【科普】浅谈蓝光光碟(BD)技术

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蓝光光盘格式是由蓝光光盘协会（BDA）开发的，蓝光光盘协会是一个由消费电子产品公司，电脑公司及媒体发行商巨头组成的组织，成立于2004年5月22日。拥有来自世界各地的超过170家会员公司。

　　一．概述
　　
目前为止，蓝光是最先进的大容量光碟格式，容量达到25G或50G，在速度上，蓝光的单倍1X速率为36Mbps,即4.5MB/S，允许1X～12X倍速的记录速度，即每秒4.5MB/S~54MB/S的记录速度。市场上蓝光刻录光盘的记录速率规格主要有2X,4X,6X。
蓝光光碟拥有一个异常坚固的层面，可以保护光碟里面重要的记录层。飞利浦的蓝光光盘采用高级真空连结技术，形成了厚度统一的100μm（1μm=1/1000mm）的安全层。飞利浦蓝光光碟可以经受住频繁的使用、指纹、抓痕和污垢，以此保证蓝光产品的存储质量数据安全。

　　
　　现在蓝光视盘机产品（包括BD光盘和BD播放器1在北美和日本已经非常普及了，但是在我国，因为BD光盘和BD播放器的价格较高，严重制约了其发展速度。正像当年DVD产品刚上市邪样，发展非常艰难。同时，我们应看到在高清晰度电视机日益普及的今天．作为高清晰度电视机信号源的蓝光技术及其产品有着美好的发展前景。
　　
　　二．BD光盘。
　　
　　1.BD光盘技术特点
　　
      蓝光盘片的轨道间距减小至 0.32μm，仅仅是当前红光DVD盘片的一半，而其记录单元——凹槽（或化学物质相变单元）的最小直径是0.14μm，也远比红光DVD盘片的 0.4μm 凹槽小得多。蓝光单面单层盘片的存储容量被定义为23.3GB、25GB和27GB，其中最高容量（27GB）是当前红光DVD单面单层盘片容量（4.7GB）的近6倍，这足以存储超过2小时播放时间的高清晰度数字视频内容，或超过13小时播放时间的标准电视节目（VHS制式图像质量，3.8MB/s）。这仅仅是单面单层实现的容量。
　　
　　蓝光技术属于相变光盘(PhaseChangeDisk)技术，相变光盘利用激光使存储介质在非晶态和结晶态之间，发生可逆变化来实现信息的记录和擦除。在写数据时，聚焦激光束加热存储介质的目的是改变相变存储介质晶体状态，用结晶状态和非结晶状态来区分O和1：读数据时，利用结晶状态和非结晶状态具有不同反射率这个特性来检测O和l信号。

　　在光盘结构方面，蓝光光盘彻底脱离了DVD光盘“0.6mm+0.6mm”设计，采用了全新的，“1.1mm盘基+0.1mm保护层”结构。并配合商NA（数值孔径）值保证极低的光盘倾斜误差。
　　
　　O.1mm覆盖保护层结构对倾斜角的容差较大，不需要倾斜伺服，从而减少了盘片在转动过程。
　　
　　中由于倾斜而造成的读写失常，使数据读取更：
　　
　　加容易。但由于覆盖层变薄，光盘的耐损、抗污性能随之降低，为了保护光盘表面．光盘外面必须加装光盘盒。这不但提高了蓝光光盘的生产成本，而且加大了薄型驱动器的开发难度。
　　
　　2．BD与传统DVD比较
　　
　　为了提高存储容量，蓝光技术使用了波长405nm的蓝色激光和NA为0.85的光圈，来取代传统DVD所用的650nm红色激光和NA为0.65的光圈。这大大缩小了用于读取和刻录数据的激光束的聚焦点直径，也减小了光盘数据记录层上用于记录数据的记录点的大小。在蓝光光盘上，数据记录轨道间的距离由DVD的0.74μm减少至0.32μm，最小坑长度也由DVD的0.4μm减小至0.14μm，这意味着在相同的盘片面积上可以容纳更多的数据记录轨道。
　　
　　在存储方式上。蓝光使用了槽内(Ingroove)记录方式，寻址方面则采用了基于STW+MSK技术改良后的摆动寻址（或称为抖颤寻址）方式。蓝光的地址信息的基本单位被称为预刻槽地址(ADIP)，这就是把地址信息以相位调制的方式调制到摆动(wobble)中。一个单位存储1bit地址信息，每个ADIP由56个槽内摆动构成。56个摆动可分为利用MSK(最小频移键控)方式调制的区域和利用STW(锯齿摆动)方式调制的区域，前者通过MSK方式调制来确定摆动槽内位置，后者则是利用STW方式的“锯齿”方向来判断“O”、“1”信息。
　　
　　独特的安全系统是蓝光另一个与众不同的特点。蓝光采用128bitAES加密密钥，AES能让每6KB数据就执行更新一次防盗密钥。新防盗密钥技术非常重要，因为反防盗系统(DeCSS)和其他DVD盗拷机可轻易破解守护标准DVD盘片的唯一防盗密钥。
　　
　　如果反防盗锁入侵蓝光光盘，它只能盗取6KB数据。
　　
　　另外。蓝光光盘采用高NA物镜和短波长激光记录和读取高密度信息，并同时考虑到为减少盘片在转动过程中由于倾斜而造成的读写异常或错误的机会及抗灰尘的损伤，在光盘生产过程中，特设置了O.1mm厚的光学透射保护层，即覆盖层（实际上O.1mm厚的覆盖层包括一个98μm厚的覆盖层和2μm厚的硬涂层）。硬涂层具有抗划痕和防指纹的功能，因为蓝光光盘对划瘦或指纹比DVD光盘更敏感，轻微划痕或指纹会导致出错率的恶化及跟踪伺服系统的失败。


　　
　　三、蓝光DVD机
　　
　　蓝光DVD机，又称为蓝光影碟机或蓝光播放器。
　　
　　目前的蓝光DVD机都采用了索尼标准，由于采用了405nm蓝紫色激光，与DVD标准并不兼容，但由于技术的进步，已由早期采用双镜头切换发展到单物镜多光管，且能全面向下兼容各类音视频光盘。
　　
　　蓝光播披器的功能特点是：
　　
　　(1)高清画质，播放蓝光光盘，其图像的水平清晰度达1920线，垂直解晰度达1080线，分辨率为1920x1080．约为DVD的5倍：
　　
　　(2)具有；DVD倍频功能，能够提升DVD的画质；
　　
　　(3)24p视频输出。即每秒24帧的电影播放帧数：
　　
　　(4)蓝光播放嚣的音频功能可达到影院级音效。能提供未经压缩的音频和多达7.1声道的环绕声，从而使人们在家中就能体验到仿佛影院内的动态音效。耳边回响的音乐如同在录音窒里刚剐录制的一样，鲜活美妙，与DVD的音频压缩格式相比在音质上有很大提升。另外，还有x.v.Colour(色域标准)输出、弹出式菜单功能、影院同步功能、蓝光网络互动(BD-Live)功能、Pho-toTVHD（BRAVIA照片秀）、自检功能以及支持画中画播放功钱等。