DVD知识手册(上)

第一部分：DVD基础知识

什么是DVD？

DVD的英文全名是DigitalVideoDisc.即数字视频光盘或数字影盘。它利用MPEG-2的压缩技术来储存影像。也有人称DVD是DigitalVersatileDisc，是数字多用途的光盘，它集计算机技术、光学技术和影视技术等为一体，其目的是满足人们对大存储容量、高性能的存储媒体的需求。

DVD的特点

DVD具有高密度、高画质、高音质、高兼容性和高可靠性等特点。

高密度：

DVD碟片与CD和VCD碟片十分相似，直径为80或120MM，厚度为1.2MM，但实质上它们的区别很大。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。单面单层的DVD容量为4.7GB，而双面双层的DVD容量高达17GB（约为CD的26倍）。

高画质：

DVD采用目前最先进的MPEG-2数字压缩技术。MPEG-2对视频数据的解压缩分为两步，首先对画面复杂程度进行分析，对画面细节丰富的部分分配较多的比特数，画面细节较少的部分分配较少的比特数；第二步对各画帧之间的冗余度进行分析，对于前后画帧进行有效的帧间内插和预测编码，对移动部分进行少量补偿。解析度可达720×480。其水平分辨率为500线以上。画面的长度比有3种方式可选择：全景扫描、4：3普通屏幕和16：9宽屏幕方式。

高音质：

DVD支持48kHz~9kHz的音频采样率，两声道可达192kHz，字长可为16Bit、20Bit、24Bit，这要比LD的44kHz效果出色很多。DVD中可以压制含有DolbyDigital，DTS（DigitalTheaterSystem）信息的数码音频信号。经过解码重放，可以欣赏到震撼人心的六声道的DolbyDigital或DTS音场效果。

高兼容性：

DVD视盘机，DVD唱机和DVD-ROM/R/RAM均可播放CD唱盘；DVD视盘机和DVD-ROM/R/RAM均能回放VCD盘；DVD-ROM/R/RAM也可读取CD-ROM盘。

高可靠性：

DVD采用RS-PC（ReadSolomonproductCode）纠错编码方式和8/16信号调制方式，确保数据读取可靠。

DVD与VCD的规格

项目DVDVCD

盘片直径120mm/80mm120mm/80mm

盘片厚度0.6*2=1.2mm（两片盘粘在一起）1.2mm

存储容量（单面）单层：4.7GB(120mm)1.4GB(80mm双层:8.5GB(120mm)2.6GB(80mm)650MB(120mm)180MB(80mm)

光道宽度0.74UM1.6UM

旋转线速度3.49m/s1.3m/s

每个扇区的容量2048B2048B(Model)

影视压缩标准MPEG-2MPEG-1

字幕有无

最大数据传率10.08Mbps1.4Mbps

每片盘播放时间>2h74min

DVD存储容量有多大

DVD光盘外表、尺寸与CD一样，但不同的是DVD采用650MM波长的激光，其存储容量得到大幅度提高。最高可达17GB，相当于26片CD-ROM（650MB）。现行DVD碟片的容量如下表：

物理格式结构类型120mm光盘存储容量（GB）80mm光盘存储容量（GB）

DVD-ROM/DVD-video单面单层4.71.4

DVD-ROM/DVD-video单面双层8.52.6

DVD-ROM/DVD-video双面单层9.43.9

DVD-ROM/DVD-video双面双层175.3

随着DVD技术的发展,未来将采用波长更短的蓝激光(450mm)或蓝紫色激光(400mm),激光束聚焦后焦点直径可成比例地缩小,使得光盘中信息坑的缩短、间距缩小，并使单位半径内可容纳的音轨数目增加，从而提高记录密度。到目前为止，实验样品单面已达20GB至30GB的水平。

DVD的各种规格

ØDVD-Video:

制定了影片在DVD上的影音编码方式。这是现时DVD最普遍的用途，所以有人称DVD为数码影音光碟（DigitalVideoDisc）。

ØDVD-Audio：

制定了储存高质素音效在DVD上的音乐储存格式。DVD–Audio可以高达8声道，取样频率高达96KHz，两声道时，采样频率可达192KHz，取样精度达24Bit，以无失真LinearPCM格式录制的音效。DVD-Audio亦有机会用到AC-3（AudioCodeNumber3,即DolbyDigital）,DTS(DigitalTheaterSystem),SDDS(SonyDynamicDigitalSound)等格式。

