游戏机采用新世代DVD格式之战打得火热。尽管已经上市的微软Xbox 360采用的是既有的DVD格式，而非原先外传的HD DVD规格，然而只闻雷声不见雨点的Sony PS3虽然还未上市，却已经信誓旦旦表示新款游戏机将采用Blu-ray Disc（BD）蓝光格式。此举也让微软认为Sony有藉由游戏机捆绑BD规格，强迫消费者接受之嫌。

目前市面上许多BD或HD DVD光驱产品相继问世，然而许多人认为游戏机市场才是可能影响两大阵营角力的真正战场。其中以Sony为代表的PS3游戏机及以微软为代表的Xbox 360游戏机将是市场注目的焦点。当然Xbox在市场一阵臆测之后，宣布将不支持任何蓝光格式，而是以支持旧有DVD规格问世，却也已经炒热由微软所支持的HD DVD格式。另外SP3游戏机在所有游戏迷引颈期盼之下，却还迟迟停留在只闻楼梯响，不见人下来的状况，但目前发布的规格中，以确定支持Blu-ray规格。本文接着将介绍Blu-ray以及HD DVD这两种新世代的DVD规格。

1999年日、韩、欧等大厂着手进行新世代蓝光技术的研发与规格之制定。到了2002年2月，Sony等9家日韩大厂率先提出Blu-ray Disc规格，同年8月Toshiba与NEC阵营也对外发布了新世代的蓝光规格HD DVD，至此一场全新的蓝光DVD规格竞赛展开序幕。目前东芝（Toshiba）的高分辨率HD DVD播放器与Sony的Blu-ray规格播放器相继上市，这代表两种主要蓝光新规格已经走出技术讨论的层次，并开始真正走入市场竞争，这也让蓝光规格的市场之争渐趋激烈。本文接着将分别介绍Blu-ray与HD DVD这两种不同的DVD规格。

新一代DVD规格问世

光盘储存技术由CD发展至DVD，容量由650MB提升至4.7GB约为6～7倍，且DVD播放器已进入家庭成为家庭影院的重要成员，光储存技术的日新月异已大量散播影音娱乐到各个家庭。随后出现可写入型DVD盘片，规格区分为由DVD Forum支持的DVD－R/RW与DVD＋RW Alliance推动的DVD＋R/RW两种，直到目前两规格还尚未统一，但也因为DVD-Dual以及DVD-Multi等复合式碟机的推出，逐渐摆脱了彼此无法兼容的问题，此外DVD录放机也应运而生，可记录约133分钟经MPEG2编码的影视讯息或可写入型DVD光驱储存之高密度数据。

随着宽带网络新技术及更高分辨率的家庭影音产品的出现，DVD容量就显得不足，储存两小时MPEG2压缩的高画质电影或是电视节目记录容量必须超过单面20G以上，因此更需要高容量来储存高分辨率数字电视或是大容量数据。按照现行的DVD规格，用来录制HDTV标准的高分辨率数字电视节目，一张光盘可以容纳的节目时间还不到1个小时，尚无法具有完整纪录一部电影的容量。因此下一代DVD格式所面临的首要问题就是如何提高储存容量。下一代的光盘规格选择使用蓝紫色雷射光源的新一代DVD光盘称为High Definition DVD（HD DVD），此外因为使用蓝光雷射所以也称为蓝光光盘，它提供更快速、更高容量的储存媒体，让家庭娱乐有更多精致及不同的选择。

此后世界主流厂商均以蓝光HD DVD为光储存的研发重点，在2002年2月19日由9家国际主流电子巨头（Matsushita、Hitachi、Pioneer、Sharp、Philips、Tohomson、Samsung、LGE；9C）共同发表的Blu-Ray Disc规格，可擦写23GB、25GB及27GB为主，起初目的是以Rewirtable Disc为切入点以配合即将普及的HD-TV，所以没有考虑兼容性的问题，因此并未提交DVD Forum进行讨论。另外2002年8月由日本Toshiba及NEC两家公司共同发表了AOD（Advanced Optical Disc）读写容量为20GB，所提出的规格是较易与现有的DVD产品达到兼容效果，也于DVD Forum提出并与各会员公司进行规格之细步讨论与制定，最后顺利推出HD DVD规格。

Blu-ray与HD DVD

Blu-ray与HD DVD两规格以DVD接班产品之姿登场，HD DVD与Blu-ray两阵营各拥山头，反复宣示蓝光光盘的势在必行。运作积极的Sony，甚至计划停止DVD录放机研发人员的配置，将资源转移至蓝光光盘。只是，难道目前的DVD还不够吗？

