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碟片
一.碟片的发展
20世纪70年代初期,荷兰飞利浦公司的研究人员开始研究利用激光来记录和重放信息,并于1972年9月展示了光盘系统,1978年诞生了LV(Laser Vision)的光盘播放机。

1978年,把声音信号变成用“1”和“0”表示的二进制数字,然后记录在塑料圆盘上,1982年,PHILIPS公司和SONY公司正式将这种圆盘推向市场,并命名为Compact Disc,而且还为这种盘定义了标准,此标准称为“红皮书”标准,这种光盘又称CD-DA(Compact Disc-Digital Audio)盘,中文名称为“数字激光唱盘”。

由于CD-DA记录数字信息,后来人们自然想将它用来作为计算机存储设备,即CD-ROM,要从CD-DA过流到CD-ROM有两个重要问题解决:A、计算机如何寻找盘上的数据,即如何划分盘上的空间,空间大小不同;B、误码率要求不同,存储用错误率10-12,音乐错误率10-9,要求不同,因此要采用错误校正技术,黄皮书的问世就是为解决这一问题,黄皮书仅解决了物理格式问题,而没有解决逻辑格式问题,为此又制定了文件交换标准,ISO作其称为ISO9660。

1985年,CD-ROM最终被正式推向市场。

1993年飞利浦公司和JVC公司制定了VCD标准。

VCD全称为视频光盘(Video CD),通常称为数字视盘或小影碟,VCD是利用MPEG-I压缩技术,对数字视音频信号进行压缩处理,然后记录在直径为12CM的光盘上,一张VCD光盘可记录74min的活动图像及立体声伴音。

目前,市场上CD的规格主要分为以下几种:
●CD-DA:存放数字化的音乐节目
●CD-G:存放静止图像和音乐节目
●CD-V:存放模拟的电视图像和数字化的声音
●CD-ROM:存放数字化的图、文、声、像等
●CD-I:存放数字化的图、文、声、像(静止的)、动画等
●CD-I Fmv:存放数字化的电影、电视等节目
●卡拉OK:存放数字化的卡拉OK节目
●Video CD:存放数字化电影、电视等节目
●Photo-CD:存放主要的照片、艺术品
DVD是继VHS、VCD、LD之后的最新一代影音存储媒介,最初诞生于电影行业,它是由美国的八大电影公司所组成的HDVA Group(Hollywood Digital Video Advisory Group)在一起讨论一种新的Video Disc之后所产生的。

目前DVD的规格主要分为以下几种:
●DVD-Audio:数字音响光碟,主要存储高质量音频资料
●DVD-Video:数字影音光碟,主要存储影视类资料
●DVD-ROM: 只读DVD光碟,存放数字化的图、文、声、像
●DVD±R:可读写数字多功能光碟(只能写一次)
●DVD±RW:可反复读写的数字多功能光碟
●DVD-RAM:可重覆读写数字多功能光碟
与VCD碟片相比,DVD碟片主要有以下特点:
①清晰的画质
由于DVD影片采用MPEG-2的图像压缩技术,其分辨率可高达4800×720dpi,远远超过了VCD的2400×352dpi的分辨率。

同时,DVD的扫描方式也是一个很重要的技术环节,我们知道传统的隔行扫描方式(interlaced Scanning)是把每格画面分行为480行,并以1/60秒的高速先扫描单数行(共240行),同样再以1/60秒的速度扫描余下的双数行(另外的240行),这样一幅完整的画面就是由2个场境的图像所构成。

但DVD的逐行扫描技术则能把480行在1/60秒下全部扫描出来,也就是说一个画面只需一幅图像。

这样图像细节损失少,消除了闪烁、拖尾、跳幀等缺陷,画面的连贯程度有了很大地加强,所以图像更加清晰。

②逼真的音质
自1992年杜比公司制定出杜比AC-3的环绕声场技术之后,在影院及碟片中的应用可说是相当广泛。

它的六个完全独立的声道,彼此负责不同的声音效果,可以带给你一个逼真的声场环境,让你在欣赏影片时有身临其境的感觉。

目前,还有种DTS的音效,它的作用类似于AC-3,只是他们彼此所采用的压缩方式不同而已。

DVD规格支持多达8个音轨,每个音轨最多可支持8个声道,可以逼真地模拟出真实环境中的音响效果。

③丰富的内容
DVD本身就具有的海量存储,加上DVD所采用的MPEG-2压缩方式具有弹性调整视频图像读取速率的能力,这样可以在保持原画面品质的情况下,大量节省视频图像的储存空间。

