DVD刻录之三国演义——迎接DVD刻录

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1999年，笔者曾在一篇详细介绍CD刻录文章的最后预计，至少再过3年可录式DVD机才有可能像1999年时的CD-RW一样刚刚开始进入普及阶段。现在看来，这个阶段的确来了。

2001年各主要刻录规范均已走向成熟，厂商们也随即在2002年开始发力。从2002年下半年开始，作为DVD刻录先驱者的日本、欧洲的厂商们纷纷推出换代机种，并出现了DVD-Multi和DVD±RW整合机型。刻录芯片所支持的刻录速度也提高到了5倍速，进步相当明显。另一方面，在消费电子（CE）市场上，在日本厂商的带领下，以DVD-RAM、DVD-R/RW、DVD+R/RW为记录媒体的视频录像机也大量出现，迅速带动了DVD刻录技术的发展，并为其开创了新的舞台，在日本市场它已经成为消费电子厂商所必争的一个极具潜力的市场。而最关键的是，号称高档光驱向市场普及者的中国台湾厂商们陆续开始进入DVD刻录领域，部分大厂相继推出了DVD-RW、DVD+RW……

一切迹象都预示着2003年将是可录式DVD刻录机初露锋芒的一年，它将从专业应用领域开始向一些高端的私人用户群渗透，价格也将迅速下滑。在此之前，已有不少的媒体或多或少的对可录式DVD进行了相关报道和介绍，但都不够详细、完整，甚至还出现了一些误导和错误。如今，我们觉得有必要对DVD刻录技术做一次的具体的阐述，有必要理清大家的思路和认识，以便更好的迎接DVD刻录时代的到来，因此我们制作了这一专题。

在本专题中，我们将向您详细讲述DVD刻录技术发展历程、出现多种DVD刻录技术的根源以及它们各自的技术原理和特点，纠正您可能存在的错误认识，并分析未来DVD刻录的发展走向。对于光存储技术的爱好者，它将是一份很好的技术资料，而对于有意购买DVD刻录机的朋友，则更是不可不看……目前DVD刻录标准仍处于分裂状况，这种情况早在DVD诞生之初就已经埋下了“种子”，包括目前的“DVD蓝色接班人”的标准之争都与之相关，所以一切还是要从根源说起，从中您除了能发现技术上风格的关联，还能看到有哪些势力在影响着业界标准的制定………

一、DVD的起源

DVD的全称，在诞生之初是Digital Video Disc（数字视频光盘），目前则称为“Digital Versatile Disc”，即“数字通用光盘”，是CD/LD/VCD的后继产品。DVD从1994年下半年提出初步规格到1996年年初样机的出现只用了一年多的时间，可谓发展迅速，是娱乐业公认的新一代标准的存储技术。而且，计算机业对其做出的反应也十分积极。

DVD的诞生和标准的确立，可以说跟娱乐业有很大的关系，就像当年索尼公司（SONY）开发CD 时是主要针对娱乐业的。在视频方面，早期的录像带（VHS）已远不能满足要求，就连当时仍是主流的LD（Laser Disc，激光视盘）也因体积太大携带不便而失宠，娱乐业希望媒介载体的小型化。为了在小型光盘中存储大量数据，就必须对原数据进行压缩处理，当时最通用的光盘尺寸只有5.25英寸，这就是我们熟悉的CD光盘。

之后， MPEG-1压缩技术于1989年推出，VCD（Video-CD，视频光盘）也随后不久诞生，它在娱乐业引起了不小的轰动，它相对于LD来说具有携带方便、 价格便宜的优点，而其图像及声音质量也略高于标准VHS录像带， 这对于一般用户来说已是足够了。但这并不能满足媒体巨头们的更高要求。

九十年代初，美国电影制片业顾问委员会起草了一份代表好莱坞七大电影制片公司的愿望书，其中一项就是要求能在一张CD中记录一部标准长度（135 分钟）的视频节目，并要求高于LD的图像和声音质量（1990年中旬提出此要求，1994年正式得到确定）。要知道VCD的图像分辨率只有352×240（NTSC制式）或352×288（PAL制式），显然单从视频性能就不能满足上述要求。鉴于好莱坞影视集团在世界娱乐业中的影响力， 硬件厂商又开始了新的努力，可以说这就是研制DVD的动因。

与此同时，MPEG工作组在1991年也开发出了MPEG-2压缩编码方案，在相同的分辨率下，它比MPEG-1有高得多的压缩质量（平均压缩比约为1:40），但是，如果采用高分辨率（后来DVD的分辨率是720×480[NTSC制式]和 720×576[PAL制式]的分辨率），存储媒介的容量就必须更大，数据率更高（每秒钟最高近10Mb，而VCD只有1.15Mb）。但前提是当时为了照顾现有设备和CD光盘的可使用性，而采用了MPEG-1标准。若要采用MPEG-2标准就必须开发容量更大的光盘和全新的读取和刻录设备，因此研制大容量光盘系统成为第一要务。早在八十年代，IBM公司就曾研制过容量高达70GB的光盘系统， 并有样品出现。 九十年代日本的先锋公司（Pioneer）、三洋公司（SANYO）、日立公司（HITACHI）等也都开发出高容量光盘系统的样品，只是当时对其并没有迫切的需求，因此也都只是样品而已。现在需求出现了，竞争也就随之开始了。<

DVD的诞生之路是曲折而又坎坷的，许多大企业为了能占领更多的市场与技术主动权，而展开了激烈的竞争。

1994年12月16日，大名鼎鼎的索尼公司和飞利浦公司（PHILIPS）率先发表了“单面双层12CM（5.25英寸）高密度多媒体CD的格式与技术指标”，简称多媒体光盘系统（MMCD，Multi Media Compact Disc），可以说这是第一个提出来的DVD技术规格，然而飞利浦公司并没有过分地宣传DVD，因为当时飞利浦公司的VCD产品业务正如日中天，过分地宣传DVD势必影响VCD的销售。但飞利浦公司的如意算盘被她在CD业中的老朋友索尼公司打乱了。在1995年1月初举办的拉斯维加斯国际消费电子设备大展上，索尼公司便轰轰烈烈地开始为DVD制造声势，并暗示自己将在DVD领域中领先一步。这就意味着DVD的竞争完全公开化，因为另有一个同样著名且实力雄厚的公司做出了针锋相对的决定，发誓要与索尼一争高下，那就是对DVD酝酿已久的日本东芝公司（TOSHIBA）。在大展之后不久，即1995年1月24日东芝公司就发布了另一个DVD规格——“超密度光盘系统”，简称 SD（Super Density，这一简写仍用在目前东芝公司的相关DVD产品的型号中，如DVD-ROM/RAM/RW）。1995年2月23日，索尼公司社长亲自声明，坚定不移地支持在1994年12月 16日与飞利浦公司所共同发表的技术标准和规格，这意味着与东芝公司对立的局面已完全确立，两大竞争集团从此诞生。

索尼—飞利浦集团所提出的MMCD是单面双层结构，它的厚度与现在的CD盘一样，同是1.2mm，在第一信息记录层下面再刻出第二信息记录层，两层间隔为0.30-0.35mm，第一层与第二层的信息轨道是独立的， 通过将读取光束聚焦在不同的信息层（或称记录层）来读取记录的信息。为了提高记录密度，采用了波长更短的激光，而盘上的“信息凹坑”也更多了，其密度较之CD高出一倍。MMCD公布的容量大小是3.7GB。由于MMCD是单面结构，采用单面读取方式，所以能很容易与普通CD兼容，这是MMCD的显著优点。

东芝公司提出的SD一开始是双层双面结构，将两张厚度为0.6mm 的信息盘片背靠背粘接在一起，就像当时的LD一样。由于聚焦距离（1.2mm）的减半，使SD 播放机无法直接播放普通CD，这也是SD与MMCD相比的巨大弱点。索尼—飞利浦集团曾多次就该弱点向东芝发难。后来，东芝在同盟公司的帮助下，改进了光盘结构，将两张盘的信息层背对面地粘接，中间夹帖一半反射层和透明隔离层（这就是DVD-9的原型）。为了解决聚焦距离的矛盾，采取了双焦点物镜技术，可将一束激光聚焦在两个点，一个焦点在第一信息层或第二信息层，焦距为0.6mm， 另一聚焦点在焦距1.2mm处，恰恰是读取普通CD所需的，从而实现了向下与普通CD的兼容。然而， 背对背粘合方式的双面结构还予以保留并加以发展以供专业用户使用（这就是DVD-10/18的原型），毕竟双面SD可以比MMCD更方便地存储不同性质的数据，比如将电影与计算机程序存在一起。为实现大容量， SD 跟MMCD一样采用了波长更短的刻录、读取激光，而且“信息凹坑”比MMCD更多，密度比普通CD多2.5倍。SD公布的容量是5GB，可见比MMCD高得多，也反应出SD所用的技术较MMCD 先进一些。<

