第一節 DVD的光碟結構
光存貯的原理就是用鐳射在介質上燒出有規律的小坑，形成光碟軌道，類似“蚊香圈”結構。如果將光碟比作農田的話，阡陌交錯，行列縱橫，那麽一個蘿蔔一個坑，蘿蔔代表1，在同一列中，沒有蘿蔔的地方代表0，一列蘿蔔叫溝（Groove），列與列之間的田埂叫岸（Land）。DVD所使用的鐳射波長比CD要短，前者是635/650nm，後者是780nm。波長縮短，在光碟上形成的光斑也就隨之縮小，密度增加，每張DVD的容量從CD盤的680M提高到了4.7G。
DVD成品光碟的外型與CD一樣，直徑都是12cm（5.25英寸），厚度都是1.2mm，這是爲了使人們更習慣於它的大小，並使得模具生産廠家不至於更換全部的生產線，當然更重要的目的是使DVD機同時能相容原來的CD碟片。而實際上，DVD的工藝已經比CD要精細很多了，每片DVD的資料盤只有0.6mm的厚度。爲了達到標準的1.2mm厚度，DVD盤都是“兩片東西粘在一起”形成的。如果你細心地看一看DVD的側面，就會清楚地看到這一點，再拿張CD來對比，就明白了它們的不同。廉價廠家的DVD盤，在側面還會看到有膠痕。
第二節 DVD的種類
順著上面的話題，很容易就聊到那個常被新手問到的問題，什麽是DVD5和DVD9？它們有什麽區別？
前文提到，每片DVD盤基只有0.6mm厚，基本存貯容量爲4.7G，通過不同的組合，便産生出了不同的DVD規格。
- DVD5：如果在0.6mm的DVD盤背上再加一層0.6mm的透明保護層，那麽這種單面單層的DVD便是DVD5，簡稱D5，它具有標準的DVD容量4.7G，一般爲銀白色盤面。D5的碟片容易保存，如果將資料內容層比作躺在床上的人，那麽他不但蓋著一床“被子”，同時還鋪了一床“褥子”。
- DVD10：如果將兩張DVD盤基“背靠背”地粘在一起，便成了雙面單層的DVD10，它的容量是4.7G的兩倍，有9.4G之多。但是想用另外一面，必須退出盤倉來翻面。而且因爲兩面都有內容，所以無法印刷詳細和印美的圖案，只能在內圈小縫上寫一點小小的字迹。這些缺陷導致了它無法被廣泛應用。雖然“被窩”裏出現了兩個人，但因爲“背靠背”的關係，保存度還算適中。
- DVD9：如果將兩張DVD盤基“面靠背”地粘在一起，便形成了單面雙層的DVD9，簡稱D9。第一層很容易讀到，資料寫在透明的盤基上，和D5一樣，但第二層就需要鐳射頭重新聚焦，透過第一層的片基，利用特殊的反射層，去“看到”下面一層的內容。這樣的好處是讀第二層不必翻面，壞處是因爲由反射層來間接讀取，有些地方只得損失掉，不可能完全讀取第二層，所以利用率下降，使得DVD9的容量無法達到4.7G的兩倍9.4G，而最多只能有8.5G。因爲需要重新聚焦，所以“並不是所有的DVD機都能讀取D9光碟”，一些老式機器沒有這個功能。其實D9與D5的標準幾乎在同時（1996年左右）被制定，但八大影業一直用D5發佈電影，直到1999年後才開始廣泛採用D9。因爲它的特殊反射層結構，所以大部分工藝做出的的D9光碟，盤面看上去泛出金黃色。要注意，D9的“被窩”中，最下面的那位直接背對著“床板”而沒有鋪“褥子”，所以需要像保護正面一樣，細心保護背面（即印有圖案的那面）。
- DVD18：這是一個奇怪的標準，雖然被稱爲雙面雙層，而且容量恰好是DVD9的兩倍即17G，需要翻面，似乎它與D9的關係就好象D10與D5一樣，是兩張D9背靠背粘貼而成。個人猜想，實際情況並非如此，否則D18的厚度應該有2.4mm了。D18應該只是利用了D9的原理，但兩片粘貼的盤絕不是簡單的D9，它由特殊的工藝製成，可以說是只有0.6mm的超薄D9。所以許多DVD加工廠商聲稱能能做D5、D10、D9、但鮮少有提及D18者。而且因爲與D10一樣的原因，它也始終沒有被八大影業廣泛採用爲電影載體，只能說是DVD技術的一種延伸。
小結一下，我們至少需要知道三點推論——
- 第一點：DVD是由兩片東東黏在一起形成的，不同的組合出現不同的標準。D9的容量比D5的兩倍要少將近1G，所以理論上來說，雙張D5會比單張D9放更多的東西。但D9的價格比D5高出一倍以上不止。
