蓝光光盘
Blu-rayDisc,中文译为蓝光光盘,是DVD光盘的下一代光盘格式。在人类对多媒体的品质要求日益严格的情况下,用以储存高画质的影音以及高容量的资料储存。它目前的竞争对手是HDDVD,两者各有不同的公司支持,都希望成为标准规格。Blu-ray的命名是来自于其采用的激光波长405纳米(nm),刚好是光谱之中的蓝光,因而得名。(DVD采用650nm波长的红光读写器,CD则是采用780nm波长)
蓝光光盘联盟原本准备在2006年1月的消费电子展上发布产品,后来在研发蓝光的技术过程中,索尼公司认为有必要采取一些额外的措施来配合,于是宣布推迟PLAYSTATION3的发布日期到2006年11月。蓝光光盘联盟相关成员也相应的将采用蓝光技术相关产品的发布日期推迟到2006年6月。
蓝光光盘的直径为12cm,和普通光盘(CD)及数码光盘(DVD)的尺寸一样。这种光盘采用MPEG-2压缩技术,利用405n蓝色激光在单面单层光盘上可以录制长达27GB的视频数据,比现有的DVD的容量大5倍以上(DVD的容量一般为4.7GB),更可录制13小时普通电视节目或2小时高清晰度电视节目。当然,这只是单层容量,双层更可以达到46或54GB容量,足够刻录一个长达8小时的高清晰电影。而容量为100或200GB的,分别是4层及8层。
研究表示,TDK已经宣布研发出4层容量为100GB的光盘。蓝光影碟机是用蓝色激光读取盘上的文件。因蓝光波长较短,可以读取密度更大的光盘。那么蓝光为什么可以读写密度更大的光盘呢?这要从激光谈起:
读写用的激光,是一种十分精确的光,精确到极限,就是光波长的一般,由于红光波长有700纳米,而蓝光只有400纳米,所以蓝激光实际上可以更精确一点,能够读写一个只有200nm的点,而相比之下,红色激光只能读写350nm的点,所以同样的一张光盘,点多了,记录的信息自然也就多了!
Blu-RayDisk是蓝光盘,是DVD的下一代的标准之一,主导者为索尼与东芝,以索尼、松下、飞利浦为核心,又得到先锋、日立、三星、LG等巨头的鼎力支持。存储原理为沟槽记录方式,采用传统的沟槽进行记录,然而通过更加先进的抖颤寻址实现了对更大容量的存储与数据管理,目前已经达到惊世骇俗的100GB。与传统的CD或是DVD存储形式相比,BD光盘显然带来更好的反射率与存储密度,这是其实现容量突破的关键。
与蓝光相对的是HD-DVD阵营,原本东芝已经加入蓝光阵营,然而利益的分配以及相关技术特性诱使东芝断然退出该组织,转而联合NEC开发AdvancedOpticalDisk,并且得到DVD-Forum的鼎力支持,改名为HDDVD。由于蓝光DVD和当前的DVD格式不兼容,直接加大了厂商过渡到蓝光DVD生产环境的成本投入,因此大大延迟了蓝光成为下一代DVD标准的进程。不过另外一位DVD论坛的主要成员东芝则带来了一款和蓝光完全不兼容的新技术AOD(AdvancedOpticalDisk)光盘。由东芝和NEC联合推出的AOD技术相比于蓝色激光最大的优势就在于能够兼容当前的DVD,并且在生产难度方面也要比蓝光DVD的生产难度低得多。
蓝光光盘的直径为12cm,和普通光盘(CD)及数码光盘(DVD)的尺寸一样。这种光盘利用405n蓝色激光在单面单层光盘上可以录制、播放长达27GB的视频数据,比现有的DVD的容量大5倍以上(DVD的容量一般为4.7GB),可录制13小时普通电视节目或2小时高清晰度电视节目。蓝光光盘采用MPEG-2压缩技术。
索尼2003年6月发表了使用蓝紫色激光光源的新一代光盘规格“蓝光光盘”的世界首款录像机“BDZ-S77”。建议零售价45万日元(约合人民币3万元)。内置BS数字电视调谐器,可以录制约2个小时的HDTV映像。
