蓝光光盘

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蓝光光盘
蓝光光盘（BD）的反面。与CD和DVD不同，反射是蓝色的.
媒体种类高质量媒体存储光盘
编码数据编码：CLV或带交错纠错码BDMV视频的CAV凹坑和平台（pits and lands，0和1） 编码：H.262/MPEG-2 Part 2
H.264/MPEG-4 AVC
容量25 GB（单层）
50 GB（双层）
100 GB（三层; BDXL）
128 GB（四层; BDXL）
读取机制1x@36 Mbit/s
2x@72 Mbit/s
4x@144 Mbit/s
6x@216 Mbit/s
开发蓝光光盘联盟
用途资料存储
高清影像
PlayStation游戏（仅限PlayStation 3及以上）
Xbox One游戏
有外壳的单面单层BD-RE（25GB）及有外壳的单面双层BD-RE（50GB）
无外壳的单面单层BD-RE（25GB）
无外壳的单面双层BD-RE（50GB）

蓝光光盘（英语：Blu-ray Disc，缩写：BD）是DVD之后的下一代光盘格式之一，用以存储高质量的影音以及高容量的资料。

蓝光光盘是由索尼及松下电器等企业组成的蓝光光盘联盟（Blu-ray Disc Association）策划的次世代光盘规格，并以索尼为首于2006年开始全面推动相关产品。

蓝光光盘命名是由于其采用波长405纳米的蓝色激光光束来进行读写操作（DVD采用650纳米波长的红光读写器，CD则是采用780纳米波长的红外线）。蓝光光盘的英文名称不使用“Blue-ray”的原因，是“Blue-ray Disc”这个词在欧美地区流于通俗、口语化，并具有说明性意义，不能申请注册商标，因此蓝光光盘联盟去掉英文字e来完成商标注册。

2008年2月19日，随着HD DVD领导者东芝宣布在3月底结束所有HD DVD相关业务，最终由索尼主导的蓝光光盘胜出，持续多年的下一代光盘格式之争正式划上句号。

2015年8月5日，蓝光光盘联盟（BDA）宣布将于2015年8月24日起开始定超高清蓝光光盘（Ultra HD Blu-ray）作为改良格式。

值得注意的是蓝光盘并未完全取代DVD ，首先观赏需要较大的电视机，对一般电脑屏幕和睡房的小型电视机，无法发挥其优势。即使经十几年实际收入超过后者，但这是因为蓝光盘较高价，和很多新节目不推出或减产DVD，而在统计上还可能把最新的超高清蓝光光盘，一拼计算进蓝光盘的销售数字去。

BD另一用途是在很多国家录影，犹在日本或美国的高清电视节目。但因制式限制在不适合专用的BD录影机（数字视频录像机）的国家。

高清电视广播的普及反而和BD竞争，因为较晚使用数字电视的国家，往往使用外置式硬盘或U盘做录影存储设备。与高清电视同级的网络视频流较早年稳定。对于一些对视频质量要求不高的观众来说，往往认为无必要付出更多金钱。

