藍光光碟

藍光光碟

Blu-rayDisc,中文譯為藍光光碟,是DVD光碟的下一代光碟格式。在人類對多媒體的品質要求日益嚴格的情況下,用以儲存高畫質的影音以及高容量的資料儲存。它目前的競爭對手是HDDVD,兩者各有不同的公司支持,都希望成為標準規格。Blu-ray的命名是來自於其採用的雷射波長405納米(nm),剛好是光譜之中的藍光,因而得名。(DVD採用650nm波長的紅光讀寫器,CD則是採用780nm波長)。

變動及大小 

藍光光碟藍光光碟
藍光光碟聯盟原本準備在2006年1月的消費電子展上發布產品,後來在研發藍光的技術過程中,索尼公司認為有必要採取一些額外的措施來配合,於是宣布推遲PLAYSTATION3的發布日期到2006年11月。藍光光碟聯盟相關成員也相應的將採用藍光技術相關產品的發布日期推遲到2006年6月。

藍光光碟的直徑為12cm,和普通光碟(CD)及數碼光碟(DVD)的尺寸一樣。這種光碟採用MPEG-2壓縮技術,利用405n藍色雷射在單面單層光碟上可以錄製長達27GB的視頻數據,比現有的DVD的容量大5倍以上(DVD的容量一般為4.7GB),更可錄製13小時普通電視節目或2小時高清晰度電視節目。當然,這只是單層容量,雙層更可以達到46或54GB容量,足夠刻錄一個長達8小時的高清晰電影。而容量為100或200GB的,分別是4層及8層。

研究表示,TDK已經宣布研發出4層容量為100GB的光碟。藍光影碟機是用藍色雷射讀取盤上的檔案。因藍光波長較短,可以讀取密度更大的光碟。那么藍光為什麼可以讀寫密度更大的光碟呢?這要從雷射談起:

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讀寫用的雷射,是一種十分精確的光,精確到極限,就是光波長的一般,由於紅光波長有700納米,而藍光只有400納米,所以藍雷射實際上可以更精確一點,能夠讀寫一個只有200nm的點,而相比之下,紅色雷射只能讀寫350nm的點,所以同樣的一張光碟,點多了,記錄的信息自然也就多了!

Blu-RayDisk是藍光碟,是DVD的下一代的標準之一,主導者為索尼東芝,以索尼、松下飛利浦為核心,又得到先鋒日立三星LG等巨頭的鼎力支持。存儲原理為溝槽記錄方式,採用傳統的溝槽進行記錄,然而通過更加先進的抖顫定址實現了對更大容量的存儲與數據管理,目前已經達到驚世駭俗的100GB。與傳統的CD或是DVD存儲形式相比,BD光碟顯然帶來更好的反射率與存儲密度,這是其實現容量突破的關鍵。

與藍光相對的是HD-DVD陣營,原本東芝已經加入藍光陣營,然而利益的分配以及相關技術特性誘使東芝斷然退出該組織,轉而聯合NEC開發AdvancedOpticalDisk,並且得到DVD-Forum的鼎力支持,改名為HDDVD。由於藍光DVD和當前的DVD格式不兼容,直接加大了廠商過渡到藍光DVD生產環境的成本投入,因此大大延遲了藍光成為下一代DVD標準的進程。不過另外一位DVD論壇的主要成員東芝則帶來了一款和藍光完全不兼容的新技術AOD(AdvancedOpticalDisk)光碟。由東芝和NEC聯合推出的AOD技術相比於藍色雷射最大的優勢就在於能夠兼容當前的DVD,並且在生產難度方面也要比藍光DVD的生產難度低得多。

藍光光碟的直徑為12cm,和普通光碟(CD)及數碼光碟(DVD)的尺寸一樣。這種光碟利用405n藍色雷射在單面單層光碟上可以錄製、播放長達27GB的視頻數據,比現有的DVD的容量大5倍以上(DVD的容量一般為4.7GB),可錄製13小時普通電視節目或2小時高清晰度電視節目。藍光光碟採用MPEG-2壓縮技術

主流產品簡介

藍光光碟藍光光碟
索尼2003年6月發表了使用藍紫色雷射光源的新一代光碟規格“藍光光碟”的世界首款錄像機“BDZ-S77”。建議零售價45萬日元(約合人民幣3萬元)。內置BS數位電視調諧器,可以錄製約2個小時的HDTV映像。