因此,我们除了在光盘中可以欣赏到影片之外,有时还能看到影片拍摄时的花絮及影片资料。

同时,在一些DVD中你还可以找到里面的彩蛋(正版光盘才有)。

这样除了欣赏影片之外,还给我们增添了一些乐趣。

二.光盘的结构
该部分谈讨论的碟片结构是从宏观意义上的,至于微观的碟片结构将在后面介绍碟片的数据存储时加以讨论。

碟片在宏观意义上又可以从横向和纵向两方面来讨论。

横向意义上的CD光盘与DVD光盘结构相同:(1)内径φ15mm、外径φ8cm或φ12cm、厚度0.6*2mm;(2)夹持区(φ26mm~φ
纵向意义上,我们这里分别以CD-R光盘和DVD-RAM光盘为例加以介绍。

1.CD-R光盘的结构
下图即为CD-R光盘的纵向结构图,从纵向来看,CD-R光盘主要由保护层、反射层、记录层、基层和印刷层组成。

印刷层
保护层
记录层
CD-R光盘的纵向结构图
基层:其作用是固定光盘的形状,整个光盘的大部分都由该层构成。

它采用有特点的塑料材质做成(即PC板),硬度高、柔韧度强,在同一点上对其加压不容易产生变形。

它在整个光盘中的体积最大,光盘在高速旋转时,基层将起到稳定作用。

它可保持光盘整体平滑、不变形。

如光盘在光驱中出现炸裂,多半是由于基层的材质不好,或是材质厚薄不均所造成的。

记录层:又称染料层,用来记录数据。

它非常容易变形,即使很小的能量(约0.5nJ/bit)也可烧蚀出明显的小坑。

目前我们说的绿盘、金盘、蓝盘就是根据记录层染料的不同来分类的,其区别是CD-R光盘分别使用了花菁、酞花青和金属化偶氮化合物三种不同颜色的有机染料,从而使光盘呈现出绿、金、蓝三种不同的颜色。

反射层:用来反射光驱或者刻录机的激光束,像镜子一样。

低档的光盘可能用铁或者铝,而高档的光盘则采用金或银作为反射介质。

注:记录层和反射层的作用也非常重要。

整个光盘中的数据就是通过这两个层反应出来的,是整个光盘中技术的精髓,其记录染料的性能直接决定最高记录速度。

从这个角度讲,一定要选择品牌CD-R光盘,才能保证记录数据文件的可靠性。

保护层:类似于透明的薄膜,它的主要作用是保护记录层和反射层不会轻易变形而造成光盘报废。

印刷层:基本上属于整个光盘的外包装。

它在光盘的最上层,通常印有商标和图案。

值得注意的是,CD-R光盘上被烧蚀熔化成的凹坑在物理形式上是不可逆的,即不可能将刻录后的CD-R光盘再恢复成原来的状态,因此CD-R光盘只可进行一次性的写入。

CD -R光盘只要不遭受腐蚀和物理变形,其上的凹坑物理形态就不会发生变化,也就是说,上面记录的信息可被永久性地保存。

2.DVD-RAM光盘的结构
在光盘结构方面,DVD-RAM是目前所有DVD刻录盘中最复杂的,在0.6mm的厚度里一共有8层(还没有包括最上面的印刷层)材料,如下图所示:
DVD-RAM 光盘的纵向结构图
三.光盘数据的存储(这里以DVD-RAM 为例)
微观意义上,DVD-RAM 光盘的存储结构如下图所示:
在介绍数据的存储之前,这里有必要先介绍一下光盘的读取原理:
当激光照射到光盘上的小坑(记录点)中时,只有很微弱的光反射回来,而当激光照射到光盘上的凸台上时,则有大量的光反射回去,这些反射光又照射在光头中的光敏二极管上。

