上個世紀(jì)80年代,Sony和Philips共同倡導(dǎo)了CD的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn),并將它用于記錄數(shù)據(jù)信息。隨著音樂與影像記錄的需要,標(biāo)準(zhǔn)存儲容量為640MB的CD已無法滿足人們的要求,更大容量的光存儲技術(shù)應(yīng)運而生,這便是容量為4.7GB(單面單層)的DVD(數(shù)字視頻通用光盤)。
起初,DVD使用MPEG2壓縮標(biāo)準(zhǔn),可以存儲廣播級效果的電影。但隨著HDTV的升溫,DVD也力不從心了,按照現(xiàn)行的DVD標(biāo)準(zhǔn),一張DVD光盤可容納的HDTV節(jié)目時間還不到1個小時,無法完整記錄一部電影。況且,HDTV節(jié)目的分辨率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的DVD規(guī)格,前者有720p(1280×720)、1080i/p(1920×1080)等格式,而后者僅支持480p(640×480)。
市場需要新DVD規(guī)格還有一個原因,那就是保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)。目前盜版DVD已呈洪水泛濫之勢,各大影片商都期待下一代DVD規(guī)格給他們的影碟帶來更有效的防盜版功能。基于上述情況,國際DVD論壇組織陸續(xù)通過了兩種新DVD標(biāo)準(zhǔn)--藍(lán)光和HD DVD。
藍(lán)光與HD DVD,誰更優(yōu)?
1.藍(lán)光技術(shù)特點
藍(lán)光(Blu-Ray)是由索尼、松下、日立、先鋒、夏普、LG電子、三星、湯姆遜和Philips等9家電子巨頭在2002年2月19日共同推出的新一代DVD光盤標(biāo)準(zhǔn)。藍(lán)光光盤的一個最大優(yōu)勢是容量大,目前單面單層的就高達(dá)
23.3GB/25GB/27GB。按照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)來計算,一張27GB的藍(lán)光光盤可以存儲2小時的高清電視節(jié)目,或者超過13小時的標(biāo)清電視節(jié)目。和現(xiàn)有CD或DVD相同的是,藍(lán)光光盤的直徑是120mm,厚度也是1.2mm。
藍(lán)光技術(shù)屬于相變光盤(Phase Change Disk)技術(shù),相變光盤利用激光使記錄介質(zhì)在結(jié)晶態(tài)和非結(jié)晶態(tài)之間的可逆相變結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)信息的記錄和擦除。在寫數(shù)據(jù)時,聚焦激光束加熱記錄介質(zhì)的目的是改變相變記錄介質(zhì)晶體狀態(tài),用結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)來區(qū)分0和1;讀數(shù)據(jù)時,利用結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)具有不同反射率這個特性來檢測0和1信號。
在光盤結(jié)構(gòu)方面,藍(lán)光光盤徹底脫離了DVD光盤"0.6mm+0.6mm"設(shè)計,采用了全新的"1.1mm盤基+0.1mm保護(hù)層"結(jié)構(gòu),并配合高NA(數(shù)值孔徑)值保證極低的光盤傾斜誤差。0.1mm覆蓋保護(hù)層結(jié)構(gòu)對傾斜角的容差較大,不需要傾斜伺服,從而減少了盤片在轉(zhuǎn)動過程中由于傾斜而造成的讀寫失常,使數(shù)據(jù)讀取更加容易。但由于覆蓋層變薄,光盤的耐損抗污性能隨之降低,為了保護(hù)光盤表面,光盤外面必須加裝光盤盒。這不但提高了藍(lán)光光盤的生產(chǎn)成本,而且加大了薄型驅(qū)動器的開發(fā)難度。
