Contents

  • DVDファミリー
  • DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio
  • ハイブリッドディスク
  • 2層ディスク
  • DVD-R、DVD-RAM、DVD-RW、DVD-VR
  • DVD-Video
  • ディスクの構造
  • ボリューム
  • タイトル
  • メニュー
  • チャプター
  • 映像信号
  • MPEG2
  • フレームレート
  • アスペクト比
  • レターボックス記録
  • スクィーズ記録
  • パンスキャン
  • アスペクト自動切り替え
  • 2-3プル
  • サブピクチャー
  • 字幕トラック
  • 強制出力(画)
  • 音声信号
  • リニアPCM
  • ドルビーデジタル
  • DTS
  • DVD特有の諸機能
  • オートスタート
  • マルチアングル
  • マルチストーリー
  • 順次再生とランダム再生
  • リージョナルコード
  • パレンタルコントロール
  • カラオケディスク
  • 音声ミキシング方法
  • 再生のプロセスとプレーヤ
  • 再生のプロセス
  • ピックアップ
  • 復調
  • エラー訂正
  • デマルチ
  • デコード
  • 映像出力
  • 音声出力
  • プレーヤ
  • 専用プレーヤ
  • PC-DVDプレーヤ
  • ゲーム機
  • DVDプレーヤ操作
  • プレーヤ必須機能
  • 映像再生機能
  • 音声再生機能
  • サブピクチャー再生機能
  • 再生コントロール機能
  • 操作ボタン
  • 各ボタンの基本動作

DVD周辺技術講座

DVDの基礎知識

 

DVDファミリー

DVDは、DVDビデオだけでなく、コンピュータ周辺、AV関連の用途のために、再生専用および記録可能なディスクのフォーマットが、関連性を持って定められています。それらのフォーマットは、物理フォーマット、ファイルフォーマット、アプリケーションフォーマットから構成されています。

 

■ DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio

再生専用ディスクの、フォーマットの構成は次のようになっています。

Part1は物理仕様、Part2はファイルシステム、PART3、4はアプリケーションの規格であり、Part3:ビデオ、Part4:オーディオとなっています。Part1、2をベースに必要なデータを付加することによりDVD-ROMディスクが制作されます。また、Part3を付加することによりDVDビデオディスク、Part4を付加するとDVDオーディオディスクとなります。

 
 
ハイブリッドディスク

1枚のディスク上で物理フォーマット及びファイルフォーマットは当然同一ですが、異なるアプリケーションフォーマットによるコンテンツが記録されているディスクをハイブリッドディスクと言います。現在、一般的にはPC用のデータを扱うDVD-ROMとビデオフォーマットを同一ディスクに入れたものをハイブリッドと呼びますが、今後オーディオフォーマットを含めてアプリケーションフォーマットの同一ディスク上への複合化は進むと考えられます。

 
 
2層ディスク

DVDは、0.6mmのディスク基板二枚を貼り合わせ、1.2mmのディスクを形成します。貼り合わせる面にそれぞれ信号を記録するので、表面から0.6mmの位置に2層の信号記録面が作られます。これを同じ側から読み取れるようにしたのが2層ディスクです。再生時には、1層目は内周側から外周側へ信号を読み出していきますが、2層目を読み出す場合には2通りの方式があり、1層目と同様に内周側から外周側へ信号を読み出していく方式をパラレル、外周側から内周側へ信号を読み出していく方式をオポジットと言います。

 

■ DVD-R、DVD-RAM、DVD-RW、DVD-VR

記録再生用ディスクの、フォーマットの構成は以下の通りです。

DVD-R、RAM、RWの規格はそれぞれ独自のPart1(物理)、2(ファイルシステム)より構成されています。そのディスクに記録されるデータの規格(アプリケーションの規格)は、特定していません。そのアプリケーション規格の一つとしてDVD-VR(リアル・タイム・ビデオ・レコーディング)規格があります。これは、TV放送等が放送と同時に録画でき、また、録画後の編集、消去が安易にできる規格となっています。

