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剖析DVD新儲存規格技術發展趨勢
勢不可擋的光儲存容量「大」革命

【作者: 黃欣怡】   2005年02月01日 星期二

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DVD新儲存規格市場現況

在2005 CES展場上,藍光光碟以DVD接班產品之姿登場,HD DVD與Blu-ray大張旗鼓各矗一方,反覆宣示藍光光碟的勢在必行。運作積極的SONY,甚已宣佈將在2006年停止DVD錄放影機研發人員的配置,將資源轉移至藍光光碟。


但是,DVD不夠嗎?


1995年DVD規格設定之初,是以儲存133分鐘影片為容量依據,當時影片解析度為720×480。時至今日,當科技已進展至1280×720,甚至1920×1080的高解析畫面,伴隨增加的資料量,兩小時內容需21至28GB的空間,現有DVD單面單層僅4.7GB,顯然不足。



《圖一 DVD畫質(左)與高畫質(右)圖片比較》
《圖一 DVD畫質(左)與高畫質(右)圖片比較》

<資料來源:工研院光電所(2004/08);工研院IEK(2004/08)>


根據雷利(Rayleigh)方程式,光點大小與波長呈正比、NA值呈反比。在日亞化學成功開發藍光雷射半導體後,遂有以藍光做為光源的DVD下一代產品,包括2002年先後提出的「Blu-ray Disc(簡稱BD)」規格,以及「HD DVD(原名AOD)」規格。


物理規格的改變,可以提升儲存密度;壓縮比率的提昇,也可使儲存容量增加。延續DVD的紅光雷射物理規格,2004年4月5日由我國前瞻儲存研發聯盟提出,工研院光電所與Microsoft主導,採用WMV壓縮技術的FVD(Forward Video Disc)規格。


DVD新儲存規格之技術優劣分析

BD vs. HD DVD

Blu-ray Disc於2002年1月發表,是最早問世的藍光雷射光碟規格。當時由九家廠商共同署名,分別為SONY、Philips、Pioneer、Sharp、Hitachi、Matsushita、LG、Samsung與Thomson,簡稱9C(9 Companies)。2003年5月Mitsubishi加入,2004年1月獲資訊大廠Dell與HP支持,3月又增加TDK,現已有成員13家,此聯盟統稱BDA (Blu-ray Disc Association)。2003年4月已有SONY的「BDZ-S77」藍光錄放影機上市,商場上售價為26.8萬日圓;2004年6月Matsushita也推出「DMR-E700BD」,售價為27.8萬日圓。


Toshiba則與NEC,在2002年8月發表「HD DVD」規格。2004年底結合Toshiba、Sanyo、NEC與Memory-Tech,聯合成立HD DVD-PG (HD DVD Promotion Group),致力於HD DVD規格的推廣。Toshiba預計在2005年第四季推出首台產品,目標售價在1000美元左右。雖然推出時間較晚,技術發展時程也較落後,但在DVD Forum的表決過程中,「HD DVD」以些微差距勝出,成為目前唯一由DVD Forum認可的藍光雷射光碟規格。


HD DVD發表時間雖然晚於BD,但卻能後發先至,獲得DVD Forum支持,和其所設定的產品發展策略有很大的關係。BD發展之初的應用目標,主要為錄製電視節目,因此一開始即以記錄型規格為發展方向,聯盟廠商皆為硬體業者。HD DVD則拉攏好萊塢影業,同時也是DVD最高指導委員會的成員Time Warner,由預錄片開始著手。內容業者的影響力不容小覷,著實影響了DVD Forum內的廠商態度,甚至使得BDA也積極補強唯讀型規格的制定。


除發展策略的不同,產品規格上的最大差異,在於NA值的不同。BD的NA值,採用較DVD之0.65技術難度更高的0.85,儲存密度得以提昇至單面單層23.3~27GB。但因NA值的改變,使得碟片組成為基板1.1mm與保護層0.1mm的貼合,和DVD兩片0.6mm的貼合不同,製造設備需全部更新。


HD DVD的NA值,則採用與DVD相同的0.65,碟片組成和DVD同為兩片0.6mm貼合,製造設備可就現有DVD設備改裝,對廠商而言,製造成本較低。但較小的NA值,也使得儲存密度較低,單面單層容量最大為20GB。


對於台灣廠商而言,可延續舊機台改造生產的HD DVD,因轉換成本較低,技術銜接也較平順,是較容易投入的規格;而BD因技術跳躍,設備需全數更新,在日商掌握資源,未外釋技術、設備的情況下,台灣廠商切入困難。


BD與HD DVD規格比較

規格名稱

Blu-ray Disc

HD DVD

規格發表日期

2002/01/19

2002/08/28

主導組織

BDA ( Blu-ray Disc Association )

SONY 、 Philips 、 Pioneer 、 Sharp 、 Hitachi 、 Matsushita 、 LG 、 Samsung 、 Thomson 、 Mitsubishi 、 Dell 、 HP 、 TDK

HD DVD-PG ( HD DVD Promotion Group )

Toshiba 、 Sanyo 、 NEC 、 Memory-Tech

支援製片公司

Disney 、 SONY ( SPE 、 MGM )

