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1、按一下以編輯母片標(biāo)題樣式,,按一下以編輯母片,,第二層,,第三層,,第四層,,第五層,,,*,第九章 光碟媒體,,,,,9.1 光儲存媒體的演進,,,1972年，荷蘭的飛利浦 (Philips) 公司首先發(fā)表利用光碟 (CD：compact disk) 媒體來儲存音樂的方法。,,1979年，飛利浦公司更提出了直徑11.5公分的光碟原型，並於1980年協(xié)同新力公司 (SONY) 共同訂定了音樂光碟 (CD-DA：digital audio) 的統(tǒng)一規(guī)格，從此人類的生活就開始進入光碟時代的新紀元。,,1984年底，全世界就已銷售超過100萬臺的光碟播放機、與超過2000萬片的音樂光碟。,,198

2、4年就有CD-ROM (read only memory) 格式的提出。,,1986年，更由飛利浦、IBM、MicroSoft… 等工業(yè)界代表於美國加州的High Sierra Hotel and Casino共同研議了利用光碟來儲存電腦資料的檔案結(jié)構(gòu)，這個協(xié)訂工業(yè)界稱之為High Sierra Format。,,1987，國際標(biāo)準(zhǔn)組織 (ISO：International Standard Organization) 終於開始制定正式規(guī)格，並決定採用 High Sierra Format 的協(xié)議修改為ISO 9660的CD ROM 格式。由於CD-ROM格式的定型，微軟等軟體公司才得以開發(fā)在

3、不同電腦上使用的光碟機驅(qū)動程式，不久之後CD-ROM開始大量的運用於電腦上。,,1986年，飛利浦公司又提出另一個可以播放影片 (video) 與互動多媒體 (如遊戲) 的光碟格式，稱為CD-I (CD-Interactive)，但由於CD-I格式並未被其他家電廠商所採用，僅有飛利浦公司獨家生產(chǎn)其播放機，且其光碟節(jié)目的製作也不多，因此並未廣泛的流行。,,1994年，由CD-I 格式衍生的Video-CD 格式終於確定，並廣範(fàn)的被應(yīng)用於家電及電腦；但礙於光碟容量的限制，Video-CD的影片格式只能採用解析度較低且畫質(zhì)較差的MPEG-1影音格式。而後為了應(yīng)付隨著高畫質(zhì)與更優(yōu)音質(zhì)而來的龐大資料量，

4、更高容量的光碟儲存技術(shù)便不斷的應(yīng)運而生。,,1996年DVD (digital versatile disc) 的規(guī)格終於正式被提出,,在各種不同光碟格式陸續(xù)被訂定出來的過程中，可寫錄式 (recordable) 光碟的技術(shù)也有突破性的進展。1989年規(guī)範(fàn)可寫入式光碟的橙皮書 (Orange Book) 也正式定案，各種不同格式的光碟資料都可透過電腦燒錄到空白光碟片中。,,近年來由於雷射等相關(guān)技術(shù)的進步，可記錄光碟片正由目前的紅光雷射技術(shù)逐漸進步到高密度的藍光雷射技術(shù)；藍光雷射光碟片的容量比紅光雷射要高出6~10倍，主要應(yīng)用於高畫質(zhì)影音資料的儲存，市面上已可見到SONY、Philips、JVC

5、… 等廠商所生產(chǎn)的產(chǎn)品。目前已發(fā)展的藍光雷射光碟片主要有兩種規(guī)格：,,,由日本的,SONY,、,Hitachi,、,Matsushita,、,Pioneer,、,Sharp,，韓國的,LG,、,Samsung,，荷蘭的,Philips,以及法國的,Thomson,等家電大廠，加上,Apple,、,Dell,等,PC,廠商共同推出的「藍光光碟」,(BD,：,Blue-ray Disc),。,,由,Toshiba,及,NEC,共同制訂的,Advanced Optical Disk (AOD),。,,,9.2 光碟的根本格式,,CD-DA － 紅皮書,CD-DA (digital audio) 為音