于是,光盘上的坑/台的变化引起了反射光强弱的变化,而反射光强弱的变化又决定了光敏二极管中电流的大小,电流的大小经电流—电压变换后即成了电压脉冲信号,于是光盘上的信息即被读出。

但是要注意的是,反射光强弱的变化不等同于反射率的变化,因此反射率的高低也就不能代表逻辑值1/0,只有在反射率进行高低转换时才是逻辑值1,而反射率在保持相对长时间的高或低时都表示逻辑值0。

根据以上光盘的读取原理,我们可以知道上图中凡是有坑槽的地方就意味着信息的存放,只是这些信息有的代表着地址,有的代表着数据。

从图中可以看出,在数据区中,DVD-RAM不仅在沟槽(Groove)处记录数据,也在岸台(Land)记录数据,因此DVD-RAM的基本存储方式被称为“岸/沟(Land/Groove)”式存储方式。

在图中,我们还能发现还有一个地址区,这是DVD-RAM之所以能实现随机存储的重要保证,我们称之为浮雕式首标(Header),它为每一个存储扇区都设立了一个唯一的标识(ID)。

首标中的4个ID信息,两两一组(ID1/ID2、ID3/ID4),每个ID中包含有同步信息、物理扇区地址、地址错误检测信息等,分别对应位于其身后的处在岸台和沟槽的扇区。

这里需要指出的是,DVD-RAM与CD-R一样,使用的也是一条螺旋形轨道,因此在每一圈中都要进行岸/沟之间的转换,此时ID1/2与ID3/4的位置也会随之改变。

而所有的这一切(首标的信息、各ID的位置和岸/沟转换)在DVD-RAM光盘生产过程中就预制好了,无需用户操心。

DVD-RAM使用了ZCLV(Zoned Constant Linear Velocity,区域恒定线速度)旋转模式,在光盘的光盘上划分出多个数据区,每个数据区含有基本等量的存储轨道,每个转道扇区数量一致,在这一区域内光盘的转速是恒定的(因为是CLV方式,所以越外圈转速越低),而处于内圈的数据区的转速要高于处于外圈的数据区转速,而且DVD-RAM是从最内圈开始写入的。

DVD-RAM光盘的表面 DVD-RAM轨道的螺旋结构
DVD-RAM光盘上首标的组成
从中图可能有些读者发现轨道是呈波浪形抖动的,其实在CD-R与CD-RW光盘上的轨道也是“抖动”的,业界称之为Wobble。

这个设计在于更好的对轨道进行跟踪,保持应有方向,配合上文讲到的岸/沟式存储技术,可以得到很高的跟踪精度。

DVD-RAM将这种技术定义为的抖动岸/沟式轨道(Wobbled Land and Groove Tracks)。

当光学传感器识别经过首标时,一个推挽式(PP)式轨道跟踪探测器将开始工作,此时带通滤波器(Band Pass Filter)与判别电路(Discrimination Circuit)来获得并识别首标与轨道的信号,同时借助于锁相回路(PLL)生成与抖动信号同步的时钟信号,从而保证轨道的跟踪精度。

轨道抖动的频率是固定的(在DVD-RAM的Ver2.0版中,抖动的频率为141KHz),能给驱动器提供一个恒定的时间信息,因此,这个固定的抖动频率可以帮助读取头在连续读取扇区但读取下一个首标失败时,仍可以通过计算抖动周期找到下一个扇区的位置。

松下公司声称这个技术可以将寻址的错误率降低到10-20以下。

这里所讲的抖动只是为了更好地跟踪轨道(之所以轨道不是正规的圆形,是因为有规律的变动更容易识别并跟踪,如果是平直的一条线反而不容易判断),数据的记录仍是沿轨道的中线进行,而激光头是不会随之抖动的,激光刻录仍沿轨道中线平滑进行。

