近几年来影片的发行都会有DVD版本，而许多古老的影片也都转换成DVD格式再度发行。由于DVD​​的发行成本比录影带便宜，所以目前市面上通常会先看到DVD版本的影片。 DVD影片格式是专为电影设计的，可以让影片拥有较佳的影像和声音品质，就像是CD是专为音乐而设计的。你可以在这里学到DVD的格式，DVD放影机的工作原理，DVD实际上和CD非常相似，只不过它可以储存更多的资料。

DVD碟片规格

DVD碟片和CD非常相似，但是其拥有较大的容量。一般来说DVD的容量是CD的七倍，所以一片DVD可以容纳一部用MPEG2压缩的完整电影，或是相当的容量。一般来说，一部DVD影片具有以下规格：约133分钟高画质的电影，水平解析度可以达到720点。 MPEG-2影片的压缩率约为40：1。可包含八种语言的音轨及5.1声道的杜比数位环场音效。最高可支援32种语言字幕。如果使用DVD来储存CD品质的音乐，那么单面单层的DVD大约可储存8小时的音乐。

CD规格书

CD有许多不同的格式，不同的规格书订定了不同的资料格式。

* CD-Audio：CD红皮书（Red Book）

* CD-ROM：CD黄皮书（Yellow Book）

* CD-I：CD绿皮书（Green Book）

x Video CD:CD白皮书(White Book)

* CD-recordable：CD橘皮书（Orange Book）

DVD规格书

DVD亦有许多不同的格式，不同的规格书订定了不同的资料格式。

DVD-ROM

DVD-Video

DVD-Audio

DVD-R（3.9GB）

DVD-RAM（2.6GB）

DVD-RAM（4.7GB）

DVD-RW

使用DVD储存资料

DVD和CD拥有相同的大小及厚度，在制造过程中也有许多相似之处。 DVD储存资料的方式和CD一样，资料将转译成碟片上的小坑洞。一片DVD碟片是由好几层的塑胶所组成的，总厚度大约有1.2mm。每一层塑胶都经由射出成形，在显微镜下所看到的形状是一条连续的螺纹。当一层完美的塑胶底层成形之后，会喷上一层薄薄的反射层覆盖在这个痕迹上。双层的DVD碟片内层使用的是铝，而外层使用的是半反射的黄金涂层，主要是为了让光线可以透过这一层而达到内层。当碟片完成之后会在背部上一层漆，这层漆将会紧密地和塑胶碟片结合在一起。单面的碟片会在非读取的那一面打上标签，而双面的碟片将会在碟片中央非读取部位喷上标记。 DVD碟片的横切面就如(图一)所示。

《图一 不同DVD规格的横切面图》

《图二 DVD螺旋状数据轨》

(图二)没有办法显示出资料在DVD碟片储存的形状，螺旋状轨道的间距只有740奈米。而形成螺旋轨道的小凸块宽度只有320奈米，长度最少有400奈米，而高度是120奈米。 (图三)中可以看到成形后塑胶层的外貌。

《图三 DVD数据坑洞分布图》

在显微镜底下可以看到这些凸块在DVD碟片上形成的螺纹非常地长。如果可以像丝线一样把整个螺纹拉成一条直线，这条直线的长度大约是7.5英里，所以说，如果是双层的碟片，资料的长度可以达到30英里。为了能够透过这些非常微小的凸块读取资料，需要非常精密的碟片读取机构。

资料储存DVD vs. CD

为什么DVD能够储存比CD更多的资料，主要有以下原因：资料储存密度更高、更少前置资料、更多储存空间、单片多层的储存方式。

高密度资料储存模式

单面单层的DVD碟片可以储存的资料量是一般CD的七倍。造成这种状况的主要原因是DVD储存资料的坑洞及轨道比CD小得多。

由(表一)可以了解到DVD为何具有较高的储存容量。轨道间距DVD比CD小了2.16倍，单层的DVD碟片储存资料的坑洞比CD短了2.08倍。两者相乘的结果，我们可以得知DVD的储存容量大约是CD的4.5倍。但是实际上DVD却可以储存更多的资料，这是为什么呢？

更少的前置资料 更多的储存空间

在CD上有许多空间是用来储存额外的除错资料，而这些资料很多都是重复的。 DVD使用新的资料除错方式，所以可以比CD节省很多除错资料储存空间，这样一来就可以增加许多空间来储存有用的资料。还有DVD使用较先进的编码方式，可以比CD节省更多的储存空间。

