由于有CD刻錄技術的基礎,所以DVD刻錄技術發展速度很快,在1995年DVD走向大統并于1996年中期推出成品后,世界上第一個DVD可重寫刻錄規格——DVD-RAM就在1997年誕生了。從下面這個表中,我們可以清晰的看到DVD刻錄的發展軌跡。
在這里不能不提一下DVD論壇,這個在DVD誕生后不久即成立的組織對DVD的發展是有著重大影響的,它被業界稱為DVD的唯一官方組織。理論上,任何與DVD相關的標準都要經過它的審批。
DVD論壇全稱為DVD Forum,建立于1997年四月,前身是1995年年底成立的DVD社團(DVD Consortium)由十家DVD主力廠商組成,又稱10C,向中國DVD廠商收取專利的就是它們——日立、松下、三菱、飛利浦、先鋒、索尼、湯姆遜、時代-華納、東芝和JVC。到本文截稿時,DVD論壇共有超過220家會員公司,而目前另外三個主要的DVD刻錄研發/推廣組織——RWPPI、RDVDC、DVD+RW Alliance的所有會員也基本都是DVD論壇中的成員,所以說它是對DVD發展最有影響力的業界組織并不為過。當然,為了能肩負起“左右DVD發展”這個重任,DVD論壇特為此成立了11個工作組(Working Group),負責不同領域的研究,這個規模也是其他組織不可比擬的。
小資料:RWPPI、RDVDC、DVD+RW Alliance簡介
1、 RWPPI:Stand for RW Products Promotion Initiative ,重寫式產品主動促進平臺,主推DVD-RW并協調推廣DVD-Multi。由12家頂級DVD廠商在2000年3月成立,目前擁有會員50個,官方網站:http://www.rwppi.com
2、 RDVDC:Recordable DVD Council,可錄式DVD委員會,主推DVD-RW、DVD-RAM和DVD-Multi。2001年8月21日由66家會員公司組建成立,目前會員數為93個,官方網站:http://www.rdvdc.org
3、 DVD+RW Alliance: DVD+RW聯盟,DVD+RW的研發與推廣者。1997年7月最早由惠普、飛利浦、索尼三家公司建立,三菱化學/威寶(MCC/Verbatim)、理光(RICOH)、雅馬哈(YAMAHA)以及戴爾(Dell)與湯姆遜隨后加入并成為聯盟領導者之一,目前會員數量已有 55個,官方網站:http://www.dvdrw.com
但是,在DVD規格得到統一之后,DVD論壇并沒有統一DVD刻錄的標準,畢竟這不是一個強制性組織。而在DVD標準爭奪戰中敗北,一直想為自己出口惡氣的飛利浦與索尼公司在1996年DVD剛一正式推出時,就迫不及待的研制可錄式DVD,雖然在1997年DVD論壇由會員投票通過了當時旨在數據存儲的DVD-RAM規范,但不服輸的索尼與飛利浦仍要堅持自己的信念獨立開發自己的DVD刻錄規范,從而與惠普共同創建了DVD+RW Alliance,它就是DVD+RW與DVD+R的規范制定者。與此同時,先鋒公司也在1997年拿出了它的可錄式DVD技術——DVD-R以及之后的DVD-RW,由于面向主流DVD視頻市場并且是對DVD-RAM弱點的重要補充,所以迅速通過了DVD論壇的認證,成為了DVD官方指定的非數據存儲應用的可錄式DVD標準(DVD-R與DVD-RAM同時獲得DVD論壇通過)。這樣,DVD刻錄技術就出現了三大類、五種規范(DVD-RAM、DVD-R/RW、DVD+R/RW),而DVD刻錄的業界組織也從DVD-ROM時代的DVD論壇一家,變成了兩大家族分立的局面。