- 第二點：D9的特殊反射層結構以及鐳射頭重新聚焦的原理，使得它不用翻面就可以讀到另一層，爲未來大容量光貯産品提供了思路。D9只有兩層，現在實驗室技術已經推出了數十層反射，容量上百G的光碟實驗品。
- 第三點：由於D9的特殊結構，它需要小心的保護，因爲它的背面很脆弱。如果有廠商給你的D9盤面是銀色而不是金黃色的話，你要小心了，有可能是用D5冒充的。
第三節 容量是個啥東東
D5盤標稱爲4.7G，但是電腦界與家電界對1K的定義不同。家電界的1K＝1000，電腦界1K＝2的10次方＝1024，1M＝1024K，1G＝1024M，所以DVD在電腦上的標稱容量是4.38G。把它還原一下，4.38×1024×1024×1024＝4702989189.12，也就是4.7G。D9的8.5G也是如此，相當於電腦上的7.9G，7.9×1024×1024×1024＝8482560409.6，約等於家電界的8.5G。
還有一個比較容易混淆的概念在這裏也順便提一下，後面會遇到，就是每秒的資料流程量BPS，電腦界資料一般都以bytes（位元組）爲單位，1byte＝8bits（二進位位元），但在說到bps時（bits per second）卻用了bits爲單位，除以8才是平時說慣的了位元組單位。比如56k的MODEM，是指56kbps，每秒的峰值流量只有56/8＝7，也就是說它在下載時最大速度不會超過7kbytes/s。
第四節 說到最重要的了——DVD VIDEO的內容
DVD VIDEO的光碟標準，包含了許多功能，除了版權保護措施外，它支援最多達32個字幕通道（channel），8個聲音通道和15個角度通道。當然這些只是通道而已，並不是說一張DVD就需要有32種字幕，它們就好象高速路的車道，一輛都沒有或者只有一輛，甚或32條車道同時都跑著夏利也是可以的，並不是非要跑上不同的車。所以有些DVD盤，你在切換語言時，會發現它裏面有不同種語言字幕，比如兩個中文字幕和一個英文字幕，算起來也是三種字幕了，佔用了三條車道，但只是兩輛夏利和一輛寶馬而已。角度畫面也是如此，大部分電影都不提供角度變化，因爲不同的角度實際上被看作是不同的視頻而已，只是恰巧它們與某組畫面內容有關聯。聲道大同小異，下面會談到兩種不同的標準AC3和DTS。我們現在需要關心的是，這麽多東西都要放在D5或者D9這樣有限的空間當中，如何放得下？
是啊，肯定放不下。如果這些花哨的功能太多，必然會使製作者減少真正的畫面內容空間。電影畫面的空間又是怎樣安排的呢？看下一節——
第五節 DVD的目錄結構
一張DVD VIDEO的光碟包含著Audio_TS和Video_TS兩個目錄，Audio_TS是留給DVD Audio的，在電影盤上它一般都是空的，不在我們討論之列。
在Audio_TS目錄中，會有一堆文件，它們的副檔名有三種，BUP、IFO和VOB，IFO是一些段落（chapter）標記等，BUP有部分IFO的備份，它們佔用極小空間，可忽略不計，真正的影音內容放在VOB文件中。
VOB文件分爲以下三種：
- 第一部分：VIDEO_TS.VOB
- 第二部分：VTS_01_0.VOB, VTS_01_1.VOB，一直到VTS_01_N.VOB
- 第三部分：VTS_02_1.VOB一直到VTS_N_1.VOB
第一部分一般是版權聲明。
第二部分的第一個以0結束的文件是DVD的功能表片頭（menu）動畫，從VTS_01_1.VOB這個文件開始才是真正的電影內容，這個文件被稱爲文件1。因爲技術上的歷史原因，DVD製作時的最大文件只支援到1G，所以一部電影內容會被分成若干個0.99G的文件，依次從文件1開始命名，一直到VTS_01_N.VOB的文件N結束。
第三部分放的是拍攝花絮或者 special features，有的還會放些電影預告（previews）。這些長度都有限，不會超過1G而需要用到第二個文件。
