多媒體技術(shù)基礎(chǔ)3版4章光盤存儲(chǔ)器課件

1、多媒體技術(shù)基礎(chǔ)(第3版)第14章 光盤存儲(chǔ)器 張奇復(fù)旦大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院qz 2011年5月2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器2/48第14章 光盤存儲(chǔ)器目錄 14.1 CD光盤14.1.1 CD工業(yè)史上的大事14.1.2 CD系列產(chǎn)品14.1.3 CD盤的結(jié)構(gòu)14.1.4 數(shù)據(jù)是怎樣寫入到CD盤上的14.1.5 數(shù)據(jù)是怎樣從CD盤讀出的14.1.6 CD激光唱盤標(biāo)準(zhǔn)摘要14.2 CD-Audio14.2.1 采樣頻率和樣本大小14.2.2 聲道數(shù)14.2.3 聲音數(shù)據(jù)的通道編碼14.2.4 CD盤如何批量生產(chǎn)14.3 DVD光盤14.3.1 DVD光盤是什么14.3.2 DVD的規(guī)

2、格14.3.3 DVD的存儲(chǔ)容量是怎樣提高的14.4 VCD與DVD播放機(jī)14.4.1 VCD簡(jiǎn)介14.4.2 VCD播放機(jī)的基本結(jié)構(gòu)14.4.3 DVD播放機(jī)的基本結(jié)構(gòu)14.5 HD DVD與BD光盤14.5.1 HD DVD與BD光盤是什么14.5.2 HD DVD與BD技術(shù)規(guī)范2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器3/4814.1 CD光盤14.1.1 CD工業(yè)史上的大事 模擬光盤系統(tǒng)的誕生20世紀(jì)70年代初期，荷蘭飛利浦(Philips)公司的研究人員開(kāi)始研究利用激光來(lái)記錄和重放信息1972年9月向全世界展示了長(zhǎng)時(shí)間播放電視節(jié)目的光盤系統(tǒng)，這就是1978年正式投放市場(chǎng)并命名為L(zhǎng)V(L

3、aser Vision)的光盤播放機(jī)利用激光來(lái)記錄信息的革命便拉開(kāi)了序幕。它的誕生對(duì)人類文明進(jìn)步的影響，不亞于紙張的發(fā)明對(duì)人類的貢獻(xiàn)。2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器4/4814.1 CD光盤(續(xù)1)數(shù)字激光唱盤的誕生大約從1978年開(kāi)始，研究人員把聲音信號(hào)變成用“1”和“0”表示的二進(jìn)制數(shù)字，然后記錄到以塑料為基片的金屬圓盤上1982年P(guān)hilips公司和Sony公司成功地把記錄數(shù)字聲音的盤推向了市場(chǎng)這種塑料金屬圓盤很小巧，故用Compact Disc命名，而且還為這種光盤制定了標(biāo)準(zhǔn)，這就是世界著名的“紅皮書(shū)(Red Book)標(biāo)準(zhǔn)”。這種盤又稱為數(shù)字激光唱盤(Compact Dis

4、c-Digital Audio，CD-DA)盤2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器6/4814.1 CD光盤(續(xù)3)ISO 9660標(biāo)準(zhǔn)的誕生黃皮書(shū)標(biāo)準(zhǔn)只解決了硬件生產(chǎn)廠家的制造標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，即存放計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的物理格式，而沒(méi)有涉及邏輯格式，也就是計(jì)算機(jī)文件如何存放在CD-ROM上，文件如何在不同的系統(tǒng)之間進(jìn)行交換等問(wèn)題。為此，在多方努力下又制定了一個(gè)文件交換標(biāo)準(zhǔn)，后來(lái)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)把它命名為ISO 9660標(biāo)準(zhǔn) 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器7/4814.1 CD光盤(續(xù)4)14.1.2 CD系列產(chǎn)品自1981年激光唱盤上市以后，開(kāi)發(fā)了一系列CD產(chǎn)品，見(jiàn)圖14-1，包括CD