单片多层的储存方式

为了增加储存容量，一片DVD碟片可以拥有四层（两面各两层）的资料储存表面。镭射光可以精确地穿透过第一层去取得第二层的资料。以下是不同格式DVD的储存容量。

但双层的DVD容量并不等于单层的两倍，主要原因是双层的DVD碟片，资料坑洞的长度要比单层的碟片来得长。会这样做的原因在于，双层的碟片在读取资料时容易被另外一层所干扰，所以需要较大的坑洞来避免这样的情况发生。

DVD影片格式

虽然DVD拥有很大的储存空间，但是未经压缩的影片仍然无法放进一片DVD碟片中。为了让影片能够放进一片DVD碟片中，必须压缩这部影片。有一个专门的组织正在负责这件事，那就是MPEG（Moving Picture Expert Group）。他们建立了影像压缩标准。当一部影片要放进DVD之前必须先转换成MPEG2格式，接着才能够将一部完整的影片放进一片DVD碟片中。该格式广泛地被接受而成为一种通用的影像压缩格式。只要DVD放影机上拥有MPEG2的解码器，就能够快速地将DVD上的资料转换成影像。

MPEG-2格式与资料压缩率

一般来说，一部影片的播放的速度是每秒钟24个画面（24fps），这表示每一秒银幕上必须完整地显示24张图片。而美国、日本和台湾通用的NTSC电视规格却有些不同，每秒钟必须放映30张图片。有些国家使用的是PAL系统，这个规格每秒为25张图片，但是具有较高的解析度。由于两种系统具有不同的播放速度和解析度，所以一部MPEG格式的影片必须要能够同时支援这两种格式。 MPEG编码器能够将一部影片压缩成符合不同电视规格的MPEG影片。压缩过程使用了一些以前图片常用的压缩方式，将一些不重要的或重复的资料删除，它也重复利用前一个画面的资料来降低档案的大小。

每个画面都会由三种方式中取其一来进行编码，包括内部画面（Intrafram）：这个方式会将完整的画面资料储存下来，是一种最没有效率的压缩方式。预测画面（Predicted Frame）：这种画面资料只包含最少的资料，DVD放影机可以根据先前的画面及这些资料来显示整个画面。也就是说，这些资料只储存了与先前画面不同的部分。双向画面（Bidirectional Frame）：为了显示这种画面，放影机必须参考前后的内部画面及预测画面。他会根据前后的画面，使用内差的方式计算这个画面的资料。

MPEG编码器会根据影像来选择要使用哪一种压缩格式。如果一部新闻报导影片经过转换，转换过后会使用很多的预测画面，因为这种类型的影片画面与画面之间并不会有太多的变动。换句话说，如果是一部动作影片的话，由于画面变化的过于快速，所以编码器将会使用较多的内部画面。所以新闻报导影片可以比动作影片拥有较高的压缩率。这些解码过程需要强大的运算能力，所以许多旧型的电脑尽管拥有DVD光碟机，但并不具有播放DVD影片的能力。

DVD声音格式

DVD声音和影像拥有完全不同的格式。目前DVD音乐片及播放机并不多见，不过未来应该会越来越常见，因为它拥有卓越的音乐品质。为了完全展现音乐DVD的优点，DVD放影机必须具有192kHz/24-bit数位类比转换器。大部分的DVD放影机只具有96kHz/24-bit数位类比转换器。如果想要聆听完整的音乐DVD，必须先确定DVD放影机具有192kHz/24-bit数位类比转换器。音乐DVD可以提供比CD更高的声音品质。音乐DVD储存音乐的时间和CD一样都是74分钟，但是具有较高的品质（192kHz/24-bit）。如果使用相同的录音品质，DVD就可以储存更长的音乐。

DVD放影机

DVD放影机和CD非常相似。经由雷射光照射碟片上的反射结果来读取碟片上的资料。这些资料再经由机器上的解码器将MPEG2编码的电影转换成一般影片讯号。解码器同时将音轨读出转到杜比（Dolby）解码器上，接着才传送到音响上。