沿革

日期 事件
2002年4月30日 “蓝光光盘联盟”的前身“Blu-ray Disc Founders”成立，“蓝光光盘”正式发表[1]。
2004年5月18日 “Blu-ray Disc Founders”正式更改名称为“蓝光光盘联盟”（Blu-ray Disc Association）。
2004年9月21日 索尼电脑娱乐宣布，次世代游戏机“PlayStation 3”将会采用蓝光光盘为标准格式。
2006年1月5日 蓝光光盘联盟原先准备在国际消费电子展发布蓝光光盘相关产品，后来因为蓝光规格问题将发布日期推迟到同年6月。
2006年10月14日 SONY集团推出全球首部配载蓝光光盘播放器的笔记本电脑“VAIO A”系列。
2006年11月11日 配备蓝光光盘播放器的次世代游戏机“PlayStation 3”在日本地区开始发售。
2007年1月10日 《日本经济新闻》报导，蓝光光盘在日本地区占有94.8%的次世代光盘市场，并预料蓝光光盘于次世代光盘格式之争中最终会获取胜利。
2007年8月20日 派拉蒙电影公司由原先同时支持蓝光光盘及HD DVD，改为以HD DVD作为派拉蒙唯一认可的高清电影存储光盘，同时宣布派拉蒙旗下的梦工厂、梦工厂动画SKG、Nickelodeon Movies以及MTV电影等子公司转为只支持HD DVD[2]。派拉蒙电影公司高层透过Viacom承认，派拉蒙共收取HD DVD阵营的1亿5千万美金，以提供一年半之HD DVD独占权，款项以现金及未来收益分帐支付。
2007年9月1日 蓝光光盘联盟于德国柏林消费电子产品展上宣布蓝光光盘目前已经压倒性占有日本90%的次世代光盘市场，在欧洲地区蓝光光盘的销量也一直以3:1的比例领先于HD DVD，在美国也有超过66%的次世代光盘市场被蓝光光盘占据。
2007年11月29日 东亚唱片（集团）推出首张香港红馆Blu-ray影碟《景福Show Mi郑秀文2007演唱会》。
2008年1月4日 华纳兄弟电影公司宣布脱离HD DVD阵营，并且由2008年6月开始停止发行HD DVD影碟，往后只支持蓝光光盘作为影碟格式。华纳兄弟的首席执行官Barry Meyer认为，支持蓝光光盘独占对整个高清市场普及化有利，长久的格式之争只会令影业在高清市场上错失良机[3]。
2008年1月5日 时代华纳附属的新线影业跟随华纳兄弟的决定，将会停止HD DVD影碟的发行[4]。
2008年1月8日 《金融时报》报导派拉蒙电影公司正考虑行使与HD DVD阵营的独占协议中，“如华纳兄弟放弃HD DVD阵营，派拉蒙可以跟随离开”的一项条款，重新返回蓝光光盘联盟[5]。微软（Microsoft）则表示将来公司采用哪种格式，只会交由消费者的抉择[6]。
2008年1月9日 时代华纳另一附属公司HBO跟随华纳兄弟的决定，将会停止HD DVD影碟的发行[7]。
2008年1月28日 英国Woolworths Group PLC宣布，根据2007年圣诞假期的销售数字，蓝光光盘大幅度以九比一的销售数量领先HD DVD，所以决定全线商店即日开始只出售蓝光光盘的影碟[8]。
2008年2月11日 美国大型连锁零售商Best Buy宣布，为了避免消费者在选择次世代光盘格式播放器时感到困惑，决定全线商店即日开始全力支持蓝光光盘的播放器、影碟及相关产品，使消费者正确掌握高清娱乐的内容。同日，在线影碟商店Netflix亦作出同样的决定，往后只支持蓝光光盘为唯一认可的次世代光盘格式[9]。
2008年2月15日 美国最大型连锁零售商沃尔玛（Wal-Mart）宣布，全线商店由6月开始只出售蓝光光盘的播放器、影碟及相关产品，HD DVD的产品将会逐步撤离货架[10]。
2008年2月19日 东芝社长西田厚聪宣布，公司决定停止所有HD DVD播放器及录制器的开发，同时即时停产电脑及游戏用HD DVD光盘驱动器，并预定将在3月底结束所有HD DVD相关业务。随着HD DVD领导者的退出，持续多年的次世代光盘格式之争正式划上句号，最终由蓝光光盘胜出[11]。

物理格式

一个单层的蓝光光盘的容量为25GB，足够录制一个长达4小时的高质量视频。索尼称，以6x倍速刻录单层25GB的蓝光光盘只需大约50分钟。而双层的蓝光光盘容量为50GB，足够刻录一个长达8小时的高清晰视频。2010年6月制定的BDXL规格，支持100GB和128GB的蓝光光盘。