ØDVD-ROM：

高容量DVD只读格式，制定了DVD光碟储存资料的方法以及档案系统等。

ØDVD-R

一次性可录（write-once）DVD。它采用类似于CD-R的有机染色聚合物技术，大多数DVD驱动器和DVD机都可播放，初期容量为3.95GB,现已达到4.7GB。

ØDVD-RW

采用相态变化技术，从而可反复擦除和写入数据，并于1999年推出，初期容量为4.7GB。

ØDVD+RW：

采用与DVD-RW和CD-RW相同的相态变化重写技术，它实际上是DVD和DVD-RW的复合片，初期容量是2.8GB,现已达到4.7GB。

ØDVD-RAM：

无限次读写的DVD格式，提供了每面2.6GB的容量。由于DVD-RAM不是以{圆碟}的形式存在（类似于MO），所以对现在的DVD-ROM驱动器（DVD-ROMDrive）不兼容。性能优越，但是价格太过昂贵。

关于DVD分区

DVD从诞生之日起，美国影业联盟就担心DVD也会像VCD一样遭到疯狂的盗版和翻版，因此制定了一项DVD技术生产应用的限制措施，该规定将全球人为地分成六个DVD系统播放软件区域，各区的DVD机只能播放本区区号的DVD碟片，各区的编码相互不兼容。DVD分区代码如下：

u第一区（Region1）：美国、加拿大、东太平洋岛屿

u第二区（Region2）：日本、西欧、北欧、埃及、南非、中东

u第三区（Region3）：台湾、香港、南韩、泰国、印尼等东南亚国家

u第四区（Region4）：澳州、新西兰、中南美洲、南太平洋岛屿

u第五区（Region5）：俄罗斯、蒙古、印度半岛、中亚、东欧、北韩、北非、西北亚一带等

u第六区（Region6）：中国大陆

但是随着商业竞争的加剧，DVD的分区已经名存实亡。

杜比定向逻辑（DolbyProLogic）环绕声

杜比定向逻辑环绕声系统是美国杜比实验室于1987年开发的第二代杜比环绕声系统。它具有四个声道，将现场录音（或编辑）的四声道（左L、右R、中C、后S）音频信号编码成二声道信号，重放时再通过专用的杜比定向逻辑解码器还原为四个声道。由于这种环绕声系统造价低廉，节目源丰富，且有较好的声场定位感和临场感，从而获得广泛使用。采用杜比定向逻辑环绕声系统编码处理技术、生产杜比定向逻辑解码器或带杜比定向逻辑解码的AV放大器均需经过杜比实验室的许可。

THX系统

THX系统：THX是建立在杜比定向逻辑基础上用来衡量家庭影院音响系统的一种标准。美国卢卡斯电影（LucasFilm）公司为了改善当时电影院的放声系统，创建了专供电影院使用的（THXSound）系统。1986年，卢卡斯电影公司为了能在家庭环境中再现电影院里的完美音响效果，在杜比定向逻辑解码和基础上成功地开发出用于家庭影院的HomeTHXAudio系统。THX系统杜比定向逻辑环境系统中的解码器多了个THX控制器，THX控制器是杜比定向逻辑解码器的后处理电路，它由超低频电子分频（SubwooferElectricCrossover）、再均衡处理（Re-Equalizer）、去相关处理（De-Correlation）和音色匹配处理（TimbreMatching）四部分组成。超低频电子分频的作用是从左、中、右三个前置声道中分离出超低频声频声道，增加这三个声道的动态。控制器中再均衡电路的作用就是对声音进行再均衡，使声音不过于明亮，去相关电路的作用是将输送到环绕声道的单声道信号用以模拟的方法转换成左右两个声道，使音响效果更具临场感。音质匹配电路的作用是修饰前置声道和环绕声道之间音色的并异，当声音从前方向两侧和后方移动时使聆听者感觉不到音色的变化。

杜比数字（DolbyDigital）环绕声

杜比数字（DolbyDigital）环绕声系统（即AC-3）是美国杜比实验室新开发的一种全数字化音频压强编码系统。共有6（5.1）个完全独立的声音通道：3个前方的左、中、右声道和后方的左、右环绕声道和超低音声道。前5个为全音域的（20HZ~20KHZ），超低音声道的频率范围只有20HZ~120HZ，所以称为“1”声道。杜比数字AC-3是根据感觉来开发的编码系统多声道环绕声。将每一种声音的频率根据人耳的听觉特性区分为许多窄小频段，在编码过程中再根据音响心理学的原理进行分析，保留有效的音频，删除多余的信号和各种噪声频率，使重现的声音更加纯净，所有6个声道的信号都是独立数字化的，各声道的分离度高达90db，是杜比数字一个突出优点。采用杜比数字环绕声系统同样需经杜比实验室认可。

