| 一、什麼是DVD
DVD的英文全名是Digital Video
Disk，即數字視頻光盤或數字影盤，它利用MPEG2的壓縮技朮來儲存影像。也有人稱DVD是Digital
Versatile Disk，是數字多用途的光盤，它集計算機技朮、光學記錄技朮和影視技朮等為一體，其目的是滿足人們對大存儲容量、高
性能的存儲媒體的需求。DVD光盤不僅已在音/視頻領域內得到了廣泛應用，而且將會帶動出版、廣播、通信、WWW等行業的發
展。
它的用途非常廣泛，這一點可以從它設定的五種規格中看出來：
DVD－ROM──電腦軟件只讀光盤，用途類似CD－ROM﹔
DVD－Video──家用的影音光盤，用途類似LD或Video CD﹔
DVD－Audio──音樂盤片，用途類似音樂CD﹔
DVD－R（或稱DVD－Write－Once)──限寫一次的DVD，用途類似CD－R﹔
DVD－RAM(或稱DVD－Rewritable)──可多次讀寫的光盤，用途類似MO。
從下面幾個方面，我們可以看出DVD優於CD、VCD：
1、大容量和快速讀取︰大多DVD與一般CD的大小相同，直徑約12公分（也有8公分的），由二個厚度各為0.6mm的基質層粘貼而
成，採用多面多層的技朮，即每一面光盤可以儲存雙層資訊，一張光盤最多可有四面的儲存空間，DVD利用聚焦更集中的紅光鐳
射提高了每單位面積的儲存密度，因此可說其儲存空間是空前的大，（表一）將各種不同儲存形式的儲存容量和適用規格做了整
理。此外，利用較短波長的鐳射和較密集的資訊坑製作，可以使單層DVD的最大讀取率達11.08 Mbit/sec，相當於八倍速的光盤機。
2、高解析度的視頻：採用MPEG2標准影像壓縮技朮的DVD，其解析度可達720×480，遠超過VCD的352×240。MPEG2具有可彈性調
整視頻讀取率的能力，因此可以在保有原畫面品質的情況下，大量節省資訊的儲存空間。此外，DVD player內建的Letterbox和Pan
and Scan的顯示模式還可調整16:9或4:3電視的畫面寬高比例。
3、高傳真的音質︰DVD可利用更精確的取樣精度轉換類比資訊，並且將傳統的二聲道擴充至5.1聲道，讓人們真正進入多聲道的世
界。
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物理格式
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120mm光盤存儲容量(GB)
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80mm光盤存儲容量(GB)
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DVD-ROM DVD-Video
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單面單層
單面雙層
雙面單層
雙面雙層
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4.7
8.5
9.7
17
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1.4
2.6
3.9
5.3
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DVD-R DVD-RAM
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單面雙層
雙面雙層
單面雙層
雙面雙層
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3.9
7.8
2.6
5.2
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1.2
2.4
0.7
1.4
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二、DVD的主要特點
DVD具有高密度、高畫質、高音質、高相容性和高可靠性等特點。
高密度：DVD盤與CD光盤直徑均為120mm，但CD光盤的容量為680MB，僅能存放74分鐘VHS質量的動態視頻圖像，而單面單層
DVD
記錄層具有4.7GB容量，若以接近於廣播級電視圖像質量需要的平均數據率4.69Mbps播放，能夠存放133分20秒的整部電影。
雙面雙層光盤的容量高達17GB，可以容納4部電影於單張光盤上。這就要求在DVD中採用更先進的技朮手段來提高資訊記錄密度，
從而增加盤的容量。下表列出了為提高光盤記錄密度所採用的幾項技朮手段。
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技朮手段
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CD/VCD
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DVD
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鏡數值孔徑NA
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0.45
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0.6
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糾錯編碼冗餘度
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31%
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15.4%