采用波长405nm的蓝色激光束进行读写，之所以能存储庞大容量，主要是因为这三种写入模式：

一、缩小激光点以缩短轨距（0.32μm）增加容量，蓝光光盘构成0和1数字资料的讯坑（0.15μm）变的更小，因为读取讯坑用的蓝色激光波长比红色激光小。

二、利用不同反射率达到多层写入效果。

三、沟轨并写方式，增加记录空间。蓝光的高存储量是从改进激光光源波长与（405 nm）物镜数值孔镜（0.85）而来。

软件格式

容器格式

音频、视频和其他流以基于MPEG 传输流的容器格式多路复用并存储在蓝光光盘上。它也被称为BDAV MPEG-2传输流，可以使用文件扩展名.m2ts。使用菜单创作的蓝光光盘标题采用BDMV（蓝光光盘电影）格式，并在BDAV容器中包含音频，视频和其他流。还有BDAV（蓝光光盘音频/视频）格式，这是用于电影发行的BDMV格式的面向消费者的替代品。BDAV格式用于BD-RE和BD-R的音频/视频录制。BDMV格式后来也被定义为BD-RE和BD-R（2006年9月，在BD-RE规范的第三次修订和BD-R规范的第二次修订中）。[12][13]

蓝光光盘采用MPEG传输流录制方法。这使得数字广播的传输流可以在广播时被记录下来，而不会改变格式[14]。它还支持灵活编辑按原样录制的数字广播，只需重写播放流即可编辑数据。蓝光光盘视频使用MPEG传输流，与DVD的MPEG节目流相比。MPEG传输流包含一个或多个MPEG节目流，因此这允许将多个视频节目存储在同一个文件中，以便可以同时播放它们（例如，具有“画中画”效果）。

编解码格式

BD-ROM规范要求硬件解码器（播放器）和电影软件（内容）具有一定的编解码器兼容性

视频

最初，BD-ROM以高达每秒60（59.94）场的速度存储高达1920×1080像素分辨率的视频。目前，使用UHD BD-ROM，视频可以以最大3840×2160像素分辨率存储，每秒高达60（59.94）帧，渐进扫描。虽然大多数当前的蓝光播放器和录像机都可以以完整的59.94p和50p逐行格式读写1920×1080视频，但UHD规范的新播放器将能够以59.94p和50p格式读取3840×2160视频。所有BD-ROM播放器需要支持MPEG-2视频（ITU-T H.262；ISO/IEC 13818-2），AVC（ITU-T H.264，ISO/IEC 14496-10）及VC-1（SMPTE ST 421）；UHD BD-ROM要求额外支持HEVC（ITU-T H.265，ISO/IEC 23008-2），并要求支持HDR10（SMPTE ST 2086）元数据，可选支持杜比视界、HDR10+和SL-HDR2。

支持的视频格式[15][16]
格式 分辨率及刷新率 屏幕比例
4K UHD[a] 3840×2160 60p 16:9
3840×2160 59.94p 16:9
3840×2160 50p 16:9
3840×2160 25p 16:9
3840×2160 24p 16:9
3840×2160 23.976p 16:9
HD[a] 1920×1080 60p 16:9
1920×1080 59.94p 16:9
1920×1080 50p 16:9
1920×1080 25p 16:9
HD 1920×1080 29.97i 16:9
1920×1080 25i 16:9
1920×1080 24p 16:9
1920×1080 23.976p 16:9
1440×1080 29.97i[b] 16:9[c]
1440×1080 25i[b] 16:9[c]
1440×1080 24p[b] 16:9[c]
1440×1080 23.976p[b] 16:9[c]
1280×720 59.94p 16:9
1280×720 50p 16:9
1280×720 24p 16:9
1280×720 23.976p 16:9
SD 720×480 29.97i 4:3 or 16:9[c]
720×576 25i 4:3 or 16:9[c]

音频

对于音频，BD-ROM播放器需要实现杜比数字（AC-3），DTS和LPCM。播放器可以选择实现杜比数字+（EAC-3）、DRA和DTS-HD High Resolution Audio以及无损格式Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio；UHD BD-ROM还包含可选支持杜比全景声和DTS:X。BD-ROM必须在主音轨使用强制性音频格式。辅助音轨（如果存在）可以使用任何必需或可选的编解码器。

BD-ROM音频流格式[17]
LPCM 杜比数字 杜比数字+ Dolby TrueHD DTS Digital Surround DTS-HD Master Audio DRA DRA 扩展 杜比全景声 DTS:X
最大比特率 27.648 Mbit/s 640 kbit/s 4.736 Mbit/s 18.64 Mbit/s 1.524 Mbit/s 24.5 Mbit/s 1.5 Mbit/s 3.0 Mbit/s
最大声道 8 (48 kHz, 96 kHz), 6 (192 kHz) 5.1 7.1 8 (48 kHz, 96 kHz), 6 (192 kHz) 5.1 8 (48 kHz, 96 kHz), 6 (192 kHz) 5.1 7.1
位 16, 20, 24 16, 24 16, 24 16, 24 16, 20, 24 16, 24 16 16
采样率 48 kHz, 96 kHz, 192 kHz 48 kHz 48 kHz 48 kHz, 96 kHz, 192 kHz 48 kHz 48 kHz, 96 kHz, 192 kHz 48 kHz 48 kHz, 96 kHz