数字影院系统（DTS）

DTS是DigitalTheaterSystem的缩写，即数字影院系统。是美国DTS公司与环球电影公司合作推出的数字环绕声系统。DTS系统与杜比数字（DolbyDigital）有类似之处，也是一种多声道采用压缩编码技术，将6路甚至更多路的数字声轨同SMPTE（电影与电视工程协会）所规定的时间码同步起来，并直接录制在电影拷贝或其它软件上，音频信号的数字压缩技术，实际上是对线性脉码调制后的数字信号进行再编码过程，DTS能够对6个声道20比特原声质量音频信号进行编码和解码。DTS采用CAC（相干声学编码）结构的压缩方式有别于杜比数字的压缩方式，典型的压缩比为3：1，仅为杜比数字的四分之一，原始信号丢失较少，可保留原来声场中较丰富的细微信号，DTS的96KHZ的取样频率为杜比数字48KHZ的一倍，并轻而易举将数据传输率提高到1411Kbps，比杜比数字的448Kbps高出了3倍，因此其再现声场在连续性、宽广性和层次性方面都较为理想。

四种环绕声系统主要性能特点表

类别DolbyproLogicHomeTHXDolbyAC-3DTS

软件上声道数225.15.1

解码后声道数44.1或5.45.15.1

声道构成LCRSLCRSSW或同右LCRSLSRSWLCRSLSRSW

环绕道数单声道模拟立体声双声道双声道

左中右音箱频响20Hz-20KHz20Hz-20KHz3Hz-20KHz3Hz-20KHz

环绕声音箱频响100Hz-7KHz100Hz-7KHz3Hz-20KHz80Hz-20KHz

动态范围96db105db105db大

声道间分离度25-35db25-35db105db高

输出信噪比70-85db70-90db115db高

信号录制模拟方式模拟方式数字方式数字方式

DolbyDigital(AC-3)和DTS指标对比

项目AC-3DTS

多声道应用LD/DVDCD/LD/DVD

最多通道数5.1CH8.1CH

最高比特位20Bit24Bit

最大取样率48KHz96KHz

数据传输率32-640KB/s32-4096KB/s

典型传输率348KB/s1411KB/s

典型压缩比12:13:1

线性PCM音频

PCM（PulseCodeModulation）,即脉冲编码调制，指模拟音频信号只经过采样、模数转换成PCM信号，而未经过任何编码和压缩处理。普通CD线性PCM的取样频率为44.1KHz，量化精度为16Bit,动态范围为98dB；而DVD线性PCM量化精度有16Bit、20Bit、24Bit，采样频率分为48KHz、96KHz，动态范围可达114Db，声音保真度更高，表现力更强。

数字音频光纤、同轴输出端子

DVD机读出的是数码音频讯号，它必须经过数/模转换变成模拟讯号才能送入功放还原出声音来。光纤和同轴端子所输出的正是未经转换也未经AC-3（或DTS）解码的数字音频讯号。光纤和同轴传输有各自的优点。光纤传输可阻止数字噪音的通过，而且在传输过程中的损耗极微；同轴传输由于阻抗稳定，频带较宽，而且减少了电-光、光-电的转换过程而保真度更高。两种接口规格不同，线材不同，不能互换使用；光纤传输必须使用专用的光纤线，同轴传输必须使用专用的同轴线（一般不宜用普通音频线代替），否则不是无声就是音质极差，甚至可能损坏设备。

视频分量端子（YCbCr）

视频分量端子，即色差信号端子，为三个RCA型插座，分别为Y、Cb、Cr。DVD视频号以亮度信号分量和色差信号分量分开量化录制，其采样频率为Y：Cb：Cr=13.5MHz：6.75MHz：6.75MHz（即4：2：2），重放时，从MPEGⅡ解码芯片输出的图像格式,首先是YCbCr分量再经过视频编码处理将转化为亮色信号(Y/C)复合视频信号(CV).接驳电视机后,输入的Y/C或CV信号,首先要经过彩电的彩色信号解码处理电路解调成Y、R-Y、B-Y分量，再由PGB矩阵编码电路处理成R、G、B三基色信号，经过激励放大后驱动显像管显示图像信号不失真传输重放。