“BDZ-S77”除BS数字电视调谐器外,还内置有微波模拟电视调谐器。除可以直接保存BS数字电视的MPEG-2视频的“DR模式”以外,还采用了可以长时间录制微波模拟电视节目和BS数字电视节目的“HR模式(高画质模式)”、“SR(标准模式)”以及“LR(长时间模式)”总计4种录像模式。DR模式可以录制大约2个小时的1080i或720p的映像数据(最大数据传输速度为24Mbit/秒)。480p映像可以录制约4个小时(最大数据传输速度为12Mbit/秒),480i映像则可以录制约4.4个小时(最大数据传输速度为11Mbit/秒)。
在最大数据传输速度为16Mbit/秒时,HR模式录像时间约为3个小时,SR模式在平均为8Mbit/秒时录像时间约为6个小时,平均为4Mbit/秒时,LR模式录像时间约为12个小时。还支持使用微波模拟电视和BS数字电视的电子节目表的录像预约。此外还具有能够与DV摄像机连接的DV端子,并可以将所拍摄的映像保存到蓝光光盘中。
“BDZ-S77”不仅能够记录和播放可擦写蓝光光盘,而且还可以播放DVD-Video光盘、DVD-RW光盘(支持DVD-Video兼容模式和VideoRecording格式)、DVD-R光盘(支持DVD-Video兼容模式)、音乐CD以及CD-R/RW光盘(兼容音乐CD)。与此录像机的发表相对应,还将上市记录容量为23GB的可擦写光盘。价格为3500日元(约合人民币230元)。
富士公司于在2003年12月1日开始发售录像用蓝光碟Blu-rayDisc“BLRW23FA”。这款商品化的蓝光碟是支持RewriteableFormatVer.1.0标准的可重写型,容量为23GB,能够直接录制大约2小时的数码高清晰度电视节目。富士这款产品的推出标志着蓝光碟产品已经开始迈向实用化和普及化了,相信在几年后,将来数字高清晰录像将成为家庭录像的主流。
松下电器产业2004年7月底推出了蓝光光盘录像机“DMR-E700BD”。DMR-E700BD通过精简功能,只配备录像和播放等基本功能,尽量减少新功能开发,从而使上市之初就实现了低于30万日元(约合人民币2.3万元)的价格。通过尽可能直接沿用现有元件来最大限度地削减生产成本。
DMR-E700BD采用了将DVD-R/-RAM装置和蓝光光盘装置并排设计的“双光驱结构”。外形尺寸为368mm(宽)×268mm(纵长)×73mm(高),为横长型。
松下电器选择双光驱结构的原因是“为了减轻DVD装置的有关测试和检验工作,以便将资源集中到蓝光光盘装置的开发上”。实际上,此次采用的DVD-R/-RAM装置直接沿用了“DMR-E50”等上一代以前的松下DVD录像机采用的产品。而DVD装置也在不断取得进展,目前已经支持高速刻录和单面双层追记型光盘。如果是双光驱结构,就能够很容易地将先行开发的DVD录像机刻录播放装置的特点应用于蓝光光盘录像机中。
DMR-E700BD光盘的检测使用机械式开关。种类不同的光盘会改变开关往里送盘的力度,由此即可检测出以下3种光盘:(1)DVD-Video光盘和DVD-R光盘及音乐CD等裸光盘,(2)盒装可擦写蓝光光盘,(3)盒装DVD-RAM光盘。(1)和(3)2种光盘会送入DVD装置,光盘(2)则被送入蓝光光盘装置。之所以能够区别光盘(2)和(3)是因为光盘盒的纵长尺寸不一样,DVD-RAM光盘盒比蓝光光盘盒长。插入盒装DVD-RAM光盘后,由于开关送盘的距离会加大,因此就能检测两者的不同。
日本先锋成功开发了可支持DVD媒体记录和播放的蓝光光盘用的芯片组,以及可记录和播放DVD光盘的蓝光光盘用的激光头。先锋在2004年8月3日于东京举行的“Blu-rayDiscInformationSeminar”上做了首次展示。