5、-DA(Compact Disc-Digital Audio)CD-G(Graphics)CD-V(Video)CD-ROMCD-I(Interactive)CD-I FMV(Full Motion Video)Karaoke CDVideo CDCD系列盤大小、重量、制造工藝、材料、制造設(shè)備等都相同，只是根據(jù)不同的應(yīng)用目的存放不同類型的數(shù)據(jù)而已 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器9/4814.1 CD光盤(續(xù)6)14.1.3 CD盤的結(jié)構(gòu) 盤片結(jié)構(gòu)組成部分見(jiàn)圖14-2 保護(hù)層；反射層；刻槽；聚碳酸酯襯墊兩種反射層鋁反射層：銀白色，稱為“銀盤”，只讀的光盤金反射層：金色，稱為“金盤”，可

6、刻錄的光盤，稱為CD-R (CD-Recordable)盤外形尺寸見(jiàn)圖14-3 CD盤的外徑為120 mm，重約1418g激光唱盤分為3個(gè)區(qū)：導(dǎo)入、導(dǎo)出和聲音數(shù)據(jù)記錄區(qū)2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器10/4814.1 CD光盤(續(xù)7)圖14-2 CD盤片的結(jié)構(gòu)圖14-3 CD盤的結(jié)構(gòu) 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器11/4814.1 CD光盤(續(xù)8)光道結(jié)構(gòu)CD盤的光道結(jié)構(gòu)與磁盤磁道的結(jié)構(gòu)比較CD光盤磁盤記錄道螺旋形同心環(huán)磁道數(shù)目很多只有一條，長(zhǎng)約5 km盤片轉(zhuǎn)動(dòng)速度CLV(恒定線速度)CAV(恒定角速度)記錄密度里外記錄區(qū)的密度相同里外記錄區(qū)的密度不同光道形狀2022年9

7、月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器12/4814.1 CD光盤(續(xù)9)14.1.4-5 CD盤的記錄原理數(shù)據(jù)記錄原理磁光盤(magneto optical disc，MOD)利用磁的記憶特性，借助激光來(lái)寫入和讀出數(shù)據(jù)相變光盤(phase change disc，PCD) 利用激光特殊材料在加熱前后的反射率不同記憶1和0只讀CD光盤在盤上壓制凹坑的機(jī)械辦法記錄數(shù)據(jù)，見(jiàn)圖14-5凹坑的邊緣記錄的是1凹坑和非凹坑的平坦部分記錄的是0 使用激光讀出，見(jiàn)圖14-72022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器13/4814.1 CD光盤(續(xù)10)(引自Encarta Premium DVD 2006)圖14-5 原

8、版盤制作示意圖圖14-7 CD盤的讀出原理 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器14/4814.1 CD光盤(續(xù)11)14.1.6 CD激光唱盤標(biāo)準(zhǔn)摘要名稱技術(shù)指標(biāo)光盤播放時(shí)間74分鐘旋轉(zhuǎn)方向順時(shí)針(從讀出表面看)旋轉(zhuǎn)速度1.21.4m/s (恒定線速度)光道間距1.6 m盤片直徑120 mm盤片厚度1.2 mm中心孔直徑15 mm記錄區(qū)46 mm117 mm數(shù)據(jù)信號(hào)區(qū)50 mm116 mm材料折射率為1.55的材料最小凹坑長(zhǎng)度0.833 m (1.2m/s)0.972 m (1.4m/s)最大凹坑長(zhǎng)度3.05 m (1.2 m/s)3.56 m (1.4 m/s)凹坑深度0.11 m凹坑

9、寬度0.5 m2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器16/4814.2 CD-Audio14.2.1 采用頻率和樣本大小采樣頻率為44 100 Hz普通人耳朵能聽(tīng)到的聲音信號(hào)的頻率范圍為2020 000 Hz對(duì)頻率高于20 000 Hz的信號(hào)進(jìn)行濾波?？紤]到濾波器在20 000 Hz處約有10%的衰減，故用22 000 Hz的2倍作為采樣頻率考慮與電視信號(hào)場(chǎng)掃描頻率同步以避免相互干擾，PAL電視的場(chǎng)掃為50 Hz，NTSC為60 Hz，取50和60的整數(shù)倍，選用44 100 Hz樣本精度為16位樣本位數(shù)表示信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。一位(bit)的動(dòng)態(tài)范圍約為20lg2 6.02 dB，16位能夠表達(dá)