不過,為了能讓這些刻錄格式得到統一,造福于大眾(當然也是為了多賺鈔票),兩大陣營仍在繼續努力,這其中就包括DVD論壇推出的DVD-Multi規范和一些DVD+RW聯盟會員公司私下開發的DVD±RW規范(又稱DVD-Dual)。但它們并不是新的刻錄技術,而是將現有的五種規范進行相應的結合。其中DVD-Multi支持DVD論壇兩大刻錄技術、三種刻錄規范,而DVD±RW則是DVD+RW與DVD-RW的綜合產物。
最近一兩年,新出現的SuperMulti機種,則在Multi的基礎上整合的DVD+R/RW刻錄能力,實現了大統一,但它并不是一個DVD論壇或是DVD+RW聯盟官方所認可的規范。
有關這幾種可錄DVD標準的大體規格見下表(點擊放大):
DVD-RAM格式的特點
DVD-RAM的全稱為DVD- Random Access Memory(DVD隨機存儲器),是由在DVD標準爭奪戰中處于優勢的三家公司聯合開發的,它們是松下、日立與東芝(簡稱MHT)。業界對其定義為Re-Writable DVD(可重寫式DVD)。
DVD-RAM所使用的技術源于松下自己的PD(Phase-change Dual,雙相變)光盤技術。并結合了硬盤、MO(Magneto-Optical,磁光盤)的部分存儲技術,針對于數據存儲應用而開發。在那個時候(DVD剛正式推出),對于刻錄與DVD-ROM相兼容的視頻光盤的需求并不迫切,所以可錄式DVD更多的是被看作為數據存儲媒體,并以MO為潛在的替代目標。而在當時,對于大容量光存儲也的確有不小的需求。這樣,DVD-RAM在設計當初就沒有過多地考慮與那時已經出現的DVD-ROM驅動器或DVD播放機進行兼容,即使修改它的BookType也沒有用,因為它的記錄方式與DVD-ROM完全不一樣。
DVD-RAM的表面很像MO盤片
DVD-RAM的特點可以總結如下:
這里為什么要強調“復寫”呢?是因為有很多人都自然不自然的將其與DVD±R作比較,顯然這是完全錯誤的。DVD-RAM的真正對手是±RW,所以當我們分析DVD-RAM時一定不要忘了這一點。
從以上可以看出,DVD-RAM的特色可以說是黑白分明。良好的隨機尋址能力與可靠性的數據保護設計使其一出生就鉆入了專業應用領域,而反過來也因為相關的設計而使其對傳統DVD的兼容性差得一踏糊涂,這可以說是DVD-RAM在民用市場普通過程中的最大障礙。現在出產的任何一臺DVD驅動器與影碟機沒有一個不能讀DVD-R/RW或DVD+R/RW的,但有幾個能讀DVD-RAM呢?不兼容性也意味著不能流通性,普通大眾當然沒有興趣了。
值得注意的是,DVD-RAM的三大開發廠商中,東芝已經在PC市場上放棄了努力,其主頁上已經沒有DVD-RAM的產品目錄,日立則與LG合資后將DVD-RAM在PC上的命運轉移給新的HLDS(日立LG數據存儲公司)。只有松下延著DVD-RAM、DVD-Multi與DVD-SuperMulti的路走了下來,并且至今仍十分堅定。但目前中國大陸市場上,要想使用DVD-RAM,只有LG的產品的可供選擇。
綜合而論,DVD-RAM以目前的兼容性表現,并不適合普通用戶使用,但如果你需要經常做臨時備,并注重數據的可靠性,那么DVD-RAM就是最佳的選擇,尤其是可以直接當成FAT32卷使用的能力,無人能及。當然,對于DVD錄像機而言,DVD-RAM也是最好的選擇。
DVD- 與DVD+格式誰更好?
