【技术文章】

专业光盘技术特点及其应用
孙自立
本文作者孙自立先生,Sony(中国)有限公司宽带信息系统本部节目制作设备市场部产品科经理

关键词:专业光盘 记录媒体
  Sony公司在2003年NAB上推出专业光盘技术和产品后,又根据专业广播电视领域的特点和需求对之进行了改进和完善。专业光盘不但展示了全新IT型媒体及相关系统的优势,而且可以和目前大量使用的磁带编辑制作系统良好地兼容配合。本文进一步阐述专业光盘的技术特点,并简要介绍其在传统工作模式下的应用。
专业记录媒体的多样化发展
  对于信息的载体,我们常从几个方面衡量它的使用价值:(1)是否可以方便地记录信息;(2)是否可以安全稳定地保存信息;(3)是否便于信息的流通。当然,高性能价格比是能否被广泛应用的一个重要前提。
  不同的领域,对记录媒体的要求不同。传统的广播电视对信息记录需求具有容量大、‘吞吐’量大、安全可靠等特点,长期以来磁带为主流媒体。无论是早期的模拟信号经调制后直接记录,还是目前大量采用的不同压缩方式的数字信号经调制后间接记录。随着对记录图像质量的要求不断提高,对磁带记录数据量要求越来越大。从民用DV的25Mb/s码流、标准清晰度电视的50Mb/s(如IMX格式)、高清晰度电视的140Mb/s(如HDCAM格式),直到目前HDCAM-SR格式的440Mb/s(双倍速记录时达880Mb/s),磁带记录水平已经达到了空前的高度。
  磁带的应用贯穿采集、制作、播出、存储等广播电视链路的诸多环节。随着IT技术向专业广播电视领域的不断渗透,磁带这种单一的、线性的流媒体记录方式已经不是IT环境的最佳选择。在固定应用环境下,出现了硬盘的应用;在移动和一般性编辑、交换(发送传播)、存储(保存)领域,出现了专业光盘和半导体存储技术。应用需求和应用环境的变化,带来记录媒体应用多样化的格局。
专业光盘技术特点
  作为全新专业记录媒体,专业光盘具有非常突出的特点和良好的发展前景:
  1. 专业光盘为IT型记录媒体
  素材记录以文件方式存在(开放的国际通用标准),可以采用通用的FTP软件(指令)访问,无论是各种码率的素材,还是系统设计所需的附属数据、元数据,均可以根据需要加以运用。这意味着任何厂家、甚至用户都可以根据需求,适应不同的应用环境,进一步开发创造特有的应用模式。
  2. 专业光盘记录容量大
  目前为23.3GB,可以长时间记录高质量节目(IMX 50Mb/s可以记录45min)。光盘技术还在不断发展,民用领域的蓝光盘已经实现了双层存储技术,记录容量倍增。
  3. 专业光盘读写速率高
  目前单光头可以实现72Mb/s的读写速率,双光头可以实现144Mb/s的读写速率。它不仅可以满足高质量标准清晰度节目记录的要求,而且系统技术的不断发展,为包括高清晰度电视在内的各种应用提供了广阔的发展空间。
  4. 专业光盘可多次重复擦写
  标称1000次重复擦写;在加速老化实验中,重复擦写次数高达数千次以上。即使作为即时使用的“中间介质”(日常新闻素材采集用),也完全达到了使用要求。相比之下,一般磁带标称可以重复使用200~300次(不同技术、不同厂家产品差异较大),实际应用中为30~50次,有些格式(高码流、低冗余平台)甚至更少。
  5. 专业光盘信息记录安全可靠
  它是采用特殊合金物质与激光系统利用“相变技术”实现信息记录的,材料物理变化是在400℃~600℃工作环境下进行的,常规高温/低温环境下极为稳定,对于通用媒体应用来说十分重要。这一点与磁带、磁盘(硬盘)和半导体存储技术中,通过电磁或电荷交变等物理过程实现信号保存完全不同,专业光盘对温度湿度等环境因素的‘容忍’程度远远好于其他记录媒体。
专业光盘技术的应用与价值置换
