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由 RS 设计由 RS 设计由 RS 设计

現代光碟技術簡介

Ray Chiu

Hong Kong S.A.R., China

蓝光光碟简介

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技术规格如下

影像编码MPEG-2H.264/MPEG-4 AVCVC-1 

容量:25 GB单层),50 GB双层100 GB三层;BDXL,128 GB四层; BDXL

读取速度:1X36 Mbits /秒2倍72 Mbits /秒4X144Mbits/ s的6X216Mbits/ S

 

蓝光光碟是现时较大容量的光碟格式,在高画质的数码媒体中担当重要的角色,它由索尼、松下电器等开发商组成的蓝光光碟联盟开发和制定规格,現時較為新的格式是BDXL和IH-BD格式,BDXL讓一次寫入型蓝光光碟容量加大至128GB,可重覆讀寫型的蓝光光碟容量加大至100GB,而混合型蓝光光碟 IH-BD,會把唯讀層和讀寫層放在同一光碟面上,我們可以把不會異動的資料寫在唯讀層,而經常改動的資料如遊戲記錄就可以直接寫在IH-BD中。

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图. (按图放大)

- 蓝光使用较短波长(405nm)的蓝色光激进行读写,而现时DVD的读写则是透过红色激光(650nm)进行的。一般而言,较短光波能在相同面积上进行更大容量的读写。

- 电射点缩小,从而收窄轨距(0.32 um)

- 讯坑(组成数位资料0、1的讯号结构)收窄至0.15um,小于DVD讯坑的二分之一

- 利用不同的反射率进行多层写入

- 沟轨并写方式  蓝光光碟除了容量方面优胜外,亦提供了不少新功能,例如:
- 即时搜索光盘

- 观看光碟上的项目,同时写入(录制)新项目

- 建立播放列表

- 重新排序光碟上的项目

- 自动搜索光碟的余下空间

 

蓝光光碟应用例子

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图. 蓝光播放器的系统方框图(按图放大)

 上图是由德州仪器提供的蓝光播放器参考设计,主要的模块包括:

- 数字信号处理器(DSP): 负责执行影音解码,控制蓝光光盘驱动,用户介面控制(LCD、键盘、遥控控制)

參考芯片: TVP5147M1(数字视频解码器),  DIT4096(数字音频发送器)

- 音频处理模块: 输出不同格式的音频

參考芯片: PCM1753(立体声 DAC)

- 视频处理模块: 输出不同格式的视频,配合运算放大器放大视频讯号

參考芯片: THS8133B(三路视频 DAC), TPD12S520(HDMI 接收器端口保护和接口设备)

- 电源模块: 输入AC电源并转换为DC电源

 

HD-DVD和未來其他的光碟技術

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图. DVD/HD-DVD的工作原理图 (按图放大)

除了蓝光光碟外,HD-DVD是它主要的对手,虽然它的容量不能和蓝光光碟相比(可擦写的单层HD-DVD容量为15 GB;双层则可保存30GB 数据),但因能够相容现时的DVD技术,所以能够节省成本。它的工作原理和DVD近似,同样使用凹凸涂层将激光反射到传感器上,产生数字数据,而DVD和-HD-DVD的主要不同之处有:

- HD-DVD采用蓝紫激光(405nm),DVD采用红色激光(650nm)

- HD-DVD轨道距离: 0.40微米,DVD轨道距离: 0.74微米

- HD-DVD压缩格式: MPEG-4/VC-1,DVD压缩格式: MPEG-2

 

相信未来的光碟技术会以不同的激光技术作为开发重点,而现时处于开发阶段的有华纳兄弟影业的HD-DVD-9(比DVD拥有更高的压缩比),台湾工业技术研究院创立的FVD(Forward Versatile Disc),它是升级版DVD。