6、樂光碟格式，又稱 “紅皮書〞 (Red Book)，是由飛利浦和SONY兩家公司於1980年所共同制訂。紅皮書採用的聲音資料格式為PCM (pulse code modulation)。PCM是一種不壓縮的聲音採樣方式，而音樂光碟採用的是44.1KHz、16Bit、雙聲道 (stereo) 的取樣頻率。一般電腦所使用的WAVE (*.wav) 檔就是PCM格式；而市面上的燒錄軟體 (如Nero等) 在燒錄音樂光碟時，也多是以上述採樣頻率的WAVE檔為資料來源。,,依紅皮書的規(guī)定，光碟片的最小儲存單位為block (區(qū)塊)，或稱為Sector，每一個block可儲存2,352 bytes的資料；

7、光碟機播放音樂的速度為每一秒75個blocks。同一張光碟最多只能有99個音樂資料軌 (track)，每一軌即是一首歌；軌與軌之間有2秒 (150 blocks) 的資料間隔 (gap)。音樂光碟格式為最早發(fā)展的光碟格式。,,CD-ROM － 黃皮書,,CD-ROM為資料光碟格式，又稱 “黃皮書〞 (Yellow Book)。當(dāng)音樂光碟的格式被成功且廣範(fàn)?wèi)?yīng)用之後，飛利浦和SONY等公司更將此技術(shù)應(yīng)用於電腦資料的儲存。為了讓CD-ROM的資料可以在不同的電腦平臺上使用，因此建立一個跨平臺的資料結(jié)構(gòu)就顯得十分重要。此一共同的標(biāo)準(zhǔn)在1984年由國際標(biāo)準(zhǔn)組織 ISO (International St

8、andard Organization) 訂定，稱為 ISO 9660 規(guī)範(fàn)，從此CD-ROM光碟便可以在不同電腦作業(yè)系統(tǒng)中使用。,,為了因應(yīng)其他多媒體資料 (音樂及影片) 與電腦資料的交錯配置儲存、以及同步播放，以滿足多媒體光碟的需求與發(fā)展，軟體巨擘微軟 (MicroSoft) 也參與飛利浦和SONY的研發(fā)，並於1989年共同提出CD-ROM的延伸格式 (Extended Architecture)，簡稱為CD-ROM XA (XA：eXtended Architecture)。爾後發(fā)展出來的許多格式如CD-I、Video CD、遊戲光碟… 等均為CD-ROM XA的再衍生格式,,CD-I

9、－ 綠皮書,CD-I為互動式影音光碟格式，又稱 “綠皮書〞 (Green Book)，由飛利浦於1986年提出，主要仍採用CD-ROM XA 的特性，並參加聲音和影片的資料軌，以與電腦資料軌交錯配置。能夠播放CD-I 光碟的作業(yè)系統(tǒng)稱為CD-RTOS，但由於CD-I格式並未被Philips以外的家電廠商所採用，因此只流行於歐洲市場。也由於CD-I採用的MPEG-1影片壓縮格式畫質(zhì)比不上VHS之傳統(tǒng)錄影帶，因此並未在其主要市場 － 歐洲的客戶造成如CD-DA般的風(fēng)行。但由於多媒體電腦的崛起，卻意外的造成了另一波新格式 － Video CD 的盛行，一般人反而不清楚其實CD-I 的格式就是Vide

10、o CD的前身。,,CD-R and MO Format － 橙皮書,預(yù)錄式光碟開始流行之際，可寫錄式光碟的技術(shù)也有了重大的突破，因此規(guī)範(fàn)可寫錄式光碟的 “橙皮書〞 (Orange Book) 就也應(yīng)運而生，它規(guī)範(fàn)了CD-R和MO (magneto–optical) 等可錄式光碟片的規(guī)格。橙皮書Part I規(guī)範(fàn)的是資料記錄到CD-MO的格式；Part II規(guī)範(fàn)的是資料記錄到CD-R的格式。,,CD-R 光碟片燒錄時的資料配置方式,,在光碟片的資料記錄區(qū)域，最內(nèi)圈稱為能量矯正區(qū) (PCA，power calibration area)，此區(qū)域為記錄燒錄機在燒錄過程中所使用的雷射光功率。下一個區(qū)