蓝光光盘中的Java（BD-J）

在2005年的JavaOne贸易展上，宣布Sun Microsystems的Java跨平台软件环境将作为标准的强制性部分包含在所有蓝光光盘播放器中[18]。Java用于在蓝光光盘上实现交互式菜单。。在会议上，Java创建者James Gosling建议，包含Java虚拟机以及某些BD设备中的网络连接将允许通过Internet更新蓝光光盘，添加诸如其他字幕语言和促销功能等内容未包含在光盘上 </ref>。这个Java版本称为BD-J，它创建在Globally Executable MHP（GEM）标准的配置文件之上。

数字版权管理

蓝光光盘进行数字版权管理（DRM），包括：

区码

为了保障每个地区的影音产品经销商与代理商的权益，蓝光光盘也有制定类似于DVD-Video上存在的区域码限制。蓝光光盘只有3个区码，且可以不设定区码设置（即全区）。新一代的超高清蓝光光盘不设置区域码。

蓝光光盘区码分布图
区码 地区[19]
A/1 美洲（格陵兰和法属圭亚那除外）、日本、朝鲜半岛、中国中国台湾、香港、中国澳门、东南亚、大洋洲（澳大利亚和新西兰除外）
B/2 欧洲（俄罗斯、白俄罗斯、乌克兰、立陶宛和摩尔多瓦除外）、格陵兰、西亚、非洲、澳大利亚、新西兰、法国海外领地（如法属圭亚那）
C/3 俄罗斯、白俄罗斯、乌克兰、立陶宛、摩尔多瓦、中亚、南亚、中国（港澳台地区除外）、蒙古
光盘同时标示A/B/C区，或不标示任何区码。

AACS

AACS（Advanced Access Content System）负责保护光盘的内容，是数字版权保护中重要的一环。AACS是由AACS LA（AACS Licensing Administrator）负责制定，联合发展的企业包括迪士尼、英特尔、微软、三菱、松下电器、华纳兄弟、国际商业机器、东芝以及索尼。

BD+

BD+是一个存储于蓝光光盘的微型虚拟机，允许获得授权的蓝光光盘播放器播放该蓝光光盘。

ROM Mark

ROM Mark是一个密码屏蔽资料，附加于蓝光光盘的内容之中，负责监控及阻止该蓝光光盘的内容被未得到授权的播放程序解码。

Cinavia

Cinavia，最初称为Verance视听内容复制管理系统（VCMS / AV），是Verance自1999年以来开发的模拟水印和隐写系统，并于2010年发布。从2012年起，所有消费者蓝光光盘播放器都必须包含Cinavia水印检测支持。

Cinavia 旨在通过麦克风、直接音频连接和广播进行数字和模拟录音和再现，并通过在听觉范围内使用音频来实现。它是单声道的，而不是多声道编解码器。

Cinavia 的带内信令在每个单独音频通道的频域中分别引入有意的扩频相位有损，从而提供每秒可产生高达 0.2 位的数字信号——具体取决于可用的量化水平，以及在所需的鲁棒性和可接受的心理声学水平之间所需的权衡可感知性。它旨在承受模拟有损，例如磁带录音中的哇哇和颤振以及幅度调制。在播放时，没有使用额外的音频过滤器来掩盖引入的有损和不连续性。

通过对基频及其次谐波泛音进行操作，并通过对最强信号与其次谐波之间的相位关系进行去对准，信号在时间掩蔽和子带编码中幸存下来。编码器引入的每个相位不连续性都会导致相应的宽带白噪声脉冲，因此引入了更大范围的额外有损作为噪声抑制策略进行补偿。在有损步骤中使用预定的伪随机二进制序列组合所需的隐藏数字数据信号，以实现音频帧同步和要嵌入的隐藏数据的大量前向纠错。水印仅在满足某些信噪比阈值时嵌入，并且不能作为连续信号使用，在检测和恢复嵌入的数据之前，必须对信号进行一段时间的监控。隐藏信号的提取并不精确，而是基于通过统计互相关恢复卷积码。

