藍光光碟

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藍光光碟
藍光光碟(BD)的反面。與CD和DVD不同,反射是藍色的.
媒體種類高質素媒體儲存光碟
編碼數據編碼:CLV或帶交錯糾錯碼BDMV影片的CAV凹坑和平台(pits and lands,0和1) 編碼:H.262/MPEG-2 Part 2
H.264/MPEG-4 AVC
容量25 GB(單層)
50 GB(雙層)
100 GB(三層; BDXL)
128 GB(四層; BDXL)
讀取機制1x@36 Mbit/s
2x@72 Mbit/s
4x@144 Mbit/s
6x@216 Mbit/s
開發藍光光碟聯盟
用途資料儲存
高清影像
PlayStation遊戲(僅限PlayStation 3及以上)
Xbox One遊戲
有外殼的單面單層BD-RE(25GB)及有外殼的單面雙層BD-RE(50GB)
無外殼的單面單層BD-RE(25GB)
無外殼的單面雙層BD-RE(50GB)

藍光光碟(英語:Blu-ray Disc,縮寫:BD)是DVD之後的下一代光碟格式之一,用以儲存高質素的影音以及高容量的資料。

藍光光碟是由索尼松下電器等企業組成的藍光光碟聯盟(Blu-ray Disc Association)策劃的次世代光碟規格,並以索尼為首於2006年開始全面推動相關產品。

藍光光碟命名是由於其採用波長405納米的藍色激光光束來進行讀寫操作(DVD採用650納米波長的紅光讀寫器,CD則是採用780納米波長的紅外線)。藍光光碟的英文名稱不使用「Blue-ray」的原因,是「Blue-ray Disc」這個詞在歐美地區流於通俗、口語化,並具有說明性意義,不能申請註冊商標,因此藍光光碟聯盟去掉英文字e來完成商標註冊。

2008年2月19日,隨着HD DVD領導者東芝宣佈在3月底結束所有HD DVD相關業務,最終由索尼主導的藍光光碟勝出,持續多年的下一代光碟格式之爭正式劃上句號。

2015年8月5日,藍光光碟聯盟(BDA)宣佈將於2015年8月24日起開始定超高清藍光光碟(Ultra HD Blu-ray)作為改良格式。

值得注意的是藍光碟並未完全取代DVD ,首先觀賞需要較大的電視機,對一般電腦熒幕和睡房的小型電視機,無法發揮其優勢。即使經十幾年實際收入超過後者,但這是因為藍光碟片較高價,和很多新節目不推出或減產DVD,而在統計上還可能把最新的超高清藍光光碟,一拼計算進藍光碟的銷售數字去。

BD另一用途是在很多國家錄影,猶在日本或美國的高清電視節目。但因格式限制在不適合專用的BD錄影機數字影片錄像機)的國家。

高清電視廣播的普及反而和BD競爭,因為較晚使用數碼電視的國家,往往使用外置式硬碟USB手指做錄影儲存裝置。與高清電視同級的網絡影片串流較早年穩定。對於一些對影片質素要求不高的觀眾來說,往往認為無必要付出更多金錢。

