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下一代DVD标准花落谁家 [复制链接]

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下一代DVD标准花落谁家
庄奕琪

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    一代DVD也称高清晰度DVD(简写为HD-DVD),它所面临的主要问题是如何与高清晰度数字电视标准接轨。按照现行DVD规格,如果用它来录制高清晰度的数字电视内容,一张光盘的录制时间不到1个小时,无法容纳一部完整的电影。解决方案可以从两个方面考虑:一是增大单张DVD的容量,这就需要采用波长更短的激光器取代现行的红色激光器,光盘信息坑点结构也应做相应的精细化改革,以提高DVD的记录密度;二是采用压缩效率更高的编码算法取代现行DVD采用的MPEG2标准,以便在光盘记录密度不变的条件下能存储更长时间的高清晰度节目。

九大公司联手发布蓝光DVD标准

    2002年2月19日,日本、韩国及欧洲的九家著名AV设备制造商在日本东京达成协议。九家制造商宣布,共同推出使用蓝色激光作为光源的新一代DVD光盘标准,并从2002年春季开始提供有关标准的使用授权。这种新格式光盘被命名为“Blu-ray Disc”,意为“蓝色光盘”。联合推出此标准的九家公司是:日立制作所、LG电子、松下电器、先锋、飞利浦电子、三星电子、夏普、索尼、Thomson Multimedia SA。
    与现行DVD光盘相比,这种新格式光盘的显著特点是它具有超大容量和超高数据传输率。该光盘的盘片直径为12cm,与现有CD及DVD相同,但单面单层的最大记录容量达到了27GB,相当于目前DVD容量的5倍。这样大的容量使得它能够录制2个多小时的720p(逐行扫描)或者1080i(隔行扫描)的高清晰度数字电视图像,或者录制13个小时的常规电视图像,而目前的DVD盘单层只能录制133分钟的常规电视图像。新格式光盘的标准数据传输速度为36Mbit/秒,约相当于现行DVD的3倍。这种光盘设计为可擦写光盘,可以多次反复重录。除可擦写光盘之外,还计划依次投产播放专用光盘、追记型光盘、单面双层容量为50GB的可擦写光盘等。在数据编码格式方面,最初投产的光盘刻录机仍计划沿用目前DVD用的MPEG2编码数据流格式。
    这种“蓝碟”之所以能够达到比DVD高得多的记录容量,得益于它所使用的短波长蓝色激光器以及更细致精密的光盘结构。CD、VCD采用波长为780nm的红外激光,DVD采用波长为635nm~650nm的红色激光,而“蓝碟”采用的是波长为405nm的蓝色激光,其激光束聚焦后的焦点直径可成比例地缩小,使得光盘中信息坑的长度缩短、间距缩小,从而提高了记录密度。新型光盘的最小坑点长度为0.14μm,为现行DVD光盘的三分之一,而记录轨道间距为0.32μm,不到DVD轨道间距的一半。另外,新型光盘的表面距离信息层的厚度也从0.6mm减薄到0.1mm,不仅与它的高记录密度相适应,也大大削弱了因光盘表面不平整引起的读写误差。
    与现行DVD光盘的另一个差别是,蓝光DVD盘配置有专门的保护封套。因为这种光盘结构精细因而比较脆弱,加上保护封套之后用户就可以十分方便地携带和存取,而不必担忧它会遭受机械撞击或划伤,并保护盘面不受灰尘和指纹的污染。
    就可擦写DVD而言,现行的格式十分混乱,至少有三种格式在相互竞争,即DVD论坛倡导的DVD-RAM、飞利浦提出的DVD+RW和先锋提出的DVD-RW,它们之间互不兼容,导致消费者无所适从,市场化进展缓慢。九大公司统一标准的一个重要意义就是避免下一代DVD重蹈覆辙,在开始指定标准的时候就统一行动。

