明明白白DVD

硬件周刊

多年前，飞利浦和索尼公司与松下和时代华纳两大DVD研发阵营制定了新一代数据存储标准。他们设想这种标准能够实现更高的数据存储量、更高的画质解析度和更多的功能，通过努力，最终从硬件技术和压缩格式上取得了重大突破，推出了我们现在所见到的DVD技术。

一、存储容量

虽然DVD盘片的外表与CD盘片相同，但是即使单面单层的DVD容量也达到了4.7GB，相对CD光盘的容量640MB来说，高出将近7倍。如果要实现更高的存储容量，就要求在DVD中采用更先进的技术手段来提高信息记录密度。传统的CD光盘是使用波长为780nm的激光束来读取资料，在直径12cm的碟片上能够记录640MB的数据，而DVD使用波长为650nm或655nm的激光束，波长的缩短相应地提高了记录密度。
除了使用更短波长的激光束，DVD在碟片技术上还使用了多种方法来提高存储容量，半投射的双层读取技术就是将两层资料放在一个面中，通过变焦读取的方式分别从上、下层读取资料，采用这种技术的DVD被称为DVD-9规格，它的碟片每一面都有两个数据层，并且还加入了一个半透明反射层，这样的设计使得DVD在读取第二层资料时只须调整激光头的聚焦位置就可以了。不过理论和实际是有出入的，尽管资料显示DVD-9规格的碟片在理论容量上可以达到9.4GB，但现在的技术也只能达到8.5GB。并且这种规格的碟片还很少见，它需要相当高的技术及经验，因为产品的优良率很不好控制。对于正反两面与单面双层这两种混合的规格来说，一般常见的是DVD-5(单面单层规格)和DVD-10(双面单层规格)，DVD-10的标准容量为9.4GB，而DVD-5的标准容量为4.7GB，目前市场上以这两种规格的DVD光盘居多。另外，业界已经公布了DVD-18标准，碟片的最高容量可达17GB，它采用的是双面双层结构，相当于将4张普通的单层单面的DVD合为一张，不过DVD-18到目前为止还处于实验阶段。

二、视频解析度

在播放DVD影片的时候，人们最关心的莫过于画面质量了，谈到画质，我们先来认识MPEG和MPEG-2。MPEG(Motion Picture Expert Group)就是动态影像压缩标准的英文缩写，整个MPEG规格大致分为三大类：MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4，MPEG-1就是我们常用的VCD格式编码标准，MPEG-2标准本来并不是专为DVD开发的，是为了在网络上传输动态影像而发展起来的，但后来发现很适合应用于DVD中才确定下来。
由于DVD采用了MPEG-2压缩标准，因此要比以往的VHS(视频信号)或MPEG-1标准要清晰得多。VHS和我们目前常用的VCD的解析度最多能达到240线，而MPEG-2可轻而易举地达到500～1000线，几乎可以和电影相媲美。但一般家庭中所用的电视机的扫描线不超过525条，因此只能以电视的解析度来播放DVD，而电脑用的显示器就能够满足DVD解析度的需要，这就是在电脑上看DVD要比在目前的主流电视上看DVD效果更好的原因。

三、高保真音效

由杜比实验室所研发出来的杜比数码Dolby Digital(AC-3)系统(后来又出现了DTS系统)，能让使用者享受到非常逼真的环绕效果，DVD-ROM虽然能够支持杜比AC-3功能，但要真正实现它，还必须有具备真正支持AC-3声音解码的声卡，目前这种声卡很少并且价格很贵，当然，也可以使用AC-3解码器来配合，但是成本也不低。总的来说，要真正将DVD的音效表现出来，硬件配置一定要够“硬”，除了需要6个杜比认证的全频带音箱外，还要有AC-3解码器、AC-3功放、AC-3线材等等。很多人认为只要将现有系统加入几对音箱就是杜比环绕系统了，这是错误的。