1、DVD-R
與傳統的CD-R和CD-RW相比,DVD-RAM算是一種另類的設計,而另類的結果就是與DVD-ROM驅動器和播放機的兼容性很差。按照經驗-R/RW才是DVD的理論上的刻錄技術,事實上的確如此,可以說它們就是為了兼容視頻制作與播放而誕生的。
DVD-R/RW是第二個被DVD論壇認證的DVD刻錄技術,其研發者是日本先鋒公司,于1997年7月與DVD-RAM同時公布了DVD-R第一版規范,1998年11月公布了1.9版DVD-R規范,在2000年2、3月又分別推出了作家與通用型DVD-R Ver2.0規范。而DVD-RW的第一版規范在1999年11月公布,2000年9月升級到1.1版。
DVD-R的全稱為DVD-Recordable(可記錄式DVD),業界為了將其與DVD+R區分,把它定義為Write once DVD(一次寫入式DVD)。不過,與CD-R不同的是DVD-R目前有兩種類型,分別為作家型(Authoring)和通用型(General)。這兩者在物理上主要的差異就在于刻錄激光的波長,所以需要各自專用的刻錄機才可以對其寫入。不過只要刻錄完成,均可以在傳統的DVD播放機上播放。
為什么會出現兩種類型的DVD-R呢?其實在它推出的年代(1997年),能使用DVD-R進行視頻刻錄的只有那些專業人員,比如視頻制作者經常會從線性數字視頻母帶(DLT,Digital Linear Tape)上備份視頻圖像,或者在醫療、勘探、銀行等領域將其作為視頻錄像的備份。所以,那時的作家型DVD-R主要為他們服務。事隔三年后,DVD論壇看重寬帶技術的發展,認為這將是個人DVD刻錄時代到來的先兆,于是在作家型DVD-R Ver2.0基礎上制定了通用性DVD-R標準(初始版本就是2.0)。也就說,作家型DVD-R針對的專業應用市場,而通用型DVD-R則是針對普通民用市場。
用途的不同,也給兩者帶來了不同的邏輯協議,通用型DVD-R在這方面與作家型DVD-R的關鍵區別就在于支持CSS內容保護技術,而作家者DVD-R則沒有這個限制(但別忘了它需要專用的刻錄機型)。
DVD-R盤片的結構圖
與傳統的CD-R一樣,DVD-R只使用溝槽軌道進行刻錄,而這個溝槽也通過定制頻率的信號調制而成“抖動”形,被稱作抖動溝槽(Wobble Groove),它的作用是幫助刻錄器跟蹤軌道的基礎上生成驅動器的主軸馬達控制信號。其將控制信號以抖動的方式調制在溝槽的形態中,通過驅動器的檢測,就可以精確控制馬達的轉速了。但它的抖動頻率相對于DVD+RW來說并不高(與DVD-RAM一樣,同為141KHz),所以又稱低頻抖(LF Wobble,Low Frequency Wobble)。但與DVD-RAM不同的是,DVD-R/RW使用微分相位識別(DPD,Differential Phase Detection)的方法檢測抖動信號并得到相關信息。另外,它還在岸臺處設置用于精確判別物理地址信息的凹坑(Pit),以幫助驅動器準確掌握刻錄的時機,這種定址方式就是岸臺預制凹坑(LPP,Land Pre-Pit),它的位置將在檢測溝槽抖動信號時被獲得。
2、DVD-RW
DVD-RW的全稱為DVD-ReWritable(可重寫式DVD),不過業界為了將其與DVD+RW區分,定義為 Re-recordable DVD(可重記錄型DVD)。如果把DVD-R的記錄層換成相變材料,并加入兩個保護層,那么就基本變成了DVD-RW。兩者在存儲方式上是一樣的,同樣使用抖動溝槽與LPP尋址方式。相關內容請參考上文DVD-R的介紹。其1.1版相對于1.0版的主要不同在于增加對CPRM版權保護技術的支持。
DVD-RW盤片結構圖
3、DVD+ 格式
DVD+RW聯盟的誕生緣由已經在上文講過了,DVD+R/RW在DVD刻錄界被稱為“被拋棄”的子民,由于DVD的官方組織——DVD論壇在1997通過了另一DVD重寫格式DVD-RAM,而使惠普、飛利浦、索尼三員大將“出走”,成立DVD+RW聯盟向DVD論壇挑戰,其主推的DVD+RW與DVD-RW同時開發,但最終沒有被DVD論壇所接納。DVD+RW聯盟的成立對DVD論壇的觸動可想而知,為了保持DVD官方組織的威嚴,DVD+RW被勒令不得使用DVD的官方標識,所以在DVD+RW標志中沒有DVD-RAM與DVD-R/RW標志中那熟悉的DVD Logo。
不過,憑借著30多年的光盤開發經驗,飛/索兩家雖然在DVD爭奪戰中敗北,但其所開發的DVD+RW正式推出時,卻得到了業界的廣泛關注。業界為了將它們與DVD-R/RW區分,DVD+R被稱為DVD Recordable ,DVD+RW被稱為DVD ReWritable。