沿革

日期 事件
2002年4月30日 藍光光碟聯盟」的前身「Blu-ray Disc Founders」成立,「藍光光碟」正式發表[1]
2004年5月18日 「Blu-ray Disc Founders」正式更改名稱為「藍光光碟聯盟」(Blu-ray Disc Association)。
2004年9月21日 索尼電腦娛樂宣佈,次世代遊戲機「PlayStation 3」將會採用藍光光碟為標準格式。
2006年1月5日 藍光光碟聯盟原先準備在國際消費電子展發佈藍光光碟相關產品,後來因為藍光規格問題將發佈日期推遲到同年6月。
2006年10月14日 SONY集團推出全球首部配載藍光光碟播放器的手提電腦VAIO A」系列。
2006年11月11日 配備藍光光碟播放器的次世代遊戲機「PlayStation 3」在日本地區開始發售。
2007年1月10日 日本經濟新聞》報導,藍光光碟在日本地區佔有94.8%的次世代光碟市場,並預料藍光光碟於次世代光碟格式之爭中最終會取得勝利。
2007年8月20日 派拉蒙電影公司由原先同時支援藍光光碟及HD DVD,改為以HD DVD作為派拉蒙唯一認可的高清電影儲存光碟,同時宣佈派拉蒙旗下的夢工場夢工場動畫SKGNickelodeon Movies以及MTV電影子公司轉為只支援HD DVD[2]。派拉蒙電影公司高層透過Viacom承認,派拉蒙共收取HD DVD陣營的1億5千萬美金,以提供一年半之HD DVD獨佔權,款項以現金及未來收益分帳支付。
2007年9月1日 藍光光碟聯盟於德國柏林消費電子產品展上宣佈藍光光碟目前已經壓倒性佔有日本90%的次世代光碟市場,在歐洲地區藍光光碟的銷量也一直以3:1的比例領先於HD DVD,在美國也有超過66%的次世代光碟市場被藍光光碟佔據。
2007年11月29日 東亞唱片(集團)推出首張香港紅館Blu-ray影碟《景福Show Mi鄭秀文2007演唱會》。
2008年1月4日 華納兄弟電影公司宣佈脫離HD DVD陣營,並且由2008年6月開始停止發行HD DVD影碟,往後只支援藍光光碟作為影碟格式。華納兄弟的行政總裁Barry Meyer認為,支援藍光光碟獨佔對整個高清市場普及化有利,長久的格式之爭只會令影業在高清市場上錯失良機[3]
2008年1月5日 時代華納附屬的新線影業跟隨華納兄弟的決定,將會停止HD DVD影碟的發行[4]
2008年1月8日 金融時報》報導派拉蒙電影公司正考慮行使與HD DVD陣營的獨佔協定中,「如華納兄弟放棄HD DVD陣營,派拉蒙可以跟隨離開」的一項條款,重新返回藍光光碟聯盟[5]微軟(Microsoft)則表示將來公司採用哪種格式,只會交由消費者的抉擇[6]
2008年1月9日 時代華納另一附屬公司HBO跟隨華納兄弟的決定,將會停止HD DVD影碟的發行[7]
2008年1月28日 英國Woolworths Group PLC宣佈,根據2007年聖誕假期的銷售數字,藍光光碟大幅度以九比一的銷售數量領先HD DVD,所以決定全線商店即日開始只出售藍光光碟的影碟[8]
2008年2月11日 美國大型連鎖零售商Best Buy宣佈,為了避免消費者在選擇次世代光碟格式播放器時感到困惑,決定全線商店即日開始全力支援藍光光碟的播放器、影碟及相關產品,使消費者正確掌握高清娛樂的內容。同日,線上影碟商店Netflix亦作出同樣的決定,往後只支援藍光光碟為唯一認可的次世代光碟格式[9]
2008年2月15日 美國最大型連鎖零售商沃爾瑪(Wal-Mart)宣佈,全線商店由6月開始只出售藍光光碟的播放器、影碟及相關產品,HD DVD的產品將會逐步撤離貨架[10]
2008年2月19日 東芝社長西田厚聰宣佈,公司決定停止所有HD DVD播放器及錄製器的開發,同時即時停產電腦及遊戲用HD DVD光碟機,並預定將在3月底結束所有HD DVD相關業務。隨着HD DVD領導者的登出,持續多年的次世代光碟格式之爭正式劃上句號,最終由藍光光碟勝出[11]

物理格式

一個單層的藍光光碟的容量為25GB,足夠錄製一個長達4小時的高質素影片。索尼稱,以6x倍速燒錄單層25GB的藍光光碟只需大約50分鐘。而雙層的藍光光碟容量為50GB,足夠燒錄一個長達8小時的高清晰影片。2010年6月制定的BDXL規格,支援100GB和128GB的藍光光碟。

採用波長405nm的藍色激光束進行讀寫,之所以能儲存龐大容量,主要是因為這三種寫入模式:

一、縮小激光點以縮短軌距(0.32μm)增加容量,藍光光碟構成0和1數碼資料的訊坑(0.15μm)變的更小,因為讀取訊坑用的藍色激光波長比紅色激光小。

二、利用不同反射率達到多層寫入效果。

三、溝軌並寫方式,增加記錄空間。藍光的高儲存量是從改進激光光源波長與(405 nm)物鏡數值孔鏡(0.85)而來。

軟件格式

容器格式

音頻、影片和其他流以基於MPEG 傳輸流的容器格式多路復用並儲存在藍光光碟上。它也被稱為BDAV MPEG-2傳輸流,可以使用副檔名.m2ts。使用選單創作的藍光光碟標題採用BDMV(藍光光碟電影)格式,並在BDAV容器中包含音頻,影片和其他流。還有BDAV(藍光光碟音頻/影片)格式,這是用於電影發行的BDMV格式的面向消費者的替代品。BDAV格式用於BD-RE和BD-R的音頻/影片錄製。BDMV格式後來也被定義為BD-RE和BD-R(2006年9月,在BD-RE規範的第三次修訂和BD-R規範的第二次修訂中)。[12][13]

藍光光碟採用MPEG傳輸流錄製方法。這使得數碼廣播的傳輸流可以在廣播時被記錄下來,而不會改變格式[14]。它還支援靈活編輯按原樣錄製的數碼廣播,只需重寫播放流即可編輯數據。藍光光碟影片使用MPEG傳輸流,與DVD的MPEG節目流相比。MPEG傳輸流包含一個或多個MPEG節目流,因此這允許將多個影片節目儲存在同一個檔案中,以便可以同時播放它們(例如,具有「畫中畫」效果)。

編解碼格式

BD-ROM規範要求硬件解碼器(播放器)和電影軟件(內容)具有一定的編解碼器相容性

影片

最初,BD-ROM以高達每秒60(59.94)場的速度儲存高達1920×1080像素解像度的影片。目前,使用UHD BD-ROM,影片可以以最大3840×2160像素解像度儲存,每秒高達60(59.94)幀,漸進掃描。雖然大多數當前的藍光播放器和錄像機都可以以完整的59.94p和50p逐行格式讀寫1920×1080影片,但UHD規範的新播放器將能夠以59.94p和50p格式讀取3840×2160影片。所有BD-ROM播放器需要支援MPEG-2影片(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要求額外支援HEVC(ITU-T H.265,ISO/IEC 23008-2),並要求支援HDR10(SMPTE ST 2086)元數據,可選支援杜比視界、HDR10+和SL-HDR2。

支援的影片格式[15][16]
格式 解像度及重新整理頻率 熒幕比例
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]

音頻

對於音頻,BD-ROM播放器需要實現杜比數字(AC-3),DTS和LPCM。播放器可以選擇實現杜比數字+(EAC-3)、DRA和DTS-HD High Resolution Audio以及無失真格式Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio;UHD BD-ROM還包含可選支援杜比全景聲和DTS:X。BD-ROM必須在主音軌使用強制性音頻格式。輔助音軌(如果存在)可以使用任何必需或可選的編解碼器。

BD-ROM音頻流格式[17]
LPCM 杜比數字 杜比數字+ Dolby TrueHD DTS Digital Surround DTS-HD Master Audio DRA DRA 擴充 杜比全景聲 DTS:X
最大位元速率 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
最大聲道 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
16, 20, 24 16, 24 16, 24 16, 24 16, 20, 24 16, 24 16 16
取樣率 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

藍光光碟中的Java(BD-J)

在2005年的JavaOne貿易展上,宣佈Sun Microsystems的Java跨平台軟件環境將作為標準的強制性部分包含在所有藍光光碟播放器中[18]。Java用於在藍光光碟上實現互動式選單。。在會議上,Java建立者James Gosling建議,包含Java虛擬機器以及某些BD裝置中的網絡連接將允許通過Internet更新藍光光碟,添加諸如其他字幕語言和促銷功能等內容未包含在光碟上 </ref>。這個Java版本稱為BD-J,它建立在Globally Executable MHP(GEM)標準的設定檔之上。

數碼版權管理

藍光光碟進行數碼版權管理(DRM),包括:

區碼

為了保障每個地區的影音產品經銷商與代理商的權益,藍光光碟也有制定類似於DVD-Video上存在的區域碼限制。藍光光碟只有3個區碼,且可以不設定區碼設置(即全區)。新一代的超高清藍光光碟不設置區域碼。

