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光盘复制—多级/多层光盘技术简介


1、多级(MultiLevel)

EVD在未来的计划中,打算采用多级光盘,这是Calimetrics有限公司开发的一种新的光盘技术,它可以采用DVD-ROM的生产设备来生产容量更大的光盘。那么它的原理是什么呢?其关键就在于凹坑深度调制(PDM,Pit Depth Modulation)。


ML-DVD光盘示意图,光盘上的凹坑深度不再统一,而是根据编码调制成不同深浅的凹坑

ML技术的历史,最早可以追溯到1980年,Calimetrics则于1995年开始研究ML的实用化产品。ML的关键技术在于控制光盘上的凹坑深度来使激光的反射功率多级化,配合特有的编码调制技术来使单个信息点存储更多的信息,理论上每个数据单元(Data Cell,也可称为信息点)可以存储Log2×(M)个信息位(Bit),其中的M就代表深度的等级数。目前所达到的水平是,可划分12个深度等级,从而使每个信息点的存储量达到3.6bit,这也许就是EVD所宣称的16GB红光DVD所采用的技术。不过较为成熟的ML技术是8级,每个信息点可存储2.5bit。目前阜国数字技术有限公司正是在与Calimetrics在此方面展开合作(我国的清华大学也在ML研究方面有所建树),计划推出采用ML技术的EVD光盘。

然而,由于采用了新的编码调制技术,传统的DVD机并不能识别ML-DVD,因此它还需要专用的播放设备。在2002年,日本三洋公司曾推出过面向ML-CD的主控芯片,但对于ML-DVD主控制芯片似乎还鲜有报道。


PDM原理图,ML光盘将使用统一的信息点长度,理论上已经没有了Pit与Land之分(Land可以算成一个深度级),通过特殊的编码调制,使每个信息点代表多于一位的信息

ML技术从原理上看,的确是一个非常出众的技术。可是,由于对反射率的变化相对更敏感,因此PDM在抗干扰力方面的能力值得怀疑,尤其是指纹与灰尘所产生的噪音很有可能会造成等级错误率(LER,Level Error Rate)大幅度上升,虽然ML DVD也拥有专用的等级校验措施。

ML光盘技术在21世纪初得到了广泛的重视,当今蓝光光盘标准争夺的主角两大阵营BDA与HD DVD-PG中的许多厂商都曾关注过ML-DVD,包括索尼、东芝、NEC、日立、松下、LG、先锋、三菱、TDK等,中国台湾的建兴、中环、英群、铼德等公司也对ML技术感兴趣。但如今,关注程度似乎在下降,光存储产业的大厂没有一个采用ML技术,这一现象不能不让人深思。

2、多层(MultiLayer)

多层光盘也成为了红光DVD发展的另一亮点,凑巧的是它的缩写也可写成ML。目前我们常见的双层DVD-9光盘,其实是用两张0.6mm基板进行(信息)面对(信息)面的贴合而成,并不算是真正的双层光盘。事实上,只有DVD-18才是真正的在每个0.6mm基板中划分出两个信息层的产品,但它的生产难度很大,很多光盘生产设备并不支持DVD-18光盘的生产。

前不久,新介质事业有限公司(NMEI,New Medium Enterprises Inc)宣布推出了采用红光技术的通用多层光盘(VMD,Versatile MultiLayer Disc),单面4个存储层,容量从20GB起步,未来计划达到50GB的容量。目前,有关它的技术细节还不太清楚。不过,当前的DVD光盘生产设备相信是很难顺利转产VMD了。

除此之外,与多级光盘所遇到的问题有些相似,那就是抗干扰能力也令人担心,DVD-9光盘相对于DVD-5来说更娇气,原因也在于此,除非有更好的保护措施,否则很难保证拥有4个记录层的VMD在使用周期中不影响读取能力。