在读取时,驱动器是不理会抖动信息的,这也是其他光刻录技术所惯用的手段,只是在细节上有所差异。

DVD-RAM的抖动
这里介绍一点光盘匣的知识。

由于浮雕式首标是DVD-RAM得以工作的重要保证(存储着扇区的ID),所以为了保护光盘不被无谓的磨损,DVD-RAM从Ver1.0开始就规定了光盘匣的设计规范。

共有三大系列9种类型(Type),在平时它就像是光盘盒一样保护着光盘,在使用时直接放入驱动器中即可。

DVD-RAM光盘匣的类型见下表:
密封式光盘匣连同光盘一块出售,光盘被封死在盘匣内,不能拆卸;而可移除式光盘匣虽连同DVD-RAM一块出售,但可以拆卸,单独使用里面的光盘,比如放到其他可以读取DVD-RAM的驱动器中进行数据共享。

松下推出的4.7GB单面DVD-RAM光盘,使用的是Type2型可移除式光盘匣
松下推出的9.4GB双面DVD-RAM光盘,使用的是Type4型可移除式光盘匣
四.光盘数据的编码
1.CD光盘的编码与流程
CD光盘使用了两种编码来分别保证光盘的刻录质量,一个是从信息的逻辑正确性上保证,一个是从物理刻录的通道脉冲的识别可靠性上保证,它们分别是CIRC编码与EFM调制编码。

CD光盘编码的大致流程:
CD数据流程图(图中的编号就是CD刻录时数据生成的过程)第一步,首先生成一个帧的原始数据,24字节,我们可以称之为初始帧(在相关标准中则叫Frame-1,简称F1)
第二步,加入CIRC编码,一共8个字节,我们可以称之为校验帧(在相关标准中则叫Frame-2,简称F2),总字节数为32个。

所谓的C1与C2纠错码就是在这一阶段加进去的,C1与C2的C就是CIRC编码的缩写。

第三步,加入控制码,一个字节,我们可以称之为数据帧(在相关标准中则叫Frame-3,简称F3),此时帧的容量为33字节。

第四步,每个F3帧再加入3个字节的同步信息码就成为了最终用于刻录的帧,总容量为36字节。

第五步,最后经过EFM调制,基本上是以每字节8bit转换成每字节17 bit的方式生成最终的信道脉冲(Channel bit)以控制刻录激光的开与关。

(1)CIRC编码
CIRC的全称是交叉交错理德-所罗门编码(Cross Interleaved Read-Solomon Code),它的主旨是除了增加二维纠错编码外,还将源数据打散,根据一定的规则进行扰频和交错编码,使数据相互交叉交错,从而进一步提高纠错的能力,因为这样一来用户数据的错误将很难连续起来,有利于提高整体的纠错能力。

上面已经讲过,每个24字节的原始数据帧都要附加上8字节的校验码以保证帧数据的可靠性,这就是CIRC编码,而这个校验码则分为以下两个步骤来生成。

第一步:交叉交错后生成C2校验码
在介绍CD数据生成过程的时候,CIRC编码处于F2生成阶段,因此要先导入F1原始数据帧,也就是24字节。

之所以称为CIRC编码,是因为在编码的过程中,源数据有交叉和交错的过程。

首先,源数据要按两个字一组分成6个大组,偶数组进行两个字节的延迟,从而形成扰频交错编码。

这里所谓两个字节的延迟意味着延迟两帧。

也就是说,当进行交错之后,偶数组已经不再是原来F1帧中的源数据,而是当前帧的前两帧中的偶数组数据(相对于前两帧,当前帧就意味着两个字节的延迟),原始的偶数组将在后两帧的交错编码中出现。

另外,字的顺序在交错后发生了很大不同,这种前后帧数据交叉并且顺序交错的过程就是扰频交错编码。

此后,扰频交错后生成的新数据进入C2编码器生成Q校验码。

Q校验码为4字节,最后生成的新数据为28字节,因此C2也被称为(28,24)编码,意思是指输入24个字节,输出28个字节。

由此可见,C2编码并不是针对原始F1帧的数据进行,之所以要进行如此复杂的交叉交错的编码,主要是为了保证纠错效率而设计的,具体过程详见下文。

第二步:字节依次延迟4帧后生成C1编码
将C2编码完成后,将进行大规模的字节延迟交错编码,执行这个操作的就是延迟线,延迟单位为4字节,同样就是延迟4帧,操作单位是每个字中的单个字节。