藍光光碟區碼分佈圖
區碼 地區[19]
A/1 美洲格陵蘭法屬圭亞那除外)、日本朝鮮半島、中國中國台灣、香港、中國澳門東南亞大洋洲澳大利亞新西蘭除外)
B/2 歐洲俄羅斯白俄羅斯烏克蘭立陶宛摩爾多瓦除外)、格陵蘭西亞非洲澳大利亞新西蘭法國海外領地(如法屬圭亞那
C/3 俄羅斯白俄羅斯烏克蘭立陶宛摩爾多瓦中亞南亞中國(港澳台地區除外)、蒙古
光碟同時標示A/B/C區,或不標示任何區碼。

AACS

AACS(Advanced Access Content System)負責保護光碟的內容,是數碼版權保護中重要的一環。AACS是由AACS LA(AACS Licensing Administrator)負責制定,聯合發展的企業包括迪士尼英特爾微軟三菱松下電器華納兄弟國際商業機器東芝以及索尼

BD+

BD+是一個儲存於藍光光碟的微型虛擬機器,允許獲得授權的藍光光碟播放器播放該藍光光碟。

ROM Mark

ROM Mark是一個密碼封鎖資料,附加於藍光光碟的內容之中,負責監控及阻止該藍光光碟的內容被未得到授權的播放程式解碼。

Cinavia

Cinavia,最初稱為Verance視聽內容複製管理系統(VCMS / AV),是Verance自1999年以來開發的模擬浮水印和隱寫系統,並於2010年發佈。從2012年起,所有消費者藍光光碟播放器都必須包含Cinavia浮水印檢測支援。

Cinavia 旨在通過麥克風、直接音頻連接和廣播進行數字和模擬錄音和再現,並通過在聽覺範圍內使用音頻來實現。它是單聲道的,而不是多聲道編解碼器。

Cinavia 的帶內信令在每個單獨音頻通道的頻域中分別引入有意的擴頻相位失真,從而提供每秒可產生高達 0.2 位的數碼訊號——具體取決於可用的量化水平,以及在所需的魯棒性和可接受的心理聲學水平之間所需的權衡可感知性。它旨在承受模擬失真,例如磁帶錄音中的哇哇和顫振以及幅度調製。在播放時,沒有使用額外的音頻過濾器來掩蓋引入的失真和不連續性。

通過對基頻及其次諧波泛音進行操作,並通過對最強訊號與其次諧波之間的相位關係進行去對準,訊號在時間掩蔽和子帶編碼中倖存下來。編碼器引入的每個相位不連續性都會導致相應的寬頻白噪聲脈衝,因此引入了更大範圍的額外失真作為噪聲抑制策略進行補償。在失真步驟中使用預定的偽隨機二進制序列組合所需的隱藏數字數據訊號,以實現音頻框同步化和要嵌入的隱藏數據的大量正向錯誤校正。浮水印僅在滿足某些信噪比閾值時嵌入,並且不能作為連續訊號使用,在檢測和恢復嵌入的數據之前,必須對訊號進行一段時間的監視。隱藏訊號的提取並不精確,而是基於通過統計互相關恢復卷積碼。

Cinavia 的藍光光碟實現旨在涵蓋兩個用例:第一個是在通過電影發行網絡發佈的所有電影院配樂上提供 Cinavia 浮水印;第二個用例是在所有藍光光碟版本上提供 Cinavia 浮水印,該浮水印指向隨附的 AACS 金鑰的存在。如果在消費者藍光光碟音軌中檢測到「theatrical release」浮水印,則隨附的影片被視為來自「cam」錄音。如果音軌中存在「AACS watermark」,但在光碟上找不到隨附和匹配的AACS鍵,則認為是通過複製到第二張空白藍光光碟而進行的「rip」。

在 Cinavia+AACS 系統進行干預後,將顯示四條訊息之一,以反映檢測到浮水印的具體情況。這些訊息的編號為「Cinavia訊息代碼1-4」,[20]允許訊息本身被輕鬆翻譯成不同的語言:

  • 訊息代碼 1:播放停止[20]- 在消費者播放裝置上播放劇院或酒店分發的音頻內容時顯示。
  • 訊息代碼 2:複製已停止[20]- 當消費者錄製裝置錄製劇院或酒店分發的音頻內容時顯示。
  • 訊息代碼 3:音頻靜音[20]- 當從光碟播放消費者銷售的音頻內容時顯示,光碟中央沒有匹配的 AACS 鍵。
  • 訊息代碼 4:複製已停止[20]- 當消費者錄製裝置錄製消費者銷售的音頻內容時顯示。

應用

相容性

藍光光碟聯盟稱所有獲得授權的藍光光碟播放器均可以向下支援,包括DVD-ROMVCD以及CD,但部分CD和VCD在一些藍光光碟播放器中無法播放。

電腦檔案儲存

藍光光碟使用的檔案系統UDF,可以用藍光燒錄機寫入資料,分為BD-R(單次燒錄)及BD-RE(多次燒錄)格式。

BD-Live

BD-live為索尼公司在2009年4月推出的一款基於Java ME的藍光互動功能。通過網絡連接,可以使影碟電影與互聯網互動。例如下載海報、遊戲等。

播放軟件

藍光播放軟件主要用於播放藍光碟片、檔案夾和ISO檔案,有些也支援其他影音格式的播放。大部分的藍光播放器軟件可以去除藍光碟片的加密保護以及區域碼。

系統支援

OS XWindows系統並沒有購買相關專利許可,因此沒有作業系統原生的播放軟件。麥金塔電腦並無配備藍光光驅,用戶通常需要外接藍光光碟機。這兩點促使了藍光播放器軟件的出現。

主流軟件

最初這一些播放器並沒有相關的專利許可,只是愛好者一時興起製作。隨着藍光光碟的普及,以及用戶對於在電腦上播放藍光光碟需求的增加,藍光播放軟件的發展逐步走向商業化,目前這些軟件的發展也逐步成熟。不過獲得One-Blue藍光組織授權專利許可的軟件很少。

目前較流行的藍光播放軟件主要有:

  • Windows
  • OS X
  • Linux

企業支援

裝置供應商

電子產品

電影發行商

競爭對手

由於藍光光碟聯盟跟制定DVD標準的國際組織DVD討論區存在極大的分歧,藍光光碟格式並沒有被提交到DVD討論區。相反,由東芝NEC共同開發的HD DVD於2003年11月獲得DVD討論區認可並正式命名,同時HD DVD獲得微軟英特爾的支援。於是藍光光碟跟HD DVD兩大陣營正式展開格式上的競爭,爭取成為次世代的標準光碟格式。競爭最後由藍光光碟勝出。

CD、DVD、HD DVD 與 BD 比較

CD DVD HD DVD BD
解像度 240、288[21] 480i、576i 480i、576i、720p、1080i、1080p 480i、576i、720p、1080i、1080p、4k
激光波長 780nm紅外線激光 650nm紅色激光 405nm藍色激光 405nm藍色激光
最小訊坑長度 0.8μm 0.4μm 0.2μm 0.15μm
軌距 1.6μm 0.74μm 0.4μm 0.32μm
單層儲存容量 650M/700M只有單層 4.7GB (雙層8.5GB) 15GB 25GB(雙層50GB,四層128GB)
支援視像編碼技術 MPEG-1 MPEG-1MPEG-2 MPEG-2H.264/MPEG-4 AVC MPEG-2H.264/MPEG-4 AVC
支援音頻編碼技術 MPEG-1 Audio Layer II Dolby Digital (AC-3)、 (選)DTSLinear PCM Dolby Digital (AC-3)、Dolby Digital Plus (E-AC-3)、DTS、(選)DTS-HD HR Audio、Linear PCM、Dolby TrueHD、(選)DTS-HD Master Audio Dolby Digital (AC-3)、(選)Dolby Digital Plus (E-AC-3)、DTS、(選)DTS-HD HR Audio、Linear PCM、(選)Dolby TrueHD、(選)DTS-HD Master Audio、(選)DRA、(選)Dolby Atmos、(選)DTS:X、(選)DTS Headphone:X

※解像度資訊為用於標準視像光碟時的解像度

參考

  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].  已忽略未知參數|df= (幫助)
  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解像度為 VCD 3.0 版新增

外部連結