在DVD+RW的開發中,曾經走過一段彎路,而且是先+RW,后+R。在1999年,索尼與惠普第一次公布的DVD+RW標準——DVD+RW 3.0GB/面,并由ECMA出版了相關標準,但與DVD-RW相比劣勢明顯,而且兼容性也不是很好。因此,DVD+RW聯盟立即開始重新設計,不過一些設計思路仍沿用了3.0GB的標準。新標準(4.7GB/面)很快便于2000年基本定型,2001年年底推出1.1版,后在2002年1月推出改進的1.1版,即DVD+MRW,主要的變化就是支持Mount Rainier(簡稱Mt. Rainier)技術。借助于DVD+RW聯盟主力廠商強大的物理與邏輯開發實力,可以說它是DVD-RW在民用市場上的強有力的對手。
DVD+R/RW在盤片的構成上與DVD-R/RW基本是一樣的。DVD+R的結構圖可參見上文DVD-R。
不過,在軌道的結構上,就有了很大不同。DVD+R/RW雖也采用抖動溝槽的存儲方式,但如何“抖動”卻更有學問。首先,抖動的頻率要比DVD-R/RW高很多,為817KHz,抖動單位長度約為4.3μm,相比下之CD-R/RW的抖動長度為45μm,DVD-R/RW的抖動長度為25μm。所以又稱之為高頻抖動(HF Wobble,High Frequency Wobble)式溝槽。高頻抖動的好處是,可以更為精確的跟蹤軌道,并且定位更為準確(因為檢測周期縮短了),為DVD+RW能實現無損鏈接(LL,Lossless Linking)打下了很好的基礎。其次,與DVD-R/RW的抖動主要提供馬達同步信號不同,DVD+R/RW采用了在MD(Mini Disc)上就已有的設計,將扇區地址信息調制到抖動的波紋中。也就是說,在刻錄時,通過檢測抖動所產生的信號就可獲得地址信息,這個技術就是地址預制溝槽技術(ADIP,ADdress In Pre-groove),它與CD-RW上所用的絕對時間預制溝槽技術(ATIP,Absolute Time In Pre-groove)很相像。
從筆者掌握的有限的資料上看(DVD+RW聯盟的技術規格保密得非常好,能得到的要不是過時的資料,要不就是普通的介紹),DVD+R/RW的每一個ECCB(16個扇區,32KB)包含4個ADIP地址信息,即一個地址對應4個扇區(8KB)。雖然比DVD-RAM的精度差,但要比DVD-R/RW的定址精度高多了。
DVD-與DVD+特點分析
DVD-R與DVD-RW的特點就是,由于是DVD論壇的官方標準,因此業界的支持力度大,底子厚,再加上其本身良好的兼容性設計,使其在DVD-ROM驅動器和影碟機上的表現較好。但是,就盤片本身的設計來看,LPP的尋址精度很低(一個ECCB[16個扇區]一個LPP地址,而且不能提供絕對物理地址信息,只能提供相對地址信息),因此只能實現有限的隨機訪問能力,這是其致命的軟肋。雖然在增補寫入(多區段寫入)、后臺格式化等方面,通過后天的努力得以與DVD+格式平起平坐,但LPP的設計所帶來的硬傷是不可彌補的,從而在與DVD+格式的對抗中,漸漸處于劣勢。
DVD+R/RW的特點是,借助于出色的物理設計,再配合強大的邏輯功能,DVD+R/RW在能力上已經在DVD-R/RW之上。也就是說DVD-R/RW能做到的,DVD+R/RW都可以,但反過來卻不一樣。而且在速度的進步上一直領先于DVD-,對于這一點大家應該都有體會。從上圖可以看出,在PC市場上,DVD+RW格式已經領先于DVD-RW格式,這并不是沒有原因的。雖然,對于某些人來說,DVD+R/RW相對于DVD-R/RW還存在著兼容性上的顧慮,但BookType技術的出現,以及老式的DVD-ROM與影碟機的陸續退役,使DVD+R/RW在業界中的兼容性表現已經越來越好。至于Jitter標準,DVD+(9%)比DVD-(8%)高出一個百分點,更是不值一提,它并不意味著什么。
其實,對于普通的PC用戶來說,選擇DVD-或DVD+都是沒有問題的,DVD+的優勢在消費電子領域里才會更加明顯(DVD+的隨機尋址與無損鏈接能力提供了更好的可編輯性),對于日常的數據存儲與影片的保存,二者都可以勝任。
不過,就綜合能力來看,DVD+R/RW光盤顯然更強一些,如果是要求較高的用戶,推薦使用DVD+R/RW盤片。有人曾經說DVD-R/RW適合存儲電影,因為兼容性好,DVD+R/RW更適合存儲數據,因為性能好。不過,當使用DVD+R/RW與BookType的組合后,DVD-R/RW的兼容性優勢可能也就喪失殆盡了。所以我認為,如果能修改BookType的話,DVD+R/RW是通吃的格式。這里需要指出的是,電影和所謂的數據,都可算是“數據”,只不過涉及到一個影碟機播放的兼容性問題而已,所以從物理格式上就分析誰更適合存儲電影或數據是徒勞的,在DVD光盤上都是以ECCB為單位保存數據,不同的只是邏輯架構,但這于盤片本身的格式無關,而將是DVD-Video與DVD-ROM應用規范所涉及到的東西。
什么是Book Type?