DVD规格于1995年设定，主要是以储存133分钟影片为容量依据，当时影片分辨率为720×480。而今天影片分辨率普遍已进展至1280×720，甚至1920×1080的高解析画面，所伴随而增加的数据量，在两小时的内容约需21～28GB的储存空间，以目前DVD单面单层仅4.7GB的容量，显然并不足够。

根据雷利（Rayleigh）方程序，光点大小与波长呈正比、NA值呈反比。在日亚化学成功开发蓝光雷射半导体后，遂有以蓝光做为光源的DVD技术问世，这包括了2002年先后提出的「Blu-ray Disc（BD）」规格，以及「HD DVD（原名AOD）」规格。

Blu-ray Disc于2002年1月发表，是最早问世的蓝光雷射光盘规格。当时由九家厂商共同署名，分别为SONY、Philips、Pioneer、Sharp、Hitachi、Matsushita、LG、Samsung与Thomson，简称9C（9 Companies）。2003年5月Mitsubishi加入，2004年1月获信息大厂Dell与HP支持，3月又增加TDK，此联盟统称BDA（Blu-ray Disc Association）。BDA旨在推动Blu-ray蓝光光盘的发展，并为其寻求更多的商业机会。目前BDA已有超过140多个成员，其董事会包括苹果、戴尔、惠普、日立、LG电子、三菱、松下（Matsushita电子）、Pioneer、飞利浦、三星电子、夏普、新力、TDK、Thomson、二十一世纪福克斯和迪斯尼动画与电影。

Toshiba则与NEC，在2002年8月发表「HD DVD」规格。2004年底结合Toshiba、Sanyo、NEC与Memory-Tech，联合成立HD DVD-PG（HD DVD Promotion Group），致力于HD DVD规格的推广。虽然Toshiba推出首台HD DVD产品的时间较晚，技术发展时程也较落后，但在DVD Forum的表决过程中，「HD DVD」以些微差距胜出，成为唯一由DVD Forum认可的蓝光雷射光盘规格。

HD DVD发表时间虽然晚于BD，但却能获得DVD Forum支持，和其所设定的产品发展策略有很大的关系。BD发展之初的应用目标，主要为录制电视节目，因此一开始即以记录型规格为发展方向，该联盟厂商也多为硬件业者。HD DVD则拉拢好莱坞影业，同时也是DVD最高指导委员会的成员Time Warner，由预录片开始着手。内容业者的影响力不容小觑，着实影响了DVD Forum内的厂商态度，使得BDA也积极补强只读型规格的制定，因此目前反倒有许多厂商陆续投向BD的怀抱。

除发展策略的不同，产品规格上的最大差异，在于NA值的不同。BD的NA值，采用较DVD之0.65技术难度更高的0.85，储存密度得以提升至单面单层23.3～27GB。但因NA值的改变，使得盘片组成为基板1.1mm与保护层0.1mm的贴合，和DVD两片0.6mm的贴合不同，制造设备需全部更新。

HD DVD的NA值，则采用与DVD相同的0.65，盘片组成和DVD同为两片0.6mm贴合，制造设备可就现有DVD设备改装，对厂商而言，制造成本较低。但较小的NA值，也使得储存密度较低，单面单层容量最大仅为20GB。

对于台湾厂商而言，可延续旧机台改造生产的HD DVD，因转换成本较低，技术衔接也较平顺，是较容易投入的规格；而BD因技术跳跃，设备需全数更新，在日商掌握资源，未外释技术、设备的情况下，台湾厂商切入较为困难。

HD DVD

HD DVD盘片初步定为只读型及可复写型两种，只读型单面单层为15GB、单面双层为30GB；单面双层可复写型20GB、单面双层则为40GB。采用雷射波长为405nm的蓝光及透镜数值孔镜值（NA）为0.65的物镜来记录和播放由2张厚度为0.6mm的盘片底板粘贴而成的光盘规格，轨距也由DVD的0.74μm缩小至0.34μm或0.4μm，更进一步将pit长度缩短。物理上，藉由缩小轨距及pit长度与缩短雷射波长达到提高记录密度的目的。HD DVD盘片也分只读型及可复写型两种规格。