“DVD论坛”推出基于MPEG4的DVD新标准

表1  Blu-ray Disc与现行DVD的技术规格对照

技术规格
Blu-ray
现行DVD

记录容量(单面单层)
23.3GB/25GB/27GB
4.7GB

光盘直径/厚度
12cm/1.2mm
12cm/1.2mm

激光器波长
405nm
650nm

表层厚度
0.1mm
0.6mm

物镜数值孔径
0.85
0.60

最大数据传输速率
36Mbps
24Mbps

寻迹结构
Groove
Land&Groove

最短坑点长度
0.160/0.149/0.138um
0.4um

记录轨道间距
0.32um
0.72um

记录相密度
16.8/18.0/19.5Gbit/平方英寸
  

视频记录格式
MPEG4
MPEG2

音频记录格式
AC-3,MPEG1, Layer2等
AC-3

音视频复用格式
MPEG4传输流
MPEG2传输流

保护封套尺寸
120´131´7mm
无封套



    尽管蓝色光盘的推出得到了世界上大多数DVD制造商的支持,但仍然有一些著名公司“缺席”,其中最显眼的就是东芝公司。东芝是全球DVD论坛(DVD Forum)的理事长,因此它的态度在很大程度上代表了DVD论坛的态度。据说东芝接到了发布会的邀请书,但它并未参加会议。业界人士指出,尽管九大公司都是DVD论坛的关键成员(均为DVD论坛指导委员会成员),但蓝色光盘的推出并未得到DVD论坛的认可。
    在九大公司发布蓝色光盘新标准之后, DVD论坛的指导委员会也在东京开会,讨论下一下代高清晰度DVD采用的标准,并于2月26日进行投票表决。然而,表决的结果却与一周前九大公司发布的标准大相径庭。DVD论坛初步决定,新一代DVD将继续采用红色激光器,光盘的物理格式也保持不变,只是编码压缩方案采用低传输率的新方法。优先推荐的低传输率压缩编码技术是目前呼声很高的MPEG-4。这种技术可以将9GB的高清晰度视频内容压缩到一张单面单层DVD盘中。据透露,这种新方案的提出者是美国的电影巨头时代华纳公司。在DVD论坛指导委员会的17个成员中,有11个赞成采用这种标准,包括松下、JVC和飞利浦在内的另6个成员投了弃权票。
    MPEG-4是一种国际标准数字视频数字压缩技术,其标准草案于1998年11月公布,最终标准目前尚未公布。这种新型的图像压缩基于帧重建算法来压缩和传输数据,通过动态地监测图像各个区域的变化,根据对象的空间及时间特征来调整压缩方法,从而可以获得比传统方法更大的压缩比、更低的压缩码流和相对更好的图像质量。在图像质量相当的前提下,MPEG-4的压缩比要比VCD采用的MPEG-1提高了十倍,也明显高于DVD采用的MPEG-2。因此,在存储容量不变的条件下,MPEG-4可以获得更长的录放像时间。
    MPEG-4重现的图像质量与压缩比有关,最高图像清晰度为768×576,与现行DVD的画质基本相当。MPEG-4实现高效率压缩编码的奥妙在于它是一种面向对象的压缩方式。它不是简单地将图像分为一些像块,而是根据图像内容,将其中的对象(物体、人物、背景)分离出来分别进行压缩,根据对象的特点进行不同的压缩处理,比如对于高速运动的物体给予更多的字节,对于相对静止的物体给予较少的字节,根据场景变化自动调整压缩方式,变换传输码流和压缩比,从而大大提高了压缩比。MPEG-4对静止场景、一般运动场景和剧烈活动场景均能保持较好的存储图像,不会出现场景活动变化剧烈时画质劣化的情况。
    除了MPEG-4之外,DVD论坛还讨论了其它几种低传输率压缩技术。其中包括一种MPEG-2的改进版,全名为“MPEG2 Main Profile@High Level for HD Encoding”,微软公司也提交了一种名为Corona的压缩算法。目前大多数人赞同采用MPEG-4,但最终到底采用哪一种,还需做进一步的对比试验。

