DVD的基本知识结构和工作原理

强大的兼容性


为了能使DVD兼容CD、VCD、SVCD等 等，DVD采用了两大核心技术--机芯和 解码芯片。 目前，DVD的信号读取方案常见的有四 种：最先由TOSHIBA提出的单激光头单 聚焦镜双聚焦点方案，PIONNER的单激 光头双波长激束方案，SONY的双激光 头双聚焦镜方案。

解码芯片负责将激光头读取的信号进行 解码处理，形象地讲，是将DVD碟片上 的信号重新解压复原。解码芯片质量的 高低，直接影响到清晰度高不高，音频 处理是否100%全数字化等很多因素。
MPEG－2格式的音频信号能以双路立体声的形式输出， 也可以以数字音频信号的形式输出，其声道多达8个，其环 绕立体声效果一点儿也不比杜比AC－3差。 有些DVD视盘机还能处理DTS格式的音频信号，该格式 与杜比AC－3有些相似，但其音质更好。另外，一些DVD视 盘机还具有多种虚拟环绕立体声效果。
选用音频功率放大器时要注意与DVD机的音频信号输出形式相匹 配。当DVD机有数字音频信号输出端时，可以选用一个带杜比AC－3数字 解码器的音频功率放大器及6个音箱来作为DVD机的放音设备。这时要注 意DVD机数字音频输出是同轴电缆输出还是光纤输出。当DVD机具有6个 声道的杜比AC－35.1声道环绕立体声输出信号时，可选用一个6声道的 音频功率放大器及6个音箱作为其放音设备。当DVD机只有两路摸拟音频 信号输出时，可选用一个带杜比定向逻缉环绕声解码器的音频功率放大 器及4个音箱作为DVD机的放音设备。

超储存能力：DVD技术的基础是DVD片。有超乎寻常的 存储能力仅单面单层碟片存储能力达到135分钟播放 时间。由于DVD片的大容量，使得DVD播放机拥有专业 级的视听表现。 高清晰图象：在视频方面，DVD的分辨率高达500线以 上，拥有丰富的色彩饱和度以及逼真的回放效果，将 现有的大屏幕彩电的优越性显露无遗。这种高清晰度 的惊人画质是DVD最吸引人的地方。 强立体声效：DVD的音频采用杜比5.1声道环绕立体声 式Lpcm。这是当今最先进的音响环绕技术，并且和美 国各大影片公司所采用的录音标准相吻合。

DVD机输出的视频信号一般有两种形式， 一种是复合视频信号输出，另一种是亮 色分离视频信号输出。亮色分离信号一 般是经由一个被称为“S端子”的端口 输出。此外，目前有些DVD机还可输出 分量视频信号。DVD机输出的数字音频 信号一般是以同轴电缆或光纤的形式输 出，其信号格式符合IEC958标准。


（2）、DVD驱动器： 主要包括DVD-ROM驱动器、DVDRAM驱动器、DVD-R驱动器和DVDPLAYER机。 （3）、DVD播放机： 包括用于视频的DVD Video Player， 其它媒体的记录。媒体中提及的DVD播 放机一般是指视频播放机。
为了防止非法复制，保护电影的版权，采用 了区域码系统，全球分为6个区。中国大陆为6 区。

DVD碟片上的内容一般划分为一个或多个标题， 每个标题又可划分为一个或多个章节。一张碟 片上的最大标题数为99，一个标题内的最大章 节数为999。同一张碟片不同标题的播放特性 可能有所不同。例如，在同一张碟片上，有的 标题内没有多角度内容，而其它标题内则可能 录制有多角度内容。再如，同一张碟片上有的 标题内可进行编程播放，而有的标题内则无法 进行编程播放。同一标题内其播放特性一般不 会因章节不同而不同。


DVD功能

片段密码锁：这一功能又称“童锁”，或父母管理功能。一 部精彩而不失教育意义的好影片，却又不想让孩子分心。 DVD的这一功能解除了您的后顾之忧。使孩子免受“精神污 染”。
多格式画面： DVD的多格式画面功能可以让观众根据需要自 行选择屏幕画面的宽高比是4:3,还是16:9，是宽银幕电影可 以完整播放，并不改变原有画面的景物比例。

