|
|
楼主 |
发表于 2006-2-9 23:20:37
|
显示全部楼层
DVD盘片生产技术概述
DVD盘片生产技术概述
DVD盘片制作可以分为三个主要阶段：开发、制作母盘、盘片复制。 DVD-ROM和DVD-Video的开发过程各不相同，母盘制作略有区别，两者的复制过程则基本相同.
DVD-ROM开发过程
DVD-ROM盘片可以用传统的软件开发工具,如Macromedia Director, Asymetrix Toolbook, HyperCard, Quark mTropolis, C++. DVD-ROM盘片,包括DVD-R校验盘, 需要采用UDF（通用盘片格式）以及ISO9660标准来创建(这两种标准另附有文档). DVD-ROM盘片也可以加入DVD-Video的MPEG-2视频音频数据,不过要进行视频和音频编码, 这一个过程其实和DVD-Video是相同.
DVD-Video制作过程
一．开发
开发过程的实质就是形成母盘的数据源。DVD-Video开发分三个基本组成部分: 编码, authoring(设计,编排,和测试), 和premastering(对盘片图象格式化). 整个开发过程有时就称为authoring. 整个开发过程的软件使用实例请见附录。
1． 视频源
对于电影，通常要转录到录象带上，或使用摄象机录为数字视频，这个步骤也可由专业的视频公司完成。MPEG编码过程需要的视频源应该是符合CCIR- 601标准的数字信号源。通常可以将其录制在D1, D5, Betacam SP, 或 数字Betacam带上，这些都是较为理想的信号源。
2． 编码
视频标准：MPEG-2（PAL制的显示帧速率应设为25，NTSC为29.97）
音频标准：PCM 48kHz立体声（很少使用）
杜比数码或MPEG-2音频
通常盘片制造商对于音频选择使用5.1声道的杜比数码，或5.1声道的DTS，或是5.1声道的MPEG-2（很少使用）
典型的DVD应该选择使用VBR（可变比特率），通常视频速率为3.5Mbps,音频为1.2Mbps。
编码要注意最终使音频和视频同步。
3． Authoring（设计、编排和测试）
这个过程就是把经过编码的视频、音频、文字组合在一起，放到与DVD-VIDEO或DVD-ROM相兼容的盘片映象上。其输入源是经MPEG-2压缩的视频文件，经AC-3压缩的音频，以及位图格式的字幕。
建立菜单：要设计屏幕上如何显示菜单。或者使用按钮。通常每个图形菜单是以非压缩的24位RGB真色彩的TIFF文件另外存储的。
子图象：是叠加显示在视频上的图形。为字幕显示建立子图象的标准格式是为每一种语言字幕提供一个文本文件。该文件应该能包含4位数字字幕码，以及显示在屏幕上的文字信息。
4． Premastering
为DVD的Mastering作最后的数据格式准备。包括建立DVD控制和导航数据，复用数据流，产生纠错码，进行信道调制。
开发阶段形成的最终数据放到DLT (数字线性带)上。DLT带是一种健全的SCSI 媒介，事实上它已经成为了一种标准。通常其容量约为20.0GB ，要比8mm 带稍大，但比VHS小。
DVD-video如果加入了另外的特性,如多音轨,多视角,无缝切换，其制作成本将增加。
整个开发过程成本是制作DVD中花费最大的。因为其最终性能直接影响你的产品质量。视频和音频必须编码,菜单和控制信息必须制作并编码,所有信息都必须复用到单一数据流上,并最终以低级格式编码.
通常视频压缩的成本为$60/分钟,音频压缩为$20/分钟,字幕为$6/分钟,另外格式化和测试的成本为大约$30/分钟. 制作一部好莱坞级别的两小时DVD影片,带有动画菜单,多音轨,字幕,片尾和一些信息屏幕,大约需要花费$20,000.