竞争焦点:兼容性、成本和商品化速度

表2  光盘视频编码技术的比较

光盘类型
VCD
DVD
新型DVD

视频编码技术
MPEG1
MPEG2  MPEG4

标准化时间
1992
1994
1999

最高空间分辨率
352´288
720´576
720´576

最高时间分辨率
25~30帧/秒
50~60帧/秒
25~30帧/秒

传输速率
1.15Mbit/s
4~15Mbit/s
10k~1Mbit/s

压缩率
20~30
30~40
200~500

图像质量
一般
很好
可变(从VCD到DVD)




    有业界人士指出,九大公司提出的蓝色光盘方案和DVD论坛提出的低传输率光盘方案并非完全冲突,因为它们的应用对象不同,低传输率方案主要用于预录式DVD,而蓝碟方案主要用于可擦除DVD。不过,两种格式并存必然会给使用者带来不便,例如采用DVD刻录机不能播放只读式DVD碟片,采用DVD单放机也不能播放用DVD刻录机刻录的碟片。蓝光DVD的另一个问题是它与现有的DVD无法兼容,即现有的DVD无法在蓝光DVD机上播放,而低传输率方案容易解决兼容性问题,只要将现行DVD机中的解码IC换成MPEG-4/MPEG-2双解码芯片即可。
    DVD碟片及其播放机的成本也是一个必须考虑的问题。在推出新标准的时候,DVD设备制造商优先考虑的是自己拥有的技术专利,而DVD内容供应商则会更多地考虑市场接受的程度。以华纳为代表的好莱坞影业公司之所以支持低传输率DVD方案,而不支持蓝色光盘方案,主要原因是他们认为在现阶段蓝色激光器的实现成本太高,光碟及其播放设备价格昂贵,消费者可能会难以承受,而采用MPEG-4压缩的DVD成本要低很多,而图像分辨率还是可以接受的。据估计,与现行DVD机相比,同时具有MPEG-4和MPEG-2解码功能的DVD播放机只会增加25~50美元的成本。好莱坞的电影公司希望在不增加多少投资的前提下,消费者就能够观看到采用高清晰度格式录制的DVD电影。蓝光DVD的支持者们则坚持认为蓝光DVD是红光DVD的自然延伸,大多不愿意讨论它的成本,但也承认会比现有的DVD高得多。
    在市场化所需的时间方面,低传输率方案也会占有一定的优势。从技术上看,低传输率方案会更快实现。据说,这种方案的最终标准文本会在3个月内定稿,然后研制专用编解码芯片大约需要半年左右的时间。至于蓝光DVD方案,尽管飞利浦、索尼和松下公司已经推出了蓝光DVD光盘样品,对制造商的专利许可据说会在两个月内实施,但九大公司谁都不愿意说出他们何时能拿出商品化的产品。某些观察家估计,第一台蓝光DVD播放机的上市日期最快也得等到明年。
    根据国内业界人士分析,全球DVD巨头们突然加快下一代DVD的开发进程,动机之一是想抵御中国DVD机的攻势。目前中国生产的DVD播放机在成本上已经低于日本和欧洲的产品,近年来中国DVD机以前所未有的低价扫荡全球市场简直可以用“势如破竹”来形容,DVD的发明者们试图寻求新的技术来保护他们的利益,夺回失去的市场。2月26日,美国DiVxNetwork公司宣布要与中国DVD厂商联手,生产基于DiVx技术的DVD播放机,以阻击欧日DVD联盟攻击。DiVx技术的核心就是MPEG-4视频压缩算法和MP3音频压缩算法。2月28日,又传来了欧盟成员国海关扣押中国DVD产品的消息,扣押的理由是中国出口的大多数DVD产品未交纳技术专利费,据说幕后策动正是飞利浦、索尼和先锋三大DVD技术开发商。
    不到半个月内发生的数次震荡似乎预示着,2002年的春天对DVD产业界来说可能会很漫长,不仅对中国DVD厂商是如此,对于世界上诸多的DVD厂商来说也是如此。
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杜比实验室 在中国为消费电子制造商
举办系列专题技术讲座
本刊编辑部