S-Video端子

S端子是一种视频信号专用输出接口。S端子是一个5芯接口，其中两路传输视频亮度信号，两路传输色度信号，一路为公共屏蔽地线；与AV端子传输比较，由于省去了图像亮度信号Y与色度信号C的综合、编码、合成以及电视机机内的输入切换、矩阵解码等步骤，有效防止亮度、色度信号复合输出的相互干扰，提高图像的清晰度。

多角度（Multi-Angle）

多视角功能是可以让使用者自己去挑选观看的角度，然而在DVD规格的定义中，多视角最多可以在同一段剧情中放置9种不同的拍摄角度的画面，并且在观赏的过程中来做切换。其实目前多视角的拍摄过程及方式都蛮费工夫的，如果要在影片中呈现四个角度的话，那必须在拍摄现场的四个不同角度架设录像机，并在同一个时间点来拍摄影像。所以DVD在播放时，就可以从多视角的功能中拥有较多不同的观赏组合，可以有多种不同的感受。

多故事情节

多故事情节和多角度欣赏类似，都依赖于多机拍摄编辑，所不同的是，多故事情节欣赏是对同一情节的不同角度的不同发展，例如罗密欧与朱丽叶可选择传统的悲剧收场，但如果你喜欢的话，也可以选择由喜剧来结尾，不过目前国内的DVD碟片很少见具有此项功能。

多种画面比例播放

多语言及多种字幕

DVD规格的定义中，DVDVIDEO里最多可以有32种字幕，在播放的时候可以依照个人所需求来选择不同的字幕。DVD规格的定义中，DVDVIDEO里最多可以储存8国的语言发音，例发第六区的外语片，亦可以选用中言语的配音，对使用者来说是一项很便利的功能。

多种画面比例播放

DVD为配合压缩录制技术，利用横直比为16：9的宽屏幕进行录制节目，然后压缩为4：3的画面，储存在碟片上，在宽屏幕彩电上播放时再将压缩的图像还原为16：9的横直比。因为图像只经过横向还原放大，没有纵向的放大，所以此过程图像质量损失极小，如果在4：3或16：9的彩电上播放时，则有以下三种方式可供选择。

Ø宽画面模式

是将以4：3压缩在DVD碟片上的图像，经还原，直接在16：9电视机上播放出来，这里原画面没有丢失任何部份，这样一来便可欣赏到最大清晰度。

Ø全景和扫描（pan&Scan）模式

是将DVD碟片上的图像被还原为16：9的正常画面，但在4：3的电视机播放时则必须牺性左右两个边缘的画面了，不过主要画面都会在中间，并无大碍。

Ø信箱（LetterBox）模式

是在电视机的屏幕上下加上黑框，使还原为16：9的画面可以完整的在4：3的电视机上播放，只不过画面会相应感觉小一些。

什么是MP3

MPEG音频标准提供三个独立的压缩层次，可以在编码器的复杂性和压缩质量之间权衡选择，MPEGLayerⅢ最为复杂，但音频质量最佳，使用的比特率为64Bps，采用MPEGLayerⅢ压缩的音乐CD称为MP3碟。每张MP3碟可以存储160多首歌曲，比一般CD至少多存储7~8倍，而且仍然保持CD音质。

什么是CD-R/CD-RW

CD-R是指一次写入多次读取的碟片，而CD-RW是指多次写入多次读取的碟片。CD-R的工作原理很简单，相信大家都知道光盘的工作原理，它是用镭射光读取盘片上的不同凹坑（PIT—LAND），由于反射的角度与时间不同，判断O或1的数据。CD-R就是在普通的CD盘片中加了一层染色层，镭射光根据数据的不同，在空白的CD盘上烧出可供读取的反光点，这样就记录了数据。CD-RW的原理与CD-R基本相同，只是染色层变成可改写的，不像CD-R用烧制这种破坏性办法。

Dr.OKO（卡拉OK博士）

Dr.OKO（卡拉OK博士）由美国C-CUBE公司联合推出，采用目前世界上先进和编码压缩技术，其画面清晰度与超级VCD一致，音质可与CD媲美，一张普通碟片可以记录多达80多首歌曲，Dr.OKO由万利达公司和影立驰公司推出，可储存50多首歌曲。

