有人能够不受任何歧视地享受多媒体体验，重要的是要确保对多媒体体验进行跨平台和跨软件支持。这突显了 开放标准 在视频格式和技术方面所发挥的重要作用。

视频数据的存储不仅仅是找到一种高效的方式来存储原始数据；还需要存储其他数据，例如标签、菜单和可能的媒体操作信息。由于视频通常与声音相关联，因此可能还需要存储音频数据。此外，数据流通常不会以原始形式存储，而是转换为更适合存储或传输的形式。一种称为容器的文件用于存储数据和相关信息，并使用编解码器对数据流进行编码和解码。重要的是，容器文件的格式以及编解码器支持的格式必须遵循开放标准。

如今，几乎所有流行的视频 容器 都是专有的。这是由于 苹果 的 QuickTime 和 微软 的 Windows Media 框架多媒体技术的流行。由于广泛使用，这些格式中的一些已经成为事实上的标准，但它们仍然是专有格式。

视频容器

AVI

音频视频交错 (AVI) 是来自 微软 的一种视频容器格式，包含音频和视频数据。它是一种与捕获、编辑和回放音频视频序列的应用程序一起使用的 资源交换文件格式 (RIFF) 文件规范。^[24] 它享有广泛的支持，是 PC 上最常见的音频/视频数据容器格式。

ASF

高级系统格式 (ASF) 是 微软 专有的流媒体容器格式。ASF 容器格式并未指定编解码器，但最常见的编解码器是 Windows Media 音频 (WMA) 和 Windows Media 视频 (WMV)。ASF 容器结构在美国获得了专利。

MOV

MOV 容器格式 来自 苹果电脑 的 QuickTime 多媒体架构和技术。这种视频文件格式是公开记录的，任何人都可以 免版税 使用。因此，有许多非苹果的视频播放器软件可以播放 QuickTime 视频文件。专有的 Sorenson 编解码器通常与 QuickTime 一起使用。QuickTime 格式被用作 MPEG-4 MP4 容器标准的基础（参见下面关于 MP4 的条目）。

MP4

MPEG-4 第 14 部分 (MP4) 是作为 MPEG-4 国际标准 ISO/IEC 14496-14 的一部分指定的 容器格式。MP4 旨在支持流媒体、编辑、本地播放和内容交换。其设计基于 QuickTime 格式。

Ogg

Ogg 容器格式 使用比特流格式来封装来自一个或多个来源的数据。它可以处理音频和视频数据，虽然编解码器没有指定， 但 Ogg 项目中与之相关的几种开放编解码器，包括 Vorbis（参见 上面）用于有损压缩音频，FLAC 用于无损压缩音频，Speex 用于语音，以及 Theora 用于视频。

Ogg 格式已作为 IETF 文档 RFC 3533 发布。

视频格式
格式	组织	已发布	非专有	国际标准
AVI	微软	是	否	否
ASF	微软	否	否	否
MOV	苹果电脑	是	否	否
MP4	MPEG/ISC	是	是	是
Ogg	Xiph.Org	是	是	否

视频压缩格式

MPEG 压缩格式

MPEG 制定了几个与视频技术相关的标准，这些标准被市场上的许多数字视频产品使用。MPEG 视频编解码器 在以下 ISO 标准中指定

1. MPEG-1 第 2 部分 (ISO/IEC 11172-2)
2. MPEG-2 第 2 部分 (ISO/IEC 13818-2)
3. MPEG-4 第 2 部分 (ISO/IEC 14496-2)
4. MPEG-4 第 10 部分 (ISO/IEC 14496-10)

MPEG-2 和 MPEG-4 标准使用了许多 专利 技术，使用这些技术的商业产品和服务的供应商预计需要支付专利许可费。

MPEG-1 第 2 部分

MPEG-1 标准，它指定了 MP3 音频编解码器，还为非隔行视频信号指定了 视频编解码器。此编解码器可用于将 625 行和 525 行的视频序列压缩到约 1.5 Mbit/s 的比特率。它被用于 Video CD (VCD) 规范，图像质量与 VHS 视频盒式磁带录像机的图像质量相当。

MPEG-2 第 2 部分

MPEG-2 标准为隔行和非隔行视频信号指定了 视频编解码器。MPEG-2 视频没有针对低比特率（小于 1 Mbit/s）进行优化，但在 3 Mbit/s 及以上时性能优于 MPEG-1。MPEG-2 视频编解码器与 MPEG-1 编解码器向后兼容。MPEG-2 被广泛用于视频广播（例如，直接广播卫星和有线电视）、电影制作和 DVD 光盘。MPEG-2 拥有很高的市场接受度和非常庞大的安装基数。

MPEG-4 第 10 部分 (H.264/AVC)

此视频编码标准与 ITU-T H.264 建议相同，该技术也称为 高级视频编码 (AVC)。它包含几个创新功能，使其能够比早期的 MPEG 编解码器更有效地压缩视频。它还具有更高的灵活性，使其能够适应各种环境中的应用程序。

这是一个新标准，它代表了 MPEG 视频压缩标准系列中的最新技术水平。它正在各种应用程序以及数字广播和电视系统中迅速得到采用。 苹果电脑 将 H.264 集成到 Mac OS X 版本 10.4 (Tiger) 以及 QuickTime 版本 7 中，而 x264 是一个用于编码 H.264/AVC 视频流的 FOSS 免费库。 Windows、GNU/Linux 和 Macintosh 以及视频服务器和创作工具的 H.264 解码器可从众多供应商处获得。

Sorensen

Sorenson 编解码器 是来自 Sorenson Media 的专有视频编解码器，被苹果的 QuickTime 使用。

Windows Media 视频

这是一套由微软在其Windows Media框架中开发的专有流媒体视频技术。它是通常用于AVI或ASF容器的编解码器，并支持数字版权管理功能。微软已将WMV Version 9提交给美国电影电视工程师学会 (SMPTE) ，以“VC-1”的名义批准其作为标准。

Theora

这是来自Xiph.org 基金会的视频编解码器，作为Ogg项目的一部分。它基于专利技术，但已不可撤销地授予免版税许可，允许在编解码器中使用这些专利。Theora编解码器在Berkley 软件发行 (BSD) 开源许可证下发布，可免费用于商业或非商业用途。

视频压缩格式
格式	组织	已发布	非专有	国际标准
MPEG-1	MPEG/ISC	是	是	是
MPEG-2	MPEG/ISC	是	是	是
MPEG-4	MPEG/ISO/ITU	是	是	是
Sorenson	Sorenson Vision	否	否	否
WMV	微软	否	否	否
Theora	Xiph.org	是	是	否

视频格式
容器 - 压缩格式 常用	用途	开放/关闭
AVI - WMV	广泛	关闭
ASF - WMV	广泛	关闭
MOV - Sorenson	广泛	关闭
MP4 - MPEG-1, 2, 4	广泛	开放
Ogg - Theora	有限	开放

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