然而任何一个新产品如果得不到业内同行的支持，即使再先进也是不会成功的，对立双方都明白这一点。因此在竞争中，双方都投入了全力，一方面完善自己的设计，一方面则游说在电子工业和娱乐业较有影响的公司加入自己的阵营以增强自己的实力。东芝更是早在酝酿新格式时就秘密地开始了“拉选票”的活动。在设计SD格式的早期，东芝公司就邀请当时在环球娱乐业中赫赫有名的时代—华纳兄弟影视娱乐集团公司（后与AOL合并）加盟，并且将SD 的初步设想也告诉了后者，其实东芝公司早在九十年代初就与华纳公司正式建立了合作关系，在有线电视和视频硬、软件开发等方面一直合作得很好，这一次开发DVD 的大行动当然不会忘了老朋友。华纳公司见DVD对娱乐业极有好处，为确立自己在娱乐业中的地位，当然求之不得，这样两家一拍即合，正式组成了东芝—华纳联盟，事后表明华纳公司在拉“选票”方面做出了很大的贡献。

接着东芝又开始盯上了新的目标，那就是在消费电子领域中的“龙头大哥”—日本松下公司（MATSUSHITA， Panasonic是它的著名商标之一）。就在拉斯维加斯大展后不久，东芝公司社长亲自打电话绐松下公司的社长，恳切邀请松下公司加盟自己的阵营。紧接着，华纳公司总裁也从美国致电松下公司，劝说其加入东芝—华纳联盟。虽然松下公司在开发VCD 时与索尼、飞利浦公司的合作关系是有目共睹的，但这一次松下公司并没有急于明确表态支持索尼和飞利浦，因此也是两大阵营力求争取的对象。经过一段时期的等待，松下公司终于做出了关键性的决定，加盟东芝—华纳阵营。之所以说是关键性的决定，是因为松下在消费电子领域中的地位非同小可，她的加盟大大加强了东芝—华纳联盟的实力，并在解决SD不能向下与普通CD兼容的问题方面，立下了汗马功劳，而且它的决定在一定程度上还影响了其它消费电子公司的意向。在松下做出决定不久，先锋、日立、汤姆逊（THOMSON）等具有相当影响的公司都表示支持SD规格并加入东芝—华纳阵营。

与此同时，华纳公司也开始加紧对以往竞争对手的拉拢，与那些娱乐业巨头的上层领导频繁接触，先后成功地邀请到了米高梅、百代等著名的媒体集团（百代公司与东芝早有合作， 成立东芝—百代合资公司生产CD唱片和卡拉OK音响设备，也可以说是老朋友了）。 然而所有的这一切都在悄然进行，没有半点的声张。当东芝—华纳集团在1995年1月24 日公布自己的设计规格时，也公布了集团成员的名单，舆论界随之一片哗然。的确，在东芝—华纳阵营中集中了不可忽视的力量，相比之下，索尼—飞利浦集团就逊色多了。索尼─飞利浦集团倚仗着在CD技术方面的一贯强大优势，觉得其他公司对自己提出的技术规格应该是“一呼百应”，从而放松了对这些公司的拉拢，使东芝一方在暗地里一次又一次地得手，最后只有索尼的子公司爱华（AIWA）明确表示支持，连在VCD的开发过程中始终是盟友的日本胜利公司（JVC）都离之而去，形势对索尼—飞利浦集团极为不利。 后来，东芝—华纳阵营又增添了韩国的三星公司（SAMSUNG）和SKC公司，显然在这场竞争中索尼—飞利浦集团的实力已明显处于下风。

但是，由于普通CD后来派生出了CD-ROM，所以在研制DVD的当初，除了娱乐业， 还有一个大行业也在密切注视其发展动向，那就是计算机业。由于多媒体的高速发展，计算机业对DVD的重视程度丝毫不亚于娱乐业。DVD将是为这两大业界服务的，因此得到了这两大业界的支持才可以说是真正的胜利。在这方面，索尼—飞利浦集团由于向终端用户承诺提供可录的MMCD设备，而得到了需要经常备份文件（也就是复制）的计算机业的支持。但反过来，正是由于东芝—华纳集团保证不向一般用户提供可录的SD设备以保护影视娱乐公司的版权利益，而得到了娱乐业的广泛拥护。双方各有后台，势均力敌互不相让。诱人的DVD不能形成统一的标准格式使人不禁回想起以前类似的情景：JVC的 VHS与索尼的Beta录像格式之争；索尼的 MD对战飞利浦的DCC；还有索尼的8mm与JVC公司的VHS-C摄像机格式的大战……显然这对消费者来说是极为不便的。当时的情形也惊人的相似，出于对消费者利益的考虑（当然也是为自己），两大业界里的领导人物最后都明确表态，只接受一种技术规格方案，不管是任何一方的或者是折中的方案（而就当时情况而言，只能是一种折中的方案），这其中包括IBM、Microsoft、 Apple（苹果）、 COMPAQ（康柏）、HP（惠普）、Kodak（柯达）等当时顶尖的企业和美国电影制片业顾问委员会。面对两大业界的强大压力，两大对立集团开始寻求合作以打破僵局。

首先由索尼公司主动提出了倡议，并与东芝最终达成了旨在使双方光盘格式的编码标准能够相互兼容的协议，也就是说按此协议将可以较为容易地制造出“通用机种”，既可读SD又可读MMCD，当然还包括普通CD。但是这个协议并没有得到两大业界的支持，因为从本质上说两大格式并没有折中，而是在表面上采取了一种变通的形式。迫于业界压力，两大阵营不得不开始新一轮的谈判，但在开始时双方都没有太大的诚意，他们怕在可能达成的折中方案中，己方的技术与专利比例少于对方而在以后的实际市场动作中处于被动的局面。因此，双方都竭尽全力突出己方规格的优点，力争对方妥协，这样在1995年8月15日到8月24日期间，双方的谈判没有取得实质性的进展。24日下午，索尼公司社长亲自与东芝公司社长联系，希望能尽快完成统一格式的工作。同时两大阵营内部也产生了尽早达成统一格式以尽快将其产品化的呼声，而上述的两大业界也施加了更大的压力。显然，让一方向另一方彻底投降是不可能的，只有相互妥协才能实现规格的统一。因此，双方从全局优势论转向了更为实际的局部优势论，不再强调自己的规格具有全面的优势，而是在具体的产品设计中突出自己某一方面的技术优势，这样局势就较为明朗了。

1995年9月15日对于DVD来说是一个关键的日子，两大阵营终于达成了统一DVD标准的协议。在最后关头，索尼公司做出了重大的、关键性的让步，她放弃了自己的光盘结构，同意采取东芝公司独具匠心且较为先进的双盘对接的光盘结构，而东芝公司则相应的在数据信号的调制、处理等部分技术向拥有丰富的CD生产、开发经验的索尼妥协。

至此，这场旷日持久且空前激烈的DVD规格大战算是告一段落，但也从此埋下了祸根。表面上看，MMCD与SD在规格上是一软一硬双方各占一项，平分秋色。可事实上，采用MMCD的部分按照索尼技术人员的话说则是象征性的，让一向以技术领先著称的索尼很没面子。从此，索尼与飞利浦的“复仇”之心就没有一刻停止跳动，而DVD刻录与蓝色光盘时代，就是其反击的开始！

目前的DVD的容量规格

注：GB=109字节（下文如果没有特别注明均以此数值为标准）

DVD-5的盘片结构图

DVD-10的盘片结构图

DVD-9的盘片结构图

DVD-18的盘片结构图

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由于有CD刻录技术的基础，所以DVD刻录技术发展速度很快，在1995年DVD走向大统并于1996年中期推出成品后，世界上第一个DVD可重写刻录规格——DVD-RAM就在1997年诞生了。从下面这个表中，我们可以清晰的看到DVD刻录的发展轨迹。

在这里不能不提一下DVD论坛，这个在DVD诞生后不久即成立的组织对DVD的发展是有着重大影响的，它被业界称为DVD的唯一官方组织。理论上，任何与DVD相关的标准都要经过它的审批。

DVD论坛全称为DVD Forum，建立于1997年四月，前身是1995年年底成立的DVD社团（DVD Consortium）由十家DVD主力厂商组成，又称10C，向中国DVD厂商收取专利的就是它们——日立、松下、三菱、飞利浦、先锋、索尼、汤姆逊、时代-华纳、东芝和JVC。到本文截稿时，DVD论坛共有212家会员公司，而目前另外三个主要的DVD刻录研发/推广组织——RWPPI、RDVDC、DVD+RW Alliance的所有会员也基本都是DVD论坛中的成员，所以说它是对DVD发展最有影响力的业界组织并不为过。当然，为了能肩负起“左右DVD发展”这个重任，DVD论坛特为此成立了11个工作组（Working Group），负责不同领域的研究，这个规模也是其他组织不可比拟的。