DVD-Video

■ ディスクの構造

ボリューム

DVDの、物理構造上に構成される論理構造はパソコンと同様に階層構造を取っています。片面ディスク(2層ディスクも含む)のデータエリアが1ボリュームであり、両面ディスクは2ボリュームとなります。1ボリューム内にはPart2(ファイルシステム)で規定されているファイルの記述子とDVD-Videoデータ、その他のDVDデータより構成されています。DVD-Videoデータは先頭にビデオ・マネージャー、以降に複数のタイトルが配置されます。

 
 
タイトル

タイトルは、通常考えられる一本の映画をイメージして名づけられました。DVDでは1枚のディスクにタイトルが全部で99個入れられます。同じ映画でもタイトルを分けることにより、別の内容の映像を盛りつけることができます。例えば、映画の本編とは別のタイトルに映画撮影風景を記録することができます。

 
 
メニュー

メニューには2種類あり、一つはディスク全体のメニュー、もう一つはタイトル毎のメニューがあり、DVDではトップメニュー、タイトルメニューと名づけています。

 
 
チャプター

チャプターとは記録されている内容を区分する単位でフォーマット上ではプログラム(PG)と呼ばれています。このPG単位でチャプターサーチを行っています。このPGが連続的につながっている形をプログラム・チェーン(PGC)と言い、タイトルやメニューはこのPGCが一個以上で構成されています。

 

■ 映像信号

映像信号はMPEG2方式で圧縮されます。

映画からビデオにする場合、映画とテレビの方式の違いを乗り越える必要がありますが、DVDでは、アスペクト比、走査線数、走査周波数など、多くのソース方式とTV(ディスプレイ)方式に対応して記録や、出力することができます。

 
 
MPEG2

MPEGとはMoving Picture Experts Group の略で、DVDビデオではMPEG1とMPEG2の2種類の規格が採用されています。MPEGは非可逆性圧縮でエンコード時に捨てたデータは復元できないため、圧縮率を上げすぎると画質が劣化する可能性があります。MPEG1はビデオCD等に採用され、CD規格での容量640MByteで映像記録が必要時間可能なように圧縮率が高くなっています。動画データと音声データを合わせて1.5Mbit/sec程度に圧縮します。一方、DVDは4.7GByte(12cm、1層)の容量があり、MPEG2規格により高転送レートが可能となっていて、最大10.08Mbit/secまで可能です。

 
 
フレームレート

MPEG2では符号化の単位としてフレーム構造とフィールド構造が選択できます。TV画像は1秒間に30フレームの画像から成り立っていて、1フレームは2フィールドから構成されています。したがって、1フィールドは1/60秒間隔で走査します。フィールド構成エンコードとはこのフィールド単位でエンコードすることで、通常のフレーム単位エンコードに対し、画像の動きが激しい場合にはフィールド間の相関が少なくなるため、個々のフィールド毎に処理した方が画像としては有利になります。

映画をMPEG2符号化する場合は、2-3プルダウンするよりも24コマのままエンコードした方が、情報量が少なくてすみ、有利です。

 
 
アスペクト比

画面の横と縦の比率をアスペクト比と言います。日米のテレビ方式(NTSC)もヨーロッパのテレビ方式(PAL)も4:3ですが、日本では16:9の受像機もある程度普及しています。テレビ受像機と映像のアスペクト比が違う場合、テレビ画面サイズに合わせた表示方法がいくつかあります。

 
 
レターボックス記録

4:3画面にワイド画面を記録するために、画面上下に黒帯を作り、その中央部に映像画面を配置する方式。郵便ポストのレター受口に形状が似ていることから、このような表現が生まれました。この方式で収録されたソフトをワイドディスプレイのズームモードで見ると中央部がワイド画面に引き伸ばされ、画面全体で映像をみることができます。横長ワイドテレビでは拡大する機能を利用することにより、画面いっぱいに映し出すことができますが、解像度は粗くなってしまいます。

 
 