HDCD

HDCD，即高解析度CD（HighDensityCompatibleDigital）,是由美国PacificMicrosonics公司推出的具有专利保护的HDCD录播新技术。HDCD技术是在前期录音制作中即重视所录制信号的完整和精确性，采用192KHz取样频率对模拟信号进行采样，以最大限度地展宽高频响应，减少缺损性失真，超高的采样频率也为HDCD编码运算留足了空间，采用24Bit量化精度，其取样值为1677216个，它比16Bi系统高出256倍，采用高位元处理技术提高处理精度，降低量化误差，声音的动态范围上限可扩展至144DdB，量化噪声水平比16比特系统小得多。要获得HDCD的效果，必须经HDCD解码的播放机进行解码，普通CD机也可播放，但获得的信号是经重新运算的44.1KHz/16Bit的线性PCM信号。

DVD-Audio

DVD-Audio，即DVD音频格式，是由DVDForumAudiioWorkingGroup（DVD工作组4，G-4）以及InternationalSteeringCommittes)共同制订的格式。DVD-AudioVer.1.0终于在1999年2月底正式推出。编码方式使用LPCM（Linerpulsecodemodulation）的技术，数模转换比率为16、20、24bits,采样率支持44.1、88.2、，176.4、48、96、192KHZ，最高传输速率达9.6Mbits/s,最多可达6个声道。此外，DVD-Audio还具有一些CD-DA不具备的功能。DVD-Audio格式支持“交互菜单”功能，如同DVD-Audio一样，DVD-Audio可从屏幕上的目录选择曲目，菜单内容包括专辑名称、表演者、曲目、歌词等。DVD-Audio提供了“静止画面”，其中“动态显示”功能可伴随音乐播放静止画面。图片的容量约为2MB；而“图片控制”功能允许使用者控制“静止画面”的播放时间。

DVD-Audio、SACD、CD规格对比

项目DVD-AUDIOSACDCD

碟片直径12cm12cm12cm

碟片厚度1.2cm1.2cm1.2cm

碟片型式单面单层/单面双层/双面单层/双面双层单面单层/双面双层单面单层

时间长度96kH/24bit/6声道192kHz/24bit/2声道约74分钟2声道约109分钟约74分钟

2声道采样频率44.1/88.2/176.4kHz48/96/192kHz2.8224MHz44.1kHz

多声道采样频率44.1/48/88.2/96KHz2.8224MHz无

量化BIT16/20/24bit1bitDSD16bits

碟片容量4.7/8.5/9.4/17GB4.7GB0.78GB

频率响应范围DC~96kHzDC~100kHzDC~20kHz

动态范围144Db120dB以上96dB

SACD

SACD即超级音频CD（SuperAudiocd）,索尼和飞利浦联盟于1999年3月4日所制定的另一种音频格式。它是一种新的多声道编码技术DSD（DirectStreamDigital）.SuperAudioCD的采样率高达2.822MHz，较传统CD的44.1KHz高出64倍,而2.822MHZ刚好为现行的44.1/88.2/96KHz的整倍数,所以在转换上相当方便。SuperAudioCD的频宽为100KHZ，动态响应范围在可听音域高达120dB以上。

DSD（DirectStreamDigital）技术，较传统的CD音质显著提高，所谓DSD是以索尼开发的高速1bitDeltaSigmaA/D转换器输出，直接可以写录，不必经过一般多位元PCM编码转换过程，所以不受声音过滤技术（Decima-tionFilter）所造成音质漏失或失真的影响。因此，DSD可直接在现场收音录制，极为便利。不过，如果要采用DSD技术，现在录音室的设备并不适用，必须投资新设备。

数码相册

数码相册是采用数码方式来记录照片，主要由CD-ROM光盘作为载体进行存储，容量大、价格便宜，不会发霉、变质，几乎可以永久保存。

PictureCD是由美国柯达公司和INTEL公司合作开发的数码相册光盘，1998年推出，采用普通CD-ROM光盘作为载体，将相片以JPEG(JointphotographicExpertsGroup联合图形专家组)格式贮存在光盘上，并放入照片播放软件。将光盘放入家用电脑后，用户不需要下载和安装其它软件，利用PictureCD自带的播放照片的软件，播放光盘上的照片，每张PictureCD可以记录数百张照片，目前源科的DVD已具备了此项功能。