DVD论坛11个工作组的代号与分工

但是，在DVD规格得到统一之后，DVD论坛并没有统一DVD刻录的标准，毕竟这不是一个强制性组织。而一直想为自己出口恶气的飞利浦与索尼公司在1996年DVD刚一正式推出时，就迫不及待的研制可录式DVD，虽然在1997年DVD论坛由会员投票通过了当时旨在数据存储的DVD-RAM规范，但不服输的索尼与飞利浦仍要坚持自己的信念独立开发自己的DVD刻录规范，从而与惠普共同创建了DVD+RW Alliance，它就是DVD+RW与DVD+R的规范制定者。与此同时，先锋公司也在1997年拿出了它的可录式DVD技术——DVD-R以及之后的DVD-RW，由于面向主流DVD视频市场并且是对DVD-RAM弱点的重要补充，所以迅速通过了DVD论坛的认证，成为了DVD官方指定的非数据存储应用的可录式DVD标准（DVD-R与DVD-RAM同时获得DVD论坛通过）。这样，DVD刻录技术就出现了三大类、五种规范（DVD-RAM、DVD-R/RW、DVD+R/RW），而DVD刻录的业界组织也从DVD-ROM时代的DVD论坛一家，变成了两大家族分立的局面。不过，为了能让这些刻录格式得到统一，造福于大众（当然也是为了多赚钞票），两大阵营仍在继续努力，这其中就包括DVD论坛推出的DVD-Multi规范和一些DVD+RW联盟会员公司私下开发的DVD±RW规范（又称DVD-Dual）。但它们并不是新的刻录技术，而是将现有的五种规范进行相应的结合。其中DVD-Multi支持DVD论坛两大刻录技术、三种刻录规范，而DVD±RW则是DVD+RW与DVD-RW的综合产物。有关它们的详情将在下文进一步介绍。

好啦，接下来我们就将以发布时间为顺序介绍当今DVD刻录技术的三大类别

目前主要DVD刻录规范的简要对比表

（上图可点击放大）

注：CSS= Content Scrambling System，内容加密（扰流）编码系统
CPRM= Content Copy Protection for Recordable Media，可录媒体内容拷贝保护技术，由IBM、Intel、松下、东芝组成的4C社团开发

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DVD-RAM的全称为DVD- Random Access Memory（DVD随机存储器），是由在DVD标准争夺战中处于优势的三家公司联合开发的，它们是松下、日立与东芝（简称MHT）。业界对其定义为Re-Writable DVD（可重写式DVD）。

DVD-RAM所使用的技术源于松下自己的PD（Phase-change Dual，双相变）光盘技术。并结合了硬盘、MO（Magneto-Optical，磁光盘）的部分存储技术，针对于数据存储应用而开发。在那个时候（DVD刚正式推出），对于刻录与DVD-ROM相兼容的视频光盘的需求并不迫切，所以可录式DVD更多的是被看作为数据存储媒体，并以MO为潜在的替代目标。而在当时，对于大容量光存储也的确有不小的需求。这样，DVD-RAM在设计当初就没有过多地考虑与那时已经出现的DVD-ROM驱动器或DVD播放机进行兼容（这似乎是该集团的习惯，在设计SD的时候就没有考虑过与CD的兼容），这从下文介绍中就可以看出来，单从物理格式上就与DVD-ROM有很大区别。

其实，按照MHT的想法，现在即使不兼容，只要让后期推出的DVD-ROM与播放机去兼容DVD-RAM也完全可以，而且不存在技术上的困难，事实上以MHT的在业界的实力和影响力，做到这点也并不是什么难事。在那时，MHT的理念得到了DVD论坛大部分会员的赞同，1996年松下公司开发出第一个DVD-RAM样品，并最终在1997年7月公布了DVD-RAM Ver1.0规范，成为了DVD刻录世界的开路先锋。到了1999年公布了DVD-RAM Ver2.0规范，在2000年又对第二版进行了少量改进（主体规格没有变化）并推出了DVD-RAM  Ver2.1规范。在DVD-RAM的开发中，MHT还得到了欧洲电子计算机工业会（ECMA：European Computer Manufacturers'' Association）的帮助，并以ECMA标准的形式发布了相关版本的DVD-RAM盘片规范。

在下文中，对DVD-RAM的介绍相对要详细一些，原因有二，一是DVD-RAM的设计相对其他刻录技术更为复杂，需要更多的篇幅才能阐述清楚，二是在DVD-RAM的介绍中将附带很多的相关基础知识，有些同样适用于DVD-R/RW和DVD+R/RW，它们有助于读者对专题后面内容的理解，所以也请读者们注意相关内容。

1、盘片结构

DVD-RAM的盘片与现有的其他光盘很不一样，浮雕式首标（EH，Embossed Header）信息与MO如出一辙，图1就是DVD-RAM Ver1.0的光盘表面，可以清晰地看出由EH组成的图案，是不是与MO很类似？DVD-RAM使用了ZCLV（Zoned Constant Linear Velocity，区域恒定线速度）旋转模式，在光盘的盘片上划分出多个数据区，每个数据区含有基本等量的存储轨道，每个转道扇区数量一致，在这一区域内光盘的转速是恒定的（因为是CLV方式，所以越外圈转速越低），而处于内圈的数据区的转速要高于处于外圈的数据区转速，这一点与硬盘的ZDR（Zoned Data Recording，区域数据记录）方式有几分相似，不过DVD-RAM是从最内圈开始写入的。

DVD-RAM Ver1.0光盘的表面，DVD-RAM Ver2.0与之一样，只不过容量更高EH图案更为密集

在盘片结构方面，DVD-RAM也是目前所有DVD刻录盘中最复杂的，在0.6mm的厚度里一共有8层材料。

DVD-RAM盘片纵向结构图

DVD-RAM从Ver1.0开始就制定的双面盘片的规范，像DVD-10一样背靠背将两张0.6mm的盘片压合（俗称Bonding），如果要使用另一面进行存储，就必须将光盘取出翻个面才行。

由于EH是DVD-RAM得以工作的重要保证（它是存储着扇区的ID），所以为了保护光盘不被无谓的磨损，DVD-RAM从Ver1.0开始就规定了光盘匣（Cartridge）的设计规范。共有三大系列9种类型（Type），在平时它就像是光盘盒一样保护着盘片，在使用时直接放入驱动器中即可。

DVD-RAM光盘匣的类型

密封式光盘匣连同光盘一块出售，盘片被封死在盘匣内，不能拆卸。可移除式光盘匣虽也连同DVD-RAM一块出售，但可以拆卸，单独使用里面的光盘，比如放到其他可以读取DVD-RAM的驱动器中进行数据共享（DVD-RAM驱动器也支持不带光盘匣使用DVD-RAM）。空光盘匣则有点像光盘盒，如果购买散装的DVD-RAM盘片或原有的盘匣损坏，可以购买它来保护光盘。

松下公司推出的4.7GB单面DVD-RAM盘片，使用Type2型可移除式光盘匣

松下公司推出的9.4GB双面DVD-RAM盘片，使用Type4型可移除式光盘匣

没有光盘匣时使用DVD-RAM

带有光盘匣时使用DVD-RAM<

2、盘片与驱动器的规格

DVD-RAM Ver2.0与Ver1.0在盘片的规格上有着很大不同，首先就是容量的变化，并且有了8CM盘片的规范。而由于容量的不同也必然造成相关的设计产生了变化，如存储区数量、轨道间距、记录点的长度等等，其次是刻录速度的提高。不过DVD-RAM规范是向下兼容的，支持最新Ver2.1的DVD-RAM驱动器仍可以使用Ver1.0的盘片。

DVD-RAM Ver1.0与Ver2.0的规格对比

本文下面的介绍只限于DVD-RAM Ver2.0 12CM的盘片系统

3、DVD-RAM的存储方式

刻录玩家应该知道，在CD-R与CD-RW光盘上都有已经设置好的存储轨道，这个轨道是特意制作的沟槽（Groove），DVD刻录在这一点上与之大同小异，但DVD-RAM是其中比较特别的一种设计，首先让我们看看DVD-RAM盘片的存储结构。

DVD-RAM盘片（Ver2.0）的存储结构

从图中可以看出，在数据区中，DVD-RAM不仅在沟槽处记录数据，也在岸台（Land）记录数据，因此DVD-RAM的基本存储方式被称为“岸/沟”式存储（Land/ Groove）。在图中，我们还能发现还有一个地址区，这是怎么一回事？原来，这是DVD-RAM之所以能实现随机存储的重要保证，它为每一个存储扇区都设立了一个唯一的标识（ID），4个ID信息就组成了前文讲到的首标（Header），之所以称它为浮雕式，是因为它是以凹坑的形式压制（类似于CD-ROM的制作方法）在非激光刻录的介质上。它就相当于硬盘上的伺服信息，不会在写入时被破坏。这种通过首标进行寻址的方式就是互补定位信息凹坑地址（CAPA，Complementary Allocated Pit Address）。

首标中的4个ID信息，两两一组（ID1/ID2、ID3/ID4），每个ID中包含有同步信息、物理扇区地址、地址错误检测信息等，分别对应位于其身后的处在岸台和沟槽的扇区。这里需要指出的是，DVD-RAM与CD-R一样，使用的也是一条螺旋形轨道，因此在每一圈中都要进行岸/沟之间的转换，ID1/2与ID3/4的位置也会随之改变。而所有的这一切（首标的信息，各ID的位置，岸/沟转换）在DVD-RAM盘片生产过程中就预制好了，无需用户操心。