“BDZ-S77”除BS數位電視調諧器外,還內置有微波模擬電視調諧器。除可以直接保存BS數位電視的MPEG-2視頻的“DR模式”以外,還採用了可以長時間錄製微波模擬電視節目和BS數位電視節目的“HR模式(高畫質模式)”、“SR(標準模式)”以及“LR(長時間模式)”總計4種錄像模式。DR模式可以錄製大約2個小時的1080i或720p的映像數據(最大數據傳輸速度為24Mbit/秒)。480p映像可以錄製約4個小時(最大數據傳輸速度為12Mbit/秒),480i映像則可以錄製約4.4個小時(最大數據傳輸速度為11Mbit/秒)。

在最大數據傳輸速度為16Mbit/秒時,HR模式錄像時間約為3個小時,SR模式在平均為8Mbit/秒時錄像時間約為6個小時,平均為4Mbit/秒時,LR模式錄像時間約為12個小時。還支持使用微波模擬電視和BS數位電視的電子節目表的錄像預約。此外還具有能夠與DV攝像機連線的DV端子,並可以將所拍攝的映像保存到藍光光碟中。

“BDZ-S77”不僅能夠記錄和播放可擦寫藍光光碟,而且還可以播放DVD-Video光碟、DVD-RW光碟(支持DVD-Video兼容模式和VideoRecording格式)、DVD-R光碟(支持DVD-Video兼容模式)、音樂CD以及CD-R/RW光碟(兼容音樂CD)。與此錄像機的發表相對應,還將上市記錄容量為23GB的可擦寫光碟。價格為3500日元(約合人民幣230元)。

富士公司於在2003年12月1日開始發售錄像用藍光碟Blu-rayDisc“BLRW23FA”。這款商品化的藍光碟是支持RewriteableFormatVer.1.0標準的可重寫型,容量為23GB,能夠直接錄製大約2小時的數碼高清晰度電視節目。富士這款產品的推出標誌著藍光碟產品已經開始邁向實用化和普及化了,相信在幾年後,將來數字高清晰錄像將成為家庭錄像的主流。

松下電器產業2004年7月底推出了藍光光碟錄像機“DMR-E700BD”。DMR-E700BD通過精簡功能,只配備錄像和播放等基本功能,儘量減少新功能開發,從而使上市之初就實現了低於30萬日元(約合人民幣2.3萬元)的價格。通過儘可能直接沿用現有元件來最大限度地削減生產成本

DMR-E700BD採用了將DVD-R/-RAM裝置和藍光光碟裝置並排設計的“雙光碟機結構”。外形尺寸為368mm(寬)×268mm(縱長)×73mm(高),為橫長型。

松下電器選擇雙光碟機結構的原因是“為了減輕DVD裝置的有關測試和檢驗工作,以便將資源集中到藍光光碟裝置的開發上”。實際上,此次採用的DVD-R/-RAM裝置直接沿用了“DMR-E50”等上一代以前的松下DVD錄像機採用的產品。而DVD裝置也在不斷取得進展,目前已經支持高速刻錄和單面雙層追記型光碟。如果是雙光碟機結構,就能夠很容易地將先行開發的DVD錄像機刻錄播放裝置的特點套用於藍光光碟錄像機中。

DMR-E700BD光碟的檢測使用機械式開關。種類不同的光碟會改變開關往裡送盤的力度,由此即可檢測出以下3種光碟:(1)DVD-Video光碟和DVD-R光碟及音樂CD等裸光碟,(2)盒裝可擦寫藍光光碟,(3)盒裝DVD-RAM光碟。(1)和(3)2種光碟會送入DVD裝置,光碟(2)則被送入藍光光碟裝置。之所以能夠區別光碟(2)和(3)是因為光碟盒的縱長尺寸不一樣,DVD-RAM光碟盒比藍光光碟盒長。插入盒裝DVD-RAM光碟後,由於開關送盤的距離會加大,因此就能檢測兩者的不同。

日本先鋒成功開發了可支持DVD媒體記錄和播放的藍光光碟用的晶片組,以及可記錄和播放DVD光碟的藍光光碟用的雷射頭。先鋒在2004年8月3日於東京舉行的“Blu-rayDiscInformationSeminar”上做了首次展示。