10、的動(dòng)態(tài)范圍大于96 dB在激光唱盤上1秒鐘的聲音需要占據(jù)的存儲(chǔ)空間為1秒 44 100樣本/秒 2字節(jié)/樣本 2(左右兩個(gè)通道)= 176.4 千字節(jié)2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器17/4814.2 CD-Audio(續(xù)1)14.2.2 聲道數(shù)立體聲有兩個(gè)聲道長(zhǎng)期以來(lái)，立體聲就是兩個(gè)聲道(軌)。早期存儲(chǔ)聲音的媒體是接觸式的唱片，唱片上的V形刻槽只能記錄最多兩個(gè)聲道的模擬信號(hào)，這就使后來(lái)的錄音機(jī)、調(diào)頻廣播、錄像機(jī)、甚至連數(shù)字激光唱盤都采用兩個(gè)聲道的規(guī)格環(huán)繞聲有多個(gè)聲道多聲道設(shè)備早已開(kāi)發(fā)和采用，許多劇院一直采用4個(gè)以上的聲音通道。聲音轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，計(jì)算機(jī)很容易處理，如壓縮、偏移(Pa

11、n)、環(huán)繞音響效果(surround sound)等，更多的聲音通道和更逼真的音響效果已經(jīng)出現(xiàn)例如，MPEG-2數(shù)字影視標(biāo)準(zhǔn)和杜比數(shù)字(Dolby Digital)都采用51個(gè)聲音通道，即左、中、右3個(gè)主聲道，左后、右后兩個(gè)環(huán)場(chǎng)聲道和一個(gè)次低音聲道 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器19/4814.2 CD-Audio(續(xù)3)為什么要把8位轉(zhuǎn)換成14位/17位理論分析和實(shí)驗(yàn)證明根據(jù)20世紀(jì)70年代的技術(shù)水平，把“0”的游程長(zhǎng)度最短為2個(gè)而最長(zhǎng)不超過(guò)10個(gè)，即2個(gè)“1”之間的“0”至少要有2個(gè)而最多不超過(guò)10個(gè)，光盤上的信號(hào)就能夠可靠讀出從8位到14位， EFM (eight to fou

12、rteen modulation)8位數(shù)有256種代碼，14位通道位有16 384種代碼，其中有267種代碼能夠滿足“0”游程長(zhǎng)度的要求。在267種代碼中有10種代碼在合并通道代碼時(shí)限制游程長(zhǎng)度仍有困難，再去掉一個(gè)就得到與8位數(shù)相對(duì)應(yīng)的256種通道碼從14位到17位為滿足游程長(zhǎng)度的要求，在通道碼之間增加3位以確保讀出信號(hào)的可靠性，于是8位數(shù)據(jù)就轉(zhuǎn)換成17位注：在DVD光盤技術(shù)中，把3位合并位改成2位，并把它們直接插入到重新設(shè)計(jì)的碼表中，于是1字節(jié)的數(shù)據(jù)就轉(zhuǎn)換成16位的通道位，提高了DVD的存儲(chǔ)容量2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器20/4814.2 CD-Audio(續(xù)4)圖14-8 激

13、光唱盤上聲音數(shù)據(jù)編碼的過(guò)程 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器21/4814.2 CD-Audio(續(xù)4)14.2.4 CD盤如何批量生產(chǎn) 激光唱盤(CD-DA)、數(shù)字激光視盤(VCD)和CD-ROM的制作過(guò)程都相同，大致分成三個(gè)階段1. 原版盤預(yù)制作(premastering)或稱母盤預(yù)制作對(duì)于激光唱盤，把音樂(lè)節(jié)目轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的CD-DA格式, 在“紅皮書(shū)”中有詳細(xì)說(shuō)明對(duì)于VCD盤，把影視節(jié)目轉(zhuǎn)換成VCD標(biāo)準(zhǔn)記錄格式，在Video CD 2.0標(biāo)準(zhǔn)(白皮書(shū))中有詳細(xì)說(shuō)明這項(xiàng)工作由轉(zhuǎn)換軟件或稱編碼器(encoder)來(lái)完成2. 原版盤制作(Mastering)或稱為母盤制作通道編碼： 把符