此次的芯片组是先锋与其他公司共同开发的,主要由3枚芯片组成。具体来说,为负责模拟信号处理的模拟前端LSI,负责蓝光光盘记录编/解码等的数字信号处理LSI,负责DVD及CD记录编/解码等的DSP。该芯片组与激光头一端封装的DVD红色半导体激光器驱动IC、蓝光光盘蓝紫色半导体激光器驱动IC以及受光部分的OEIC等配合使用。
此次的激光头可支持蓝光光盘媒体以及DVD媒体的记录和播放。不支持CD的记录和播放。由于蓝光光盘与DVD所采用的不同物镜的数值孔径(NA)差,以及光盘构造的不同造成的球面失真,通过刻有细微凹凸的PSE(PhaseShiftElement)进行补偿。NA为0.85的物镜由1枚玻璃镜头构成。工作时光盘与物镜间的距离方面,蓝光光盘为0.5mm,DVD为0.3mm。
荷兰皇家飞利浦电子2004年7月开发成功了能够刻录和播放CD、DVD和蓝光光盘3代光盘的激光头“OPU81”。OPU81不仅是单面单层25GB可擦写蓝光光盘,还能刻录和播放单面双层50GB光盘。同时还能刻录CD-R、CD-RW、追记型DVD和可擦写DVD。并且支持单面双层DVD+R光盘的刻录。OPU81的高度为20.2mm,支撑激光头的2个滑动轴间隔为56.5mm,重量为50g。
在蓝光技术上开发出来专业光盘,目前单面容量为23.3GB,相关驱动器性能可以达到:单光头72Mb/s,双光头144Mbps的读写速率,可记录85分钟DVCAM或45分钟MPEGIMX50M质量的视音频素材,存储时间30年,相关设备运行条件0~40℃,存储条件-20~60℃。Sony公司的XDCAM系列专业光盘产品实现了高数据传输和长时间记录,其产品系列包括摄录机、录放机、非线性编辑和移动编辑系统,覆盖了节目制作全流程。专业光盘系统为彻底打通无磁带工作流程提供了技术基础,可给现有的电视制作流程带来革命性的变化。
优化工作流程有两个非常重要的环节,一个是节目上载,另一个是在上载后的初期编目和二次编目。专业光盘技术在这些方面有传统磁带技术无可比拟的优势,从最初的拍摄环节开始,有很多的元数据就已经记录在光盘上,也就是说很多编目工作在前期就可以轻松完成,而专业光盘在上载环节中又有着比磁带上载无可比拟的优势,在这些关键环节中辅助全流程的优化,使得在网络制作过程中效率大大提高。而随着专业光盘在网络制作系统中的导入,除了发挥在节目制作中比磁带更强的优势外,在节目交换中可以同时跨越AV与IT两个平台,在这方面对今后节目的存储也会产生很大的影响。
在BIRTV2004上,Sony公司将集中力量展示XDCAM专业光盘系列产品:包括可以记录DVCAM格式的PDW-510P摄录机、可在DVCAM记录格式及MPEGIMX记录格式之间进行切换的PDW-530P摄录一体机、PDW-D1专业光盘驱动器、PDW-V1便携式专业光盘录像机、PDW-1500小型专业光盘录像机以及功能完善的XPRI系列非线性编辑系统。
PDW-510P及PDW-530P专业光盘摄录一体机可以方便灵活地在任何环境下稳定地使用。与传统磁带摄录一体机不同,专业光盘摄录一体机拥有高效率的素材浏览搜索能力、完善的编辑功能和高速素材文件上载功能。利用基于图标方式的素材搜索功能,记者可以方便地浏览记录在光盘上的素材,可以利用基于EDL(编辑决定列表)方式的编辑功能在摄录一体机上实现以往需要两台录像机才可以实现的对编/粗编功能,这将极大地提高新闻类节目的制作效率。两款专业光盘摄录一体机还配置以太网接口,专业光盘中的素材可以通过网络接口直接向非线性编辑系统上载素材。
XDCAMPDW-D1是一种具有高速i.Link接口的外置式专业光盘驱动器。D1驱动器体积小巧,非常便于携带和使用,是配合SonyXPRI全功能笔记本非线性编辑系统完成节目制作的利器。利用D1驱动器,用户可以以最低的成本拥有一套完整的专业光盘编辑系统。