由此可見，第二部分從文件1開始的內容越多，則電影正文相關的內容就越多。受光碟空間的限制，即便任何亂七八糟的東東都不放，只放電影正片，一張D5最多也只會有五個這樣的VOB文件，而D9最多會有八個。在後面介紹DVD盤收藏時還會詳細講解這一部分，以便深入瞭解DVD的畫質與壓縮的關係，以及D5與D9的比較。目前先做些準備工作，瞭解一下DVD的畫面壓縮標準MPEG2罷。
第六節 DVD的拿手好戲 —資料壓縮
DVD Video因爲源於八大影業的推動，所以其表現出來的性能都在爲電影服務。它採用了MPEG2標準（ISO/IEC13818）來壓縮畫面，這個標準有如下兩個顯著的參數：
畫面解析度爲720×480，碼率達到1M至10Mbps。
MPEG2比VCD的MPEG1的320×240解析度提高了四倍多，資料量當然也增大了很多，加之音效質量也有所提高，達到了24bit/96kHz的標準，並支援外挂的字幕和聲道，以及多角度欣賞等數碼控制功能，因此在單位時間內播出的資料流程量大增。原來的VCD資料流程量只有150Kbytes/s，大約是1.15Mbps，現在的DVD則最高峰值達到了10Mbps。
之所以說峰值，並給出1至10mbps的範圍，是因爲MPEG2是動態壓縮的，它可以依據不同的畫面變化採用不同的壓縮率。它的壓縮總原則是，儘量用小壓縮率來保證平穩的或者安靜的畫面質量，在動態畫面或者畫面變化劇烈時採用大的壓縮率。這樣會使運動畫面的質量下降，但在每秒30幀的動態畫面下，人眼是有一定的錯覺的，顧不及太多的細節損失。
一部電影下來，畫面變化是很頻繁的，剛才還花前月下，這會兒可能已拳腳相加，所以壓縮率也一直在變化。爲了跟蹤這種變化，引入了碼率（Bit Rate）的概念，即每秒播放出來的二進位數字，是以bps（bits per second）爲單位的。電影的播放時間是固定的，所以每秒通過的資料流程越大，也就是這一時間段碼率越大，間接說明其對原始影片的壓縮率越小，從而達到更接近原始清晰度的效果。
早期的MPEG曾用過固定碼率演算法（CBR），後來在MPEG2中採用了動態碼率（VBR），所以MPEG2實際壓縮率比MPEG1還要高，因爲畫面大了數倍所以顯得更加清晰些。SONY還曾推出過超大碼率（Super Bit），被稱爲超比特壓縮，因介質容量問題，沒能廣泛採用。
現在在數位影像界流行的M-JPEG，可以看作是將無數的JPEG畫面每秒30個畫面地播放而形成的連貫視頻，用這個思路也有助於我們瞭解MPEG2的動態壓縮過程。
我們知道JPEG是靜態圖像壓縮標準，如果用PHTOSHOP存貯一張JPEG圖片，當壓縮率設得很大時，失真率隨之增大，畫面會模糊不清，但文件佔用空間會很小，選到最小壓縮率也就是最好畫質時，畫面幾乎沒有失真，但二者存出的文件體積有可能相差10倍以上。我們可以想象一部90分鐘長的電影（每秒30幅圖像），是由90×60×30＝24300幅圖像組成的。如果有劇烈的運動，那麽相鄰畫面便會産生明顯的變化，這時我們可以採用較大的壓縮率，使這一段視頻所占空間變小，對於相對靜止些的畫面，我們採用最小壓縮、最好畫質，這樣便成功騙過了我們的眼睛，到靜止畫面時捕捉到的細節，會告訴大腦畫面剛才也是這麽清晰。這就是爲什麽MPEG2的碼率可以從1M到10M之間變化。這實在是一種既不損失播放質量，又能適當減小體積的好方法，但它只適用於動態畫面。如果靜態畫面的碼率不夠大，失真就會嚴重，因此從側面瞭解一部電影的清晰度，平均碼率是一個很好的參考。
除了動態畫面影響壓縮率外，畫面構圖的複雜程度比如色彩數目與物體大小等同樣影響壓縮結果，藍天綠草的畫面會比舞會場面要節省空間得多，這與JPEG是一致的。如果物體衆多，顔色複雜，爲了保持效果，MPEG2會自動減小壓縮率，所以色彩簡單的動畫片的體積一定比普通電影要小，或者說同樣在體積不足時動畫片會更清楚。因此畫面的複雜程度也是一個參考因素。