DVD-RAM轨道的螺旋结构，在每一圈中都会有一个岸/沟转换点

DVD-RAM盘片上首标的组成，ID1/2对应后面的岸台扇区，ID3/4对应后面的沟槽扇区，在经过岸/沟转换后，ID1/2与ID3/4的位置也会改变，保持相应扇区的对应位置

从中图可能有些读者发现轨道是呈波浪形抖动的，难道是为了美观？哈哈，其实这是有意而为的。在CD-R与CD-RW光盘上的轨道也是“抖动”的，业界称之为Wobble。这个设计在于更好的对轨道进行跟踪，保持应有方向，配合上文讲到的岸/沟式存储技术，可以得到很高的跟踪精度。DVD-RAM将这种技术定义为的抖动岸/沟式轨道（Wobbled Land and Groove Tracks）

当光学传感器识别经过首标时，一个推挽式（PP，Push-Pull）式轨道跟踪探测器将开始工作，此时带通滤波器（Band Pass Filter）与判别电路（Discrimination Circuit）来获得并识别首标与轨道的信号，同时借助于PLL（Phase-Locked-Loop，锁相回路）生成与抖动信号同步的时钟信号，从而保证轨道的跟踪精度。

轨道抖动的频率是固定的（在Ver2.0版中，抖动的频率为141KHz），能给驱动器提供一个恒定的时间信息。因此，这个固定的抖动频率可以帮助读取头在连续读取扇区但读取下一个首标失败时，仍可以通过计算抖动周期找到下一个扇区的位置。松下公司声称这个技术可以将寻址的错误率降低到10^-20以下。不过，大家不要误会激光头的刻录也是在抖动中进行，抖动只是为了更好地跟踪轨道（之所以轨道不是正规的圆形，是因为有规律的变动更容易识别并跟踪，如果是平直的一条线反而不容易判断），数据的记录仍是沿轨道的中线进行，在读取时，驱动器是不理会抖动信息的，这也是其他光刻录技术所惯用的手段，只是在细节上有所差异。

DVD-RAM的抖动形岸/沟轨道，抖动是为了便于跟踪与同步，激光刻录仍沿轨道中线平滑进行<

4、DVD-RAM的扇区格式与文件系统

DVD-RAM的扇区数据容量为2048字节（2KB，不含纠错码），在数据纠错方面与DVD-ROM一样，使用了著名的理德-所罗门纠错编码技术，但纠错的单位并不是一个扇区，而是一个纠错块（ECCB，ECC Block），一个纠错块包含16个物理扇区中的数据区，共32KB，这个纠错块中的每个扇区的纠错码分布存储在其他15个扇区中。这也是DVD和所有DVD刻录技术的通用设计。

DVD-RAM的物理扇区格式，包括首标在内，扇区的总容量为2697个字节，真正用于存储的数据区容量为2048字节

DVD-RAM的标准文件系统与DVD一样，使用统一磁盘文件系统（UDF，Universal Disc Format），这也是DVD其他DVD刻录技术所使用的标准文件系统。UDF是光学存储技术协会（OSTA，Optical Storage Technology Association，官方网址：http://www.osta.org）开发的文件系统，目的在于解决ISO9600文件系统给光存储发展带来的限制，让光存储系统有一个强大而统一的文件管理平台。其文件扇区的容量为2048字节，是硬盘所规定扇区的4倍，这也是DVD所使用的规格。而UDF通过完整的封包写入（PW，Packet Writing，封包是UDF中一个写入单位，它允许在一个轨道上进行多个文件的集中写入操作，有助于提高写入效率，一般是以64KB为一单位）功能与虚拟分配表（VAT，Virtual Allocation Table）给予了DVD强有力的支持。不过，为了向下实现更好兼容性，DVD-ROM使用的是ISO9660与UDF相结合的文件系统，也称UDF Bridge。目前UDF的最高版本是2.01，由于不是本文的重点，所以在此不再详述，有兴趣的读者可自行参阅相关文档。

另外， DVD-RAM还可以使用FAT16/32文件系统（使用FAT16时，容量则只有2GB），在WindowsXP系统上，更可以直接对其进行FAT32格式化，并可在Windows 98和2000中读取（后者需要SP3），在三个刻录标准中，这是它少有的功能，非常实用。

5、DVD-RAM的缺陷管理系统

我们知道在硬盘上，都有缺陷管理功能（Defect Management），在出厂时对磁盘进行扫描，将有缺陷的扇区（Bad Sector）的地址重定向到磁盘上备用的扇区（磁盘上除了标准的可正常寻址的数据区外，还有备用存储区以便替换有缺陷的扇区），并生成主缺陷列表（PDL，Primary Defect List，又称P-List），这个列表记录着缺陷扇区的地址和所重定向扇区的地址，在出厂后，也可以通过自身或专用的软件检查新产生的缺陷扇区并写入成长缺陷列表（GDL，Grown Defect List，又称G-List）。它们被存放在硬盘的上专用存储器中（可能是存储Firmware用的Flash ROM，也可能是主控制器中的EPROM），供寻址时进行即时查询和转换。

虽然UDF从1.5版之后也提供了缺陷管理的功能，但出于可靠性和工作效率的考虑，DVD-RAM采用了与硬盘类似的方式——硬件实现缺陷管理。但由于光盘的可更换性，所以PDL与次级缺陷列表（SDL，Secondary Defect List）都存放在光盘而不是驱动器上。SDL并不是GDL，而是对PDL的一个补充，PDL用满后自动使用SDL。为了保存这两个缺陷列表，在DVD-RAM的导入区（Lead-In Area）和导出区（Lead-Out Area）分别设立了4个缺陷管理区（DMA，Defect Management Area），每一个DMA包含32个扇区（两个ECCB），第一个ECCB存放着PDL，第二个ECCB存放着SDL。

既然要替换有缺陷的扇区，那么就肯定要有备用的存储区。为此，DVD-RAM在盘片最内圈的数据区（Zone 0）固定划分出了12800个备用扇区，容量为25MB。我们称之为主备用区（PSA、Primary Spare Area），而在盘片的最外圈数据区（Zone 34）则动态划分出辅助备用区（SSA，Supplementary Spare Area）。只有在PSA用满后才开始用SSA。SSA的扇区数最少为0，最多为97792个，容量191MB。也就是说可以用来替换的扇区总数为110592个，容量216MB，基本可以保证其100000次擦写操作的扇区的实际数量。

DVD-RAM光盘在出厂时就已经做过了检测（Certification）并生成缺陷列表，在使用后期，用户也可以再进行检测操作，此时驱动会自动进行缺陷检查并更新缺陷列表。在每次DVD-RAM工作时，驱动器会读取PDL和SDL并暂时保留在相应的存储器中以供寻址时使用。

缺陷管理是DVD-RAM驱动器本身的功能，无需第三方软件参与，也是其得以自豪的一个重要优势。它借鉴了硬盘在这方面的经验与设计，最大限度的保障了数据安全可靠地被存储。不过，由于备用区的存在以及格式化操作，使DVD-RAM的实际存储容量并不能达到标称的4.7GB。事实上，DVD-RAM的单面总存储容量是5GB，但导入和导出区占用了几百兆的空间，再刨去PSA、SSA占用的空间，实际可用的最大容量约为4.52GB。

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与传统的CD-R和CD-RW相比，DVD-RAM算是一种另类的设计，而另类的结果就是与当时已有的DVD-ROM和播放机的兼容性很差。按照经验-R/RW才是DVD的理论上的刻录技术，事实上的确如此，可以说它们就是为了兼容视频制作与播放而诞生的。

DVD-R/RW是第二个被DVD论坛认证的DVD刻录技术，其研发者是日本先锋公司，于1997年7月与DVD-RAM同时公布了DVD-R第一版规范，1998年11月公布了1.9版DVD-R规范，在2000年2、3月又分别推出了作家与通用型DVD-R Ver2.0规范。而DVD-RW的第一版规范在1999年11月公布，2000年9月升级到1.1版。

1、DVD-R

DVD-R的全称为DVD-Recordable（可记录式DVD），业界为了将其与DVD+R区分，把它定义为Write once DVD（一次写入式DVD）。不过，与CD-R不同的是DVD-R目前有两种类型，分别为作家型（Authoring）和通用型（General）。这两者在物理上主要的差异就在于刻录激光的波长，所以需要各自专用的刻录机才可以对其写入。不过只要刻录完成，均可以在传统的DVD播放机上播放。

为什么会出现两种类型的DVD-R呢？其实在它推出的年代（1997年），能使用DVD-R进行视频刻录的只有那些专业人员，比如视频制作者经常会从线性数字视频母带（DLT，Digital Linear Tape）上备份视频图像，或者在医疗、勘探、银行等领域将其作为视频录像的备份。所以，那时的作家型DVD-R主要为他们服务。事隔三年后，DVD论坛看重宽带技术的发展，认为这将是个人DVD刻录时代到来的先兆，于是在作家型DVD-R Ver2.0基础上制定了通用性DVD-R标准（初始版本就是2.0）。也就说，作家型DVD-R针对的专业应用市场，而通用型DVD-R则是针对普通民用市场。

