藍光技術

藍光技術

早在1998年,飛利浦就與索尼公司率先發表了下一代光碟的技術論文,並著手開發單面單層實現23GB ~25GB 的技術方案,給業界帶來了一個驚喜。

科技“藍光”


藍光
藍光
傳統DVD需要光頭髮出紅色激光(波長為650nm)來讀取或寫入數據,通常來說波長越短的激光,能夠在單位面積上記錄或讀取更多的信息。因此,藍光極大地提高了光碟的存儲容量,對於光存儲產品來說,藍光提供了一個跳躍式發展的機會。
目前為止,藍光是最先進的大容量光碟格式,BD激光技術的巨大進步,使你能夠在一張單碟上存儲25GB的文檔文件。這是現有(單碟)DVDs的5倍。在速度上,藍光允許1到2倍或者說每秒4.5至9兆的記錄速度。
藍光光碟擁有一個異常堅固的層面,可以保護光碟裡面重要的記錄層。飛利浦的藍光光碟採用高級真空連結技術,形成了厚度統一的100µm的安全層。飛利浦藍光光碟可以經受住頻繁的使用、指紋、抓痕和污垢,以此保證藍光產品的存儲質量數據安全。
在技術上,藍光刻錄機系統可以兼容此前出現的各種光碟產品。藍光產品的巨大容量為高清電影、遊戲和大容量數據存儲帶來了可能和方便。將在很大程度上促進高清娛樂的發展。目前,藍光技術也得到了世界上170多家大的遊戲公司、電影公司、消費電子和家用電腦製造商的支持。八家主要電影公司中的七家:迪斯尼、福克斯、派拉蒙、華納索尼米高梅、獅子門的支持。

發展史


1998年,飛利浦與索尼公司率先發表了下一代光碟的技術論文,並著手開發單面單層實現23GB~25GB的技術方案,給業界帶來了一個驚喜。
2002年2月19日,以索尼、飛利浦、松下為核心,聯合日立、先鋒、三星、LG、夏普和湯姆遜共同發布了0.9版的Blu-rayDisc(簡稱BD)技術標準。Blu-ray是BlueRay(藍光)的意思,因此2月19日也正式表明下一代DVD候選人——藍光碟的誕生。
BD集團隨後在2002年6月14日向外正式發售BD規範1.0版,一共3冊共5000美元,至此標誌著BD的設計已經完全確立下來。
雖然目前BD與HDDVD誰將作為下一代的藍光存儲標準這一爭議一直存在,但這也促使兩家不斷推陳出新,進行技術改革。2003年,藍光激光頭達到投產水平,但是適合投放市場的藍光產品在2006年才開始出現。
2006年,索尼、先鋒、三星等等都發布了其藍光技術與藍光產品,並且都提出了自己的藍光計劃。在中國市場,2006年7月19日,明基第一個推出了其成型的藍光產品。可以說,2006年,是真正意義上的“藍光元年”。
2008年2月16日,日本NHK電視台報道的頭條新聞中報道了一則令人震驚的消息:東芝宣布放棄HD-DVD格式。新聞節目中稱,東芝在這次“次世代DVD規格戰爭”中宣告徹底失敗,損失高達數百億日元。與此同時,路透社東京分社也刊發了“東芝放棄HD-DVD,終結格式戰爭”的消息。
從只支持HD-DVD的微軟宣布同時支持兩種格式,到前一段時間,HD-DVD陣營的華納倒戈,東芝率領的HD-DVD陣營可以說越來越艱難,今天就連東芝都宣布了放棄HD-DVD格式,這場持續了數年的規格之爭,最終以藍光的勝利而告終。

BlueRay的應用


藍光
藍光
2007年底,索尼公司在中國推出第一款配置藍光DVD的高清播放器:BDP-S300/BM藍光播放器開啟了藍光在中國商業化的運用,在此前的PlayStation3取得的驕人成績為藍光與HD-DVD的標準之戰奠定了基礎,但是,這款DVD高達5000RMB的售價讓眾多消費者望而卻步。成本的桎梏使得BlueRay普及化還有很長的路要走。
BDP-S300/BM藍光播放器性能標準
7.1環繞聲道
1080信號輸出
每秒24幀的電影般播放幀數
x.v.Colour色域標準
BRAVIATheatreSync影院同步功能
變動及大小
一個單層的藍光光碟的容量為25或是22GB,足夠刻錄一個長達4小時的高清晰電影。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。
在目前的研究表示,TDK已經宣布研發出4層容量為100GB的光碟。

激光技術


藍光
藍光
藍光影碟機是用藍色激光讀取盤上的文件。因藍光波長較短,可以讀取密度更大的光碟。那麼藍光為什麼可以讀寫密度更大的光碟呢?這要從激光談起:
讀寫用的激光,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,
所以藍激光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,紅色激光只能讀寫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,主導者為索尼與東芝,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。
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藍色激光在單面單層光
盤上可以錄製、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。