14、合CD-DA或VCD格式的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)EFM編碼器編碼，再附加3位用來(lái)改善讀/寫信號(hào)的質(zhì)量，于是8位并行數(shù)據(jù)就轉(zhuǎn)換成物理通道上的17位串行數(shù)據(jù) 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器22/4814.2 CD-Audio(續(xù)5)光刻：把涂有光敏電阻的玻璃盤放在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上光刻。見(jiàn)圖14-9，激光源發(fā)出的激光束通過(guò)激光調(diào)制器時(shí)受到串行數(shù)據(jù)的控制，如數(shù)據(jù)“0”就不讓激光束通過(guò)，光敏電阻就不曝光；數(shù)據(jù)“1”就讓激光束通過(guò)，光敏電阻就曝光，這樣在玻璃盤上就形成長(zhǎng)短不同的曝光區(qū)和非曝光區(qū)。化學(xué)處理：對(duì)光刻的玻璃盤進(jìn)行化學(xué)處理。盤上曝了光的區(qū)域被腐蝕后形成凹坑，沒(méi)有曝光的區(qū)域就被保留下來(lái)，“0”和“1”信號(hào)就以

15、凹坑和非凹坑的形式記錄在螺旋形光道上 圖14-9 光刻系統(tǒng)示意圖 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器23/4814.2 CD-Audio(續(xù)6)電鍍：對(duì)經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的玻璃盤進(jìn)行化學(xué)電鍍生成金屬原版盤，稱為父盤(father disc)通過(guò)父盤制作母盤(mother disc)由母盤制作子盤(son disc)，即壓模(stamper)原版盤制作的整個(gè)過(guò)程見(jiàn)圖14-10圖14-10 原版盤VCD的整個(gè)制作過(guò)程2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器24/4814.2 CD-Audio(續(xù)7)3. 大批量復(fù)制VCD的盤基是用聚碳酸酯塑料做的，因此大多數(shù)大批量復(fù)制設(shè)備是用塑料注射成型機(jī)聚碳酸酯

16、加熱之后注入盤模里，壓模就把它上面的數(shù)據(jù)壓制到正在冷卻的塑料盤上在盤上濺射一層鋁，用于讀出數(shù)據(jù)時(shí)反射激光束涂一層保護(hù)漆印制標(biāo)牌 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器26/4814.3 DVD光盤(續(xù)1)14.3.2 DVD的規(guī)格DVD的標(biāo)準(zhǔn)文件用Book標(biāo)識(shí)，見(jiàn)表14-3 表14-3 DVD和CD系列DVD(Digital Versatile Disc)CD(Compact Disc)Book A: DVD-ROMCD-ROMBook B: DVD-VideoVideo CDBook C: DVD-AudioCD-AudioBook D: DVD-RecordableCD-RBook E:

17、 DVD-RAMCD-MO2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器27/4814.3 DVD光盤(續(xù)2)盤的類型存儲(chǔ)容量(GB)名稱MPEG-2 Video播放時(shí)間(分鐘)單面單層(只讀)4.7DVD-5133單面雙層(只讀)8.5DVD-9240單層雙面(只讀)9.4DVD-10266雙層,雙面(只讀)17DVD-18單層雙面(DVD-RAM)5.2147表14-4 部分DVD的存儲(chǔ)容量 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器29/4814.3 DVD光盤(續(xù)4)14.3.3 DVD的存儲(chǔ)容量是怎樣提高的DVD所采用的技術(shù)歸納在表14-6 名稱DVDCD容量增益盤片直徑120 mm120