スクィーズ記録

横長ワイド映像を水平方向に圧縮し、「4:3映像」として収録する方式です。再生時には横長ワイドテレビの持つ機能を使用して、逆に水平方向を拡張し、元のワイド映像を再現します。映像信号は、垂直方向には拡大されることなく再現されるので、高画質を保てます。水平方向を圧縮しながらテレシネすることを「スクィーズテレシネ」と呼び、スクィーズ処理されたディスクには「スクィーズ」の表記があります。

 
 
パンスキャン

スクィーズ映像を伸張し、左右の一部をカットして「4:3」画面として通常テレビに映し出す機能もあり、「パンスキャン」と呼んでいます。DVD-Videoではこのパンスキャンによる変換を水平方向の切りだし指定にのみ限定していて、その切りだし位置はソフト制作側で指定しディスクに設定できます。しかし、いわゆる映像の「トリミング」であることから著作上の問題もあり、この機能を使用したディスクは、多くは発売されていません。

 
 
アスペクト自動切り替え

S端子には、規格改定によりS1とS2があります。S1はスクィーズと4:3を、S2はそれに加えレターボックスも、識別できる、アスペクト識別信号を映像信号に付加して、自動切り替えを行います。
一方、新しい伝送規格のD端子は3つのピンでコンポーネント(色差)信号を伝送し、他のピンでアスペクト他の情報を付加できます。

 
 
2-3プルダウン

通常の映画で使用されるフィルムは24コマ/秒で撮影されます。その素材を元にテレビ放送(NTSC)の30フレーム(60フィールド)に変換するためにはフィルムの1コマを2または3フィールドに割り振ります。24個のコマを順次交互に2フィールド、次は3フィールド、2フィールドとNTSCに変換して行きます。そうすると平均1コマは2.5フィールドに相当しますので、24×2.5=60となり、NTSC信号に変換できます。このことを2-3プルダウンとも言います。

 

■ サブピクチャー

DVDビデオディスクでは映像データをMPEGエンコードして記録した映像(これを主映像という)以外にも、ビットマップデータを圧縮して記録(ランレングス)する方法があります。これをサブピクチャー(副映像)と呼びます。このサブピクチャーはデータ形式の制限から、ディスク再生時に付加的に使用されるもので、大きくはメニューと字幕(サブタイトル)の2つの使い方があります。

 
 
字幕トラック

字幕(サブタイトル)には最大32トラックが使用できるため、異なる言語で32カ国語や字幕以外に内容説明などいろいろな活用ができます。

また、アスペクト比に応じた字幕が用意でき、字幕の見切れや変形を回避できます。

 
 
強制出力(画)

サブピクチャーに対する強制出画のことで、字幕とメニューのケースがあります。例えば、英語音声の映画の、一部の場面が異なる言語で会話されているような場合に、その場面の英語訳を強制出画字幕(サブタイトル)としてディスクに収録しておき、その場面で必ず画面表示させるなどといった機能です。また、タイトル等の各メニューは強制出画設定がなされたサブピクチャートラックとして運用されます。

 

■ 音声信号

音声は最大で8トラック、記録できます。再生時に、同時に再生する音声は一つのトラックに記録します。マルチチャンネルでも1トラックに記録しますが、別の言語は別のトラックに記録されます。オーディオデータは、NTSC(525/60)の場合はリニアPCMまたはドルビーデジタルのどちらか、あるいは、両方を記録します。オプションとしてDTSとSDDSを記録できますが、その場合は別トラックにリニアPCM、またはドルビーデジタルが記録されていることが必要です。

 
 
リニアPCM

Linear Pulse Code Modulation の略。非圧縮で再生用デコーダは不要であり、音声デジタルデータそのもので原音をより忠実に再生することができます。標本化周波数と量子化ビット数は48、96kHzと16,20,24ビットの中から組み合わせて選択できます。

 
 
ドルビーデジタル

米国ドルビー研究所が家庭用デジタルサラウンド方式として開発した高圧縮マルチチャンネルサラウンド「ドルビーデジタル方式」のことをいいます。最大前方3チャンネル、後方2チャンネルおよびサブウーハー(0.1チャンネル)で構成される5.1チャンネルが特徴です。

 
 