用途的不同，也给两者带来了不同的逻辑协议，通用型DVD-R在这方面与作家型DVD-R的关键区别就在于支持CSS内容保护技术，而作家者DVD-R则没有这个限制（但别忘了它需要专用的刻录机型）。

讲完DVD-R的历史与分类，下分我们就来看看DVD-R的具体设计。

DVD-R盘片的结构图

与传统的CD-R一样，DVD-R只使用沟槽轨道进行刻录，而这个沟槽也通过定制频率的信号调制而成“抖动”形，被称作抖动沟槽（Wobble Groove），它的作用与上文DVD-RAM所讲到的抖动大同小异，在帮助刻录器跟踪轨道的基础上生成驱动器的主轴马达控制信号。这是因为DVD-R的旋转模式是CLV，马达的转速会经常调整，将控制信号以抖动的方式调制在沟槽的形态中，通过驱动器的检测，就可以精确控制马达的转速了。但它的抖动频率相对于DVD+RW来说并不高（与DVD-RAM一样，同为141KHz），所以又称低频抖（LF Wobble，Low Frequency Wobble）。但与DVD-RAM不同的是，DVD-R/RW使用微分相位识别（DPD，Differential Phase Detection）的方法检测抖动信号并得到相关信息。另外，它还在岸台处设置用于精确判别物理地址信息的凹坑（Pit），以帮助驱动器准确掌握刻录的时机，这种定址方式就是岸台预制凹坑（LPP，Land Pre-Pit），它的位置将在检测沟槽抖动信号时被获得。

DVD-R的存储方式，岸台上的凹坑用于标明物理地址，而数据连同其地址同步信息被刻录在沟槽中

DVD-R的寻址同步方式，当检测到Pre-Pit后，数据与当时的检测信号相同步进行写入，同步信息是数据的一部分（总共需要三个同步脉冲）

与DVD-RAM一样，抖动沟槽与LPP在光盘生产时就已经压制好，它们只在刻录时起作用而不影响读取。

2、DVD-RW

DVD-RW的全称为DVD-ReWritable（可重写式DVD），不过业界为了将其与DVD+RW区分，定义为 Re-recordable DVD（可重记录型DVD）。如果把DVD-R的记录层换成相变材料，并加入两个保护层，那么就基本变成了DVD-RW。两者在存储方式上是一样的，同样使用抖动沟槽与LPP寻址方式。相关内容请参考上文DVD-R的介绍。其1.1版相对于1.0版的主要不同在于增加对CPRM版权保护技术的支持。

DVD-RW盘片结构图

3、DVD-R/RW如何兼容传统DVD光盘

要与传统DVD光盘的兼容，有两个条件——物理格式的相同与逻辑规范的统一，而物理格式的相同是重要的前提。

DVD-R/RW之所以能兼容DVD-ROM，与其物理格式的设计是分不开的，如果驱动器因物理格式不匹配而无法读取光盘，那么即使逻辑方面兼容（比如DVD-RAM在扇区容量、信号调制、纠错管理等与DVD-ROM相同）也是没用。所谓的物理格式主要是指旋转模式、盘片结构、以及反射率。DVD-RW与DVD-ROM一样采用CLV旋转方式、盘片的数据结构与DVD也一样（没有DVD-RAM的首标设计），只有在反射方面与DVD-ROM有一定的差距。但DVD-RW的反射率正好与DVD-9半反射层的反射率相当，因此它仍然可以被传统DVD驱动器读取。不过，也因此某些老款的DVD驱动器会将其认成是DVD-9格式的光盘并调整物镜的焦点，从而造成无法读取，此时只要更新驱动器或播放机的Firmware即可。所以，也不会对兼容性造成很大的影响，尤其对近一两年推出的播放机与DVD驱动器来说，这点是不用担心的。而从这里也可以理解为什么DVD刻录盘没有双层而只有双面的结构，原因就在于对第二层刻录的难度很大，对反射率兼容性也提出了更高要求。新一代蓝光盘，由于是重新设计，所以可以从一开始就考虑到双层刻录的标准，但DVD在开发之初并没有将刻录标准的研究同时进行。

至于具体的刻录手段与方法则都属于逻辑范畴，这取决于软件厂商和硬件控制软件的研发水平。其实，就如CD刻录，在很大程度上，逻辑方面所能提供的更多是功能上的强弱，当然设计不好的软件对刻录兼容性也有着不可忽视的影响，这方面DVD刻录软件与现有的CD刻录软件发挥的作用是一样的。DVD-RW也是在相应刻录软件的支持与完善下，才逐步增加了很多便利的功能，而这与其物理格式是没有关系的。

不过，兼容与否也是双向的，只不过刻录机兼容以往的播放机是天经地义的，但在另一方面，新推出的播放机也会把兼容某种盘片当作一个卖点，这一点在下文会进一步分析。<

1、DVD+R/RW的发展历程

DVD+RW联盟的诞生缘由已经在上文讲过了，DVD+R/RW在DVD刻录界被称为“被抛弃”的子民，由于DVD的官方组织——DVD论坛在1997通过了另一DVD重写格式DVD-RAM，而使惠普、飞利浦、索尼三员大将“出走”，成立DVD+RW联盟向DVD论坛挑战，其主推的DVD+RW与DVD-RW同时开发，但最终没有被DVD论坛所接纳。DVD+RW联盟的成立对DVD论坛的触动可想而知，为了保持DVD官方组织的威严，DVD+RW被勒令不得使用DVD的官方标识，所以在DVD+RW标志中没有DVD-RAM与DVD-R/RW标志中那熟悉的DVD Logo。

不过，凭借着30多年的光盘开发经验，飞/索两家虽然在DVD争夺战中败北，但其所开发的DVD+RW正式推出时，却得到了业界的广泛关注。业界为了将它们与DVD-R/RW区分，DVD+R被称为DVD Recordable ，DVD+RW被称为DVD ReWritable。

在DVD+RW的开发中，曾经走过一段弯路，而且是先+RW，后+R。在1999年，索尼与惠普第一次公布的DVD+RW标准——DVD+RW 3.0GB/面，并由ECMA出版了相关标准，但与DVD-RW相比劣势明显，而且兼容性也不是很好。因此，DVD+RW联盟立即开始重新设计，不过一些设计思路仍沿用了3.0GB的标准。新标准（4.7GB/面）很快便于2000年基本定型，2001年年底推出1.1版，后在2002年1月推出改进的1.1版，即DVD+MRW，主要的变化就是支持Mount Rainier（简称Mt. Rainier）技术。借助于DVD+RW联盟主力厂商强大的物理与逻辑开发实力，可以说它是DVD-RW在民用市场上的强有力的对手。

DVD+R/RW的物理格式

DVD+R/RW在盘片的构成上与DVD-R/RW基本是一样的。DVD+R的结构图可参见上文DVD-R。

不过，在轨道的结构上，就有了很大不同。DVD+R/RW虽也采用抖动沟槽的存储方式，但如何“抖动”却更有学问。首先，抖动的频率要比DVD-R/RW高很多，为817KHz，抖动单位长度约为4.3μm，相比下之CD-R/RW的抖动长度为45μm，DVD-R/RW的抖动长度为25μm。所以又称之为高频抖动（HF Wobble，High Frequency Wobble）式沟槽。高频抖动的好处是，可以更为精确的跟踪轨道，并且定位更为准确（因为检测周期缩短了），为DVD+RW能实现无损链接（LL，Lossless Linking）打下了很好的基础。其次，与DVD-R/RW的抖动主要提供马达同步信号不同，DVD+R/RW采用了在MD（Mini Disc）上就已有的设计，将扇区地址信息调制到抖动的波纹中。也就是说，在刻录时，通过检测抖动所产生的信号就可获得地址信息，这个技术就是地址预制沟槽技术（ADIP，ADdress In Pre-groove），它与CD-RW上所用的绝对时间预制沟槽技术（ATIP，Absolute Time In Pre-groove）很相像，只不过在ATIP中更多的是辅助信息（如生产商、可刻录时间与速度等）。

DVD+R/RW的轨道抖动示意图，其抖动长度为4.3μm

不过，在最早的DVD+RW  3.0GB/版本中，是将盘片分为8个区段（Segment），而ADIP只包含了区段地址和轨道地址信息，只能借助交互式精确时间标记（AFCM，Alternating Fine Clock Mark）来进行辅助寻址。

在DVD+RW 3.0GB/面版本中，盘片被划分为8个区段，区段地址被调制在轨道抖动的波形中

在目前的版本中，从笔者掌握的有限的资料上看（DVD+RW联盟的技术规格保密得非常好，能得到的要不是过时的资料，要不就是普通的介绍），AFCM与区段的设计似乎已经取消了，而ADIP则包含了精确的地址信息，但单位是ECCB。每一个ECCB（16个扇区，32KB）有四个地址与之对应。

