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??由模拟信号向数字信息转变的革命浪潮中,最显而易见的产物之一是那些迅速淹没我们这个世界的海量数据。
??上个世纪最后十几年时间里,曾经无比辉煌的CD技术非常圆满的承担了过渡任务。这项由SONY和Philips联盟在1981年创造的光介质存储技术至今仍应用于包括音频、视频、数据等各个领域。但对于越来越庞大的“数字巨兽”来说,CD最多几百M的身材着实显得单薄了些,该由位更强壮的勇士来承担驯服工作,CD则脱离不了在抽屉里享受退休隐居生活的命运。
??这次Pioneer走在了时代的前沿。PC用CD-ROM开始成为流行产品标准被大众接受的时候,Pioneer在1994年9月推出一种尺寸同CD-ROM相同,容量却要大出8倍的光介质存储格式。接着CD-ROM缔造者做出了迅速反应,3个月后SONY、Philips联盟发表MMCD(MultiMedia CD)格式,其容量为每单面3GB。另一方面,早已投入研发新一代光存储介质多时的Toshiba与Time Warner阵营, 亦于1995年1月发表SD(Super Disc)规格。
??或许有些人还记得磁记录时代的VHS与Beta之争,SONY方面显然觉得如此的争执并不能为自己带来多大的利益,于是双方于1995年9月在IBM的调停协商之下,达成规格统一协定,并于1995年9月组成DVD Consortium。1997年4月DVD Consortium更名为DVD联盟,其成员共十家,包括七家日本厂商:Sony、Matsushita、Hitachi、Toshiba、Pioneer、JVC、Mitsubishi,两家欧洲厂商:Thomson(法国)、Philips(荷兰)和一家美国厂商Time Warner。
??在标准确认之初,新的大容量光介质存储格式被命名为Digital Video Disc。其主要应用是提供相比LD(Laser Disc)更廉价,而容量全面超过CD-ROM的高质量视频存储解决方案。但随后的发展使得新格式的涵盖规模已超过当初设定的视频播映的范围,因此后来又有人提出了新的名称:Digital Versatile Disc,意即用途广泛的数字化储存光碟媒体,也就是目前我们所熟知的接替CD承担历史重任的下一代勇士:DVD。
??1997年:全世界第一批DVD播放机正式面世,超过500套片同时推出。
??1998年:全球第一批DVD-ROM以及驱动器正式在高端计算机上应用 。
??2002年:大量的厂商推出各类家用、PC用DVD产品,DVD-ROM驱动器的价格几乎已经接近CD-ROM驱动器。
??虽然目前厂商们对DVD格式(尤其是可擦写的DVD)仍有很多分歧,但最终受惠的始终是用户。除了运行速度更快,一般普通的 DVD可存放超过 4.7GB资料;有些更可达 17GB,足足是传统CD的30倍。虽然尺寸上和前辈没有两样,但是技术进步所造成差异是惊人的,究竟新的光存储技术包含了什么奥秘呢?
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相对于CD-ROM标准650MB的存储容量,DVD-ROM光碟的存储容量可达到17GB。从表面上看,DVD与CD很接近。但实质上,两者之间有本质的差别。按单/双面与单/双层结构的各种组合,DVD可以分为:单面单层、单面双层、双面单层和双面双层四种物理结构。
??CD(包括CD,VCD,CD-ROM等)厚度是1.2mm。而单层的DVD盘片是0.6mm,这样使得从盘片表面到存放信息的物理坑点的距离大大减少,读取信息的激光束不用再穿越像现在的CD-ROM那么厚的塑料体,而是在更小的区域聚焦,所以存放信息的物理坑点能做得更小,排布得更加紧密,从而提高了存储量。
??不过这么高密度的盘片可不是一般的激光头能读的,读DVD盘片的激光波长要短一些,这样它每次能识别的坑点就更多,也不至于误认坑点内的信息。
??CD的最小凹坑长度为0.834μm,道间距为1.6μm,采用波长为780-790nm的红外激光器读取数据,而DVD的最小凹坑长度仅为0.4μm,道间距为0.74μm,采用波长为635~650nm的红外激光器读取数据。
??这种技术参数的差异导致的直接结果就是现有的CD-ROM驱动器是不能读DVD-ROM的,同时,为了让DVD-ROM驱动器和现在的CD-ROM兼容,DVD的光头也要特别的设计。另外,DVD采用的纠错方式也比较特殊,比以往的CD方式要强数十倍,即使损害较大的DVD-ROM也可以毫不费力读取内容。
??根据不同的应用领域,目前DVD总共有5种规格,分别名为Book A B C D E,这些规格是由DVD Forum的10个会员所制定。这 10个会员分别是Hitachi、Panasonic、Mitsubishi、Philips、Pioneer、Sony、Thomson Multimedia、Time Warner、Toshiba、JVC。
??Book A: DVD-ROM,高容量之 DVD唯读资料格式,制定了 DVD光碟储存资料的方法以及档案系统等。
??Book B: DVD-Video,制定了影片在 DVD上的影音编码方式。这是现时 DVD的最普遍之用途,所以有人称 DVD为数码影音光碟 (Digital Video Disc)。
??Book C: DVD-Audio,制定了储存高质素音效在 DVD上所采用之音乐储存格式。 DVD Audio可以高达 8声道,取样频率高达 96KHz,精确度达 24bit,以无失真之 Linear PCM格式录制之音效,比起现时 Audio CD之 2声道 (Stereo) 44.1KHz 16bit之规格,简直是天壤之别。除 Linear PCM之外, DVD-Audio亦有机会用到 AC-3(Audio Code Number 3,即 Dolby Digital), DTS(Digital Theater System) SDDS(Sony Dynamic Digital Sound)等格式。
??Book D: DVD-R,一次性可录 (write-once)之 DVD格式。
??Book E: DVD-RAM,可无限次读写的 DVD格式,提供了每面 2.6GB的容量。由於 DVD-RAM不是以「圆碟」的形式存在,所以对现在的 DVD-ROM驱动器 (DVD-ROM Drive)不兼容,有鉴於此,一些厂商便「另起炉灶」,制定一些名为 DVD-RW DVD-R/W等制式之 DVD无限次读写之规格。
DVD与CD的主要技术参数比较
| 技术手段 |
CD/VCD |
DVD |
| 镜数值孔径na |
0.45 |
0.6 |
| 影像质量 |
240线 |
540-720线 |
| 影音质量 |
16比特 |
24比特,96k hz |
| 纠错编码冗余度 |
31% |
15.4% |
| 通道码调制方式 |
8/17调制 |
8/16调制 |
| 激光波长λ |
780nm |
650nm/635nm |
| 光斑直径 |
1.74μm |
1.08μm |
| 道间距 |
1.6μm |
0.74μm |
| 凹坑最小长度 |
0.83μm |
0.4μm |
| 凹坑宽度 |
0.6μm |
0.4μm |
| 容量 |
650mb |
4.7gb(单层单面) |
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