小結一下，決定一部DVD電影是否清晰的關鍵，一是被壓縮前片源的清晰程度，二是MPEG2在壓縮時採用了多大的平均碼率，雖然MPEG2在壓縮時都是自動進行，但壓縮前可以人爲進行一些壓縮碼率的宏觀設定。當然，我們希望最大的碼率10Mbps能貫穿始終，那樣畫質會是最清晰無比的。一張D5可以放五十分鐘左右這樣純淨的畫面，但它是不包括聲音資料的，更不用說片頭和花絮了，所以D5的碼率一般在5M左右就算不錯了。
第七節 速度裏面有玄機 — 播放速度
因爲MPEG2的資料流程量大，所以播放速度比MPEG1要求高。因此在制定標準流量速度時，VCD的標準1×（1速）只有150kb/s，而DVD的1×達到了1380KB/s，是VCD的9.2倍。所以，這裏順便就澄清了一個概念，52×的CD-ROM並不比16×的DVD-ROM速度快。16×的DVD-ROM相當於147.2×的CD-ROM，比52×的CD-ROM要快出1.4倍，但因爲DVD-ROM的容量是CD-ROM的近七倍，所以理論上讀完一張4.38G的DVD所需時間只有650M的CD-ROM的2.4倍。但受限於作業系統的池滯等原因，這個數位在讀盤時並不準確，真正能體現精確速度的是刻錄光碟。一張700M的CD-ROM刻錄時最高速40×約爲五分鐘，用4×的DVD刻錄機只需4分鐘。
第八節 聲音不是小事情 — AC3與DTS
說起DVD電影的聲音標準，一般都會提到這兩個名詞：AC3和DTS。老式DVD不提供AC3與DTS的解碼，這個任務由特殊的功放來完成，因此老DVD機放現在的片子可能會沒有聲音。現在電器商店銷售的DVD機上，都會寫著“雙解碼”字樣，指的就是AC3和DTS兩種聲音編碼的解碼。
AC3是DOLBY實驗室推出的傳統音響標準，它是專爲電影院而設計的。過去的電影伴音都錄在膠片的齒孔之間，AC3也不例外。但那一點地方實在不夠用，所以AC3採取了壓縮的演算法。後來先鋒與DOLBY合作，改進了AC3的標準，使其能支援到5.1聲道。AC3的資料流程量（也就是音頻碼率）標準的是384kbps，它還相容兩聲道的身歷聲和單聲道等，AC3兩聲道碼率只有128kbps，這其實就是MP3的聲音資料碼率。最高細節的AC3標準，碼率在448kbps，因其壓縮合理，體積不大，所以被DVD廣泛採用作爲電影音頻的存貯標準。
DTS（Digital Theater Systems）是環球電影公司與DTS公司聯合推出的，它巧妙地回避了用膠片存聲音的問題，改用CD光碟來單獨存放，在播放電影畫面時同步播放聲音，也支援5.1聲道。當然聲音資料也要有一定的壓縮，但畢竟慷慨得多，其碼率分爲全碼率1509kbps 和半碼率754kbps兩種，就算是754K的半碼率，也比AC3的最高標準高出近一倍。這樣使得聲音的失真率更小，更清晰。如果是全碼率的DTS資料，我們簡單算一下，以90分鐘標準電影爲例，它需要1018575也就是1G的資料空間，爲避免過多佔用圖像的空間，所以DTS在D5中採用率不高，就算是D9也只有部分電影使用。
人們對聲音的敏感度相對圖像來說比較差，從醫學上來說，聽覺系統沒有視覺系統那麽複雜，人的大腦有三分之二的功能是用來識別圖像的。如果沒有合適的設備和直接的對比，那麽製作精良的AC3與DTS聽起來其實差異不大。
錄製在DVD影片中的Dolby Digital音效，存在許多可能。它可以是最簡化的單聲道，也可以是衆所周知的5.1聲道，當然也有介於兩者之間的Dolby Digital Stereo、Dolby Digital 4.0、Dolby Digital 5.0……等方式。
在此必須補充一提的，是DVD中的聲音儲存方式，除了Dolby Digital外，也可以是DTS數碼環繞音效、歐洲的MPEG 2、SONY發展的SDDS，或以高音質身歷聲爲訴求的PCM數碼格式等，但目前DVD主要還是利用Dolby Digital來記錄聲音，營造豐富的環繞效果。 下面就是幾種可能在DVD上出現的Dolby Digital格式，讓我們一一解說：
一、Dolby Digital Mono
杜比數碼單聲道音效。
只有單聲道的效果，並不足以構成身歷聲，多半出現在較爲古老的影片中。在影片製作時，會將單聲道的聲音儲存爲AC-3格式，因此當以杜比數碼系統解碼播放時，只有中間聲道發聲。這樣的音質表現，無疑是比較單調乏味的，因爲連基本的立體感都十分欠缺，更遑論環繞效果。