此次的晶片組是先鋒與其他公司共同開發的,主要由3枚晶片組成。具體來說,為負責模擬信號處理的模擬前端LSI,負責藍光光碟記錄編/解碼等的數位訊號處理LSI,負責DVD及CD記錄編/解碼等的DSP。該晶片組與雷射頭一端封裝的DVD紅色半導體雷射器驅動IC、藍光光碟藍紫色半導體雷射器驅動IC以及受光部分的OEIC等配合使用。

此次的雷射頭可支持藍光光碟媒體以及DVD媒體的記錄和播放。不支持CD的記錄和播放。由於藍光光碟與DVD所採用的不同物鏡的數值孔徑(NA)差,以及光碟構造的不同造成的球面失真,通過刻有細微凹凸的PSE(PhaseShiftElement)進行補償。NA為0.85的物鏡由1枚玻璃鏡頭構成。工作時光碟與物鏡間的距離方面,藍光光碟為0.5mm,DVD為0.3mm。

荷蘭皇家飛利浦電子2004年7月開發成功了能夠刻錄和播放CD、DVD和藍光光碟3代光碟的雷射頭“OPU81”。OPU81不僅是單面單層25GB可擦寫藍光光碟,還能刻錄和播放單面雙層50GB光碟。同時還能刻錄CD-R、CD-RW、追記型DVD和可擦寫DVD。並且支持單面雙層DVD+R光碟的刻錄。OPU81的高度為20.2mm,支撐雷射頭的2個滑動軸間隔為56.5mm,重量為50g。

電視領域套用

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在藍光技術上開發出來專業光碟,目前單面容量為23.3GB,相關驅動器性能可以達到:單光頭72Mb/s,雙光頭144Mbps的讀寫速率,可記錄85分鐘DVCAM或45分鐘MPEGIMX50M質量的視音頻素材,存儲時間30年,相關設備運行條件0~40℃,存儲條件-20~60℃。Sony公司的XDCAM系列專業光碟產品實現了高數據傳輸和長時間記錄,其產品系列包括攝錄機錄放機非線性編輯移動編輯系統,覆蓋了節目製作全流程。專業光碟系統為徹底打通無磁帶工作流程提供了技術基礎,可給現有的電視製作流程帶來革命性的變化。

最佳化工作流程有兩個非常重要的環節,一個是節目上載,另一個是在上載後的初期編目和二次編目。專業光碟技術在這些方面有傳統磁帶技術無可比擬的優勢,從最初的拍攝環節開始,有很多的元數據就已經記錄在光碟上,也就是說很多編目工作在前期就可以輕鬆完成,而專業光碟在上載環節中又有著比磁帶上載無可比擬的優勢,在這些關鍵環節中輔助全流程的最佳化,使得在網路製作過程中效率大大提高。而隨著專業光碟在網路製作系統中的導入,除了發揮在節目製作中比磁帶更強的優勢外,在節目交換中可以同時跨越AV與IT兩個平台,在這方面對今後節目的存儲也會產生很大的影響。

在BIRTV2004上,Sony公司將集中力量展示XDCAM專業光碟系列產品:包括可以記錄DVCAM格式的PDW-510P攝錄機、可在DVCAM記錄格式及MPEGIMX記錄格式之間進行切換的PDW-530P攝錄一體機、PDW-D1專業光碟驅動器、PDW-V1攜帶型專業光碟錄像機、PDW-1500小型專業光碟錄像機以及功能完善的XPRI系列非線性編輯系統

PDW-510P及PDW-530P專業光碟攝錄一體機可以方便靈活地在任何環境下穩定地使用。與傳統磁帶攝錄一體機不同,專業光碟攝錄一體機擁有高效率的素材瀏覽搜尋能力、完善的編輯功能和高速素材檔案上載功能。利用基於圖示方式的素材搜尋功能,記者可以方便地瀏覽記錄在光碟上的素材,可以利用基於EDL(編輯決定列表)方式的編輯功能在攝錄一體機上實現以往需要兩台錄像機才可以實現的對編/粗編功能,這將極大地提高新聞類節目的製作效率。兩款專業光碟攝錄一體機還配置乙太網接口,專業光碟中的素材可以通過網路接口直接向非線性編輯系統上載素材。