  由于光盘存储技术固有的物理特点、相对低廉的价格、在专业领域的独特设计,以及这一领域技术的快速发展,专业光盘技术得到了众多用户和厂家的认可,他们并积极投入力量进行应用性开发。当然,无论应用系统设计得多么完善和安全可靠,有一点是不可否认的:需要保留机械驱动部分。这就不可避免地带来了设备(摄录一体机)的安全稳定性、体积、价格和常规维护费用(运行费用)提高等问题。如何在采用高性价比通用媒体和“精致、复杂”设备之间取得平衡,值得关注。
  实际上对于这些问题,Sony公司充分考虑了有利和不利因素,从而作出了合理价值分布的系统设计。使用户可以在充分发挥专业光盘优点的同时,减小不利因素的影响,降低对使用“精致、复杂”设备的担心。
  首先,专业光盘的物理特性、应用特性及高性价比的特点,使得它具有广泛的应用,在这一前提下,它的低成本完全可以置换在相对非常少量的制作设备上的投入。而相对“精密、复杂”的专业设备,通过良好的系统设计,可以降低复杂性,实现良好的应用。
  关于专业光盘设备在专业领域高可靠性的应用特点,《世界广播电视》总176期(2003年10月期)“网络与数字时代的先锋”一文中有详细介绍,此处不再重复。事实上,技术发展使得相关设备的应用能力大大超过传统磁带记录设备,无论是抗震、抗潮湿及适应工作环境温度能力均达到空前的水平,很多应用数据及用户的实际应用已经充分证明了这一点。
  在克服“精密、复杂”的专业设备的体积、价格和常规维护费用(运行费用)等不利因素方面,厂家可以为用户提供满意的解决方案。
  首先,专业光盘的驱动器被设计得十分精巧,从目前提供的机型来看,其精巧程度使得它在占用空间上退居次要地位。而必要的功能按键、显示屏和接口已成为占用空间的主要角色。
  其次是设备价格和常规的维护运行价格。专业光盘设备的价格成本提高很小;与此同时,可以通过应用模式的设计和配置,大大减小系统对设备数量的需求。在充分考虑用户利益的前提下,合理的技术设计还使得常规维护十分简单,费用也大为降低。目前设计下常规的维护运行综合费用(更换驱动组件等)是传统磁鼓系统的1/4~1/2。
专业光盘的应用示例
  Sony公司与用户共同引入工作流程革新,将AV和IT结合在一起,将不连续的制作流程转换为无缝链接的、快速和节约成本的高质量制作流程,远远超过了以往单一制作环节应用的创新。它打破了传统现场操作和电视台内操作之间的障碍,是充分利用元数据、低分辨率素材、高分辨率素材和良好的系统化设计的结果。
  必须说明的是:并不是所有电视台、所有的频道和栏目,包括操作人员本身愿意在一夜之间实现这种翻天覆地的变化的,条件不成熟时,这有可能带来系统运行(包括人的因素)不稳定、工作效率降低等问题。
  这里通过一个应用事例,简述专业光盘应用的现实性。如果用户原来采用的是典型的模拟Betacam SP线性工作流程,可以逐步采用专业光盘设备,如图1所示。其好处可以简单归纳如下:
  1. 不改变系统工作流程,采用操作人员熟悉的工作界面,系统稳定、安全、可靠,同时提供高质量信号。
  2. 逐步实现线性/非线性系统融合,最终实现全新工作流程。如图2。
  3. 部分采用专业光盘设备,降低成本,大大提高前期编辑工作效率。

  (1)专业光盘媒体可以作为“中间介质”使用,1000次以上的重复使用次数完全满足新闻/专题“磨损消耗”使用强度的要求;
  (2)专业光盘媒体存储容量大,相对价格低,运行维护方便、低廉;
  (3)全新摄录一体机的使用,在提供高质量图像和易用性的同时,提供方便的素材浏览、图像选择(某种意义的粗编),拍摄/预编辑效率大大提高;
  (4)配合随机附带的软件(PDZ-1),可以实现现场(或台内)单机简单编辑;
  (5)台内编辑(PDW-1500用作放机)实现快速的“盘—带”编辑;基于新媒体的素材浏览和选择,可以大大节省传统磁带素材浏览所耗费的时间。
  这种初期的专业光盘应用模式,可迅速带来编辑效率的提高和运行成本的降低。同时,专业光盘作为一种高效的存储介质,可用于更多最终节目的保存。

 
  来源:《世界广播电视》