另外许多设备的使用费用是以时间来计算的,大约$400/小时. 一部简单的两小时DVD-Video影片,带有菜单和许多视频片段,最低花费为$3,000. 如果你打算自己制作,那么要买的制作系统和编码系统售价为400美元到超过2百万美元.使用桌面计算机系统开发,所用到的软件和硬件在今后几年里会很快跌 价,不会超过$20,000.
二．母盘制作
就是在盘片复制以前，完成母盘的制作，并把经过编码后的视频、音频等数据放到玻璃母盘上的这个过程。与DVD-ROM 制作母盘不同的是, DVD-Video 的母盘制作通常还包括另外的步骤,如CSS加密,Macrovision拷贝保护, 分配地区码。
CSS
内容扰乱系统 (CSS)是一种防止直接从盘片上复制文件的数据加密和鉴定方案。CSS最初由Matsu勿说脏话a和东芝开发。每个CSS证书都有一把密钥，它是存储在 每张CSS加密盘片上由400个密钥组成的母集中取出来的。 这样以后盘片上的密钥被移除，证书就无效了。CSS解密算法与驱动器单元交换密钥，以生成加密用的密钥。这一生成的密钥用来扰乱盘片密钥与影片密钥的交 换。影片密钥用来解密盘片上数据。DVD播放机在解码和播放前，由CSS电路对数据进行解密。
CSS由DVD论坛颁布，使用CSS必须认证。
Macrovision
主要用来防止录象带（模拟的）的拷贝。通常称为APS (模拟保护系统). 可以干扰自动增益控制，表现为图象忽明忽暗。可以设定盘片上的 "触发比特"，来提示播放机是否使用Macrovision AGC, 可以选择2线或4线彩带。每秒发生一次触发，可以很好地控制视频节目的哪一部分要得到保护。 盘片制作商会考虑拷贝保护的数量，然后付给Macrovision相应的版税（每张盘几分钱）。
地区码：
电影制片商想控制不同国家家庭影视的发行，因为电影在各个影院的发行并非同步进行。因此他们要求DVD标准加入一些编码，用来防止某些盘片在某些地区播 放。每台播放机被授予在其出售地区的一个给定编码。对该地区不允许播放的盘片，播放机拒绝播放。就是说在一个国家购买的盘片用在另一个国家购买的播放机可 能无法播放。
区域码并非加密技术。对于盘片制作商而言，使用区域码完全是可以选择的。没有区域码的盘片可以在任何国家的任何播放机上播放。
DLT带制成之后，要进行PMFV（Premastered Media Format Verification：母盘制作前的媒体格式检查），然后检查DDP (盘片描述协议)，特别是内容表格。然后要确认CSS，地区码，视频字幕设置等等。这样这块DLT带就可以真正用于制作母盘了。
1．制作玻璃母盘
既然要大量制造，当然先要制作出来一个母盘，才能够大幅加快生产的效率、降低成本，但由于无法使用激光直接将坑洞信号刻在坚硬的金属母盘上面，所以必须透过一些手续来达成。
首先必须准备一块圆形平板状的厚玻璃基板，把它放在in-line mastering机器中。该机器对玻璃基板进行清洗（通常使用硝酸或具有溶解力的物质），然后在其表面均匀地涂布称为"photoresist"（光刻 胶，PR，这是一种光敏感物质）的物质，厚度为130皮米（10-9）。经过约20分钟烘干后，激光就可以将信号坑洞记录在这层PR物质上面了。