在旋转方式上，DVD+R/RW采用了CAV（Constant Angular Velocity，恒定角速度）与CLV两种，CAV是硬盘所采用的旋转模式， DVD+R/RW用它进行刻录，有助于提高随机写入的速度和性能，这对专业人员进行非线性（No-Linear）视频编辑有很大好处，相对的，在使用CLV旋转方式时能得到更高的速度和更好的兼容性。但具体到某一款具体的产品，则只能支持其中的一种DVD刻录方式。目前用于PC的DVD+R/RW驱动器的DVD刻录旋转模式基本都是CLV。

与前面讲过的DVD-RAM、DVD-R/RW一样，抖动的轨道在光盘出厂时就已经做好了，它将引领激光头进行精确的刻录，但不会影响数据的读取。

（上图可点击放大）

DVD+RW物理规格与DVD-ROM的比较，灰色底格部分表示完全兼容，其实在物理兼容性方面DVD+RW与DVD-RW基本一样，由于反射率的原因，DVD+RW也面临与DVD-RW一样的兼容性问题，但也可以通过刷新Firmware来解决

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兼容性

DVD刻录机之所以能开始向普通民用市场渗透，主要就在于DV（Digital Video，数字视频摄像机）与宽带的普及。而这种以视频刻录为主的操作，其根本要求就是兼容，如果自己刻出的东西不能在亲朋好友那里观看，就几乎不会得不到市场与用户的认可。但是，这里就涉及到了我们在上文讲到双向兼容的问题。有些老的DVD驱动器和播放机在推出之时，相应的刻录规范还没有出台，所以在这些老机器上实现兼容就非常难办（虽然大部分可通过刷新Firmware来解决与DVD±RW的兼容问题）。而现在的一些驱动器与播放机则拿兼容这些新的刻录标准作为卖点，比如支持DVD-RAM播放等等，那么对于这类的机器，DVD-RAM的兼容性就不成问题。

在讲述DVD-RW时，我们首次分析了兼容的实质。DVD-RAM之所以不能实现与传统DVD-ROM的兼容就在于物理格式的不同，具体些就是首标的设计和更低的反射率。由于刻录时需要提供地址信息，而这个地址信息在播放时却是不需要的，这就产生了矛盾。DVD-RAM选择了最为明确的地址信息设计，便于数据存储操作，但首标的存在将破坏传统驱动器的连续读取与识别。DVD-RW与DVD+RW的做法则是将地址信息以某种特定的手段隐藏在轨道中，前者的做法是LPP（在岸台上设置凹坑），后者则是ADIP（将地址信息调制在高频抖动的沟槽波形之中），它们都不影响轨道的连续性，从而在根本上实现了物理格式与DVD-ROM的兼容。

因此，单从这一点就可以看出DVD-RAM在与传统驱动器/播放机兼容方面做得是最差的。MHT三巨头本来想让DVD-RAM之后推出的DVD驱动器支持DVD-RAM，从而来完成“统一”大业，但显然它们的愿望并没有实现，而更多的处于“自娱自乐”的状态。

DVD-RW与DVD+RW在物理兼容性方面则是半斤八两，谁也别说谁，两者的比拼更多地体现在逻辑控制方面，以及因寻址与抖动频率的不同而带来的一些在刻录功能与能力上的差别。如果只论与传统驱动器和播放机的兼容性，两者都值得推荐。当然，与CD-R是兼容CD-ROM的最好选择一样，DVD-R/+R才是目前兼容性非常好的之选。

刻录速度、容量与价格

这三方面因素可能是广大消费者在兼容性之后要考虑的问题。在目前市场上所能买到的机种中，DVD-R最先实现了最高4×的刻录速度，不过DVD+RW联盟已经在2002年8月8日公布了4×的DVD+R规范。而在重写方面，DVD+RW暂时以2.4×的速度领先，DVD-RAM与DVD-RW均为最高2×。在容量规格上，大家都支持单或双面写入，最大容量统一为9.4GB。在尺寸方面，目前除了DVD-RW之外，都有8CM、12CM两种规格，但随着使用8CM可录DVD作为存储介质的DVD摄像机市场的发展，8CM的DVD-RW出现肯定是早晚的事情。

使用8CM DVD-RAM作为存储载体的DVD摄像机，由日立公司最先一批推出，目前使用8CM可录DVD介质的摄像已经成为该领域里不可忽视的一支力量

在盘片价格方面，从笔者在国外刻录设备营销网站了解的情况来看，DVD-R/RW与DVD+R/RW相差不多（在国内，DVD+R/RW与DVD-RW还不常见，价格也比较贵，DVD-R最则在15元左右，是目前最便宜的DVD刻录媒体），DVD-RAM由于产生工艺更为复杂而价格稍高，不过它是市场上目前唯一一个提供12/8CM与正反两面重复刻录的产品，而且重写次数是其他产品的100倍。而DVD-RW与DVD+RW盘片虽也有双面的规格，但目前在市场上还很难买到。至于刻录机的价格将在下文讲到。

目前市场上主流DVD刻录盘片的价格（网上搜集）

逻辑控制

逻辑控制是指在相应的物理格式基础上所能实现的逻辑功能，比如格式化、写入规则、寻址操作、缺陷管理等等。在这方面，DVD-RAM与DVD±RW有很大不同，DVD-RAM更像是“光硬盘”，它的写入与读取如硬盘一样，在WindowsXP中你完全可以将DVD-RAM定义为一个FAT32卷来使用而无需第三方软件的参与（如果要使用UDF文件系统，则需要相关软件支持），如果不考虑与传统驱动器的兼容性，其逻辑控制能力与操作系统底层支持能力是最为强大的。而DVD±RW才是传统刻录光盘的延续，很多功能需要借助第三方软件来实现。

格式化

可重写光盘的格式化操作是非常重要的，而使用过CD-RW的都知道其格式化的速度实在让人无法忍受。之所以要格式化，是因为新光盘上的数据全是0（空），没有任何扇区信息，刻录机在这种盘片上进行刻录，由于没有回馈控制信息，就好像在冰上漫无目的滑行，根本无法工作。而业界将光盘的格式化操作形象地称为De-Icing（除冰），就是对光盘上的ECCB内的扇区设置标记（类似于DVD-RAM光盘上的Header）。它相当于在“冰面”上为刻录设置“路标”，好让刻录机能知道自己的位置，而不是一头走到黑。由于要对所有的ECCB进行设置，所以用时是非常长的。硬盘之所以能实现快速格式化就在于扇区的地址已经在磁盘上设置好，只需建立文件系统即可（这也是为什么在Windows2000/XP下可直接对新硬盘进行快速格式化的原因）。而DVD-RAM则与硬盘一样，由于扇区地址信息已经通过首标的方式嵌入光盘，所以DVD-RAM的格式化时间也非常短，基本在半分钟左右。

对于传统光盘，为了缩短光盘格式化的时间，业界想了很多办法。目前最主要的就是所谓的后台格式化（BF，Background Formatting）。BF允许在De-Icing的操作期间，将其挂起，以响应操作系统的指令，如果所需要的区域没有被格式化，则先进行De-Icing，之后再写入。进行BF时，在建立好导入区和文件系统之后，格式化软件对刻录机的控制权就可以交出了，对数据区的格式化操作转向后台，用户无法察觉格式化到什么程度。

BF的另一个连带功能就是“提前退盘”（EE，Early Eject），当在进行后台格式化的过程中想将光盘取出时。BF会建立临时的导出区，这样能保证读取的兼容性。等下次再插入这张光盘时，BF会自动继续未完成的格式化操作（临时导出区被覆写）。

不过，EE也不是只有在BF中才能使用的功能，在写入数据的过程中，也可以进行此操作，道理基本是一样的，拷贝完最近的文件就建立临时导出区，然后退盘。等再插入光盘时可再继续DOW式的写入（临时导出区被覆写）。

后台格式化可以节约大量的时间，并确保读取的兼容性，而提前退盘的功能也提供了很好的便利性

BF的实现方式有硬件和软件两种，其中硬件实现方式主要就是Mt. Rainier技术。在软件方面，现在有很多光盘封包刻录软件也支持BF，比如Veritas 公司的DLA（Drive Letter Access）软件就能十分顺利的在不支持Mt. Rainier的驱动器上实现BF。所以在这一点上，只要有相关的软件支持，DVD-RW、DVD+RW与DVD-RAM的格式化速度都基本一样。

但是，BF并不是真正的快速格式化，只是控制权可以提前交出，当写入数据的容量大于已经格式化的容量时，仍要有所等待。也就是说，虽然在不到1分钟这后就可以使用，但其实是把格式化时间转嫁给刻录的用时（尤其是当进入BF状态后马上进行刻录），所以与DVD-RAM的格式化操作还是有差距的。