兼容性高

因为NA值与现行DVD盘片接近且盘片结构与DVD相同，因此更容易与现行DVD光盘保持兼容性，且可继续使用现有DVD光盘的生产设备，便于扩大光盘和物镜的距离，不需要光盘卡匣等，大大的降低从现有DVD过渡至HD DVD所需的成本。而另一方面，为了控制由光盘弯曲和扭曲造成的倾斜角，就必需要有倾斜补偿伺服装置；而Blu-Ray Disc规格的0.1mm覆盖层由于对倾斜角的容许量较大，因此不需要倾斜补偿伺服。但因为0.1mm规格的覆盖层容易出现由厚度误差引起的球面相差，因此就必须对物镜加入补偿装置。

HD DVD记录方式采用与DVD-RAM相同的land及沟槽记录的方式提高记录容量，Blu-Ray Disc则是使用沟槽纪录的方式。HD DVD在盘片的land及沟槽间隔的设计上比较宽，因此可以得到明显的跟轨误差讯号（Tracking Error Signal），相较于一般沟槽记录的规格比较，推挽（push-pull）方式跟轨误差的S/N值大于10dB，之后即使要进一步缩小轨距也可方便地重新设计。

HD DVD可覆写型空白的盘片其位置信息是储存在经过调变的wobble上，称为周期性位置的摆动地址（Wobble Address in Periodic position；WAP）。利用标准相位摆动（Normal Phase Wobble；NPW）及相反相位摆动（Invert Phase Wobble；IPW）经由调变来储存信息，由于HD DVD的纪录方式是land及groove纪录，因此在会有一边是指示groove的信息，另一边则是指示land的信息。

HD DVD更采用硬盘中常用的部分反应最大相似（Partial Response Maximum Likelihood；PRML）技术，其架构较复杂但抑制ISI（Inter-Symbol Interference）效果好。此外，在可覆写型盘片的主轴转速控制则是采用与DVD-RAM规格相同的ZCLV方式，而在只读型盘片仍是采用CLV的控制方式。在数据结构上ECC Block长度则由现行DVD的32KB，加大成为64KB，在重复读取小区块、大量档案数据时，雷射头不必来回检查档案正确性的通用的盘片格式（Universal Disk Format；UDF）起始结构，格式效率为81.6％。

《图一 DVD与HD DVD雷射光源的比较 》

效率更高的编码技术

目前只读型盘片单层容量为15GB，容量方面虽然与Blu-ray Disc的25GB左右的容量比起来要小一些，但HD规格宣称对于拥有高效率的新编码技术如VC-9编码15GB的容量已相当足够。15GB的盘片若以15Mbps的编码速度可容纳132分钟的影片。但是如果是单面双层的光盘的话，将会容纳27GB～30GB的数据，即使是编码速度高达20多Mbps的SB数字电视录像也能记录3个小时左右。

Blu-Ray Disc

更大的储存容量

Blu-Ray Disc（BD）在单面单层有23.3GB、25GB及27GB三种盘片，另外单面双层有46GB、50GB及54GB三种盘片，上述为可复写型；之后也发展播放用的只读型盘片BD-ROM（Blu-ray Disc ROM）。为了提高记录容量，BD规格采用405nm的蓝紫光雷射波长以及物镜NA为0.85来缩小光点的尺寸，如(图二)所示，让光点能在高密度光盘中准确读写数据，但缺点是容易造成光差增加。

BD盘片是由厚度为1.1mm的基盘与0.1mm厚度干净、无缺陷的覆盖层为保护层组合形成的，所以当盘片有指纹、刮痕或是灰尘时对光盘的读写质量是有相当的影响，且缩短雷射波长及提高NA值，若以红光DVD雷射光点面积为100％，BD光点的面积比为DVD的19％，以致缺陷（defect）可能比光点大很多导致抵抗能力有限，因此发展初期需有较强的ECC修正功能、hard coating或是卡匣等等的保护，现已可见厂商推出无保护卡匣的BD盘片，让使用上更为便利。

比较现有DVD与HD DVD及BD盘片，不同盘片对于平坦度的影响，而盘片的容许倾角范围与平坦度有相当的关系。平坦度正比于/（t × NA3），比较时以现有DVD当成比较的依据，HD DVD的NA值与DVD接近，但波长（λ）缩短至405nm，所以盘片容忍度约为DVD的一半。而BD因为NA值比DVD大1.42倍，导致光轴与光盘记录面的容许倾角范围缩小2.9倍，且波长缩短又使得容许倾角范围缩小1.6倍，又容许倾角范围与盘片覆盖层厚度及NA的3次方成反比，因此基于倾角考虑选取0.1mm的覆盖层以减其厚度，以改善光盘片与光轴入射角度偏离90度的相差问题，其容忍度也与DVD较接近。