藍光DVD存儲結構


在存儲方式上,BD仍然使用溝槽進行記錄,而與以往最大的不同就是在於地址信息是採用基於STW+MSK技術改良后的ADIP方式存儲在軌道中的。STW是松下公司開發的一種地址調製技術,MSK則是由飛利浦和索尼曾經提出過的方式,全稱為最小頻移鍵控,特點是S/N(信噪比)較高,適用於獲取位置信息,而真正起到標明物理地址的則是STW技術。
STW的全稱SawToothWobble(鋸齒抖動),它是通過軌道邊緣的鋸齒方向來表示地址信息一種技術。
早期的STW設計,由36個方向一致的抖動鋸齒合成一bit的數據,完整的地址信息由51bit組成,在BD的規範中,改為使用56個抖動鋸齒合成一bit的數據。在這56個抖動中,利用MSK和STW兩種方式來嵌入上述的1位地址信息。56個抖動可分為利用MSK方式調製的區域和利用STW方式調製的區域,前者通過MSK方式調製來確定抖動位置、後者則是利用STW方式的“鋸齒”方向來判斷“0”、“1”信息。
STW的檢測原理,軌道的抖動形狀由一個正弦波形和一個方波形組成,在方波形區所回饋的檢測的頻率是正弦波形區的10倍,帶通掃描信號頻率與正弦波形的抖動頻率一致,這樣在通過方波形區時,就會行成回饋信號的差異,從而可以來判斷鋸齒的方向,並依此獲得0/1信息。

BD現狀及發展趨勢


藍光
藍光
索尼、松下電器及東芝三公司此前在技術方面,針對藍光光碟採用的0.1mm覆膜法和HDDVD採用的0.6mm底板粘合法究竟孰優孰劣,展開過激烈的爭論。索尼家用電子網路公司家用電子開發本部光學系統開發部門光系統開發部部長大里潔登台,介紹了索尼和松下電器在談判中為了力推0.1mm覆蓋層時都提出哪些觀點。這可以理解成是對“HDDVD促進團體(HDDVDPromotionGroup)”全體大會上HDDVD陣營提出的“沒有證據可以表明0.1mm方式比0.6mm方式優越”(東芝數字媒體網路公司社長藤井美英)說法的反駁。
藍光光碟的主要特點
其一是通過採用3層記錄層將容量提高至45GB的HDDVD播放專用光碟。45GB光碟是東芝與索尼談判時,作為“同時具備低成本和大容量的HDDVD光碟”提案的。東芝認為,“該光碟可採用與雙面雙層光碟(DVD18)大體相同的工序製造,因此能夠進行低成本生產”。對此,索尼和松下電器反駁說:“製造DVD18的現有生產線在粘合第2層記錄層與第1層記錄層時,存在膜厚精度不足的問題”。假如為生產45GB光碟而開發、建設新的生產線的話,“不僅比雙層的藍光光碟,就是比生產4層的100GB光碟成本還要高”。
其二是HDDVD-RW及DHDVD-R等寫入光碟、以及HDDVD刻錄播放裝置的量產可能性。尤其是雙層HDDVD-RW光碟由於採用岸溝刻錄方式(LandGroove),難以保證包括防串擾(CrossTalk)在內的光碟質量,“可寫入光碟也好,刻錄裝置也好,HDDVD都無法實現量產”。
最後一個是藍光播放專用光碟的生產成本。在談到造成藍光光碟成本比HDDVD光碟高的原因之一、0.1mm覆蓋層時,索尼表示覆膜工序的低成本化正在進步。比如,德國SINGULUSTECHNOLOGIESAG已經開發成功了採用旋壓覆蓋(SpinCoat)法的覆膜技術。但是,索尼沒有提及能夠提高50GB雙層藍光播放專用光碟成品率的具體時期。而東芝認為,之所以不能採用0.1mm覆蓋層方式,原因就在於藍光光碟陣營未拿出具體證據證明播放專用光碟可以低成本製造出來。
以上是關於BD和HDDVD的一些相關介紹,基於BD和HDDVD在物理結構和成本等不可兼容的諸多方面,使得DVD標準的統一也變得渺茫起來。藍光陣營始終在堅持自己的標準,雖然已獲得國際幾大電影廠商的支持,但能否在發展過程中一帆風順,仍然有很大障礙存在。

Blu-rayDisc


為了因應高解析度電視(HDTV)影像與各種數位資料儲存的容量需求增長,SONY聯合美日歐韓等多家廠商共組聯盟,推動以藍光雷射為基礎的新一代光碟標準‘Blu-rayDisc(BD)’。
而身為現有DVD規格主導者、同時也是DVD標準組織‘DVD論壇(DVDForum)’主席的東芝,則是與NEC以及三洋(SANYO)聯合推廣承襲現有DVD碟片實體構造的新一代藍光雷射光碟標準‘HDDVD’,並獲得DVD論壇承認,獲選為下一代DVD的標準。
由於兩標準所採用的碟片實體構造不同,也連帶的在碟片製造、讀寫裝置開發、容量與成本等因素上有的許多的相異之處,使得各硬體廠商以及好萊塢各大片商分裂為兩陣營,造成相關影音出版流通業者以及消費者的疑慮,對新標準的推廣造成負面的影響。因此兩陣營領導廠商SONY與東芝日前曾就標準的統一進行協商,希望能將兩標準統合成為單一新標準,如同當年MMCD與SD統一為DVD一般。
SCE社長久多良木健在統一協商破局之後曾表示:‘統一標準仍有希望,但唯一的希望是雙方能在1~2周內同意採用BD碟片物理構造的新標準’不過在這兩周內雙方又各自發表了量產的新技術,首先是HDDVD陣營6月8日發表與MAXELL以及三菱化學開發出單次寫入的HDDVD-R量產製造技術,BD陣營也在隔日發表與先鋒與三菱化學開發出低成本的單次寫入BD-R製造技術。

中國區藍光光碟


由2008年中期SONY-DADC與中國相關部門達成協議,確定中國區藍光光碟格式。注意這個中國版藍光並不等同於之前藍光陣營所劃分的中國所在區域碼。
中國區藍光光碟,使用中國自主的編碼格式,這種編碼格式同樣應用在EVD與CH-DVD中。效果級別據介紹等同於MPEG-4
*SONY-DADC:SONY集團專門負責光碟及相關技術的子公司,總部位於奧地利。