11、域為程式記憶區(qū) (PMA，program memory area)，此區(qū)記錄了每一個資料軌的起點及終點位置。再往內(nèi)圈則為資料記錄區(qū)，每一次的資料寫入都會產(chǎn)生一個Lead In 和 Lead Out 區(qū)域：Lead In 記錄每個檔案的起始位置；而在每次燒錄結(jié)束時都會產(chǎn)生Lead Out 區(qū)域，以記錄是否還要屢次燒錄。,,Video CD － 白皮書,Video-CD為影音光碟格式，又稱 “白皮書〞 (Ｗhite Book)。白皮書也稱做CD-I Bridge，此格式定義了讓CD-ROM XA、CD-I 等格式的光碟可以自動交換的環(huán)境；參與此格式的廠商除了飛利浦外，又多了SONY、JVC、Mat

12、sushita (Panasonic) 等家電大廠。,,Video CD和CD-I有著相同的缺點 (畫質(zhì)比VHS錄影帶差)，因此在美國及歐洲主要先進國家並未大量流行，但它卻在亞洲地區(qū)國家 (中國、日本、…) 等地區(qū)造成風(fēng)潮。由於市場對於VCD播放機及影片光碟的需求量大增，因此Video CD播放機在推出後不數(shù)年間價格便急速的下降，成為許多家庭的標(biāo)準(zhǔn)配備，而Video CD光碟更成為所有影片公司發(fā)行的標(biāo)準(zhǔn)媒體，逐漸取代了錄影帶的市佔率。雖然如此，MPEG-1的低畫質(zhì)一直都還是威脅Video CD 發(fā)展的一大阻礙；不過在DVD光碟技術(shù)還沒成熟發(fā)展之前，Video CD 仍是影片光碟的最正確選擇。,

13、,DVD － (Digital Versatile Disc),,DVD的規(guī)格是由一個稱為「DVD論壇」 (DVD Forum) 的國際組織所制訂，此組織集合幾個先進國家的研究機構(gòu)、工業(yè)團體及相關(guān)產(chǎn)業(yè)代表，定期召開會議討論並制訂DVD相關(guān)產(chǎn)品的規(guī)格。1996年DVD Forum 正式提出DVD (Digital Versatile Disc) 的規(guī)格，內(nèi)容規(guī)範(fàn)由Book A ~ E總共分為五個局部：,,Book A：規(guī)範(fàn)電腦資料儲存用途的DVD-ROM格式。,,Book B：規(guī)範(fàn)家庭使用的DVD-Video格式，這是DVD家族中最早問市、也是目前應(yīng)用最廣的DVD格式，因此一般人假設(shè)是提起DVD

14、，幾乎就是指DVD-Video。,,Book C：規(guī)範(fàn)下一代音樂光碟的DVD-Audio格式，其音質(zhì)不再受限於音樂CD的44.1KHz採樣頻率，反之DVD-Audio的頻率最高可到192 KHz，聲音品質(zhì)直追音響族視為無上至寶的傳統(tǒng)膠盤唱片，同時並可播放圖片或歌詞；但目前因播放機的價位仍偏高，且光碟來源亦不假設(shè)CD-DA般普遍，所以還只能算是少數(shù)音響玩家的奢侈品。,,Book D：規(guī)範(fàn) DVD-R的規(guī)格。,,Book E：規(guī)範(fàn) DVD-RAM 的規(guī)格。,,DVD-Video仍是各種DVD應(yīng)用中最普及的產(chǎn)品，因此我們在此特別說明一下它的影音規(guī)格。影像局部採用的是MPEG-2的標(biāo)準(zhǔn)，取樣的Bit