XDCAMPDW-V1便携式录像机、PDW-1500小型录像机拥有小巧的身材和强大的线性/非线性编辑功能。考虑到与多种格式磁带设备的兼容使用,PDW-1500小型录像机可以作为编辑放像机与传统磁带录像机组合成为高效的线性编辑系统。同时,PDW-1500的双光头读写设计和标准配置千兆以太网(Gbps)接口又可以使PDW-1500成为一台高速节目素材上载系统,使得XDCAM强大的非线性编辑支持能力得到充分的发挥。
2004年8月的雅典夏季奥运会上,Sony的XDCAM专业光盘系列产品被广泛应用于全球各大电视台对奥运体育赛事的转播。中国中央电视台(CCTV)体育中心在本届雅典奥运会上采用了解XDCAM专业光盘系统进行百年奥运的现场报道。
CCTV使用XDCAM专业光盘摄录一体机记录下来比赛的场景,将节目素材在第一时间由XDCAM移动非线性编辑系统进行快速编辑,或者通过某种形式的网络设施向后方节目制作中心进行高速传输;回到IBC(国际新闻中心)的成品节目光盘或是原始素材光盘可以通过收录系统以高码率和低码率方式向非线性制作网络进行高速上载;在非线性编辑网络系统中,来自XDCAM专业光盘的节目内容和来自传统磁带设备的节目内容可以实现无缝融合,形成最终的节目。
在众多跨国公司的凌厉夹击下,在水与火的夹缝中,中国光盘产业究竟有无出路?无论是有关部门,还是协会,都已经瞄准了下一代技术。
中国光盘产业推进委员会说,我国已宣布2008年开播数字电视,高清显示器市场不断扩大,消费者在翘首企盼高清晰激光视盘播放机。“每次技术转折关头都为后来者提供机会,这也给中国提供了周旋机会”。
科技部973计划专门就“超高密度超快速信息存储与处理的基础研究”立项。光盘中心已在“多波长多阶光存储技术”基础上研发出新型激光视盘机样机,并申报9项中国发明专利和1项美国发明专利。利用这一技术,可将存储量提高近3倍,数据传输率提高4倍。
目前光盘产业知识产权的核心问题是光盘格式。这一项目由于采用全新的编码体系,可在基本技术相同的情况下建立具自主产权的光盘产品序列,有望为建立具有自主产权的光盘产业开辟新途径,彻底摆脱知识产权问题的困扰。
中国有巨大的国内市场作后盾,光盘产业应敢于在所谓“国际标准”面前标新立异。这也是台湾、美国企业愿与中国合作研制样机并进一步开发的主要原因之一。科学家计划把这一技术用于蓝光光盘存储系统,并与台湾合作制定中国光盘标准。
专家指出,如果改用这一新格式,我国光盘机可与“国际标准”兼容,而外国光盘机却不能读中国光盘。“这个项目国家投了3000万元,5年已经过去了三年半。下一步关键在于应用推广,在于企业参与,在于能否迅速推出质高价低的产品。只有这样,光盘产业才有可能咸鱼翻身。”
2001年,中国光盘产业推进委员会曾提出新一代光盘播放机的技术攻关项目清单,包括蓝激光LD研发、蓝激光光学头研发、多阶存储技术、新的数字压缩技术等12项。“这些项目至今仍有实际意义。”
中国国内研究机构已在研究蓝光激光器,加上光盘产业本地化取得的进展,在第三代光盘技术上占据一席之地不是没有可能。关键是应在国家强有力的组织下,上下游结合,产学研结合进行。
和彩电产业最初是大规模引进不同,光盘产业是在市场条件下民间自己搞起来的,几年功夫中国人已经把这个产业玩得很熟,在市场中形成了一支队伍。只要契合市场需求,不一定走国外的路,相信也能创造出一个产业。
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[1]搜狐http://it.sohu.com/20081120/n260744563.shtml
[2]科技时代http://tech.sina.com.cn/h/2008-05-22/0600668283.shtml
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