蓝光3D原盘电影编码格式和播放方式简介

2015年02月28日PM05时04分 / 作者:   / 未分类, 高清知识  / 评论 1 /

蓝光3D原盘电影编码格式和播放方式简介

蓝光光碟,英文为Blu-ray Disc,通常也可以简称为Blu-ray或者BD,是一种光存储介质。它主要用于存储高清格式的视音频文件,其物理记录结构类似于普通标准的DVD和CD。

蓝光的名字起源于其用于刻录/读取光碟是通过蓝-紫色激光完成的,这种蓝紫色激光波长为405纳米,从而可以使光碟可以记录的信息量比传统的DVD更大(传统DVD使用的是波长为650纳米的红色激光)。一张双层蓝光光碟可以存储50GB容量的文件,是一张双层普通DVD的6倍,也就是一张单层DVD的10倍。

 蓝光存储上世纪末开始研究,2002年蓝光联盟正式成立,当时名为Blu-ray Disc Founder group,此时联盟只有索尼、松下、飞利浦、先锋、汤姆逊、日立、LG电子、夏普和三星等九位成员。随后有多家影视公司集团加入。2008年初,电影制片厂华纳兄弟宣布今后将只生产蓝光电影,这使以东芝为首的HD DVD阵营受到致命的打击,并宣布撤除HD DVD业务。这样蓝光成为高清格式大战的最终胜利者,成就了蓝光成为一家独大的局面。蓝光光碟作为一种高密度光存储介质被广泛运用。存储高清电影只是其应用的一个方面。   

最近的修改是在2010年初,《蓝光光盘格式白皮书》BD ROM2.4版本——视听应用格式规范。规范中增加了的3D光碟的技术要求和相关内容。对蓝光3D标准中加入了以下关键技术:

  • 1、立体3D对左眼和右眼都提供了全高清画面,以实现相同的2D画质;
  • 2、MPEG-4 MVC视频编解码器的引入用以实现高等编码效率。这项技术确保了在50GB的蓝光光碟上存储两个小时以上的全高清3D内容;
  • 3、采用深度控制技术,避免了3D视频、3D字幕与3D菜单之间的相互干扰。

其中,最重要内容是3D视频编解码技术。

下面摘录《蓝光光盘格式白皮书》BD ROM2.4版本——视听应用格式规范中的主要图表,以便对蓝光3D文件和基本结构有个简单了解。

下图是蓝光3D影碟目录和文件结构。

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下图是蓝光影碟BDAV MPEG-2传输流中的基本流,以及音视频流的编码方法(规范要求)
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其中,MPEG-4 MVC 传输流是蓝光3D影碟特有的。

下图是蓝光影碟BD-ROM 视频流规范
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从图中可以了解蓝光影碟视频编码有3种。分别是MPEG-2、MPEG-4 AVC和SMPTE VC-1。蓝光3D影碟最常采用MPEG-4 AVC。我们将在下面例子中看到。

下图是蓝光影碟BD-ROM 音频流规范。
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有些音频流并不常见。

下图是兼容2D的传输流与3D扩展传输流间的数据分配图
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从图中大致了解蓝光3D影碟中音视频文件的存贮结构方式和两种播放方式。

蓝光3D音视频流格式,可以理解为左右分离格式的一个变种,或者类似于左右混流格式有点相关。

蓝光3D光碟里的立体视频采用多视角视频编码(Multiview Video Coding  缩写MVC),正式名称“MPEG4-MVC”,是ITU-T H.264 AVC编码的一个扩展分支。由于MVC编码在AVC编码所使用的视点内预测(intra-view prediction)编码技术基础上,还采用了视点间预测(Inter-view rediction)技术,可以实现更高的视频压缩效率。与左右眼图像同时显示(即对左右眼图像分别编码)相比,采用MVC编码技术可以使MVC辅视频流在主观图像质量相同的情况下降低50%的码流带宽。

从文件存贮上看,为了向后与现有的2D蓝光盘播放机保持兼容及实现全高清画面质量,蓝光3D中使用了分离保存的两个传输流文件(m2ts):兼容2D的传输流(主传输流文件)和3D扩展传输流(辅传输流文件)。从左右视频流分开保存这点上说,和左右分离格式是一样的。主传输流中包含MVC主视频流及其它播放2D所必须的基本流(音轨和字幕)。主传输流完全兼容2D播放机。辅传输流中则含有MVC辅视频流及其它播放3D所必须的基本流(3D字幕)。播放机对主传输流与辅传输流同时解码,以进行3D播放。主传输流与辅传输流复用的最高速率总计为64Mbps,而单个传输流(包括主传输流与辅传输流)的最高速率为 48Mbps,以保证左右眼全高清的画面质量。

当这种蓝光3D影碟在现有的2D播放机中播放时,只须读取主传输流,而跳过辅传输流,以2D方式播放主传输流(图中的2D播放路径)。以满足现有2D播放机播放要求。

当蓝光3D光盘在3D播放机中以3D模式播放时,同时读取光盘上的主传输流与辅传输流,以3D方式播放这些数据流(图中的3D播放路径)。为了能够连续地读取主传输流与辅传输流,将上述交错间隔排列的主传输流与辅传输流数据块,整体定义为Stereoscopic Interleaved 文件(zzzzz.ssif),及立体交织文件。