Cinavia 的蓝光光盘实现旨在涵盖两个用例：第一个是在通过电影发行网络发布的所有电影院配乐上提供 Cinavia 水印;第二个用例是在所有蓝光光盘版本上提供 Cinavia 水印，该水印指向随附的 AACS 密钥的存在。如果在消费者蓝光光盘音轨中检测到“theatrical release”水印，则随附的视频被视为来自“cam”录音。如果音轨中存在“AACS watermark”，但在光盘上找不到随附和匹配的AACS键，则认为是通过复制到第二张空白蓝光光盘而进行的“rip”。

在 Cinavia+AACS 系统进行干预后，将显示四条消息之一，以反映检测到水印的具体情况。这些消息的编号为“Cinavia消息代码1-4”，[20]允许消息本身被轻松翻译成不同的语言：

  • 消息代码 1：播放停止[20]- 在消费者播放设备上播放剧院或酒店分发的音频内容时显示。
  • 消息代码 2：复制已停止[20]- 当消费者录制设备录制剧院或酒店分发的音频内容时显示。
  • 消息代码 3：音频静音[20]- 当从光盘播放消费者销售的音频内容时显示，光盘中央没有匹配的 AACS 键。
  • 消息代码 4：复制已停止[20]- 当消费者录制设备录制消费者销售的音频内容时显示。

应用

兼容性

蓝光光盘联盟称所有获得授权的蓝光光盘播放器均可以向下支持，包括DVD-ROM、VCD以及CD，但部分CD和VCD在一些蓝光光盘播放器中无法播放。

电脑文件存储

蓝光光盘使用的文件系统为UDF，可以用蓝光刻录机写入资料，分为BD-R（单次刻录）及BD-RE（多次刻录）格式。

BD-Live

BD-live为索尼公司在2009年4月推出的一款基于Java ME的蓝光交互功能。通过网络连接，可以使影碟电影与互联网交互。例如下载海报、游戏等。

播放软件

蓝光播放软件主要用于播放蓝光盘、文件夹和ISO文件，有些也支持其他影音格式的播放。大部分的蓝光播放器软件可以去除蓝光盘的加密保护以及区域码。

系统支持

OS X及Windows系统并没有购买相关专利许可，因此没有操作系统本地的播放软件。麦金塔电脑并无配备蓝光光驱，用户通常需要外接蓝光光盘驱动器。这两点促使了蓝光播放器软件的出现。

主流软件

最初这一些播放器并没有相关的专利许可，只是爱好者一时兴起制作。随着蓝光光盘的普及，以及用户对于在电脑上播放蓝光光盘需求的增加，蓝光播放软件的发展逐步走向商业化，目前这些软件的发展也逐步成熟。不过获得One-Blue蓝光组织授权专利许可的软件很少。

目前较流行的蓝光播放软件主要有：

  • Windows
  • OS X
  • Linux

企业支持

设备供应商

电子产品

电影发行商

竞争对手

由于蓝光光盘联盟跟制定DVD标准的国际组织DVD论坛存在极大的分歧，蓝光光盘格式并没有被提交到DVD论坛。相反，由东芝及NEC共同开发的HD DVD于2003年11月获得DVD论坛认可并正式命名，同时HD DVD获得微软及英特尔的支持。于是蓝光光盘跟HD DVD两大阵营正式展开格式上的竞争，争取成为次世代的标准光盘格式。竞争最后由蓝光光盘胜出。