AC-3是杜比公司开发的新一代家庭影院 多声道数字音频系统。称为AC-3系统或 杜比5.1声道系统，有时简称AC-3。

杜比数字AC-3系统是一种音频感觉编 码系统，它提供的环绕声系统由5个全频域、 全分离的声道和一个120Hz以下的超重低 音频段组成，所以又叫5.1声道。 （1）、CD/VCD的激光器的波长为780nm， 光点直径约为1.04um。 （2）、DVD的激光器的波长为650（635） nm，光点直径约为0.6um；可用来读取尺 寸为0.4um的DVD数据。
（1）、对静止画帧中的画面复杂性进行分析 ， 对复杂的分配较多的比特，简单的分配较少的 比特。
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（2）、对各画帧之间的多余处进行分 析，相同的不再编码，只对不同的部分 （差值）进行编码。 结果使传送的码率是可变的，最高为 10Mbit/S，而最低为1Mbit/S，平均为 3.5Mbit/S
4、杜比AC—3
三、DVD的新技术




1、双层、双面数据读取技术： DVD的巨大魅力在于它拥有超大的数据 容量。DVD扩大容量采用了如下方法： （1）、缩小数据凹坑的大小与轨迹之 间的距离。
①、凹坑的长度：0.83um → 0.4um ②、轨迹间距：1.6um → 0.74um

（2）、采用双层双面读取技术。
3、MPEG-2数字图像压缩技术：





MPEG-2的主要技术：
（1）、基准画面完整编码记录，后面的画面 仅编注不同之处（时域上的压缩）。 （2）、利用视觉心理特性删除人眼看不到的 部分（频域上的压缩）。



据此以上两种定义了三种不同画面的帧 （I、P、B） MPEG-2的压缩方法分两步进行；


DVD功能

人机互动性：DVD影碟机具有多层次菜单功能，在播 放过程中，操作者可以根据自己的兴趣爱好和倾向对 播放的故事情节自由选择多种结局，以弥补单一结局 的遗憾。
多语言字幕和多语言配音：在高品质视听效果之外， DVD的多元化功能异常强大。以斯高柏公司的ZIVADVD技术为例，DVD可以同时容纳8种语言的配音，和 32种语言的对白字幕。 多角度观赏功能：观众可以选择不同角度欣赏同一场 景，如赛车，观众可以通过“角度”切换，把自己任 意放在观众席，裁判席，驾驶座上，甚至还可以把自 己“绑”在车底观看，使观众真正享受身临其境的乐 趣。

例如，在同一张碟片上，有的标题内没有多角度内容， 而其它标题内则可能录制有多角度内容。再如，同一 张碟片上有的标题内可进行编程播放，而有的标题内 则无法进行编程播放。同一标题内其播放特性一般不 会因章节不同而不同。DVD机的有些功能是不能跨标 题操作的。例如，在进行快进播放时，当一个标题播 放结束进入下一个标题时，视盘机会改为正常播放。 再如，一般的DVD机都有“重复A－B”功能，即在碟片 上根据需要选择两个时间点，重复播放这两个时间点 间的内容。但一般无法在两个不同的标题间进行“重 复A－B”操作，也就是说所选的两个时间点一般要求 在一个标题内。


杜比AC－3是一种全数字化音频编码技术，它同以 往的hi-fi立体声和DOLBY SURROUND不同，是全新的一 种声音技术，它提供6个完全独立的声道，除了5个全 频带的声道外，还有一个效果声道，用来表现如爆炸 声等特殊效果，俗称0.1声道。在AC－3的帮助下，我 们不但可以听到分离度相当高的声音，还可以明显的 感觉到电影那身临其境的三维效果。 此时的音效比CD音效还要略胜一筹。不过要想达 到此效果，你的硬件配置要够硬，除了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、AC－3……。


应该注意的是，目前，DVD市场上又出现了融入 Realsonic(丽声）数字音频专利技术的ZIVA-3 DVD解码芯片， 他们内置一个速度高达50Mip的DSP音频处理器，其速度和 Intel的奔腾电脑芯片一样，从而使DVD的音频，视频首次实 现100%数字比，和很多音频处理仍处于模拟阶段的影碟机之 间顿时拉开了档次。
二、DVD光盘的结构