四、激光头及解码芯片

DVD的兼容性体现在对多种格式盘片的支持上，它能够兼容CD、VCD、SVCD、CD-R/CD-RW等等格式，这种兼容性是从激光头技术和解码芯片技术两个方面来实现的。
不同格式的光盘由于结构不同，对激光束的要求也不同，这就要求DVD激光头在读取不同盘片时要采用不同的激光功率。目前，DVD驱动器普遍采用的是红色半导体激光器，而蓝色半导体激光的波长更短，所以它是DVD激光源的发展方向。DVD采用的激光头系统可以分为单激光器方式和双激光器方式两种，它决定了DVD的兼容性能。
a.单激光头单透镜双聚焦。它是目前使用较为广泛的DVD读取方式，在读取DVD与VCD/CD碟片时采用不同波长的激光束。它采用特制的综合透镜，通过透镜中间的激光束形成CD及VCD的聚焦点，而通过透镜边缘的激光形成DVD的聚焦点。它具有较快的读盘速度，但缺点就是如果用户长期使用品质较低劣的盘片时，会影响它的使用寿命，优点就是造价便宜，大多数用户都承受得起，易于推广普及。
b.单激光头双透镜。这也是目前使用较为广泛的DVD读取方式，它采用单一激光头，两组聚焦透镜，针对不同的碟片而选用不同的聚焦透镜来读取，这种读盘方式的DVD驱动器读盘质量较高，但读盘速度较慢，且机械故障率较高。
c.单激光头双激光器。这是先锋首创的技术，是目前比较流行的DVD读盘方式。它在一个激光头内安装了两个不同的激光发生器，可以发出读取VCD/CD的780nm波长的激光束以及读取DVD的650nm波长的激光束，它的优点是读盘质量稳定且速度快，机芯的使用寿命也长，因此价格也比较贵。
DVD驱动器通过激光头读取信息后，还需要解码芯片进行解码处理，将DVD碟片上的信号重新解压复原。解码应该同时进行视频解码和音频解码，丽声3D音效、杜比AC-3、DTS等都属于音频解码范围。解码芯片质量的高低，也是影响DVD兼容性的因素。

五、版权保护技术

为了防止DVD影片被复制，美国活动图像协会(Motion Picture Association of America)于1996年7月同东芝、索尼等12家家电与计算机公司就DVD软件版权与防盗版问题达成协议，提出用区码来保护版权。区码就是在DVD影片的资料中加入CSS(Content Scrambling System)编码，是一种加密格式，目前一共有6种不同的区码。这种加密格式主要是在DVD影片的光盘上和DVD驱动器上分别加入区码设置，要是两者不同的话，就不能观看DVD影片。对于DVD-ROM来说，使用者有5次更改区码设定的机会。值得一提的是，并不是所有的DVD影片都具有区码限制，区码限制只适用于美国的八大影业的DVD影片，它并非是业界的统一规定，DVD的原始规格没有这样的限制，所以除八大影业的DVD影片之外，任何播放机都可以直接播放，也就是我们通常所说的全区影片。在购买DVD光驱时，一定要注意是否能全区播放，这样才可以播放尽可能多的DVD影片。
除了区码，相关厂商开发出了Macrovision技术，这项技术主要是对DVD输出的信号“加工”，平常播放没有任何问题，但翻录后就会出现杂讯干扰，以此达到防盗版的目的。
市面上的部分影片还有称之为Parent Lock的保护机制，这个机制主要用于影片分级，可以让一些父母利用密码保护的方式防止小孩子观赏不适合的影片，这绝对是一个有益的功能。
DVD除了具有巨大的容量之外，还能在一张DVD盘片中加上最多8种语言与32种字幕，并且允许用户交互式操作，也就是说可以随时切换。还有多视角(Multiangle)功能与多结局(Multistory)功能，这两个功能彻底改变了观赏者在观看影片时的习惯。
编后：看完本文，相信你对DVD有了更深入的了解，心动不如行动，买部DVD光驱过新年吧！