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    在全球多声道音频技术领域居领先地位的杜比实验室(Dolby Laboratories),2002年11月下旬在香港、深圳、广州和上海举办了一系列免费的专题技术讲座,旨在帮助中国大陆和香港的设计消费电子设备的工程师了解如何使用杜比第二代定向逻辑(Pro Logic Ⅱ)、杜比耳机(Dolby Headphone)以及MLP无损压缩(MLP LosslessTM)技术。讲座的对象包括接到邀请的杜比(Dolby)许可厂商的员工以及感兴趣的新闻工作者。
    在讲座期间,杜比(Dolby)向与会者展示了他们怎样通过采纳第二代定向逻辑、杜比耳机以及MLP无损压缩这些正迅速在西方国家和日本普及的技术,来增添各自公司的产品和服务的价值。
    Dolby Laboratories负责中国业务的高级客户经理Steve Jeffords表示,“能为中国音频行业的快速发展作出贡献,杜比Dolby深感自豪。我们非常注重与中国公司建立合作伙伴关系,将世界上最先进的音频技术带到中国。”他接着说,“从采用第二代定向逻辑技术将现有的双声道内容(如各类CD和MP3)转换成5.1声道的环绕声,到采用杜比耳机使5.1声道的家庭影院的感觉在移动环境中得以实现,杜比的技术使得娱乐的体验更加丰满、充分,并且更加真实,使消费者能有更深地投入进去的感觉。”
    Jeffords补充说,“通过将这些新的杜比技术应用到其产品中,中国的制造商将有能力在其产品中加入消费者认为有价值的东西,并且在竞争日趋激烈的环球市场提高赢利度。杜比(Dolby)提供了完整的计划,为中国的消费电子行业提供支持。”
    除了介绍相关的杜比(Dolby)技术之外,本次讲座还讲解了低音管理技术。每当现有的环绕声系统中的扬声器不足以完全重播低频信号的时候,就需要低音管理。低音管理能够将那些低音还原能力不足的声道中的低频信号改道,进入到低频还原能力较强的扬声器,如超重低音扬声器。
    第一场讲座由Jeffords先生主讲,于11月20日在香港金域假日酒店举行。其余的讲座在下述日期和地点举行:11月21日星期四在深圳圣庭苑酒店;11月22日星期五在广州的广东国际大酒店;11月25日星期一在上海海神诺富特大酒店。
    每位参加讲座者都获得了一份133页的中英文讲座手册、一套有关杜比技术的资料以及一张杜比耳机DVD演示盘。

杜比(Dolby)各项技术简述

    杜比(Dolby)的技术为消费电子制造商提供巨大的灵活性,供其能够为消费者创造出范围广泛的家庭娱乐产品。杜比的主要技术包括:
    ——杜比数字(Dolby Digital):在电影院和各类DVD、数码电视(HDTV及SDTV)以及电子游戏中所体验到的近乎完美的5.1声道环绕制式,是支持网络音讯的主要Dolby技术。
    ——第二代定向逻辑技术(Pro Logic Ⅱ):现有的最被看好的、声音效果最佳的矩阵解码技术。它能将来自任何声源的双声道立体声转换成自然的、音色更丰满的环绕声,并能集成到家庭娱乐系统及个人电脑中,将常规立体声转换成令人兴奋的听觉体验。
    ——杜比耳机(Dolby Headphone):这项解决方案用于为常规立体声耳机提供环绕立体声。这项技术能够精确地模拟出恰当地设立在听音室内的5.1声道扬声器系统的音响效果。困扰其它耳机的令人发晕的“在头脑里”的效果不见了。杜比耳机(Dolby Headphone)技术适用于任何一套立体声耳机,而且还适用于无线耳机,能使听者体验到在听成套的扬声器系统的完美感觉。
    ——MLP无损压缩(MLP Lossless):是支持现有最高品质的音频制式
    ——DVD-Audio的核心音频技术标准。这项技术将多达6个声道的24-bit/96kHz环绕声音轨注入DVD-Audio盘上。基于24-bit/96kHz的MLP无损压缩技术不仅能提供远超过CD的音质,而且还可以使听者听到与在制作室内录制时完全一样的音乐,每个信息单元都清晰而且精确。这一技术使得提供互动多媒体衍生产品,包括照片、视讯剪辑汇编、文本、艺术评论等成为可能。