计算机把DLT上的数据读出来，然后解释成为"开和关的脉冲"（形成数据凹坑）。激光束刻录器 (LBR) 用激光来照射PR物质，在玻璃基板的PR物质上面烧出信息坑，这个步骤就像是拍照时底片在相机的片匣里面曝光一般，LBR只是将坑洞信号注记在PR物质上 （产生一些化学变化）。就像底片拍摄完成要经过显影的手续一般，经过注记的玻璃基板还要将反应过后应去除的PR物质除掉，上面的坑洞信号才真正与所要压制 的DVD Video盘片内容相同，这样便完成了玻璃母盘制作的部分。
2．制作金属母盘
要经过这些过程镀银=》电铸=》抛光=》冲压，具体如下所述：
虽然玻璃母版上的这层PR物质已经具有了所需要的信号坑洞，但是PR的质地不够坚硬，不能当成母版直接拿去制作DVD Video光盘，还必须将其转制成"金属母盘"才行。为了达到此目的，必须先在PR物质上镀上一层薄薄的银，让它能够导电，然后使用sputtering machine进行电铸，镀上厚度约0.03mm的镍。这层镍的数据坑形状与玻璃母盘相反，被称为父盘，或金属母盘。这块"金属母盘"才是压制过程中的真 正母盘。接着要作的是把金属母盘与玻璃母盘分离，玻璃母盘经过清洗可以再回收使用（大约20次左右）。而母盘的底层（非信号面）由于电镀的缘故不可能完全 平整，因此还要经过"抛光"的手续，将其打磨到有如镜面一般光滑，如此才能保证后续射出成型的精确度。
接下来要作的就是把这块金属母盘中心的圆孔冲压出来，同样的，外径之外的部分也同时作冲压，将外围多余的部分去除掉，如此一来，这块金属母盘就可以真正拿来给后续的印压成形部分使用（当然还要先经过分析测试的手续）。
2000年初, DVD盘片制作母盘大约需要$1000,复制费用大约为$1.60. 由于DVD制作设备基本上就是从制作CD设备上发展而来,母盘制作和复制的成本会降到和CD相同.双面或双层盘片的复制成本大约贵$1,因为需要在第二层 基层上压印数据(并且双层盘使用透明粘合剂).
三．盘片复制
复制通常是由同时复制CD盘片的大型工厂来完成的. DVD复制设备通常价值几百万美元。需要许多机器设备来完成诸多工作。正规的复制工厂应该能够提供"单一盘"或"校验盘"服务,即制作1张到100张盘片,以便让客户在大量复制前可以先进行测试. 详细见下面。
1． 在浇铸模型里压印基层
经过上述步骤，压模上形成了螺旋形的数据信息，然后将其放置到定制的DVD浇铸模型里。然后以一定的速度和几吨的压力把聚碳酸脂注入模型里。聚碳酸脂与压模相挤压，就在塑料基层上复制了数据坑。然后这一塑料盘片从模型中取出。
这样一个浇铸基层就是原始母盘的一个复制品了。
2． 溅镀铝反射层
当然，基层是透明的（从CD或DVD Video光盘的侧面看过去就知道了），因此虽然上面有坑洞，但是一点也不能将激光加以反射给读取机构去读取，所以必须在信号面这一侧溅镀一层薄薄的铝反射层。
3． 添加保护层
因为在一般的环境中空气里充满了灰尘，当然不能让铝反射层直接暴露在空气中，否则灰尘粒子沾附在信号坑洞上面将会造成信号的读取错误，而且也会有铝反射层 氧化的问题，因此必须在信号面的表层加上一层保护胶。保护胶的涂布是在内圈注上一圈，随后再将光盘以极高速的速率旋转，由于离心力的作用，保护胶便很均匀 地覆盖在铝反射层之上了，随后立即以紫外线照射使其硬化，如此一来铝反射面的细密坑洞就受到相当完善的保护了
4． 将基层粘合
其实CD的制作过程与前述的步骤相当类似，在信号面保护层涂布的手续完成之后，就可以将这片基层的另一面作印刷处理，完成CD片的压制了。不过，DVD Video光盘为了增大容量，而有"单面双层"、双面单层"及"双面双层"等几种"扩充型态"，所以它就像LD影碟片一般由AB两块基层所粘合起来的。因 此DVD Video光盘的制作还多了一道"粘合"的手续。两块基层都是0.6mm的厚度，这样就和CD的厚度1.2mm相同了。