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通道碼調制方式
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8/17
調制
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8/16
調制
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鐳射波長λ
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780nm
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650nm/635nm
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光斑直徑
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1.74μm
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1.08μm
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道間距
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1.6μm
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0.74μm
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凹坑最小長度
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0.83μm
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0.4μm
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凹坑寬度
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0.6μm
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0.4μm
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容量
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650MB
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4.7GB
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高畫質：DVD採用國際通用的活動圖像壓縮標准MPEG－2(ISO/IEC13818)，其系統碼流傳輸數據率是可變的(1∼10.7Mbps)﹔現階段
DVD－Video產品選用MPEG－2的11種規範中的主型主級規範MP@ML(即NTSC制式電視720圖元/行×576行/幀，30幀／秒﹔PAL制式
電視720圖元/行×488行/幀，25幀／秒，數據傳輸速率最大為15Mbps)，達到廣播級電視圖像質量(其水平解析度為500線以上)。要實
現更高清晰度的畫質，還可選用MPEG－2中對應的高級規範。DVD的系統碼流由主視頻碼流(MPEG－2/MPEG－1壓縮碼流)、子圖
像碼流（最多可錄放32個碼流，用於32種文字電影對白和卡拉OK字幕顯示）和聲頻碼流（最多可錄放8個碼流，支援8種語言聲音
）等3部分組成。整個系統碼流的最大數據速率可達10.08Mbps。DVD還具有多結局(欣賞不同的多種故事情節發展)、多角度(從9個
角度觀看圖像)、變焦(Zoom)和父母控制(切去兒童不宜觀看的畫面)等新功能。畫面的長寬比有3種方式可選擇:全景掃描、4:3普通
螢幕和16:9寬螢幕方式。
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PCM
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杜比AC－3
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Audio
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采樣頻率
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48KHz/96KHz
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48KHz
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48KHz
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采樣精度
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16/20/24bit
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壓縮數據
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壓縮數據
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數據速率
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768Kbps∼2.304Mbps