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2、缺陷扇区管理

在UDF 1.5或之后的版本中就提供了软件方式缺陷管理的功能，也就是说扇区的替换将在文件系统中体现。相比之下硬件的缺陷管理系统显然更有效率并且通用性更强，有缺陷的扇区不会出现在文件系统中，而是列表于驱动器的相关控制单元。这方面以前是DVD-RAM的强项，但目前也被DVD+MRW所支持。其结构与DVD-RAM差不多，在导入区里建立主表区（MTA，Main Table Area）来存储替换列表，在光盘数据区的头部设立通用操作区（GAA，General Application Area），作为与传统媒体格式的桥接，并在数据区的尾部设立第二表区（STA，Secondary Table Area），用来保存MTA的备份并为DVD-ROM的读取提供访问渠道，以保证兼容性。在GAA与STA之间建立缺陷管理器（DMA，Defect Managed Area），在DMA的头部与尾部设立备用区（SA1-2，Spare Area）来替换缺陷扇区。而真正用于数据存储的则被称为用户数据区（UDA，User Data Area），它才是真正的数据存储区。

DVD+MRW的两个备用区的最大备用容量为512MB（最小为128MB），要比DVD-RAM更大（这可能是因为DVD+MRW盘片是裸露的，受损机会比DVD-RAM要多），但所占用的用户数据区也会更多。DVD-MRW的UDA最大容量为4.58GB，最小约为4.16GB。相比之下，DVD-RW则没有这方面的功能，它只能借助UDF来实现效率与通用性相对较低的缺陷管理。所以在这方面，DVD-RW要略逊一筹。

DVD+MRW的缺陷管理的盘片设置结构（括号中的数字代表占用ECCB的个数），这是Mt. Rainier技术的一大功能，与DVD-RAM一样，它也是由驱动器本身来进行管理

3、增补写入

增补写入（Incremental Writing）是体现DVD刻录能力的一个重要操作，其关键在于增补写入的精度和可操控性上。DVD-RAM在这方面就如硬盘一样，由于永久性首标的存在，使其有着强大的增补写入能力，可以是随机写入，也可以是顺序写入。其中随机写入可以有效利用存储区中因删减数据而产生的断裂的空白区域进行存储，从而非常有利于实现非线性视频编辑。所以，如果不考虑兼容性的话，DVD-RAM在视频编辑能力方面是最强的。

其次是DVD+RW，ADIP也能提供较为精确的物理地址，所以它也能较好地实现随机访问，虽然寻址的可靠性要比DVD-RAM差一些，但也能用于非线性编辑，而DVD-RW的LPP由于只能提供相对地址，所以它的增补写入能力是最差的，其随机访问仅限于已经刻录数据的区域，而新数据只能在已有数据区的最后面顺序写入，当然也可以在原有的数据区上进行覆写，先锋公司将此定义为受限式覆写（Restricted Overwriting）。

DVD-RW有限的随机寻址能力限制了其增补写入数据的方式

接下来要关注的是写入精度，也可以算是新数据与老数据之是的衔接的精度。这方面DVD-RAM当然没话说，一个扇区一个首标，已经无法再精确了。而DVD-RW由于LPP和低频抖动轨道的设计，精度不是很高，所以要写入所谓的链接数据来完成新老数据的结合，从而对增补写入后的盘片兼容性提出了更高要求。这属于物理格式所衍生而来的问题，不过链接区所造成的影响现在可以忽略不计了，唯一的缺点可能就是更浪费空间。增补次数越多，浪费的空间就越大。

DVD-RW要写入新的数据时，先在原数据的后面建立链接区，容量为一个ECCB，其中的一个扇区（2KB）用来写入于链接数据，而剩下的30KB则是用来保证一个ECCB（这是DVD基本的存储单位）容量的伪数据

DVD+RW在这方面就要精确得多，借助高频抖动轨道的设计，驱动器可以很精确的找到链接点，并直接写入新的数据而无需链接区。另外，完全的可随机写入功能使DVD+RW可以在原有的视频记录区中，任意删减或插入新的视频片断，这就如以前用VTR进行录像一样，可以选择任意位置开始新的节目录制。当然，这属于逻辑控制范畴，也需要软件的支持。

DVD+RW的数据链接精度可达到±5T，即5个信道脉冲（bit），这就是所谓的无损链接（Lossless Linking）

在对已录制视频盘片的编辑这方面，相比之下，DVD-RW的设计也要更复杂一些，DVD-RW的一个重要的刻录模式是兼容模式（CM，Compatible Mode）。在CM刻录过程中，只要不做封盘操作（即光盘定稿，Finalizing），就可以向盘中添加新的视频片断，但如果想做成与现有DVD驱动器和播放机相兼容的盘片就必须进行封盘操作，此时即使还有足够的空间也不能再向盘中写入新的数据。如果想进行剪辑，就只能将光盘的内容完全擦除，然后再重新写入剪辑好的视频。DVD+RW由于一开始就有相关软件配合，则没有这个限制，可以随时进行增补，只要容量足够。

DVD+RW和与相配套的逻辑管理工具（软件）配合，可以在原有的视频记录区中，任意增减或插入新的视频片断，其通过两个步骤，第一步写入新的数据并备份DVD控制文件，之后成生导出区。第二步，更新原有的DVD控制文件和文件系统

对于这个劣势，目前DVD-RW也做出了改进，比如先锋公司最新DVD-RW机种——DVR-A05，就具备这一能力，先锋称之为QuickGrow（快速成长）。它会在重新编辑时删除定稿信息，之后就像没定稿的光盘一样可以进行编辑了。虽然先锋公司没有在产品介绍中提及相关软件的必要性，但我想这与先锋以往产品（如DVR-A04）能实现BF一样，软件的作为也是必不可少的。笔者猜测，先锋公司是通过随机附赠的支持OpenDVD标准（一种动态刻录DVD的软件技术，它在兼容DVD-Video的基础上允许日后对已刻录的DVD盘片进行编辑）的刻录软件来实现这个功能。笔者就在DVR-104上使用支持OpenDVD标准的MyDVD 4.0软件（估计就是DVR-A05所附赠的版本），实现了QuickGrow操作。

通过这个例子，再加上前文DVD-RW对BF的支持，大家就能对所谓的逻辑兼容和新增的功能有了更深的体会，其实这更多的是在软件上做文章，硬件方面的改动几乎没有。所以只要物理格式兼容，剩下的就都好说了。

最后要比较的是针对一次性刻录光盘的增补写入模式。在CD-R时代，我们知道“区段”（Session）的概念，通过建立多区段的光盘，可以最大限度地利用光盘的容量。对于DVD的4.7GB的容量来说，这个功能更是非常需要。DVD+R由于推出较晚，技术已经很成熟，所以一开始就有区段的设计（当然也需要软件的支持）。至于DVD-R，在早期并不提供多区段的刻录功能，但目前在物理控制技术改进和相应软件的配合下，也具备了这一能力。而DVD-RAM就和硬盘一样，随用随写，增补写入相当便利，所以没有可比性（也没得比）。

DVD+R可以在一张盘片上最多建立191个区段，每次建立新的区段，都要有一个引入区（Intro）和结束区（Closure），占用容量约为4MB。

（上图可点击放大）

DVD+R的区段结构，一个区段中可以插补多个片断，配合无损链接保证了衔接与插补的质量

DVD-R的多区段技术被称为Multi Border，功能与DVD+R的一样，但衔接的精度就要比DVD+R差一些，虽然有链接区作为精度不够的补偿，可在空间的利用效率上就不如后者了。而且与DVD+R一样，DVD-R要实现这一功能，与相关软件的配合也是分不开的。

不过，根据微软的相关资料介绍，在Windows2000/XP下，如果使用多区段刻录并且总容量大于4GB时，可能会出现只有第一个区段能被读取的情况，微软表示这个Bug出自UDF Reader（UDF读取器），即udfs.sys文件，这个Bug已经在5.0.2195.6091版本及之后的udfs.sys文件中予以解决，但目前打完SP3后Windows 2000下的udfs.sys文件版本为5.00.2195.4809。微软将在下一个XP Service Pack统一修复这一Bug。

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从上文所讲到的各官方组织的情况就可以看出，如果从业界推广角度讲，DVD-R/RW无疑是占上风的。但如果从物理/逻辑设计方面，DVD+R/RW也有很大的市场诱惑力。事实上也的确如此，由于更出色的物理兼容能力和强大的逻辑功能，DVD+R/RW被认为是最理想的DVD刻录标准。不过，DVD论坛并不是那么好欺负的，在通过软件不断完善DVD-R/RW功能的同时，DVD论坛也开始了新的反击。
DVD刻录今后的追求

在未来的发展中，应该不会再有新的刻录标准出现，容量也不会有什么变化，厂商们接下来所要做的就如CD-R/RW当初那样——提速！以现有的速率去刻录4.7GB容量的数据，就好象一个使用USB 1.1的几十GB的硬盘，让人难以忍受。但目前4倍速DVD刻录已经相当于36倍速的CD-R刻录，以现有的染料与相变材料技术来讲，能有现在的水平已经很不错了，再提速就需要更高质量的材料来配合，否则即使是驱动器控制一方速度上去了也没有用。这也是考验各厂商底层开发能力的时候了。