18、mm盤片厚度0.6 mm /面1.2 mm /面減小激光波長(zhǎng)635/650 nm780 nm4.486 =(1.6*0.83)/(0.74*0.40)加大N.A.(數(shù)值孔徑)0.60.45減小光道間距0.74 m1.6 m減小最小凹凸坑長(zhǎng)度0.4 m0.83 m減小糾錯(cuò)碼的長(zhǎng)度RSPCCIRC修改信號(hào)調(diào)制方式8-168-14 加 3 1.0625 = 17/16加大盤片表面的利用率86.6 86 1.019 = 86.6/86減小每個(gè)扇區(qū)字節(jié)數(shù)2048/2060字節(jié)/扇區(qū)2048/2352字節(jié)/扇區(qū)1.142 = 2352/2060表14-6 DVD技術(shù)摘要 2022年9月22日第14章 光盤

19、存儲(chǔ)器30/4814.3 DVD光盤(續(xù)5)1.使用波長(zhǎng)較短的激光是提高容量的關(guān)鍵CD采用波長(zhǎng)為780 nm的紅外光。DVD采用波長(zhǎng)為635/650 nm的激光源, 光道間距和凹凸坑的長(zhǎng)度和寬度做得更小，見(jiàn)圖14-11?？偟娜萘靠商岣叩?.486倍 2. 加大光盤的記錄區(qū)域加大光盤的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域。DVD盤的記錄區(qū)域從CD盤的86 cm2提高到86.6 cm2，見(jiàn)圖14-12?？?cè)萘刻岣吡?.9% 圖14-11 DVD盤和CD盤之間的差別 圖14-12 增加記錄面積 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器31/4814.3 DVD光盤(續(xù)6)數(shù)值孔徑2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器32

20、/4814.3 DVD光盤(續(xù)7)3. 使用雙面和多層記錄使用盤片的兩個(gè)面記錄數(shù)據(jù)，比較圖14-13和圖14-14在一個(gè)面上制作多層記錄層4. 改進(jìn)調(diào)制和糾錯(cuò)方法采用效率較高的8-16(EFM PLUS)調(diào)制，由17位變成16位采用里德-索洛蒙乘積碼(Reed Solomon Productlike Code，RSPC)圖14-13 單面單層光盤的結(jié)構(gòu) 圖14-14 單面雙層光盤的結(jié)構(gòu) 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器33/4814.4 VCD與DVD播放機(jī) VCD播放機(jī)Video CD是如下技術(shù)的產(chǎn)物Video(可通俗理解為數(shù)字影視)技術(shù)激光記錄技術(shù)，或稱光盤存儲(chǔ)器技術(shù)計(jì)算機(jī)軟硬件技

21、術(shù)兩種VCD播放系統(tǒng) 使用PC機(jī)構(gòu)成的播放系統(tǒng)，可用MPEG播放卡或軟件MPEG播放器VCD播放機(jī)電視機(jī)VCD播放機(jī)的基本結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖14-15，圍繞C-Cube Microsystems公司的L482/484解碼器構(gòu)成的VCD播放機(jī)主要由3個(gè)核心部件組成CD盤驅(qū)動(dòng)器或稱CD加載器；MPEG解碼器；微控制器。2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器34/4814.4 VCD與DVD播放機(jī)(續(xù)1)圖14-15 VCD播放機(jī)的典型結(jié)構(gòu)32022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器35/4814.4 VCD與DVD播放機(jī)(續(xù)2)DVD播放機(jī)DVD播放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖14-16，主要功能部件如下DVD加載

22、器：主要由馬達(dá)、激光讀出頭和相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路組成數(shù)字信號(hào)處理器(DVD-DSP)：用于將從光盤上讀出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成解碼器能夠使用的數(shù)據(jù)數(shù)字聲音和電視圖像解碼器：主要功能包括分離數(shù)據(jù)流中的聲音和視像數(shù)據(jù)，建立聲音和視像的同步關(guān)系視像數(shù)據(jù)解壓縮，重構(gòu)廣播級(jí)質(zhì)量的視像聲音數(shù)據(jù)解壓縮，重構(gòu)CD質(zhì)量的環(huán)繞立體聲處理圖形屏幕顯示(On-Screen Display，OSD)。微控制器：微型計(jì)算機(jī)芯片控制播放機(jī)的運(yùn)行、管理遙控器、控制面板上的用戶輸入管理DVD節(jié)目的存取權(quán)限等2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器36/4814.4 VCD與DVD播放機(jī)(續(xù)3)圖14-16 DVD播放系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)3 20