DTS

Digital Theater Systems の略。劇場用デジタル音声システムで信号のチャンネル数はドルビーデジタルと同じ5.1chです。メディアに記録する際のデータサイズを小さくするため音声データを圧縮処理しますが、その圧縮率がドルビーデジタルに比べても低く、デコードする際の情報量を多くすることができる方式です。

 

■ DVD特有の諸機能

オートスタート

ディスクをプレーヤにセットした時に自動的にディスク再生を開始し,タイトル再生時の条件や手順指定などをユーザーが行いやすいように導く機能です。この機能はディスクにあらかじめ記録されており、例えば、メニュー画面表示などを自動的に行う機能があげられますが、この機能実行中にはユーザーからの操作は受け付けません。

 
 
マルチアングル

ユーザーの好みに応じて最大9アングルまでカメラアングルを切り替えることができる機能。スポーツやライブ等の映像を複数のカメラアングルでソフトに記録し,ユーザーが自由に選択して楽しめます。

 
 
マルチストーリー

ユーザーがメニューで選択したり、制作者が設定したり(分岐先指定、ランダム分岐)することにより、見る人の選択によってストーリーや結末が変化するマルチストーリーの映画や、問題の正誤によって次の画面を変化させたり、その間にパラメーター設定コマンドによって得点加算された条件を判断して、別の画面に導いたりする教育用ソフトも実現可能です。

 
 
順次再生とランダム再生

順次再生とはチャプター(PG)単位で複数のチャプターが、ディスクに記録されている再生順番情報に従って再生されることを言います。その際、各チャプターは一回だけ再生されます。ランダム再生とはチャプター(PG)単位で複数のチャプターが存在するが、そのチャプターの中の1つからランダムに再生されていきます。

 
 
リージョナルコード

映画の興行スケジュールは世界の地域毎に違うことを考慮するとともに海賊版の防止の意味も含め、世界を6地域に分割し再生管理する「リージョナルコード」という方法を導入しています。ディスクにはオーサリング作業時に設定しますが、制作者の意図により、必ずしも特定のリージョナルコードを設定する必要はありません。DVDビデオプレーヤは地域毎に指定されたリージョナルコードのディスクを再生するように設定する必要があります。

 
 
パレンタルコントロール

映像及び音声の内容が視聴者に適切なものかどうかをあらかじめソフトに設定されたパレンタルレベル(視聴制限レベル)によってユーザーが判断して再生します。例えば成人指定された映画でも、子供に見せたくないシーンを自動的にカットしながら再生することができます。

カラオケディスク

カラオケディスクはカラオケプレーヤがカラオケであることを認識し、ガイドボーカル、ガイドメロディの切り替え機能が自由にできるようになります。しかし、基本的にビデオフォーマットに準拠しているので、通常のビデオプレーヤでも再生できますが、通常、上記のような切り替えは対応していません。

 

■ 音声ミキシング方法

カラオケディスクがガイドボーカルミキシング機能を再生する方法としては2つの方法があります。
同一トラック内にガイドボーカルがL/Rチャンネルと独立したチャンネルとして構成されている場合で、再生時にそれをミキシングする方法。

ガイドボーカルを持たない2ch音声トラックとあらかじめガイドボーカルがL/Rチャンネルに収録された2ch音声トラックの2種類を備え、切り替えることによって実現する方法。

再生のプロセスとプレーヤ

 

■ 再生のプロセス

プレーヤ内部では、次のような過程で再生されます。

 
 
ピックアップ

ディスクの信号を読み取り、電気信号に変えます。変換手順としては最初にスピンドルの回転数を一定に立ち上げます。その後、盤面に焦点を合わせるフォーカスサーボ、次にピット列に沿って0と1の信号を読み取るためのトラッキングサーボ、そして盤面の位置に合致したスピンドルサーボが働き、電気信号が得られます。そのアナログ信号を十分増幅し、最終的にデジタル信号となります。

 
 
復調

記録しやすい形に変調されている信号を元の形に戻します。

 
 