15、Rate可採用固定採樣頻率 (CBR : constant bit rate) 及變動採樣頻率 (variable bit rate)，最高可採樣到9Mbps (bps : bits per second)；解析度也由VCD的352 × 240 (NTSC) 大幅提昇到720 × 480，因此在畫質(zhì)上穫得了很大的改善。聲音局部可採用PCM、杜比AC3及DTS等格式，能支援到5.1、6.1、甚至7.1的環(huán)繞音效，因此亦能營造出相當(dāng)理想的家庭電影院影音效果。,,9.3 發(fā)展中的新一代DVD光碟格式,,HD-DVD規(guī)格大戰(zhàn),,隨著數(shù)位廣播時代的來臨，高畫質(zhì)電視 (HDTV：High Definiti

16、on TV) 將成為下一代電視機的主流，因此各種高畫質(zhì) (High Definition) 的影音格式正不斷地在發(fā)展與制訂中。由於DVD光碟仍是這一波新影音格式的儲存媒體，因此HD-DVD的規(guī)格也成為各家積極爭取出線的對象。,,前所述的BD和AOD兩大聯(lián)盟亦均為DVD Forum的成員，由於新世代DVD規(guī)格向來為廠商兵家必爭之地，長久以來一直由此兩大陣營在角逐出線機會，2003年DVD論壇一舉通過由NEC與Toshiba(AOD)提出的唯讀型HD-DVD規(guī)格以及HD-DVD在複寫式規(guī)格的應(yīng)用，幾乎已經(jīng)確定藍光DVD規(guī)格戰(zhàn)進入尾聲，也讓BD陣營暫時屈居下風(fēng)。,,HD-DVD有單面單層、儲存容量1

17、5GB，及單面雙層、儲存容量30GB兩種規(guī)格。跟現(xiàn)有DVD規(guī)格相較，目前的4.7GB DVD光碟可以儲存2小時、525條掃描線的SD (Standard Definition) 畫質(zhì)影片；而30GB的HD-DVD光碟則可儲存長達8小時、1,125條掃描線的HD (High Definition) 高畫質(zhì)影片，進步的程度顯而易見。,,,,DVD,HD DVD,,,Disc type,DVD-ROM(Read-Only),HD DVD-ROM(Read-Only),HD DVD-R(Recordable),HD DVD-Rewritable(Recordable),Disc diamete

18、r,120mm,120mm,120mm,120mm,Disc structure,0.6mmx 2 substrates,0.6mmx 2 substrates,0.6mmx 2 substrates,0.6mmx 2 substrates,Capacity(Single-sided, single-layer)(Single-sided, dual-layer),4.7GB8.5GB,15GB30GB,15GB,20GB32GB(Under development),Playback time*Recording time*,4.7GB, SD resolution:

19、132minutes8.5GB, SD resolution:238minutes,15GB, HD resolution:over 4 hours30GB, HD resolution:over 8 hours,15GB, HD resolution:over 4 hours,20GB, HD resolution:over 5.5 hours32GB, HD resolution:over 8.5 hours,Laser Wavelength,650nm(red laser),405nm(blue laser),405nm(blue laser),405nm(b

20、lue laser),Compression technology,MPEG-2,MPEG-4 AVC/VC-1/MPEG-2,MPEG-4 AVC/VC-1/MPEG-2,MPEG-4 AVC/VC-1/MPEG-2,User bit rate,11.08Mbps,36.55Mbps,36.55Mbps,36.55Mbps,Track pitch,0.74μm,0.40μm,0.40μm,0.34μm,,HD-DVD的影音壓縮格式標(biāo)準(zhǔn)，共有三種格式獲得支持：Microsoft的VC-9、H.264與MPEG-2。VC-9或H.264標(biāo)準(zhǔn)，皆強調(diào)是具有高壓縮率的MPEG-4格式，讓原先

21、容量的光碟片可容納更多的資料。,,紅光高解析度 DVD 光碟,,紅光高解析度 DVD包括：EVD(Enhanced Versatile Disc, EVD) HDV(High Definition Video, HDV) HVD(High-Definition Versatile Disc, HVD) FVD(Forward Versatile Disc)等四種,,EVD、HDV或是HVD，均為在影像處理的晶片組上進行功能提昇，以提高其解析度，其主要的碟機結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的DVD播放機並無太大的差異而在既有的紅光雷射技術(shù)的基礎(chǔ)上提昇高解析度，與當(dāng)前全球光碟機產(chǎn)業(yè)發(fā)展的藍光雷射技術(shù)產(chǎn)業(yè)主流有其不