23、22年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器37/4814.5 HD DVD與BD光盤HD DVD與BD光盤是什么HD DVD (High Definition DVD)是由Toshiba、Hitachi和NEC等公司在2003年11月聯(lián)合發(fā)布的大容量光盤存儲(chǔ)器標(biāo)準(zhǔn)BD(Blu-ray Disc)是由Sony，Philips和Panasonic等公司在2002年2月聯(lián)合發(fā)布的大容量光盤存儲(chǔ)器標(biāo)準(zhǔn)。BD源于blue-violet laser Disc，因它是流行于歐美的普通術(shù)語(yǔ)，申請(qǐng)商標(biāo)不易，因此去掉了blue中的“e”。比較而言BD技術(shù)更先進(jìn)，但不能使用現(xiàn)有的DVD設(shè)備來(lái)生產(chǎn)BD光盤產(chǎn)品，生產(chǎn)線的成本

24、比較貴HD DVD技術(shù)可在現(xiàn)有DVD設(shè)備基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，因此成本比較低都用波長(zhǎng)為405 nm的藍(lán)激光(blue-violet laser)讀寫光盤，見(jiàn)圖14-17 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器38/4814.5 HD DVD與BD光盤(續(xù)1)圖14-17 CD，DVD，HD DVD和BD盤的主要異同點(diǎn) 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器39/4814.5 HD DVD與BD光盤(續(xù)2)HD DVD與BD技術(shù)規(guī)范 物理性能見(jiàn)表14-7容量差別較大都用波長(zhǎng)為405 mm的藍(lán)紫色激光影視規(guī)范支持MPEG-2、H.264/AVC支持SMPTE VC-1 (Video Codec-1)

25、SMPTE于2006年提出的標(biāo)準(zhǔn)，正式名稱為SMPTE 421M得到Blu-ray, HD DVD和Windows Vista等產(chǎn)品的支持使用DCT技術(shù)和WMV9(Windows Media Video 9)編譯器規(guī)范質(zhì)量比H.264好，解碼速度也比H.264快支持HDTV影視標(biāo)準(zhǔn)格式2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器40/48名稱Blu-ray DiscHD DVDDVD激光波長(zhǎng)(nm)405(藍(lán)紫)650(紅)數(shù)值孔徑(NA)0.850.650.6存儲(chǔ)容量(單面)單層25 GB15 GB4.7 GB雙層50 GB30 GB8.5 GB播放時(shí)間(小時(shí))MPEG-2(5 Mbps)22.

26、2/11.1 13.3/6.6 3.8/1.9AVC或VC-1(13 Mbps)8.5/4.25.1/2.6 N/AMPEG-2(20 Mbps)5.6/2.83.3/1.7 N/A視像編碼SMPTE VC-1 / MPEG-4 AVC / MPEG-2MPEG-1/MPEG-214.5 HD DVD與BD光盤(續(xù)3)表14-7 BD與HD DVD的性能比較 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器41/4814.5 HD DVD與BD光盤(續(xù)4)聲音編碼有損Dolby Digital(必須)448 kbps(必須)DTS(必須)1.5 Mbps(可選)Dolby Digital PlusN/

27、ADTS-HD High Resolution(可選)N/A無(wú)損Linear PCM(必須)(必須)Dolby TrueHDN/ADTS-HD Master Audio(可選)N/A最大位速率原始數(shù)據(jù)率53.95 Mbps36.55 Mbps11.08 Mbps聲音+視像48.0 Mbps30.24 Mbps10.08 Mbps視像40.0 Mbps29.4 Mbps9.8 Mbps最大視像分辨率1920108019201080720480(NTSC)720 x576 (PAL)幀速率24/25p, 50/60i24/25/30p, 50/60i50/60i區(qū)域碼3個(gè)區(qū)域無(wú)6個(gè)區(qū)域表14-7