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最小32Kbps 最448Kbps
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主碼流：最小64Kbps 最大384Kbps
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一個音頻碼流中的通道數
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1
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5.1
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7.1
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最大音頻碼流數
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2¡«8
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最大8
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最大8
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高音質：DVD具有8(7.1)個獨立的音頻碼流，足以實現數字環繞三維高保真音響效果。DVD標准規定：對於NTSC電視制式(例如美
國、日本地區)強制規定採用杜比AC－3和/或線性PCM音頻系統﹔對於PAL電視制式(例如歐洲和中國地區）強制規定採用MPEG音
頻格式和/或線性PCM音頻系統。表三給出3種音頻系統的技朮參數。1992年美國杜比實驗室發布了AC－3數字環繞立體聲系統，以
6個完全獨立的聲道(左、右、中、左環繞、右環繞和超重低音，簡稱為5.1聲道)和全頻帶(∼20KHz)高精度逼真聲場，產生非常好的
臨場數字環繞高保真音響效果。
高相容性：DVD視盤機、DVD唱機和DVD－ROM/R/RAM均可播放CD唱盤﹔DVD視盤機和DVD－ROM/R/RAM均能重播VCD盤
;DVD－ROM/R/RAM也可讀取CD－ROM盤。
高可靠性：DVD採用RS－PC(Reed Solomon Product Code)糾錯編碼方式和8/16信號調制方式，確保數據讀取可靠。糾錯碼(ECC)塊長為
16個記錄扇區長度(38688個字節)，對應光道上82.5344mm長度;若原始誤碼率為10－3，經糾錯後，誤碼率可小於10－20，遠遠低於
計算機所需的誤碼率10－12。為了有效地防止軟件被復制，在美國活動圖像協會(Motion Picture Association of America)的積極參預下
，於1996年7月同東芝、索尼等12家家電與計算機公司就DVD軟件版權與防盜版問題達成一致協議。1996年10月，由各方組成的
DVD技朮聯合會公佈了DVD軟件和硬體採用的亂碼技朮以及按6大地區區域碼分區發行軟件的措施，實現了軟件著作權保護與可靠
使用。
三、DVD盤的物理結構
從表面上看，DVD盤與CD/VCD盤很相似。但實質上，兩者之間有本質的差別。按單/雙面與單/雙層結構的各種組合，DVD可以分
為單面單層、單面雙層、雙面單層和雙面雙層四種物理結構。CD－ROM能容納650MB的用戶數據，而單面單層DVD盤的容量為
4.7GB(約為CD－ROM容量的7倍)，雙面雙層DVD盤的容量則高達17GB(約為CD－ROM容量的26倍)。CD的最小凹坑長度為0.834μ
m，道間距為1.6μm，採用波長為780∼790nm的紅外雷射器讀取數據，而DVD的最小凹坑長度僅為0.4μm，道間距為0.74μm，采
用波長為635∼650nm的紅外雷射器讀取數據。
單面DVD盤可能有一個或兩個記錄層。與CD一樣，雷射器從盤的下麵讀取單面盤上的數據，雙面DVD盤上的數據分別存放在盤的
上下兩面。
有兩種方法讀取雙面盤上的數據：
(1)在播放完盤上第一面的節目後，將盤從播放機中取出，翻面後再放入播放機中繼續播放第二面上的節目﹔
(2)在播放機中裝兩個讀雷射器，分別從盤的上下兩面讀取數據，或者在播放機中只裝一個讀雷射器，但在讀完盤的第一面後可以
自動地跳到盤的另一面繼續播放。
如果採取後一種方案，則讀完盤的第一面後不需要將盤取出翻面。
雙層盤實際上是將兩層盤迭加在一起，下層是一半反射層，透過它可以讀取上層的數據。讀下層盤時總是從內圈開始，並從裏往
外讀取，讀完下層後再讀上層。讀取上層盤有兩種方法：
（一）逆光道路徑OTP (Opposite Track Path)法，即讀上層盤時從外圈開始，並從外向裏移動﹔
（二）順光道路徑PTP (Parallel Track Path)法，即讀上層盤時從內圈開始，並從裏向外移動。讀雷射器在讀上下層盤上的數據時，其
光學焦點會改變。
無論是單層盤還是雙層盤都由兩片基底組成，每片基底的厚度均為0.6mm，因此DVD盤的厚度為1.2mm。對於單面盤而言，只有下
層基底包含數據，上層基底沒有數據;而雙面盤的上下兩層基底上均有數據。
四、DVD盤數據的組織方式
與CD/VCD盤相似，每一層DVD盤上的數據均分為導入區(Lead－in Area)、數據區(Program
Area)和導出區(Lead－out Area)三個區域。
對雙層OTP盤而言，還有一個中間區(Middle Area)。
DVD盤上的數據是按扇區(Sector)形式組織的。每個扇區由1024位數據組成，扇區之間沒有間隙，並按如下方式連續地存放在盤上
：
(1)對於單層盤，從導入區的開始處到導出區的結束處﹔
(2)對於雙層盤的第0層，從導入區的開始處到中間區的結束處﹔
(3)對於雙層盤的第1層，從中間區的開始處到導出區的結束處。
