HDTV媒介

2002-08-02 David Mellor 依马狮网

DVD视盘是家庭娱乐终极的消费媒介吗？我们还可以指望有其它的东西吗？让我们注意以下数字。DVD视盘具有若干形式，从能保存4.7GB数据的DVD-5，到能容纳高达9.4GB的DVD-10。尽管有DVD-18，但由于制造困难很难看到。就复杂性而言，DVD-9可能是极端，它能在双层光碟的单面存储8.54GB。

如我们所知，视频是采用MPEG-2系统编码在DVD视盘上的。逾200Mb/s的原始视频码流数据率被降低到9.8Mb/s以下（大于20:1的压缩率）。事实上，9.8Mb/s为DVD视盘规定的最高数据率。为配合光碟上素材的持续时间，平均数据率可能小得多，猝发的最高数据率只用于确实需要它的复杂和快速运动的镜头。

实际上，当你用优质DVD播放机和电视机观看制作精美的DVD视盘时，如果通过直接RGB连接，图像质量无疑将非常高。DVD视盘确实非常好，但并非完美无缺。当它最初谨慎地入市时，其实对于成败也无甚把握。但DVD的图像质量一眼看到就能令我们着迷，它比VHS好多了。不过，我们的眼睛对视频编码失真（如因特网视频及卫星电话新闻镜头发送）现已习以为常。由于有对视频编码总体缺陷的视觉体验，我们能在DVD视盘上察觉到甚至高质量MPEG-2的细小缺陷。因此，当我们观看喜爱的DVD视盘时，我们已经从心理上打消了图像易有的阻塞和“粘性”。我们欣赏的内容事实上是稍逊于电影质量的。

目前DVD视盘局限性的另一面是它工作在标准清晰度电视（SDTV）分辨率。SDTV分辨率在英国等于576线（5.5MHz视频带宽）。在美国，它为480线（4.2MHz视频带宽）。

令人诱惑的HDTV

在英国和欧洲，已经试验了更高清晰度的电视，但遗憾的是这些试验得到的有用结论寥寥无几。不过在美国，政府行为强制将HDTV推向市场，但格式太多已使潜在购买者头痛。虽然美国的数字电视应该是将HDTV传给家庭，但即使将DTV传到家庭就已经证明是项艰苦的工作。更高清晰度图像的价值不容置疑，我的感觉是，虽然可能步伐维艰，但最终我们将看到HDTV进入家庭，而行之有效的推动方式是通过类似于DVD的物理媒介。

DVD视盘从来就不是为用于HDTV而设计的，因此不要把这点视为缺陷。HDTV信号的数据率像SDTV一样非常灵活。比较SDTV和HDTV，SDTV数据率略高于200Mb/s，HDTV摄像机的原始输出数据率是非常高的1.6Gb/s（取决于比特深度）。目前，美国数字电视标准要求把19Mb/s分配给HDTV频道，而视频占据最大的一份。我们可以把此视为基准，尽管目光敏锐的广播工程师们抱怨这对于HDTV来说实在不够，但至少就目前的编码器来说已足够了。

显而易见，如果DVD视盘的数据率最高为9.8Mb/s，而且整部影片以此数据率被编码后长于光盘的持续时间，那么至少就目前的技术和标准来说，没有高清DVD视盘的可能性。

蓝色光盘登场

尽管DVD视盘现时处于市场生命青壮年期，但几年后随着市场饱和及达到平衡，它也将现出老态。当每人的家里都有2～3台DVD播放机时，就像现在人们普遍都有多台VHS录像机一样，唯一的市场将是重置产品市场，而如我们所知，制造业是不喜欢稳定的市场的。另一驱动力将是电视机屏幕尺寸不断增大的趋势。大屏幕电视机现在仍然沉重、体积大，但随着平板显示器发展加快，大多数家庭将购买大屏幕电视机，我们将不满意低分辨率和轮廓线结构。当我们在商场看到HDTV显示器时，其诱惑挡也挡不住。
蓝色光盘在一些业界巨擘（日立、LG、松下、先锋、飞利浦、三星、夏普、Sony和汤姆逊）的支持下无疑正在登场。为何东芝缺席，盖因他们认为开发应该在DVD论坛内进行，但大家可能会猜测他们是否有其自己的计划欲独立行事。

蓝色光盘的三个主要目标是：

(1)每盘2小时的高清记录，双层技术达4小时；

(2)与数字广播和未经许可复制保护兼容；

(3)在各种媒介和应用中采用蓝色光盘。

从物理上看，有一些吸引人的特性和一个奇特之处：

(1) 高达27GB的容量；

(2) 高达36Mb/s的数据传送率；

(3) 盒式光盘。

27GB，不错；36Mb/s，很好；盒式光盘……什么？

盒式光盘可能是技术倒退。市场已经表明喜欢裸光盘，而且裸光盘制造成本无疑更低。盒式光盘限制了产品的物理要求，增加了制造成本，而且还是出错的另一因素。但人们认为确实必须这样做。看看现在的CD和DVD媒介，它们无疑是坚固耐用的，但其唯一的致命弱点是对手印敏感。CD上的手印导致跳跃。在DVD视盘上，轻微的玷污将意味着解码器能处理的有效数据较少，因此解码后的图像就有劣化。严重的玷污可能意味着此光盘将不能播放。当然，CD和DVD易于清洁，但手印仍是个问题。

将此与盒式音频MD相比较。因为MD从来不存在接触表面的可能性，因此总是能完美播出。我从来没有碰到过与MD结构有关的问题。Sony和夏普无疑在此领域有丰富的经验，他们与其他公司一起将能确保蓝色光盘的成功。留下的唯一问题在于市场是否接受一种盒式格式，在蓝色光盘明摆着形状是矩形时，市场会响应它作为光盘销售吗？

蓝色光盘技术

如何在相同尺寸的光盘上获得更多的数据？答案是沿着从CD发展到DVD的相同足迹继续前进。关键在于读光盘所用激光的波长。

在CD格式中，对激光器的要求不高。可使用780nm的红外激光器。旋转光道圈数之间的间距为1600nm，信号坑的长度最小值为830nm.。DVD使用的是产生可见红光的640nm波长，间距为740nm，最小信号坑长度440nm。

现在激光技术的发展允许蓝色激光器大规模生产。蓝色激光波长几乎是CD所用激光波长的一半，到405nm，几乎为紫光，允许有更小的信号坑长度和旋转光道之间更紧的间距。

另一考虑因素是光束的聚焦。用于CD、DVD和蓝色光盘的激光二极管本质上并不产生紧密的光束。光束必须由镜头聚焦。光点直径由光波长和镜头直径（严格说是数值孔径，它是镜头聚光能力的量度，其值等于镜头焦距除以其直径）控制，因此光点直径=波长/数值孔径。

更小的波长和大数值孔径导致光点直径约是DVD的1/5。

使用如此小光点直径的问题在于光盘平面度