28、BD與HD DVD的性能比較(續(xù)) 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器42/4814.5 HD DVD與BD光盤(續(xù)5)聲音規(guī)范支持多種聲音編碼格式，如Dolby Digital, PCM,和 DTS等。見(jiàn)表14-8Dolby Digital(杜比數(shù)字): 杜比數(shù)字是多聲道環(huán)繞聲編碼系統(tǒng)，現(xiàn)已作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可提供6個(gè)聲音通道，稱為5.1聲道，即左、中、右、后左、后右5個(gè)主聲道和1個(gè)低音加強(qiáng)聲道，聲音數(shù)據(jù)的位速率通常為64448 kbps。(2) DTS(Digital Dolby Theater Systems)：稱為“數(shù)字影院聲音系統(tǒng)”，用于影劇院和部分DVD-Audio和DVD-Vi

29、deo中的5.1通道環(huán)繞聲格式，與Dolby Digital類似。(3) linear PCM (linear pulse code modulation)：稱為“線性脈沖編碼調(diào)制”。沒(méi)有經(jīng)過(guò)壓縮的PCM聲音編碼方法，聲音的采樣頻率可為48或96 kHz，樣本精度可為16，20或24位，聲道數(shù)18個(gè)，最高數(shù)據(jù)位速率為6.144 Mbps2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器43/4814.5 HD DVD與BD光盤(續(xù)6)編碼器Dolby DigitalDolby Digital PlusDolby TrueHDDTSBlu-ray播放器支持必須可選可選可選最多通道數(shù)5.17.185.1最大

30、位速率640 kbps1.7 Mbps18 Mbps1.5 MbpsHD DVD播放器支持必須必須必須可選最多通道數(shù)5.17.185.1最大位速率504 kbps3 Mbps18 Mbps1.5 MbpsDVD播放器支持必須-可選最多通道數(shù)5.1-5.1最大位速率448 kbps-1.5 Mbps表14-8 BD和HD DVD支持的部分聲音格式 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器44/4814.5 HD DVD與BD光盤(續(xù)7)記錄系統(tǒng)由光盤和激光讀寫子系統(tǒng)、信號(hào)處理子系統(tǒng)和伺服子系統(tǒng)組成。HD DVD和BD的共同點(diǎn)和差別見(jiàn)表14-9。有關(guān)糾錯(cuò)編碼技術(shù)(ECC)的介紹請(qǐng)看第16章。需要解

31、釋的是數(shù)據(jù)調(diào)制方法，也就是通道編碼HD DVD使用ETM (eight to twelve modulation)8-12調(diào)制，即每個(gè)8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為12位，并滿足RLL(1.10)的規(guī)則在RLL (d, k)中: d表示兩個(gè)“1”之間“0”的最小行程長(zhǎng)度，k表示兩個(gè)“1”之間“0”的最大行程長(zhǎng)度BD使用“17PP”調(diào)制，其全稱為“(1, 7) RLL parity preserve (PP)-prohibit repeated minimum transition run length (RMTR)”PP(Parity Preserve)表示調(diào)制位與原始數(shù)據(jù)位有相同的奇偶性(1的數(shù)目是奇數(shù)或偶數(shù)) 2022年9月22日第14章 光盤存儲(chǔ)器45/4814.5 HD DVD與BD光盤(續(xù)8)特性Blu-ray DiscHD DVDDVD光記錄系統(tǒng)規(guī)格激光波長(zhǎng)(nm)405(藍(lán)紫)405(藍(lán)紫)650/635(紅)數(shù)值孔徑(NA)0.850.650.6激光點(diǎn)直徑(m)0.480.621.1最小凹坑長(zhǎng)度 (m)0.160(23.3/46.6GB) 0.149(25.0/50.0GB) 0.138(27.0/54.0GB)0.204(15/30GB)0.4光道間距(m)0.320.400.74保護(hù)層厚度(mm)0.10.60.6光盤直徑(mm)120120120光盤厚度(mm)