CD、DVD、HD DVD 与 BD 比较

CD DVD HD DVD BD
分辨率 240、288[21] 480i、576i 480i、576i、720p、1080i、1080p 480i、576i、720p、1080i、1080p、4k
激光波长 780nm红外线激光 650nm红色激光 405nm蓝色激光 405nm蓝色激光
最小讯坑长度 0.8μm 0.4μm 0.2μm 0.15μm
轨距 1.6μm 0.74μm 0.4μm 0.32μm
单层存储容量 650M/700M只有单层 4.7GB (双层8.5GB） 15GB 25GB（双层50GB，四层128GB）
支持视频编码技术 MPEG-1 MPEG-1、MPEG-2 MPEG-2、H.264/MPEG-4 AVC MPEG-2、H.264/MPEG-4 AVC
支持音频编码技术 MPEG-1 Audio Layer II Dolby Digital (AC-3)、 (选)DTS、 Linear PCM Dolby Digital (AC-3)、Dolby Digital Plus (E-AC-3)、DTS、(选)DTS-HD HR Audio、Linear PCM、Dolby TrueHD、(选)DTS-HD Master Audio Dolby Digital (AC-3)、(选)Dolby Digital Plus (E-AC-3)、DTS、(选)DTS-HD HR Audio、Linear PCM、(选)Dolby TrueHD、(选)DTS-HD Master Audio、(选)DRA、(选)Dolby Atmos、(选)DTS:X、(选)DTS Headphone:X

※分辨率信息为用于标准视频光盘时的分辨率

参考

光盘制作
概念
光介质类型
标准
延伸阅读
  1. ↑ 次世代光ディスク「Blu-ray Disc」に関する発表会を開催. 2002-02-02. 
  2. ↑ Paramount and Dreamworks Animation Support HD DVD. 2007-08-20. 
  3. ↑ Warner Bros. Entertainment to Release its High-Definition DVD Titles Exclusively in the Blu-Ray Disc Format Beginning Later This Year. 2008-01-04. 
  4. ↑ New Line Cinema abandons HD-DVD. 2008-01-05. 
  5. ↑ Matthew Garrahan and Mariko Sanchanta. Paramount in HD DVD blow. The Financial Times. 2008-01-08 [2008-01-09]. 
  6. ↑ Reuters. Microsoft's Xbox Could Consider Blu-Ray Support. InformationWeek. 2008-01-08 [2008-01-09]. 
  7. ↑ HBO Confirms Switch to Blu-ray Exclusivity. 2008-01-09. 
  8. ↑ Woolworths stores drop HD-DVD for Blu-ray. 2008-01-28. 
  9. ↑ Netflix Goes Blu-ray Exclusive. 2008-02-11. 
  10. ↑ Wal-Mart Moving Exclusively Toward Blu-ray Format Movies and Players. 2008-02-15. 
  11. ↑ ＨＤ ＤＶＤ事業の終息について. 2008-02-19. 
  12. ↑ R2 Format Specification. Blu-ray Disc Association. [June 10, 2010]. 
  13. ↑ RE3 Format Specification. Blu-ray Disc Association. [June 10, 2010]. 
  14. ↑ Blu-ray Disc Association (March 2008) BD-RE – Audiovisual Application Format Specification for BD-RE 2.1 (PDF), Technical White Papers – BD RE , Retrieved on July 28, 2009.
  15. ↑ White Paper: Blu-ray Disc Read-Only Format: 2.B Audio Visual Application Format Specifications for BD-ROM Version 2.5 (PDF). Blu-ray Disc Association. July 2011 [July 29, 2015]. 
  16. ↑ White Paper: Blu-ray Disc Read-Only Format (Ultra HD Blu-ray): Audio Visual Application Format Specifications for BD-ROM Version 3.0 (PDF). Blu-ray Disc Association. July 2015 [October 7, 2016]. 
  17. ↑ White paper Blu-ray Disc Format (PDF). Blu-ray Disc Association. April 2010 [May 19, 2010].  已忽略未知参数|df= (帮助)
  18. ↑ Foote, Bill; Moll, Erik. Java Technology Goes to the Movies: Java Technology in Next-Generation Optical Disc Formats (PDF). 2005 JavaOne conference, Session TS-7091. [September 18, 2011]. 
  19. ↑ The Authoritative Blu-ray Disc (BD) FAQ: What is Regional Playback Control?. 2006 [2006-08-29]. 
  20. ↑ 20.0 20.1 20.2 20.3 20.4 Why do I see a Cinavia message when I play or copy a movie?. Cinavia messages. [4 September 2012]. 
  21. ↑ 352x288分辨率为 VCD 3.0 版新增

外部链接

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