22、同的方向,,臺灣工研院光電所所推出的FVD,在物理規(guī)格的容量方面單面單層由 DVD 的 4.7GB 增到 5.4GB~6GB 而單面雙層或三層的容量可能提升到 11GB 或 15GB。在影音壓縮格式上採用微軟公司的 WMV-9 技術(shù)有別於目前 DVD光碟採用的 MPEG-2 技術(shù)，而在防拷機制〔copy protection〕方面也有自創(chuàng)獨特的AES技術(shù)。以 FVD 的規(guī)格特性，以 FVD 碟片單面單層 5.4GB 容量將可容納 135 分鐘 1280×720p 的高畫質(zhì)節(jié)目，另以 FVD 碟片單面三層 15GB 將可容納 3 小時 1920×1080i 的高畫質(zhì)節(jié)目。,,紅光高解析度 DV

23、D光碟目前只有在中國大陸及臺灣發(fā)展尚未穫得全球家電大廠如Philips , SONY …之青睞,未來會不會像SVCD的發(fā)展一樣被市場所淘汰,則尚待觀察,,藍光光碟 ( Blue-ray Disc ),,藍光光碟( Blue-ray Disc )是新一代的光碟格式,由藍光光碟協(xié)會Blu-ray Disc Association (BDA) 所提出,BDA 的成員包括了各國PC及家電大廠如Apple, Dell, Hitachi, HP, JVC, LG, Mitsubishi, Panasonic, Pioneer, Philips, Samsung, Sharp, Sony, TDK and

24、Thomson,,藍光光碟主要的功能是用來記錄及播放高畫質(zhì)的影音資料( High Definition Video) , 及需要高容量儲存的電腦資料 , 一片單面的藍光光碟片有25GB的儲存容量, 可儲存約 2小時的數(shù)位電視(HDTV)節(jié)目或13小時的普通電視節(jié)目(Standard Deinition TV),雙面的藍光光碟片有50GB的儲存容量.,,採用波長405nm的藍光雷射技術(shù),較傳統(tǒng)的紅光雷射的650nm波長來的短,因此有較高密度的儲存密度.,,藍光光碟有以下三種格式,,1. BD-ROM: 唯讀式藍光光碟, 應(yīng)用於 軟體,,,遊戲光碟及電影的發(fā)行.2.BD-R : 可記錄式藍光光

25、碟,應(yīng)用於高畫質(zhì) 電視(HDTV)及PC資料的儲存3.BD-RW : 可重複寫入式藍光光碟,應(yīng)用於 高畫質(zhì)電視(HDTV)及PC資料的儲存,,Parameters,BD,,BD,,DVD,,DVD,,Capacity,25GB,50GB,4.7GB,9.4GB,Number of layers,single-layer,dual-layer,single-layer,dual-layer,Laser wavelength,405nm,405nm,650nm,650nm,Numerical aperture (NA),0.85,0.85,0.60,0.60,Protection l

26、ayer,0.1mm,0.1mm,0.6mm,0.6mm,Data transfer rate,54.0Mbps,54.0Mbps,11.1Mbps,11.1Mbps,Video compression,MPEG-2MPEG-4 AVCVC-1,MPEG-2MPEG-4 AVCVC-1,MPEG-2,MPEG-2,,CD光碟格式的資料的根本排列方式:,CD光碟片的最小儲存單位為Block ( 區(qū)塊) 或稱為 Sector , 每一個Block儲存2,352 bytes 的資料,光碟片容量為每一秒75個Blocks,以一張74分鐘的光碟片而言其可儲存的資料量為 :,2,352byte X 75 Blocks /秒 X 60 秒/分 X 74 分/光碟= 783,216,000 bytes/光碟=747Mb/光碟,,,如儲存的資料為電腦的資料則每一個Block的真實資料需修正為2048 bytes,,,各種光碟格式的根本資料排列方式,,,