1、DVD光盘的结构： 外观与VCD、CD相似，直径为12cm， 厚度为1.2mm；但结构上存在较大的差别。 （1）、DVD光盘上数据轨迹为0.74um， 而CD/VCD为1.6um；最小的凹坑长度为 0.4—0.44um，而CD/VCD为0.83um。可见 DVD光盘比CD/VCD光盘精密得多容量是 CD/VCD的7倍。
LPCM格式的音频信号一般是以双路立体声的形式输出 的。与CD相比,DVD碟片上录制的LPCM格式的音频信号具有 更高的采样频率和量化比特数. 杜比AC－3音频信号的输出形式有三种。一种是利用同 轴电缆或光纤直接输出杜比AC－35.1声道环绕立体声数字 音频信号。另一种是在机内将杜比AC－35.1声道的音频信 号下混成两声道立体声信号输出，这是最基本的一种输出 形式。还有一种是输出6个声道的杜比AC－35.1声道环绕立 体声信号。这三种方式只要配接相应的音频功放和音箱， 都可以获得高保真的环绕立体声效果。

3、DVD的特点




（1）、容量大：单面单层达4.7G。 （2）、DVD可记录图像，也可记录数据， 而且数据的读出码率较高： CD-ROM ：150KB/S。 DVD-ROM： 1385KB/S是CD的9倍。 （3）、两种格式DVD与统一后的比较：
①、DVD存储容量大：对图像和声音采用了 不同于VCD的压缩标准，使DVD的图像、声音 质量得以提高。
DVD的基本知识 结构和工作原理
一、DVD的产生及特点
1、数字光碟技术的新发展：

DVD是Digital Video Disc（数字视频光盘）的 意思。DVD不仅可以存储影视节目，也可以存 储其他数据。


1995年形成两种技术：
（1）、东芝公司：超密度数字光盘（SDCD） （2）、索尼飞利浦公司：高密度多媒体光盘 （HDM-MCD）。 这两种格式互不兼容，在IBM的协调下，于 1995年12月正式形成了DVD的标准。



②、图像方面：采用MPEG-2，使图像的 清晰度达到500线。 ③、音质方面：采用AC-3 （5.1声道）和 MPEG-2的音频编码。 ④、DVD有8种不同的语言，32种不同的字 幕，容纳不同结局版本的电影。
4、DVD与VCD、CD的比较
主要区别：（1）、激光头不同 （2）、解码电路的不同
DVD功能


2、DVD技术概念


DVD包括：DVD盘片、DVD驱动器、 DVD播放机。
（1）、DVD盘片：包括DVD-Video、DVDAudio、DVD-ROM、DVD-RAM、及DVD-R。 ①、 DVD-Video，主要用于记录图像信息。 ②、 DVD-Audio，主要用于记录比CD唱盘质量 更高或时间更长的音乐节目。 ③、 DVD-ROM，是以PC为代表的只读存储媒 体，是CD-ROM的大容量版本。 ④、 DVD-RAM为可擦写式光盘、DVD-R是一 次性的写入光盘。
2、U/V粘结薄碟基板技术：

采用两块0.6mm厚的薄基板粘结的好处。 （1）、抗翘曲的功能增强。 （2）、激光头读取数据的距离缩短。 MPEG-2是第二代活动图像压缩标准。在
一张DVD碟片上如不加压缩只能存储不到4分钟 的内容，所以需要进行压缩。 一般的图像中有95％以上的视频数据是不必要 的，MPEG-2可将95％的内容剔除，只留5%的 作为基本的信息。
稳定的可靠性

DVD采用RS－ PC(Reed Solomon Product Code)纠错编码 方式和8/16信号调制方式。纠错码(ECC) 块长为16个记录扇区长度(38688个字节)， 对应光道上82.5344mm长度;若原始误码 率为10－3，经纠错后，误码率可小于10 －20，远远低于计算机所需的误码率10 －12。


（2）、外观上厚度一样，但实质存在差 异：CD光盘采用的是单层结构；DVD光 盘是两层0.6mm厚的衬底粘接在一起的。 （3）、DVD光盘采用的是双层结构：双 层DVD光盘由两片薄基板构成，中间采 用U/V粘结法连接， U/V粘结法是利用紫 外光和光致聚合树脂，使两层粘结在一起。 第一层为半透明的金色板，金层，先读这 一层；第二层呈现银色，银层，先读第一 层再读第二层，无间隙的。