Warner-Bros 、 Paramount 、 Universal

波長

405nm

405nm

NA

0.85

0.65

厚度

1.1mm + 0.1mm

0.6mm + 0.6mm

單面單層容量

23.3~27GB

15~20GB


FVD

FVD之中文名稱為「紅光高畫質影音光碟」,顧名思義仍以與DVD相同的紅光雷射為光源,透過Microsoft之WMV-9(Window Media Video-9)視訊壓縮技術,可儲存135分鐘1280×720之高畫質影片內容。加上工研院光電所物理規格上之專利,使碟片單面單層容量提昇至5.4~6GB,並支援多節目同時播放、子母畫面選擇播放等功能。為吸引內容業者的採用,FVD也採用工研院光電所AES(Advanced Encryption Standard)內容防拷機制之專利技術。


目前參與FVD產品開發的廠商以國內業者為主,包括碟片廠商中環、錸德;碟機廠商威剛、鴻友、建興、大同;晶片廠商揚智與內容廠商延平影業、台北影業與廣電基金。推展成效上,FVD已正式在DVD Forum提案,2004年2月獲准於TCG成立AdHoc-14小組討論規格內容,由工研院擔任主席。


DVD與FVD規格比較

規格名稱

DVD

第一代 FVD

第二代 FVD

雷射波長

650nm

650nm

650nm

NA

0.6~0.65

0.6~0.65

0.6~0.65

容量

單面單層 4.7G B
單面雙層 8.5G B

單面單層 5.4G B
單面雙層 9.8G B

單面單層 6.0G B
單面雙層 11.0G B

軌道寬度

0.74 m m

0.64 m m

0.64 m m

訊號點最小長度

單面單層 0.4 m m
單面雙層 0.44 m m

單面單層 0.4 m m
單面雙層 0.44 m m

單面單層 0.4 m m
單面雙層 0.44 m m

影片壓縮編碼

MPEG-2

WMV-9

WMV-9

影片解析度

720 × 480

1280 × 720p

1920 × 1080i

防拷系統

Single mode CSS

Dual mode AES

Dual mode AES


各種儲存規格之前景與整體DVD市場之發展趨勢

DVD新儲存規格需有相對應的高畫質電視支援,才能為消費者帶來感官上的震撼。值此DVD錄放影機尚未普及之時,高畫質電視正處起步階段,藍光光碟的成長,恐在2008年北京奧運之後;2005年仍將是DVD的世代。



《圖二 2002~2006年全球消費性DVD光碟機市場產量》
《圖二 2002~2006年全球消費性DVD光碟機市場產量》

<資料來源:工研院IEK(2004/12)>


產品型態上,雖然現在以藍光光碟錄放影機為主推產品,未來,除價格因素,在數位傳輸成熟之際,VOD﹙Video on Demand﹚等機制將可強化影音內容即時傳輸,或者以硬碟作為主要儲存工具,所以藍光光碟的播放功能將強於儲存功能,也就是播放機(player)的需求將大於錄放影機(recorder)。


一般消費者重視的是內容,而非科技本身。目前的好萊塢影業市場,以HD DVD陣營成員之一的Time Warner發行影片數最多,約6500部。第二為MGM的4100部,其後是Universal Studio的3600部和SPE的3500部;而SONY已先後買下SPE與MGM,共有7600部影片,未來將以Blu-ray規格發行。


FVD號稱大中華規格的系統,除了作為談判籌碼的策略目的,若寄望在藍光光碟前搶佔市場,運作上必須更加積極,並獲得大型影業的宣示合作,才能握有商機。


結論與建議

藍光已儼然成為DVD的接班產品,關鍵技術仍掌握於日本廠商手中;韓國的廠商憑藉其累積的研發能量,得以用合資方式與日商聯盟。台灣廠商夾於其中,又得面對來自中國廠商的威脅,如何把握仍居領先的製造能力優勢,確立產業鏈中的角色定位,以及華人市場的整合運用,是未來發展上的思考課題。


延 伸 閱 讀

隨著行動通訊、汽車電子及個人化數位多媒體風潮的興起,數位光碟機 (DVD) 是否會開發出更多令人耳目一新的應用?相關介紹請見「HD-DVD/BD預約新商機」一文。

DVD 則從使用較短波長的雷射光束著手,並提高光碟片資料的密度,推出第一代的 DVD 儲存容量即高達 4.7GB 。你可在「光碟機產品與技術規格」一文中得到進一步的介紹。

對於從事影像工作的人來說,辛辛苦苦拍攝完成的影片,經過後製剪輯完成的作品,是不是常常有儲存在什麼媒介上的困擾。在「跨世紀的儲存媒介DVD V.S VCD」一文為你做了相關的評析。

市場動態
從 CD 到 DVD ,從遊戲參與者到規則制定者,光電所 FVD 新規格要為台灣締造兆元年產值的光儲存產業。相關介紹請見「FVD新規格展現國內光儲存實力」一文。
FVD 是台灣的自發研制的新一代 DVD 標準,據官方的一家調研機構預計,在明年初, FVD 的驅動器將會大量上市。你可在「DVD的未來?FVD驅動器準備量產」一文中得到進一步的介紹。
在電腦儲存裝置中,最主要的產品的莫過於硬碟和燒錄機,今年硬碟已經換上傳輸速度更快的 SATA ( Serial ATA )介面, DVD 光碟機的容量則朝 8.5G 挺進。在「電腦採購新趨勢」一文為你做了相關的評析。
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