  蓝光3D影碟文件减少2分之一的存储空间。关于这点你可以做个测试,将ISO文件释放出来,再测试一下看它比原ISO文件增大了多少。这只是个玩笑。下面将以图例方式证实这个问题。

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蓝光3D原盘《复仇者联盟》ISO文件大小

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蓝光3D原盘《复仇者联盟》用虚拟光驱打开测试文件大小

下图是蓝光3D影碟的主要参数。这些参数允许用于蓝光3D影碟,但有些参数不常见。

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上面简单介绍了3D视频编码。接下来看看蓝光3D影碟与2D影碟视频文件存储。

了解的人都知道,蓝光2D影碟的文件格式比VCD和DVD要复杂的多。占容量最大的文件是BDMV-STREAM文件夹内的.m2ts文件( MPEG-2 transportstream 的缩写)。个头最大的那个(或者几个)文件就是电影文件。蓝光3D影碟和2D影碟从表面看没有太大的区别,只是在BDMV-STREAM文件夹内多了一个SSIF文件夹,里面有一个或多个.ssif文件( Stereoscopic Inteaved file 的缩写。中文意思:立体交织文件)。 .ssif文件名和组成电影的.m2ts文件名相同;个头也和.m2ts文件相同。这两个文件(还有一些辅助文件)构成了立体视频。其中一个是MPEG4-MVC主视频流,另一个MPEG4-MVC辅视频流。至于哪个是左眼,哪个是右眼我认为不重要,重要的是这两个2D视频流一起组成了3D视频流。以蓝光3D原盘电影《复仇者联盟》ISO为例,了解文件格式。

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这里简单谈谈蓝光3D碟片的播放问题。前文提到了蓝光3D视频向后兼容问题,要求MPEG-4 MVC主视频流兼容2D播放机。下图是蓝光2D/3D碟片向后兼容性。
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注:白皮书的图不清楚,这是笔者编制的图,遗憾的是漏了PS3游戏机。这图可以帮助D友初步认识蓝光3D碟片播放和观赏方式。(注意箭头颜色所代表的意义、方向,一个2D,一个3D)

最近在电脑上增加了一台蓝光光驱,这下电脑配合3D播放软件就可以播放蓝光影碟了。蓝光影碟其实是为家庭用户出的东西,在高清视频方面并不是最高层次的,仅2K档次。
熟悉光盘的朋友都知道,ISO是复制光盘上全部信息而形成的镜像文件。笔者认为,蓝光3D ISO文件从功能上可以替代蓝光3D碟片,最起码同一条件下,播放效果是一样的。关于这点不知D友们们是否认同?
另外,根据市场了解,目前制作蓝光碟机和高清播放机的核心解码芯片来源于Marvell、Sigma和Realtek这三家出品的视频解码芯片。蓝光3D碟机和3D高清播放机的芯片无非就是能解码MPEG4-MVC视频流和音频流。因此,蓝光3D碟机和3D高清播放机的基本功能是相同的,都能播放蓝光3D电影,所不同的只是输入的媒体介质不同而已。此外,最重要的事是市场上蓝光碟片很难买到,蓝光3D碟片就更难觅了。笔者要特别提出来感谢本站提供了免费下载蓝光3D镜像视频文件ISO去处,这才使D友有机会认识和欣赏真正的3D视频。好了,了解到这些信息我们就可以理解或想到蓝光3D视频的另一种播放和观赏方式。

蓝光3D原盘电影编码格式和播放方式简介 
比较了上述两种播放方式,有些人可能会认为高清播放机是中国特色什么什么的... 如果仔细了解高清播放机就知道它的语言设置至少8国文字,这立马明白一个道理,高清播放机和蓝光ISO一样,属于全世界高清爱好者的。蓝光碟片确实是世界范围的。在这个范围内被分了3个区域。据说美洲日本区制作质量最好,但不带国配音轨和国语字幕。由此,又冒出来下面这种播放方式。下图是笔者根据自己玩蓝光3D ISO的体会,结合白皮书标准图绘制的,由于时间问题,播放设备方面漏了投影机。
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上图提到蓝光3D文件夹格式,现在我们一起认识一下它。以阿凡达蓝光3D原盘文件格式为例给予说明。文件格式结构和蓝光3D文件结构一样,但体积增大了一倍。这是因为MPEG4-MVC编码使用了50%重叠法对左右眼视频流进行压缩组合,节省了二分之一存储空间,在50G容量内装入了2小时41分钟的3D电影。将蓝光3D碟片释放到硬盘后,左右眼视频流就恢复到原来的状态。没有MPEG4-MVC编码技术,要想将文件夹格式变成ISO格式是不可能的。

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下面是用2D方式和3D方式播放蓝光3D ISO视频的一些图片。共大家参考。

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本文到这里该结束了。

延伸阅读:蓝光3D原盘那点事儿:www.lanyingzhi.net/more-about-blu-ray-3d-disk.html

来自:http://bbs.cnliti.com/thread-362286-1-1.html

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  1. 会游泳的蹄子 1

    学习了……

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