DVD與藍(lán)光激光光源的比
CD、DVD與藍(lán)光之間NA值與記錄點區(qū)別
為了提高存儲容量,藍(lán)光技術(shù)使用了波長405nm的藍(lán)色激光和NA為0.85的光圈,來取代DVD所用的650nm紅色激光和NA為0.6的光圈,這大大縮小了用于讀取和刻錄數(shù)據(jù)的激光光線的聚焦點直徑的大小,也減小了光盤數(shù)據(jù)記錄層上用于記錄數(shù)據(jù)的記錄點的大小。在藍(lán)光光盤上,數(shù)據(jù)記錄軌道間的距離由DVD的0.74μm減少至0.32μm,這意味著在相同的盤片面積上可以容納更多的數(shù)據(jù)記錄軌道。
在存儲方式上,藍(lán)光仍然使用了槽內(nèi)(Ingroove)記錄方式,但尋址方面則采用了基于 STW+MSK 技術(shù)改良后的擺動尋址方式。藍(lán)光技術(shù)地址信息的基本單位被稱為預(yù)刻槽地址(ADIP),一個單位存儲1bit地址信息,每個ADIP由56個槽內(nèi)擺動構(gòu)成。56個擺動可分為利用MSK(最小頻移鍵控)方式調(diào)制的區(qū)域和利用STW(鋸齒擺動)方式調(diào)制的區(qū)域,前者通過MSK方式調(diào)制來確定擺動槽內(nèi)位置,后者則是利用STW方式的"鋸齒"方向來判斷"0"、"1"信息。
獨特的安全系統(tǒng)是藍(lán)光另一個與眾不同的特點。藍(lán)光采用128bit AES加密鑰匙,AES能讓每6KB數(shù)據(jù)就執(zhí)行更新一次防盜加密鑰匙。新防盜加密鑰匙技術(shù)非常重要,因為反防盜系統(tǒng)(DeCSS)和其他DVD盜拷機(jī),可輕易破解守護(hù)標(biāo)準(zhǔn)DVD盤片的唯一防盜加密鑰匙。如果反防盜鎖入侵藍(lán)光光盤,它只能盜取6KB數(shù)據(jù)。
2.HD DVD技術(shù)特點
2002年8月29日東芝聯(lián)合NEC向DVD論壇提交了另一個新DVD光盤規(guī)格--AOD(Advanced Optical Disc,高級光盤),AOD后來更名為HD DVD。
從技術(shù)角度來看,盡管HD DVD也采用了405nm藍(lán)紫色激光,但它更注重與DVD標(biāo)準(zhǔn)的兼容性。比如,HD DVD使用數(shù)值孔徑為0.65的物鏡來讀/寫數(shù)據(jù),同時保護(hù)基板的厚度也是0.6mm。
借助縮小軌距和記錄點長度,藍(lán)光DVD的容量可以達(dá)到DVD的五倍
另外,HD DVD也是通過縮短數(shù)據(jù)記錄軌道間距來增加軌道數(shù)目,從而提高記錄密度。在存儲方式上,HD DVD采用了與DVD-RAM相同的槽岸(Land-Groove)記錄方式,它與藍(lán)光的槽內(nèi)記錄方式不一樣,后者的優(yōu)點是能夠較容易實現(xiàn)只讀光盤和可刻錄光盤之間的兼容性,使光學(xué)頭簡單化,省略了槽岸間的切換,但它面臨著27GB的容量極限;而槽岸記錄方式可達(dá)到單面容量30GB。
由于仍采用0.65光圈數(shù)值和0.6mm保護(hù)基板,所以HD DVD的容量比藍(lán)光要小一些:單面單層15GB,單面雙層30GB。但HD陣營認(rèn)為在高效率的新編碼技術(shù)(如H.264/MPEG-4 AVC和WMV9)的幫助下,15GB的容量足夠了,因為如果按照15Mbps的編碼速度,15GB光盤可存儲132分鐘的影片,而單面雙層的HD DVD盤片就可以記錄更多的數(shù)據(jù)資料了。HD DVD技術(shù)相較于藍(lán)光最大的優(yōu)勢就是可以兼容現(xiàn)有的DVD標(biāo)準(zhǔn),廠商可以將傳統(tǒng)的紅光DVD生產(chǎn)設(shè)備投入到HDDVD的生產(chǎn),廠商修改的只是激光頭和控制芯片而已,這就大大降低了從現(xiàn)有DVD過渡到HD DVD的改造成本。