这个过程可以这样理解:C2编码后的的第一个字节不延迟,第二个字节则将延后4帧,第三字节将延后8帧……如此反复直至第28个字节,将被延后108帧。

也就是说,C2编码后的28个字节,将被有规律的分散到109个帧中(第一个字节延后0帧,加上最后一个字节延后108帧,一共是109帧)。

延迟操作之后则进入了C1编码器,显然此时的数据与原始的F1帧数据差别更大了,C1编码器将在28个字节的基础上再生成4个字节的P校验码,从而完成了建立了F2帧的操作。

由于输入28个字节,输出32个字节,因此C1也被称为(32,28)编码。

从这个过程中不难看出,C1编码的对象中包含了C2编码,也承担了对Q校验码进行保护的任务。

现在的F2帧已经与F1帧有了很大不同,如果帧编号为n,那么F2-n帧中只有一个字节来自于F1-n帧。

所以,严格的讲,C1、C2并不是对F1帧的校验编码,因为从C2编码开始,对象就已经不再是F1帧中的原始数据。

从上面可以看出,交叉交错的目的就在于防止一帧中出现连续大量的错误而无法纠正,如果原原本本地按原始F1——C2编码——C1编码的过程生成校验码,将是非常脆弱的,如果这一帧的24个字节中出现连续大量的错误码,仅凭CIRC的设计,纠错能力仍然有限。

若将源数据分散到不同的数据帧中,然后再进行校验,将大大提供单个数据帧的纠错能力。

理论上即使24个字节原始数据全有问题,但由于每个字节最终分布在间距为4的28个帧(跨度为109帧)中,也有可能被完全修复。

显然,如果不进行交叉交错的话,这种可能性是不会存在的。

(2)EFM编码
EFM编码是Eight to Fourteen Modulation的缩写,即8至14调制。

之所以使用这样的编码对源数据进行“修改”,这还要从光盘的读取原理说起。

光盘上的凹坑与平面并不直接代表0和1
从前面我们知道,如果是连续的逻辑值1,那么就意味着凹坑与平面要突变多次,会占用更多的刻录空间,从而将影响有效的数据容积(或者说是信息量);而且,以电平的高低来代表1和0,如果连续的0或1很长,又很难判断有多少个1和0,0与1的转变也较难分辨,所以必须要加以一定的规则限制,这个规则可以借助某种编码方式来禁止连续的1,并且又能把连续的0的长度限制在某种范围之内以利于识别,这就是所谓的“游程限制(RLL,Run Length Limited)编码规则”。

EFM就是这样的一种专用于信息记录的信道调制编码,它将原始数据重新进行编排,以保证不会有连续的1出现,而连续的0则被控制在2至10个之间,可以表示为RLL(2,10)。

也就是说,光盘上的信息中,两个逻辑1之间,最多有连续10个0,最少要有连续两个0。

这样,有了相应的规则后,再配合时钟计时信息(每个信道脉冲的时间长度),就可以准确的分辨出数据了。

需要指出的是,当8bit数据重新编成14bit数据后,两个14bit代码之间则还要符合RLL(2,10)的要求,因此还要根据相邻14bit代码的情况加入3bit的合并码(Merging bit),从而使最终的编码长度变为17bit。

因此可以说EFM实际上是8至17编码。

2.DVD光盘的编码与流程
光盘编码的大致流程:
CD数据流程图
在DVD光盘中,寻址的单位也是一个数据块,而这个块由于包含了ECC数据,因此又被称为ECC块(ECCB,ECC Block)。