二、Dolby Digital Stereo
杜比數碼雙聲道音效。
將雙聲道的立體訊號儲存爲AC-3格式，因此當以杜比數碼系統解碼播放時，可以從主聲道的左右聲道喇叭發聲。這其實與我們常見的兩聲道系統（一般音響都是如此）有相當程度的趨近，可以建構立體的音場感，只不過Dolby Digital的聲音是經過壓縮處理的，多少對音質有些影響，而CD唱片則未經過壓縮，擁有高音質的潛力。
三、Dolby Digital Surround
杜比數碼環繞音效
利用矩陣編碼的技術，將主聲道、中央聲道與後方的環繞聲道擠壓到兩個聲道中，並以AC-3格式儲存。當以杜比數碼系統解碼播放時，可以聆聽到完整的五聲道，不過環繞聲道爲單聲音效，而非身歷聲。
四、Dolby Digital 4.0
杜比數碼環繞音效4.0。
把獨立的四個聲道，包括主聲道、中央聲道與環繞聲道編碼成AC-3格式儲存至DVD影片中，因此透過杜比數碼系統解碼播放時，可以聽到完整的五聲道。此時環繞聲道爲獨立的單聲道錄音。 乍看之下，Dolby Digital Surround與Dolby Digital 4.0似乎是一樣的，其實不然。嚴格說來，Dolby Digital Surround是利用兩個聲道來儲存資料，中間聲道與環繞聲道都是從這兩個聲道推演、計算出來的；不過Dolby Digital 4.0卻是扎扎實實的使用四個聲道來儲存主聲道、中央聲道與環繞聲道，還是有些不同。
五、Dolby Digital 5.0
杜比數碼環繞音效5.0。
把獨立的五個聲道，包括主聲道、中央聲道與後聲道編碼成AC-3格式儲存到DVD影片中，當透過杜比數碼系統解碼播放時，可以還原完整的五聲道。此時後方的環繞聲道開始走獨立雙聲道路線，提供更精確的定位感與音場包圍感。
六、Dolby Digital 5.1
杜比數碼環繞音效5.1。
除了主聲道、中央聲道與後聲道外，另外加上一個超低音聲道，然後將這個六個聲道編碼成AC-3格式儲存。因此以杜比數碼系統解碼播放時，可以聆聽到五個聲道再加上一個超低音聲道。 由於這個低音聲道只涵蓋低頻範圍，並不是完整的頻率範圍，所以以0.1視之。提醒讀者一點，並不是所有的DVD影片都提供低音聲道音效，因此，如果您的主聲道喇叭的低頻夠沈，其實也可以發揮延伸低頻的效果，不見得非要加上這個超低音不可。
雖然Dolby Digital有多種可能性，也包含多寡不同的輸出聲道，但一般而言，我們都簡單的以Dolby Digital來表示Dolby Digital 5.1，也就是5.1聲道的Dolby Digital或AC-3。至於兩聲道的Dolby Digital 2.0，多半會以2 Channel Dolby Digital來稱呼。
七、PCM
高音質數碼音效。
相較於前述幾種利用AC-3編碼技術來壓縮資料量的作法，DVD也可以利用PCM格式儲存未經壓縮的雙聲道訊號，由於沒有經過任何壓縮損失的處理程式，因此可以獲得最佳的音質表現。 其實這種PCM錄音格式跟CD唱片是一樣的，但由於DVD具有龐大的空間與速度優勢，可以大膽使用更高的取樣率與解析度，因此可以提供遠高於傳統CD的表現。
八、DTS
數碼環繞音效。
同樣屬於5.1聲道的環繞效果，DTS採用與AC-3不同的壓縮技術將環繞音效儲存至DVD。播放時必須採用具有dts解碼能力的系統，才能將隱藏在DVD中的5.1聲道釋放出來。
同樣是5.1聲道，DTS跟Dolby Digital 5.1有何差異？最大的差別，在於兩者使用不同的‘演算法’，也就是使用不同的方式來壓縮5.1個聲道的聲音。Dolby Digital 5.1可以將相同的資料壓得更少，佔用最小的空間。反過來講，由於DTS不刻意追求最強悍的壓縮能力，因此也有機會保存更多的資訊，如果處理得當，確實可以提供很優越的表現。
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