在上文中,我們一直談到BookType這個技術,那么它到底是什么呢?
BookType是近年來隨著DVD+R/RW在市場上的流行而逐漸被廣大用戶所接觸到的一個名詞。要想弄清楚它重不重要,還要先弄清楚它的含義。
BookType起源于DVD的不同標準,DVD的官方組織DVD論壇為每個DVD標準發布了相應的規范,這些規范的類型就叫Book Type,有點類似于CD時代的紅皮紅、橙皮書。但它是以字母來編號,具體的描述如下:
DVD+R/RW由于并不是DVD論壇的官方標準,因此 在DVD論壇所頒布的規范中沒有相應的Book Type與之對應,因此在與傳統DVD設備的兼容性方面表現得并不好(它們大都按DVD論壇的規范設計,而近一兩年新出的設備基本都可以正確識別DVD+R/RW光盤類型)。但是,DVD光盤在導入區的控制數據區的物理格式信息中的第0字節的4至7bit保留有光盤類型這一參數(名為Disk Category),出廠時就會根據光盤的類型設置不同的數值,具體見下表。
DVD+R光盤的結構(層數)將在物理格式信息的第2字節的第5和第6位來表示
按理,光盤的Book Type是不能修改的,尤其是刻錄光盤,因為這涉及到驅動器對光盤的識別,進而會影響到相關的操作,比如若是識別成DVD-ROM就不可能進行寫操作了。但是,DVD+R/RW的一個過人之處就在于——利用ADIP技術,DVD+R/RW將光盤的物理格式信息調制到軌道的抖動之中(相見本站有關ADIP的詳細講解),這樣就可以對導入區的物理格式信息進行修改而不影響驅動器的識別,而這是DVD-R/RW做不到的(DVD-R的物理格式信息只有一個復本,修改后就無法再追加寫入,DVD-RW雖然保存多個物理格式信息復本,但最關鍵的,在導入區控制數據區里物理格式信息是固化了的,無法更改)。
因此,相關廠商就開發了修改DVD+R/RW光盤類型的工具,這類工具主要是控制DVD刻錄機寫入時的對相關字節中的某位進行調整(所以有時這類工具也叫BitSetting),由于涉及到特殊的寫入操作,因此往往這種工具是為某個光驅定制的,需要專門的Firmware來配合。由于調整BookType就是改寫相關字節的特定位,因此這類的軟件有的又稱為BitSetting。
說到此,大家就會明白了,BookType目前可以說是專門為DVD+R/RW所準備的,雖然某些軟件也支持對DVD-R/RW的修改,但從上文的分析中可以看出,在這方面DVD+R/RW有著先天的優勢。對于生產日期較早的設備來說,改變DVD+R/RW的盤片類型為DVD-ROM將能大幅度提高它們的兼容性,而對于近一兩年出現的DVD設備來說,對DVD+R/RW的支持已經不成問題,因此修改不修改BooKType對這類的播放設備并不重要。不過,對于DVD+R DL來說,使用BookType仍有必要,很多機器可能會正確識別單層DVD+R,但可能不會正確識別雙層DVD+R DL,這也是為什么很多以往對BooKType不屑一顧的大牌廠商都開始支持機器本身支持修改DVD+R DL屬性功能的原因。那么,BookType對你到底有沒有用呢?就要看使用者的使用習慣和應用環境了,如果喜歡用DVD+R/RW光盤,而又對自己的應用環境的兼容性不放心,BookType是很有必要了。