    附:关于杜比实验室(Dolby Laboratories)
    关于杜比实验室(Dolby Laboratories)是信号处理系统开发商,其产品用于世界各地的各种应用,包括电影音响、消费娱乐产品以及媒体、广播和音乐录制等等。该公司总部设在旧金山。欧洲总部设在英国,在纽约、洛杉矶、香港、上海、北京和东京设有代表处。想要了解更多有关关于杜比实验室的信息,可访问www.dolby.com网站。
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世界首台蓝光盘数字高清晰
电视接收/录制/播放一体机SONY BDZ-S77
胡军 编译

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    2002年2月,由索尼、日立制作所、LG电子、松下电器、先锋、飞利浦、三星电子、夏普、汤姆逊等9家日、欧、韩主要电器厂家组成的新一代光碟联盟共同发表了“Blue-ray Dise蓝光盘”规格,确立了较现有DVD规格激光束波长更短(650nm红→405nm蓝光)、光头开口值更大(0.6→0.85)、数据容量更高(4.7GB→23GB)、数据传送率更快(12Mbps→36Mbps)的可擦写式蓝光盘标准。此后,各大厂家先后发表了其对应“蓝光盘”规格的概念机,但都没有投入商品化,2003年日本索尼公司首次宣布其商品化机BDZ-S77的诞生,并于2003年4月10日开始在日本市场率先推出,成为世界第一台真正意义上的蓝光盘数字高清晰电视接收、录制、播放一体机。
    与当初DVD问世时首先推出单放机不同,索尼的这台BDZ-S77蓝光盘机可谓一步到位,除蓝光盘的播放外,还可通过本机搭载的BS数字高清晰度电视解码器接收Hi-Vision影像并录制在蓝光盘上,其最高分辨率达1080i/720p,最大数据传送率为24Mbps(蓝光盘的36Mbps已经游刃有余啦!),最长记录时间为2小时,另外还兼容最大数据传送率为16Mbps的普通数字电视,最长记录时间为3小时,通过该机的i.LINK端子还可与外部的高清晰影像源接驳,将节目直接转制在蓝光盘上。
    在画质方面,为了适应蓝光盘在数据读取和记录时的高密度、高精度要求,BDZ-S77采用了索尼最新开发的双凸镜式光头、防止外部冲击与振动的4点悬挂式定位机构、高集成化的6层式数字信号处理基板和专为高清晰度信号开发的动态降噪LSI-FBX(Frame & Block Noise Excellent Reduction),对帧间噪音和MPEG特有的块状噪音进行有效的检出和消除,从而确保优异的画质表现。BDZ-S77根据不同的画质需要,设定了4种不同的数据记录模式:①DR直接记录模式,最大可对应的数据传送率为24Mbps,可用于记录前面提出的数字高清晰度电视;②HR高画质模式,平均数据传送率为16Mbps,可用于普通数字电视和DVD;③SR标准画质模式,平均数据传送率为8Mbps,可用于非专业级DV设备;④LR长时间模式,平均数据传送率为4Mbps,可用于普通电视信号和VHS录像影像等。
    在音质方面,BDZ-S77采用了独立的音频信号专用处理基板、R形整流线圈为核心的音频专用电源回路、可改良音色的V.C.数字滤波器、高精度24比特D/A转换器PCM1704以及发烧级的音频处理元件等,能最大限度地保证与BS数字高清晰度电视配套的MPEG-2 AAC 5.1通道音频信号的高保真记录和回放。通过同轴和光纤端子,该机同样可输出Dolby Digital和DTS数码音频信号。
    再来看BDZ-S77的接驳端子,最引人注目的是其D端子,通过设定,该端子的视频信号可对应D1、D3、D4规格,即480i(480线隔行扫描)、1125i(1125线隔行扫描)和720p(720线逐行扫描)。当播放BS数字高清晰电视时,输出可达1125i/720p,而播放逐行扫描DVD时,选择D3/D4设定,最高输出解像度可达525P。另外,3套i.LINK端子也是很令人瞩目的,其背面的2套i.LINK端子为蓝光盘专用,仅能与其他蓝光盘设备接驳,前面的1套i.LINK端子可与普通的DV设备相连,接收并记录外部DV设备和DV摄录机的数字影像。接收电视信号端子有BS数字高清晰电视信号RF和普通电视信号RF两种,除此之外,输入输出端也配备了常见的S端子和复合信号端子,因此可兼容现有的信号源和显示设备。
    从操作性上看,BDZ-S77也有其新颖之处。本机正面的控制面板隐藏在前方的梯形档板后面,仅有一个轻触式按钮在外面,轻轻触摸即可开启控制面板。条形遥控器采用新型树脂外表进行金属涂装,中部的多方向穿梭拔轮非常显眼,主要用于菜单操作和文字录入。BDZ-S77搭载数字高清晰电视节目表(EPG)功能,可进行简单的节目预约录像。另外,诸如节目副标题管理、节目的分割、删除、插入以及多达100张蓝光盘、每张100个主题内容的状态记忆、管理等功能都为使用者提供了相当大的方便。