DVD采用的是ECC编码,属于RSPC编码的一种,因此相应的数据块也被称为RSPC数据块。

从上图中可以发现,DVD的数据流程要比CD简单,但内部校验码(PI)与外部校验码(PO)则是CD光盘中所没有的。

同样,由于没有CIRC的校验数据,因此也就不存在C1、C2编码。

DVD的一个ECCB包含16个扇区,在进行刻录时,首先要准备一个ECCB的数据(包括RSPC编码),然后将ECC数据与用户数据分割为16个扇区,再经过符合RLL(2,10)标准的EFMplus(8至16编码)调制,形成的信道脉冲进行刻录。

3.解码与纠错
当我们了解了CD光盘的CIRC编码过程之后,就不难理解CD的解码过程,而解码过程就涉及到了纠错,纠错的效果将体现刻录的质量,或者说是驱动器的读盘能力。

在解码时,其实就是CIRC解码的反过程,编码过程中C2先编码,而在解码时则是C1先解码;编码时延迟的,解码时不延迟,而原先不延迟的则会根据规则进行延迟以反交叉交错进行数据还原。

在解码过程中,C1、C2解码是必经之路,而不是某些文章中所说的——C1应付不了的错误才会交给C2解码。

事实上,不管C1解码过程中有没有错误,都要C2解码。

从编码过程中,我们可以知道,两者所解码的对象完全不同,这也是为什么C1纠正不了的错误,C2反而能纠正,其实就是这个道理,而并不是说C2的纠错级别比C1高。

业界使用了错误等级来对C1与C2解码进行了规定,可简写为En1和En2,其中E代表Error(错误),n代表出现错误的次数,1代表一次C1解码过程,2代表一次C2解码过程。

如果在一次C1解码中,发现了一个错误字节,即为E11,如果发现了两个错误字节即为E21,如果发现3个或更多的错误字节即为E31。

其中,E11与E21都可以在C1阶段纠正,而E31则不行。

但是,由于当前帧(F2)的错误字节是分散在跨度为109帧的28个帧中,经过反延迟后,这些错误的字节肯定不会再在同一帧中了,所以通过C2编码仍然有可能被纠正。

此时,如果在一次C2解码中,发现了一个错误字节,即为E12,如果发现了两个错误字节即为E22,如果发现了3个或更多的错误字节,即为E32。

与E31一样,E32也不能在C2解码过程被纠正,由于C2是最后一个CIRC解码器,所以E32的出现就意味着出现了一个不可修复的错误帧,因此它又称为CU(C-Uncorrectable,不可修复),对于CD来说,CU是绝对要尽量避免出现的。

在CD测试系统中,专门为C1与C2设置了状态标记(Flag),通过它们即可知道当前
五.光盘的制作
DVD光盘制作可以分为三个主要阶段:开发、制作母盘、光盘复制。

DVD-ROM和DVD-Video 的开发过程各不相同,母盘制作略有区别,两者的复制过程则基本相同。

这里以DVD-Video 为例简单介绍一下DVD光盘的整个制作过程。

1.开发过程
开发过程的实质就是形成母盘的数据源。

DVD-Video开发分三个基本组成部分:编码、Authoring(设计、编排和测试)和光盘图象的格式化。

整个开发过程有时就称为authoring. 整个开发过程的软件使用实例请见附录。

(1)视频源
对于电影,通常要转录到录象带上,或使用摄象机录为数字视频,这个步骤也可由专业的视频公司完成。

MPEG编码过程需要的视频源应该是符合CCIR-601标准的数字信号源。

通常可以将其录制在D1、D5、Betacam SP或数字Betacam带上,这些都是较为理想的信号源。

(2)编码
视频标准:MPEG-2(PAL制的显示帧速率应设为25,NTSC为29.97);
音频标准:PCM 48kHz立体声(很少使用);杜比数码或MPEG-2音频;
通常光盘制造商对于音频选择使用5.1声道的杜比数码,或5.1声道的DTS,或是5.1声道的MPEG-2(很少使用);典型的DVD应该选择使用VBR(可变比特率),通常视频速率为3.5Mbps,音频为1.2Mbps;编码要注意最终使音频和视频同步。