Three early options -Hot-melt glue bonding (opaque)
o M-O and laserdisc proven technology
o Single-layer applications only
UV bonding (radical) - a clear bond. 90+% of all DVD discs
o Dual-layer application
o Newly-developed technology
UV bonding (cationic) - opaque
o Single-layer only, new technology
5． 印刷标签
在粘合的手续完成之后，接下来的就是印刷的步骤。单面单层及单面双层信号面都只占一边，印刷时可以完整地利用另外一面；而双面单层或双面双层由于两面都要 读取信号，因此只能使用靠近内圈的一环印刷必要的标示信息，这种做法在许多已发行的双面单层DVD Video光碟上己经可以看到了。由于在AB两块基层粘合合后，信号反射面已经受到完整的保护，因此从印刷的步骤开始，DVD Video光盘就可以安全地暴露在空气之中了。
可以使用两种不同的方法：Offset或是silk-screen.来印刷标签。
6. 加入BCA码
BCA, 即Burst Cutting Area code, 是写在DVD-ROM或DVD-Video结束的导入区中的数据。这一代码被录制在靠近盘片内圈上，使用YAG激光系统产生可读的条形码图案。BCA 是DVD标准，由于是写在盘片的导入区，而不是数据区，因此对节目没有丝毫影响。
BCA码实现了低成本的序列号方案。因为想改变这一代码几乎不可能，有助于防止盗版。
7. 盘片封装.
用的最多的封装方式为Amaray Box, AlphaPakTM 和 SuperJewel Box。
而DVD-ROM采用jewel-box方式封装
DVD-9与DVD-5制作中的技术区别：
在制作上，两种DVD Video光盘的信号都在AB两面贴合处，DVD-5只要将做好的A面和另一块"空白片"粘合起来就行了，而DVD-9则要把AB两面分别压制完成再粘合起来。主要在于下方的半透明层制作上信号反射面的蒸镀材料有差异。
DVD-9中的Layer1数据层既可采用PTP (平行轨道路径)，即两层数据轨迹是平行的(存放独立的数据或实现特殊的切换效果), 也可采用OTP (逆向轨道路径)，即Layer1数据轨迹是和Layer 0的数据轨迹逆向的螺旋形，也就是说在Layer0上，从盘中央开始读取，接下来从盘外围读取Layer1。OTP可以实现双层盘连续播放视频。OTP也 被称为RSDL (逆向螺旋双层盘).
DVD-9的容量比DVD-5的两倍稍小。激光得"透过"外面的数据层读取里面的数据层(距离为20到70微米). 为了减少两个层之间的干扰,两个层的最小凹点长度从0.4 um 增加到 0.44 um. 为了补偿,参考扫描速度稍微快一点 -- 3.84 m/s, 单层盘为3.49 m/s. 较长的凹点,互相间隔更远,容易正确读取,不意受摇晃影响. 增加长度意味着每圈的凹点数减少,结果导致每层的数据容量减少.