《图二 DVD与BD雷射光源的比较》

盘片记录容量受到NA值及雷射波长的影响，将BD记录容量（0.85/405）2除以DVD记录容量（0.60/650）2可计算出BD记录密度为DVD的5倍左右，以相同的方式计算HD DVD约只有DVD的3倍。在RF讯号处理上BD采用limit equalizer，其架构较简单，抑制ISI的效果有限，因为BD采用高NA且缩小最小pit的长度，所以本身ISI的现象相较于HD DVD就不是很严重，但在实际应用上也可加入PRML技术，以提升数据判断的正确性。

BD盘片预刻的位置信息不同于HD DVD格式是采用最小移动讯息（minimum-shift-keying；MSK）的记号与锯齿状摆动（saw-tooth wobbles；STW）及单频的摆动（monotone wobbles）结合而成的格式，对于下列几种的影响具有强健性：

《图三 盘片表面缺陷的影响》

而在数据压缩上，影像纪录格式采用MPEG2的压缩技术，声音纪录格式采用AC3、MPEG1、Layer2技术，影像及声音混合格式则是采用MPEG2 transport stream的技术，所以一片27GB盘片可以记录超过2个小时的数字高画质的影像或是13小时标准TV（SDTV；数据速率3.8Mbps）。不同现有DVD技术，BD-ROM使用更强大的加密规格系统基于128-bit 先进加密标准。它的特色是可藉由密码废止（key revocation）将系统更新加上物理技术来避免bit-by-bit的复制到记录媒体上。这样的架构下，在mastering的过程中，内容提供商（content providers）会在欲记录盘片上插入叫做“ROM mark”之记号，目的不仅在预防随机的拷贝，更要防堵专业的拷贝。

就编码方式来看，现有红光DVD的盘片密度比（Density Ratio；DR）较HD DVD及BD都来的高。在BD数据格式每45bit会加入1个bit来做DC控制（DSV control），所以BD真正的coding rate还要在乘上（45/46），比起HD DVD要低一些。但也因为加入DC控制的位，因此对DSV控制而言，BD会比现有DVD好，HD DVD又比DVD差。

综合上述，光盘片的发展由CD、DVD、一直到近期发展的蓝光光盘片各个波长、NA值、记录层的位置及显微镜观察的归纳结果可参考(图四)。盘片发展的趋势是轨距及光点越来越小，记录的数据长度也越来越小以获得较大的纪录密度。(表五)为DVD-RW、HD DVD及Blu-Ray Disc的规格比较表。

游戏机将成蓝光技术主战场

打响蓝光技术两大阵营真正开始竞争第一枪的产品将是游戏机，而非双方于先前所推出的一系列光驱产品，原因在于游戏机才有机会透过销售量大幅提高蓝光技术市场接受度。

由于游戏机一天的销售量相当于光驱一个月的销售量。因此在蓝光游戏机初问世的第一年内，将维持这样的销售比例一段时间。因为游戏机厂商并非以硬设备赚取主要收入，反而是从游戏软件部分赚取主要利润，因此经常都会赔本将游戏机售出。而光驱厂商的做法则正好相反，在产品推广初期，厂商会赚取更高的利润，随着市场的成熟和竞争的激烈，产品再逐渐降低售价。

也因此以价格来看，BD阵营目前蓝光光驱产品的售价约1000美元左右，但同样使用BD技术的PS3游戏机暂定售价则为499美元（其成本约为900美元），仅相当于碟机的一半。499美元对于游戏玩家已不是价格瓶颈，更何况带有蓝光光驱的游戏机本身就是一个名符其实的光驱。Sony为PS3初始销售量定为200万台，这意味着这两百万玩家将成为BD技术的第一批支持者。

《图四 CD盘片发展至蓝光盘片的比较》

透过游戏机带动光存储技术的发展，在过去DVD时代就曾将上演过。Sony利用PS2游戏机带起整体DVD市场的占有率。PS2刚上市的价格是299美元，而同时期美国市场上最便宜的DVD光驱价格则高达599美元，因此使得很多人宁愿买台PS2来看DVD盘片。未来可以预期的是，游戏机将成为扩大蓝光技术市场接受度的前锋，但长远来看，蓝光市场的普及主要还是得由光驱的销售量来提升，毕竟蓝光光驱更适合观赏影片，且未来蓝光光驱的售价也将逐渐降低至消费者普遍都能接受的水平。尽管如此，目前打得火热的游戏机大战，未来仍将决定谁才是蓝光技术的最后胜利者。