     当然,作为第一台蓝光盘录放机,其不足之处也是可想而知的,首先是重达14kg的笨重体形严重影响了其携带性,其二是对现有光碟的兼容。蓝光盘的结构已经一改传统CD、DVD碟片“裸片”形象,而是放在专用的盘盒里,插入机内自动吸入装载。平常状态下是看不见里面的碟片的。为了与CD、DVD的兼容,碟仓的设计与DVD是相同的,可播放DVD-R/DVD-RW/CD,遗憾的是尚不能兼容DVD-RAM/CD-R/CD-RW。不过我想在今后的后续机型中应该是可以做到的。其三是整机及配套的蓝光盘均价格不菲。
    4月10日同期上市的SONY BF23G蓝光盘售价3500日元(折合人民币250元),让使用者在录制BS数字高清晰电视时还不能随心所欲。另外,该机尚不能对应双层BD和BD-ROM,让这台定价45万日元(折合3万人民币)的新贵多少有些奢华之感。

SONY BDZ-S77主要技术规格 信号系统
视频记录
MPEG-2

音频记录
Dolby Digitel/MPEG-2 AAC

视音频多重化方式
MPEG-2 T2

电视接收信号
HDTV/SDTU/CATV

输入输出端
电视信号端子
VHF/UHF:75Ω/BS-IF:75Ω

视频输入
S端子×2、复合端子×2

视频输出
S端子×2、复合端子×2、数码影像D端子×1(D1/D3/D4切换)

输入输出端
音频输入
立体声×2

音频输出
立体声×3、光纤×1、同轴×1

DV输入/出
4针S100×1

i.LINK
4针 S200×2(BD专用)

通信端子
2400bps Modem

节目预约

录像功能
录像时间
DR模式:24小时(HDTV)4.4小时(SDTV)HR模式:3小时

SR模式:6小时 LR模式:12小时

节目预约
EPG电子节目单方式

最大预约数
1个月30套

定时器
最长6小时

播放功能
可播放光盘
BD-RW、DVD、DVD-RW

逐行扫描
DVD播放时

快进/快倒
10倍/30倍/120倍

标题/副标题列表


副标题设定


画质增强电路
HDTV用
FBX(Frame & Block Moise Excellent Reduction)

SDTV用
MIP(MPEG Image Processor)

IP变换
DMAIPC(Dual Motion Adaptive IP Convertor

防重影调谐器


实时VBR


三维Y/C分离


音质
音频D/A转换器
24Bit

动态范围
DVD:108dB/CD:100dB

抖晃率
DVD:0.0015% /CD:0.002%

其他功能
BD碟片ID管理
100主题/100张

DV复录
简单模式/程序模式

节目编辑
分割、组合、删除、插入

虚拟编辑


文字录入


图像变


关键词搜索


电源
功耗
65W(工作状态)9W(待机状态)

外形尺寸
W430×H135×L398mm

重量
14kg
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那EVD呢?EVD花落谁家?
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