DVD-9 要进行半透明层测试。
制造DVD-9的生产厂应具备：
1． 具有丰富经验的工程技术人员
2． 对技术以及规范的整个过程相当熟悉
3． 生产DVD-9所需要的高质量系统
4． 投资DVD-9生产线
5． 投资双层测量设备
6． 生产过程能连续一天24小时，一周7天工作，达到制作CD的水平
Layer 0模型
1． DVD-5的工作厚度为0.57 - 0.63 mm
2． DVD-9的工作厚度为0.56 - 0.57 mm
间隔层（spacer layer）必须在40-70微米，与Layer0相加不能超过0.64mm
3． 对于模型机器来说，这个要求在光盘产业中是最为严格的。
4． 还必须具备：
shot weight repeatability
shot weight 控制
Cpk控制
5． Layer 1必须与Layer0相匹配
6． 测量精度要高
Semi-reflective Layer 0
1． DVD-5中的CD sputtering技术对此要求并不高
2． DVD-9 规范要求：
uniformity 18-30% on both layers
33% total variation on disc including stress effects
3． 两个数据层的反射率必须平衡，这样两层读取的信号强度相当
4． 可选的材料：
gold: costly, easy to process
silicon: cheaper, developed, proven but NOT widely
透明层
1． DVD-5中关于厚度并没有明确申明
2． DVD-9 规范对于间隔层有严格的规定：
40-70 微米
整个盘允许+/- 10 微米的差别
允许+/- 4 微米的差别in one revolution
3． 粘合物质应具有很好的光学特性
4．Dispense much more critical and sensitive to bubble formation
5．Apply vital for uniformity
6．Spread controls uniformity
7．Bonding resin inherently forms an uneven wedge shape during
spin which needs to be controlled and opposed
测试
1． 盘片厚度测试精度要达到2-3 微米
2． develop Cpk for Layer-0 molding process
3．Measurement of reflectivity and uniformity for Layer-0
4．Measurement of spacer layer thickness
5．Measurement of eccentricity to higher spec especially on DVD-9
6．QC testing of OTP layer jumps
7． QC testing: 135 minutes per disc
整个生产过程要进行许多质量测试。最基本的测试包括DVS（数据校验系统）测试和信号校验测试。DVS 进行逐比特的数据比较，以保证复制的盘片与原始数据一致。信号校验测试则保证盘片的回放参数符合DVD规范。
环境测试，包括存储测试和热周期测试，为了确保盘片寿命。此外，还要进行in-line 测试，以确保盘片的平整。并要进行DPD轨迹测试.。另外有必要在不同DVD播放机上测试盘片的硬件兼容性能。
以下为具规模厂家所进行的DVD测试过程：
Need new DVD player technology to test. Cannot use CD test equipment.
&127; In-line testing for flatness or tilt; a much tighter specification than for CD
&127; New tracking methodsDPD (Differential Phase Detection)
&127; New concept of baseline jitter to measure pit consistency
&127; Need for reference players (e.g., Pulstec DDU-1000) and
reference discs
&127; DVD testing methods have to cater for the DVD players
635nm player wavelength
&127; DVD-9 space-layer, semi-reflective layer testing
DVD Environmental Testing
&127; Storage Test / Heat Cycle Test
&127;70 o C / 50% RH / 96 hours
&127; Flatness of bonded disc more likely to alter in
environmental testing
&127; Determine tilt angle degradation at the user end by
this test and reduce the manufacturing tilt
specification accordingly
The environmental tests ensure DVDs remain playable and
exhibit the same longevity as CDs.
目前的大型复制生产线设备技术已经十分纯熟，因此盘片的制作速度十分迅速，如基层印压成型、铝反射层溅镀及保护层涂布硬化的步骤大约只要3秒钟完成一片基层，而两块基层粘合再加上镭射检验也只要六秒钟左右。
另外要注意的是，DVD Video光碟上面的信号坑洞是如此精细，只要有一点点灰尘粘附其上都会严重影响信息的读取，因此DVD Video光碟的压制过程除了最后的印刷及检查包装步骤之外，都必须在无尘室中进行。
DVD Video光碟压制所要求的精度要比CD高出许多， 以中心冲孔的误差来说，CD在70μm就可以了，而DVD Video光碟要求在30μm以内，可见生产的难度要提高不少。除了设备更加精密之外，还要提高产品的合格率以降低成本，所以既使专业的光碟制造厂，在正 式量产之前也必须经历一番努力，并不是将设备买来组装完成就可以上路了。
目前由盘片复制者支付的每张DVD盘片专利费大约是$0.20。 |
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2006-2-9 23:05:56
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡
VD-R(Minus),P为DVD+R(Plus)