對於採用OTP方式的雙層盤，第1層中間區開始處的扇區號由第0層數據區的最後一個扇區號按位取反而得到，此後的扇區號就連續
增加直至第1層導出區的結束處。
有時稱扇區為“數據扇區”、“記錄扇區”或“物理扇區”，這主要取決於記錄在盤上之前信號處理的狀態。一個數據扇區由
2048字節的主數據、12字節的標識和其他數據以及4個字節檢錯碼組成。一個記錄扇區是在編碼糾錯碼後產生，並由一個數據扇區
再加上外碼奇偶校驗OCP和內碼奇偶校驗ICP組成。物理扇區由一個扇區按8/16轉換調制後得到，它就是記錄在盤上的真實扇區。
導入區、數據區、導出區和中間區所含的扇區數是可變的，主要取決于程式內容的長度。一般來說，數據區的第1個扇區號總是指
定為196608號(030000H)。
導入區由參考碼和控制數據組成。其中的參考碼由32個扇區長的2個糾錯塊組成。控制數據由192個糾錯塊組成，主要包括盤的物理
格式資訊、盤的製造資訊和節目提供者資訊。
數據區的數據是用戶數據。中間區的所有主數據均置為0。導出區的所有主數據也均置為0。
五、DVD盤的邏輯結構
一張DVD盤總是包含一個邏輯卷。對於多層DVD盤，卷被分成與層數相對應的分區。一個邏輯卷裏的基本邏輯單元是一個邏輯扇
區，它包含2048個字節，與一個物理扇區相對應。
一個卷主要包含卷及檔結構、DVD－Video區和非DVD－Video區(該區是可選的)，視頻文件放在DVD－Video區內，計算機數據放
在非DVD－Video區內，這樣就可在同一張DVD盤上存放影視節目和計算機遊戲節目。
六、DVD盤的數據結構
DVD盤上有瀏覽數據(Navigation Data，即處理重播數據)和演播數據(Presentation
Data，即音頻、視頻、子圖等數據)兩種數據結構。用
戶可以按照瀏覽數據中的控制資訊，播放演播數據中的音頻、視頻和子圖等數據。
（一）瀏覽數據的結構
瀏覽數據主要控制如何重播演播數據，它由視頻管理器資訊(VMGI)、視頻節目集資訊(VTSI)、程式鏈資訊(PGCI)、演播控制資訊
(PCI)和數據搜索資訊(DSI)等5個部分組成。
（二）播放數據
播放數據由音頻、視頻和子圖組成。它至少含有一個節目。一個節目至少包含一個程式鏈PGC。一個節目中的第一個程式鏈總是
Entry PGC。在只有一個程式鏈的節目中，該程式鏈就是Entry PGC。
一個程式鏈PGC由程式鏈資訊PGCI和視頻對象集VOBS中的單元組成。PGCI又由前命令(precommand)、後命令(postcommand)及單元
(cell)組成的程式組成，這些單元指向VOBS中的單元，這樣就定義了重播這些單元的順序。
七、關於DVD的6個區域碼
美國電影協會為制定區域碼所劃分的六個地區
六區域碼分別是:
第一區(Region1):美國、加拿大、東太平洋島嶼
第二區(Region2):日本、西歐、北歐、埃及、南非、中東
第三區(Region3):台灣、香港、南韓、泰國、印尼等東南亞國家
第四區(Region4):澳洲，紐西蘭，中南美洲，南太平洋島嶼
第五區(Region5):俄羅斯、蒙古、印度半島、中亞、東歐、北韓、北非、西北亞一帶等
第六區(Region6):中國大陸
基本上，當某DVD影片決定不推出第六區的版本時，我們需要另外購買一套能夠播放非六地區DVD片的設備，因而有買得起
DVD播放機買不起DVD光盤的說法﹔所以才會有破解版的DVD播放設備，而DVD光盤套件也有提供數次的區域碼更改機會。不過
要提醒朋友們的是，只有美國八大電影公司出版的DVD影片才有這樣的限制，而非DVD原始規格的規定，也就是說，非美國八大
電影公司出版的DVD影片都沒有區域限制，一般稱為自由區域碼(FreeRegionCode)或稱全區片。
美國八大電影公司：
1、華納(WarnerBros')
2、哥倫比亞(Colombia)
3、20世紀福斯(20thCenturyFOX)
4、派拉蒙(Paramount)
5、環球(Universal)
6、UA(UnitedArtist)(007)
7、MGM(MetroDogwynMayer)
8、華德迪士尼(WaltDisney)
DVD規格的制定要回溯到'94年的12月。話說CD的創始者Philips和Sony在發表了利用精密編碼技朮和光學原理讀取的單面雙層光盤
MMCD(Multimedia CD)規格之後不久，以Toshiba和Time Warner為首，並結合了ioneer/Zenith/Hitachi和MCA等21家廠商的加盟陣營，公
布了利用貼合技朮，使光盤可雙層錄制的SD(Super Density－Digital Video Disc)的規格。
兩派廠商互不相讓，美國的電影業者和電腦業者於是極力敦促雙方協議統一規格。95年12月終於確定所謂DVD的初步規格，並組
成了“DVD十大授權聯盟廠商”，主導未來DVD的各項規格制定。規格雖然確立，但美國的消費電子製造商協會CEMA，和握有
最多影像資源的美國電影協會MPAA，卻在此時強力要求日本的DVD Player製造廠商加裝“防止拷貝管制系統”，而光盤片上則要
編注不同的“區域碼”以資辨識。
美國電影協會旨在保護業者的軟件不受盜版的傷害，然而不法業者其實仍然可進行整盤的拷貝。加裝“防止拷貝管制系統”的電
路非但沒有達到防拷的意圖，反而增加了硬體製造商的成本，甚至增加了軟件設計的復雜程度。
至於區域碼辨識則是將全球分為6大地區，每個地區所發行的DVD－Video只能以當地製造的光盤機來播放。美國電影協會堅持使用
區域碼辨識，主要是因為每部電影在世界各地上映時間不同，為避免電影未上演，DVD－Video卻先行上市的利益損失，遂以區域
碼加以控制，讓一地區的電影上映後，已加碼的DVD再推出。為了顧及業者的權益，美國電影協會相當強勢，但最新的決議卻是
讓北美、日本和西歐地區的光盤機享有不受區域碼的限制。
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