(3)Authoring(设计、编排和测试)
这个过程就是把经过编码的视频、音频、文字组合在一起,放到与DVD-VIDEO或DVD-ROM 相兼容的光盘映象上。

其输入源是经MPEG-2压缩的视频文件,经AC-3压缩的音频以及位图格式的字幕。

建立菜单:要设计屏幕上如何显示菜单或者使用按钮。

通常每个图形菜单是以非压缩的24位RGB真色彩的TIFF文件另外存储的。

子图象:是叠加显示在视频上的图形——为字幕显示建立子图象的标准格式是为每一种语言字幕提供一个文本文件。

该文件应该能包含4位数字字幕码,以及显示在屏幕上的文字信息。

(4)光盘图象的格式化
为DVD作最后的数据格式准备,包括建立DVD控制和导航数据、复用数据流、产生纠错码和进行信道调制。

开发阶段形成的最终数据放到DLT(数字线性带)上。

DLT带是一种健全的SCSI 媒介,事实上它已经成为了一种标准。

通常其容量约为20.0GB ,要比8mm 带稍大,但比VHS小。

DVD-video如果加入了另外的特性,如多音轨、多视角、无缝切换,其制作成本将增加。

整个开发过程成本是制作DVD中花费最大的,这也是由于其最终性能直接影响你的产品质量。

视频和音频必须编码,菜单和控制信息必须制作并编码,所有信息都必须复用到单一数据流上,并最终以低级格式编码。

2.母盘制作
就是在光盘复制以前,完成母盘的制作,并把经过编码后的视频、音频等数据放到玻璃母盘上的这个过程。

与DVD-ROM 制作母盘不同的是,DVD-Video的母盘制作通常还包括另外的步骤,如CSS加密、Macrovision拷贝保护和分配地区码等。

DLT带制成之后,要进行PMFV(光刻胶emastered Media Format Verification:母盘制作前的媒体格式检查),然后检查DDP (光盘描述协议),特别是内容表格,然后要确认CSS,地区码,视频字幕设置等等。

这样这块DLT带就可以真正用于制作母盘了。

(1)制作玻璃母盘
既然要大量制造,当然先要制作出来一个母盘,才能够大幅加快生产的效率、降低成本,但由于无法使用激光直接将坑洞信号刻在坚硬的金属母盘上面,所以必须透过一些手续来达成。

首先必须准备一块圆形平板状的厚玻璃基板,把它放在in-line mastering机器中。

该机器对玻璃基板进行清洗(通常使用硝酸或具有溶解力的物质),然后在其表面均匀地涂布光刻胶(一种光敏感物质),厚度为130皮米(10-9)。

经过约20分钟烘干后,激光就可以将信号坑洞记录在这层物质上面了。

计算机把DLT上的数据读出来,然后形成数据凹坑。

激光束刻录器(LBR)用激光来照射光刻胶物质,在玻璃基板的光刻胶上面烧出信息坑,这个步骤就像是拍照时底片在相机的片匣里面曝光一般,LBR只是将坑洞信号注记在光刻胶物质上(产生一些化学变化)。

就像底片拍摄完成要经过显影的手续一般,经过注记的玻璃基板还要将反应过后应去除的光刻胶物质除掉,上面的坑洞信号才真正与所要压制的DVD Video光盘内容相同,这样便完成了玻璃母盘制作的部分。

(2)制作金属母盘
要经过这些过程镀银→电铸→抛光→冲压,具体过程如下所述:
虽然玻璃母版上的这层光刻胶物质已经具有了所需要的信号坑洞,但是光刻胶的质地不够坚硬,不能当成母版直接拿去制作DVD Video光盘,还必须将其转制成"金属母盘"才行。

为了达到此目的,必须先在光刻胶物质上镀上一层薄薄的银,让它能够导电,然后使用sputtering machine进行电铸,镀上厚度约0.03mm的镍。

这层镍的数据坑形状与玻璃母盘相反,被称为父盘,或金属母盘。

这块"金属母盘"才是压制过程中的真正母盘。

接着要作的是把金属母盘与玻璃母盘分离,玻璃母盘经过清洗可以再回收使用(大约20次左右)。

而母盘的底层(非信号面)由于电镀的缘故不可能完全平整,因此还要经过"抛光"的手续,将其。

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