XDCAMPDW-D1是一種具有高速i.Link接口的外置式專業光碟驅動器。D1驅動器體積小巧,非常便於攜帶和使用,是配合SonyXPRI全功能筆記本非線性編輯系統完成節目製作的利器。利用D1驅動器,用戶可以以最低的成本擁有一套完整的專業光碟編輯系統。

XDCAMPDW-V1攜帶型錄像機、PDW-1500小型錄像機擁有小巧的身材和強大的線性/非線性編輯功能。考慮到與多種格式磁帶設備的兼容使用,PDW-1500小型錄像機可以作為編輯放像機與傳統磁帶錄像機組合成為高效的線性編輯系統。同時,PDW-1500的雙光頭讀寫設計和標準配置千兆乙太網(Gbps)接口又可以使PDW-1500成為一台高速節目素材上載系統,使得XDCAM強大的非線性編輯支持能力得到充分的發揮。

2004年8月的雅典夏季奧運會上,Sony的XDCAM專業光碟系列產品被廣泛套用於全球各大電視台對奧運體育賽事的轉播。中國中央電視台(CCTV)體育中心在本屆雅典奧運會上採用了解XDCAM專業光碟系統進行百年奧運的現場報導。

CCTV使用XDCAM專業光碟攝錄一體機記錄下來比賽的場景,將節目素材在第一時間由XDCAM移動非線性編輯系統進行快速編輯,或者通過某種形式的網路設施向後方節目製作中心進行高速傳輸;回到IBC(國際新聞中心)的成品節目光碟或是原始素材光碟可以通過收錄系統以高碼率和低碼率方式向非線性製作網絡進行高速上載;在非線性編輯網路系統中,來自XDCAM專業光碟的節目內容和來自傳統磁帶設備的節目內容可以實現無縫融合,形成最終的節目。

技術突破

在眾多跨國公司的凌厲夾擊下,在水與火的夾縫中,中國光碟產業究竟有無出路?無論是有關部門,還是協會,都已經瞄準了下一代技術。

中國光碟產業推進委員會說,我國已宣布2008年開播數位電視,高清顯示器市場不斷擴大,消費者在翹首企盼高清晰雷射視盤播放機。“每次技術轉折關頭都為後來者提供機會,這也給中國提供了周鏇機會”。
科技部973計畫專門就“超高密度超快速信息存儲與處理的基礎研究”立項。光碟中心已在“多波長多階光存儲技術”基礎上研發出新型雷射視盤機樣機,並申報9項中國發明專利和1項美國發明專利。利用這一技術,可將存儲量提高近3倍,數據傳輸率提高4倍。

目前光碟產業智慧財產權的核心問題是光碟格式。這一項目由於採用全新的編碼體系,可在基本技術相同的情況下建立具自主產權的光碟產品序列,有望為建立具有自主產權的光碟產業開闢新途徑,徹底擺脫智慧財產權問題的困擾。

中國有巨大的國內市場作後盾,光碟產業應敢於在所謂“國際標準”面前標新立異。這也是台灣、美國企業願與中國合作研製樣機並進一步開發的主要原因之一。科學家計畫把這一技術用於藍光光碟存儲系統,並與台灣合作制定中國光碟標準。

專家指出,如果改用這一新格式,我國光碟機可與“國際標準”兼容,而外國光碟機卻不能讀中國光碟。“這個項目國家投了3000萬元,5年已經過去了三年半。下一步關鍵在於套用推廣,在於企業參與,在於能否迅速推出質高價低的產品。只有這樣,光碟產業才有可能鹹魚翻身。”

2001年,中國光碟產業推進委員會曾提出新一代光碟播放機的技術攻關項目清單,包括藍雷射LD研發、藍雷射光學頭研發、多階存儲技術、新的數字壓縮技術等12項。“這些項目至今仍有實際意義。”

中國國內研究機構已在研究藍光雷射器,加上光碟產業本地化取得的進展,在第三代光碟技術上占據一席之地不是沒有可能。關鍵是應在國家強有力的組織下,上下游結合,產學研結合進行。

彩電產業最初是大規模引進不同,光碟產業是在市場條件下民間自己搞起來的,幾年功夫中國人已經把這個產業玩得很熟,在市場中形成了一支隊伍。只要契合市場需求,不一定走國外的路,相信也能創造出一個產業。

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