DVD放影机的的主要工作是读取DVD上的资料（DVD上的凸块）由于这些凸块非常微小，所以DVD放影机必须具有非常高的精密度。机器主要可以分成三个主要部分：

在DVD放影机内部会有一个部分用来将读取的资料转换成有用的资料，接着才能将这些资料传送到对应的数位类比转换器上，或者将这些资料传到机器中的另一个数位机构。 DVD放影机的主要工作是利用精准的雷射光读取碟片上的资料，在双层的碟片上，雷射光可以聚焦在较外面的半反射层或较里面的全反射层。

雷射光通过透明的塑胶材质达到反射层，反射回来的光会有一个光电机构来接收这组讯号，它可以侦测到光的改变。由于凸块和平面反射的光波会有所不同，通过光电机构的电流也会跟着改变，如此便可以得到我们所需要的资料。最困难的部分在于如何让雷射光保持在资料轨道上前进，这就是轨道追踪系统的主要工作。

当DVD播放的时候追踪系统必须让雷射光沿着轨道前进，而当雷射光由内圈移往外圈时，资料读取速度会逐渐加快，这主要是因为碟片是以等角速度方式旋转。所以当读取头移到碟片外圈时，旋转驱动马达必须降低速度，这样才能够保持资料的读取速度一致。另外一个很有趣的地方发生在双层的DVD上，其中一层的资料排列方式可以由外圈开始至内圈，当资料读取至某一层结束时，可以减少读取头移动的时间

DVD大致上可分成四类：

DVD-ROM

这是唯读型DVD，其规格主要是为放影机所设定。它的规格和CD、CD-ROM及VCD类似，要播放这一类型的DVD需要有适当的放影机和环境。

DVD-Video：播放DVD-Video格式的碟片需要将放影机接到电视上，或者在拥有DVD光碟机的个人电脑上播放，当然电脑上必须安装适当的播放软体。

DVD-Audio:DVD-Audio的播放器必须具有192kHz/24-bit数位类比转换器,它的资料储存格式和DVD-Video完全不同。

DVD-ROM：这种DVD主要是为了储存资料，也就是说只能用于电脑资料的储存，当然电脑必须拥有DVD光碟机，而作业系统必须能够支援这种档案格式。

DVD-R

可单次写入之DVD容量和DVD-ROM不同，单面的容量只有3.95GB。要写入这种碟片必须拥有特殊的装置，而这种碟片亦能够让DVD放影机或个人电脑上的DVD光碟机读取资料。

DVD-RAM

可多次读写之DVD，这种碟片的功能就如同磁碟片一般，可以重复读写资料。这种碟片主要是应用在个人电脑上，高容量的碟片可以用来储存大量的资料，例如动画影片。

DVD-RW

可多次读写之DVD，最新的DVD规格，主要目的在于储存数位影像资料。

DVD放影机的功能

DVD放影机可以改变家庭看电影和听音乐的习惯。 DVD放影机能够做的事包括：欣赏拥有绝佳音效的高画质影片，DVD影片较录影带拥有更好的画质，杜比数位或DTS音效。可以在家中拥有电影院的感觉。直接欣赏最想看的影片段落，DVD影片具有详细的索引，你可以直接选取想看的部分，不必利用快速前进、后退来找寻想看的片段。

另外，DVD放影机也可以播放音乐CD，所以可以用DVD放影机取代CD放影机。而许多DVD影片同时拥有两种不同的格式，可以依照电视的不同选择所需要的播放方式。也可以显示不同语言的字幕或对白，DVD影片拥有许多音轨，所以可以提供许多不同语言的字幕。观看外国电影时，可以选择使用原来的音效配上本国的字幕，或者直接切换成本国语言。

在支援格式部分，DVD放影机可以拨放DVD电影，所有的DVD放影机都要能够播放DVD影片；大部分的DVD放影机也都能够播放音乐CD；另外，几乎所有的DVD放影机都能够播放VCD；不过只有部分的DVD放影机可以读取CR碟片；目前也只有少部分DVD放影机可以播放高音质的音乐DVD。

DVD拨放机还具备了多项其他功能包括：杜比音效解码、DTS解码、DTS格式相容、环绕音效模拟、不同规格的碟片读取、96kHz/24-bit DAC、192kHz/24-bit DAC 、CD+G、Picture CD、MP3 and HDCD。 （作者任职于扬智科技数位影音产品事业处）