DVD-RAM会死吗？

笔者在用这个问题询问一些刻录光驱生产商的时候，得到的答案基本都是“那个已经是死掉的标准了，我们不会支持它”。而在一些介绍DVD刻录的文章中，也把DVD-RAM写入了“死区”，但这是不客观的评价。前文已经讲过，DVD-RAM在诞生之初就没想到兼容，也没想以视频刻录为其主要目的，而是一开始就打出了数据存储的旗号，作为DVD论坛中的一员，与市场原有标准相兼容的任务就落在DVD-R/RW的身上，所以把DVD-RAM放在与DVD-R/RW相同应用范围内比较本身就是错误的。同样，如果仅就数据存储这一范围来对比这三种刻录标准，那么也能很容易得出另两种标准已经死了的结论。

其实，DVD论坛为提高DVD-RAM在民用市场上兼容性的努力（主要是倡导驱动器与播放机向其兼容）一直没有终断过。而且， DVD-RAM非但没有死反倒正谋求提速，目前已经完成了3×速率规范的升级。不过，之所以能最早诞生并发展至今，除了DVD论坛的支持之外，最重要的是还是DVD-RAM有自己的独到的优势。由于DVD-RAM在数据存储方式上与硬盘极为相似（透明式操作），并且可重写次数远高于DVD-RW和DVD+RW，所以，只要不考虑与传统驱动和播放机的兼容问题，它是非常理想的数据存储与备份手段。事实也是如此，现在的专业光存储市场几乎被DVD-RAM所独占（这也符合当初MHT的设想）。要知道这一市场的空间同样巨大，利润也是民用市场无法比拟的。在这个市场上引领风骚的厂商大多不是我们所熟悉的，所以对民用级用户来说，DVD-RAM就好像灭亡一样，可事实上就厂商所得到的利润来说，没准它们正私下偷着乐呢。

借助DVD-RAM光盘库设备设立第二存储区，并可溶入SAN（Storage Area Network，存域网）和NAS（Networking Attached Storage，网络附属存储）体系，将是对传统的硬盘阵列的重要补充

DVD-RAM光盘库由若干DVD-RAM驱动器和一个DVD-RAM光盘仓组成，由自动装盘机构完成DVD-RAM光盘向驱动器的载入和取出，存储容量取决于可容纳的光盘数，目前可达TB级（1024GB）的容量。

DVD-RAM光盘库的内部结构

ASACA公司出品的TeraCart系列DVD-RAM光盘库，较高级型号AM-1450可容纳24个DVD-RAM驱动器和1450张双面DVD-RAM光盘，容量最高达13.63TB（这里的TB=1000GB）

可以想象，在很长一段时间内（比如到蓝光盘上市的时候），DVD-RAM在光存储领域的地位都不可替代，并且将迅速占领原来的MO市场。而且，在消费电子方面，DVD-RAM凭借着优秀的可重写/编辑能力也将牢牢占有一席之地。早在2001年4月，东芝公司就推出了带有30GB硬盘和DVD-RAM刻录装置的世界上第一台DVD录像机RD-2000，从此之后使用DVD-RAM的视频录像机迅速增多（采用其他刻录标准的录像机也大量出现），其中松下公司作为世界最大消费类电子厂商功不可没，其所有DVD录像机都支持DVD-RAM，而且其所推出的大部分DVD播放机都加入了对DVD-RAM的支持（这就是双向兼容的一个代表）。最后再加上DVD-Multi规范的制定，DVD-RAM在PC/视频领域进一步普及也不是没有可能。

松下公司推出的采用DVD-R/RAM的DVD录像机——DMR-E30K

从这一点就可以看出，分析某种技术的成败，不能仅局限于我们所能接触到的领域，否则就很难做出客观的结论。<

DVD-Multi对战DVD-Dual

DVD论坛知道，DVD-R/RW与DVD+R/RW相比并没有必胜的把握，而DVD-RAM的在兼容性上可以说差得一塌糊涂，所以在推广DVD-RAM十分卖力的松下公司（其DVD-RAM驱动器有十种之多，居MHT之首）的倡导下，DVD论坛于2001年2月推出了DVD-Multi规范0.9版，7月推出1.0版，并迅速在同年12月更新为1.01版。
从根本上说，DVD-Multi并不是一个技术，而是将DVD论坛的影音与刻录规范进行结合后的设计规范。在媒体格式上它支持DVD-Video、DVD-ROM、DVD-Audio、DVD-R/RW、DVD-RW、DVD-RAM、DVD-VR，当然也包括对CD-R/RW的支持。由于DVD-RAM与DVD-R/RW是两种互补性非常强的标准，所以将它们结合在一起，显得非常有生命力。所以得到重多优异厂商的支持，其中包括日立、松下、三菱电机、Intel、LG电子、NEC、先锋、三星电子、夏普、东芝、汤姆逊、日本胜利等，就连DVD+RW联盟中的领军人物——索尼与飞利浦都参与了规范的制定，可见其影响力。

不过，DVD+RW联盟的厂商也不示弱，借助于身处两大阵营的优势，它们推出了DVD±R/RW的设计，索尼公司就是这个设计的率先推行者。由于支持民用市场两大主流DVD刻录技术，所以又被称为DVD-Dual（或DVD-Dual RW）标准，但是它似乎没有像DVD-Multi那样有一个统一的规范，更像是厂商的自由发挥。而且，DVD-Dual跨越两大阵营，使得生产商只有是这两个阵营的会员才有可能以相对非常好的的成本推出产品，否则两大标准的授权可是一大负担。就现在的情况来说，DVD-Dual的价格即使是索尼出品也的确没有什么的竞争力。

由日本三洋公司（SANYO）开发的，支持5×刻录的DVD±R/RW控制芯片，不过目前没有相应的盘片的支持这一速度

相比之下，由于DVD-RAM与DVD-R/RW同属DVD论坛，所以在这（授权费用）方面要占有优势。再加上DVD-Multi相对于DVD-Dual的优势互补性要强得多（DVD-R/RW与DVD+R/RW无论从功能还能力上都相差不多，互补性很小），所以，DVD-Dual未必是某些媒体所说的“市场终结者”。相较而言，笔者更看好DVD-Multi，从功能上讲，它才更适合这个称号。但DVD-Multi的刻录速度仍有待加强，这是目前其相对于DVD-Dual的一个重要不足。

目前主流DVD刻录机的价格比较（报价来源：Meritline网站）

至于DVD-Multi能不能取得市场的领导地位，不光要看技术和业界组织方面的影响，用户与其他生产商的喜好也会决定市场的走向。就目前来说，中国台湾方面的厂商大部分集中在DVD+R/RW和DVD-Dual一方，由于它们是产品降价并普及的主力军，所以它们的动向对两大集成规范的影响不言而喻。

世界上第一台DVD-Multi刻录机——松下LF-D521JD（OEM型号为SW-9571-CYY），还未推出就引起业界的广泛关注，松下希望借助DVD-Multi的帮助而称霸DVD刻录市场

值得注意的是，以韩国三星、LG为首的一批厂商正在开发一种所谓的SuperMulti刻录机，目的是将所有的刻录标准一网打尽。三星计划在今年推出它的SuperMulti产品——RAMBO，这是继COMBO之后，三星在光存储领域里又一重要的战略行动（在三星选择进入DVD刻录领域时，它最先看中的是DVD-RAM，这可能是RAMBO一词的由来吧）。从理论上讲，只要能做到识别光盘的物理格式并支持各标准的硬件级逻辑控制功能，如轨道结构、抖动频率、首标检测、缺陷管理、ADIP解码……等，就能实现这一愿望，关键就在于控制芯片的开发与生产实力。而有DVD+R/RW和DVD-Multi的底子，实现SuperMulti并不难，并且也非常诱人，但还是要看授权成本如何控制。

DVD刻录的未来发展势态，不知谁能一统天下

说到这，我们可以总结一下了。三大刻录标准目前都基本定型，除非质变，否则今后不会有什么大的改动，它们将会以各方式共同生存下去，谁也不会死掉。而消费电子市场无疑是它们自PC市场之后又一必争之要地，也是它们重要的发展分支，从某种角度讲这一市场对厂商的重要性不亚于PC市场，并会对家庭影音的应用产生深远的影响（想想当年VHS录像机的普及程度就明白了），这也是DVD刻录相对于CD刻录发展历程的一个重要的不同之处。

先锋公司推出的采用DVD-RW的DVD录像机——PRV-9000

飞利浦公司推出的采用DVD+RW的DVD录像机——DVDR-985

好啦，有关DVD刻录技术的介绍与分析，到此就告一段落，由于篇幅与时间的原因，本专题不可能面面俱到，比如DVD录像机的一些设计（VBR与CBR）、DVD-R/RW与DVD+R/RW的更层次比较、轨道抖动的如何生成与如何检测……等等，有兴趣深入钻研的读者请参阅相关文档。但是，我们相信当您能完全读懂专题所讲的，那么在DVD刻录世界中，您就不会迷失方向并能从容应对了。而这也是本专题用这么大篇幅进行技术讲解与分析的根本用意与衷心的愿望。

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