在加密技術(shù)方面,HD DVD將采用Advanced Access Content System(AACS),它屬于CSS的升級版本。相對于CSS加密技術(shù),DVD機(jī)生產(chǎn)時AACS會給每臺機(jī)器一組128bit設(shè)備密鑰(Device Keys),該密鑰可使用在單一裝置中,也可與其它多任務(wù)裝置共享。MKB(Media Key Block)是獲AACS合法授權(quán)的防盜碼,這組防盜碼可以解碼并可還原內(nèi)容,如果防盜碼遭到破壞,MKB會馬上再生,并摧毀原來的防盜碼自保,所以防盜碼無法被還原。不過,這種設(shè)計有一個缺陷,就是如果DVD機(jī)防盜碼遭到破壞被查覺后,除非ROM(只讀固件)執(zhí)行升級,否則DVD機(jī)就會死鎖自保,無法啟動以免被盜拷。
新一代DVD標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展前景
在技術(shù)上,藍(lán)光和HD DVD兩種標(biāo)準(zhǔn)各有千秋,藍(lán)光是比較"激進(jìn)"的技術(shù),可使光盤的存儲容量達(dá)到50GB以上,以滿足將來高清晰視頻的需要,但該技術(shù)規(guī)范與現(xiàn)有的DVD不兼容,需要更新生產(chǎn)設(shè)備,導(dǎo)致整體成本過高,當(dāng)然售價也將比較昂貴。HD DVD盡管容量上不如藍(lán)光,但它允許生產(chǎn)商可以最大限度地利用現(xiàn)有的DVD生產(chǎn)設(shè)備,制造成本相對較低。
這兩種標(biāo)準(zhǔn)在支持廠商和內(nèi)容提供商的競爭上也十分激烈。微軟已經(jīng)宣布,下一代操作系統(tǒng)Longhorn將支持HDDVD,同時為了迎接內(nèi)建藍(lán)光光驅(qū)的PS3游戲機(jī)(預(yù)計今年11月面世)的競爭,微軟今年推出的XBOX360主機(jī)將增加外接式HD DVD光驅(qū)。作為HD DVD的主力廠商,東芝的HD DVD影碟機(jī)也將很快上市。另外,HD DVD已獲得了華納、環(huán)球影業(yè)等四大好萊塢片商的支持,為競爭再添砝碼。不過,藍(lán)光強(qiáng)大的廠商陣容也一直在力保自己的強(qiáng)勢地位,比如Sony收購了MGM電影制片公司,獲得超過9000部的經(jīng)典影片;迪斯尼公司日前宣布支持藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn),而且先鋒、三星等各大廠商的產(chǎn)品計劃在今年全部商業(yè)化。
在激烈競爭的同時,這兩大陣營也在探討如何將兩種標(biāo)準(zhǔn)合二為一。雙方已拿出2個合并方案,一種是混合方
案,即利用藍(lán)光進(jìn)行錄制,而HD DVD則用于ROM光盤;另一種方案則認(rèn)為如果無法在整個物理格式上達(dá)成共識的話,就應(yīng)在高層協(xié)議和光盤交互層上尋求共同點。不過,混合方案存在不少尚無法解決的難題,如怎樣設(shè)計激光讀取頭來兼容不同NA的鏡頭?支持兩個鏡頭的設(shè)備能否滿足移動應(yīng)用的要求?目前大多數(shù)廠商和內(nèi)容提供商還在觀望,究竟藍(lán)光和HD DVD誰會成為最后的贏家,取決于雙方的量產(chǎn)能力、成本控制能力,以及市場推廣能力。