HDV在宣传中号称可以在一张4.7GB的DVD光盘中放下2-3部高清晰度节目,不知是怎么实现的,其HD12是在MPEG-2基础上优化而来,效率能有如此高,真是令人惊讶,但笔者对此深表怀疑,如果真有此功效,MPEG-4就不应该开发了。笔者虽然下载了HDV编码库,但由于没有HDV KC27B影碟机,所以无法进行验证。但最近的一些测试表明,某些HDV节目的品质不敢恭维。

HVD则与HDV大同小异,使用改进的MPEG-2编码格式,但最长的节目时间未知,估计与HDV不相上下。

相对来说,中国台湾的FVD比较务实,只提供了标准的720p的分辨率,视频与音频都采用了标准的WMV-9格式,属于实用性的HD光盘方案,按理宏观世界要流行起来的难度最低,BD与HD DVD设备可能仅需修改Firmware就可支持它(说着说着越像HD DVD-9)。但关键在问题在于,也许是想突出与HD DVD-9的不同,它的存储介质需要重新设计(数据轨道间距变窄),因此需要光盘与相关硬件厂商的强力配合。目前,精碟公司已经表示将会生产FVD光盘,而且FVD影碟机也已经推出,中国台湾的影音发行商也准备在内容上予以支持。

其实,物理与逻辑规格上的制约和不足还都不是太大的问题,片源能否得到充足的供应才是最为关键的事情。没有好的影片,这四种光盘的规格再强,也会被“饿死”。这个道理,显然大家都是非常明白的。EVD已经取得在好莱坞在防版权保护方面的认同,FVD也有自己的高级加密标准(AES,Advanced Encryption Standard)为支撑,相较之下,HVD与HDV可能仍在沿用DVD的方法。从最近的市场表现上来看,无论是EVD、HVD还是HDV的片源远不够丰富,虽然正版的影碟价格仅在12-28元之间(HDV最便宜,EVD最贵)。但说实话,好片子并不多,在高清晰电视没有大规模普及的时候,肯定不是DVD-9的对手。

可话又说回来,高清晰电视的大规模普及也为未来蓝光盘的进入打下了伏笔。面对蓝光光盘,国内的厂商似乎不愿意去提及。虽然可以借助人家的成果,推出蓝光EVD、蓝光HVD、蓝光HDV……但我仍然觉得有些尴尬。红光DVD时代,EVD、HVD、HDV也并没有少交多少专利费?蓝光时代,用着自己的编码系统,可外壳与还是要用人家的专利设计,另外,MPEG-2、VC-1与H.264编码就不支持了?再有,到那时,已经站好边的好莱坞制片商还会大方的提供优秀的片源吗?有人可能会说,只要帮助他们卖出更多的利润,他们会提供的,但就如当时的SVCD一样,面对DVD,似乎并没有得到多少支持。

2005年年底,BD与HD DVD阵营就将开始发力,虽不能迅速向市场普及,但就像当年的SVCD与DVD的竞争一样,抱着过时的物理身躯,即使使用先进的编码,红光DVD也终究不是对手。就算不用BD和HD DVD,基于现有DVD的HD DVD-9就够国内三个标准伤脑筋的。展望未来,SVCD的悲剧很可能会重演——这些基于红光DVD的标准成为未来主流设备顺带支持的一个光盘规格,就如现在的DVD机都支持SVCD一样,但除了刻盘之外,谁还在看SVCD呢?

中国台湾ITRI的确是值得中国同行学习的榜样,它凭借自己的努力升任DVD论坛理事会成员,它也是中国在DVD论坛最高决策层中的唯一成员。在红光DVD时代,ITRI属于追随者,而在蓝光时代它敢于提出自己的设计,虽然与BD和HD DVD有些雷同,但可以看出它的努力,而它也带动了中国台湾光存储行业的兴起,AOSRA组织的成立就是很好的证明,这与中国大陆多家厂商各自为战形成了鲜明的对比,也使得FVD有了更大的发言权。显然,中国大陆也需要类似于AOSRA这样的企业合作组织,将中国的光存储行业渐渐带入正轨。

2008-1-10

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