エラー訂正

DVDではエラーを訂正する方式としてRS-PC(リードソロモン積符号)を採用しています。訂正能力としては、訂正前の誤り率0.1%のときに、オーディオ用CDは訂正後は10-11-10-12ですが、DVDは10-35になっています。

 
 
デマルチ

映像、音声、字幕がそれぞれの識別子を備えながら1本の信号になっています。それを再度その識別子に従い、分離することです。

 
 
デコード

圧縮のため映像ではMPEG2、音声ではドルビーAC-3などのフォーマットを使用してエンコードされているデジタル信号を、今度は逆に元の映像や音声信号を元に戻します。

 
 
映像出力

再生された映像信号は色差信号であるので、NTSCやPALにエンコードします。NTSC、PALの相互変換も可能です。映画を24コマで符号化、記録された場合にはプレーヤで2-3プルダウンしてNTSC信号にします。

 
 
音声出力

アナログ出力:リニアPCMの場合はそのままD/A変換する。ドルビーデジタルの場合は、普通のプレーヤでは、デコード後ミキシングして2チャンネルのアナログ出力にするか、デコードせずにデジタルで出力する。一般にDTSはデジタルで出力されます。

 

■ プレーヤ

専用プレーヤ

DVDディスクの再生もしくは記録再生を行うための商品で、製品のボタン、リモコンを用いて簡単に、DVDの一般映像、音声出力まで全て行います。ドルビーデジタル・デコーダを持ち、普通は2chにミックスして出力しますが、5.1チャンネルをアナログで出力できる機種もあります。画質や音質を追求し、クオリティーの高い部品を使用した製品もあります。

 
 
PC-DVDプレーヤ

DVD-ROMドライブはエラー訂正までしか行いません。パーソナルコンピュータに、ハードウエアデコーダを内蔵しているか、あるいは、ソフトウエアデコーダがインストールされているかが必要で、もしそのようなデコーダが内蔵していない場合は別途購入する必要があります。Videoデコーダはデマルチやデコードを行います。

ドルビーデジタルやDTSの5.1チャンネルを再生するためには、デジタル出力付きのオーディオカードを用意し、AVアンプのデコーダを使用することが必要です。

今後、DVD-Videoだけではなく他のアプリケーションとしてAudio、VR等のデコーダが出てくることも考えられます。

 
 
ゲーム機

ゲーム用の機器にDVD再生機能を盛り込み、更に将来的には通信を含め色々な用途に使用できるようにしたものもあります。

DVDプレーヤ操作

■ プレーヤ必須機能

プレーヤには必ず次の機能があります。

 
 
映像再生機能

MPEG1,2再生機能:アナログコンポジット出力

映像アスペクト比切替機能:レターボックス/パンスキャン切替

マルチアングル再生機能

自動静止画再生(ディスク内の指定ポイントにて)

 
 
音声再生機能

音声トラックの切り替え機能

リニアPCMステレオ再生機能

AC-3マルチチャンネルのダウンミックス(2chへ)再生機能

 
 
サブピクチャー再生機能

サブピクチャー切り替え機能

出画ON/OFF機能と強制出画機能

映像アスペクト比にしたがった自動選択再生機能

 
 
再生コントロール機能

タイトル選択再生機能

自動再生機能

再生コントロール

・ランダム/シャッフル再生や分岐再生

・パレンタル制御やアクセス制限

 

■ 操作ボタン

再生コントロールのために、プレーヤ本体、または、リモートコンロトール上に、次のボタンが用意されています。

日本語 英語
トップメニュー TOP MENU
メニュー MENU
アングルまたはアングル切換 ANGLE
リターン RETURN
決定 ENTER
セットアップまたは初期設定 SETUP
字幕 SUBTITLE
字幕入/切 SUBTITLE ON/OFF
音声 AUDIO
PS/LB PS/LB
 
 
各ボタンの基本動作

ユーザーはこれらのボタンを使って自分が見たいように再生操作しますが、ディスク製作者の意図により、操作が制限される場合もあります。そのような場合には、禁止マークが表示されます。

 

トップメニュー、メニュー

トップメニューボタンとメニューボタンがあります。

トップメニューボタン:ディスクの総合情報を呼び出します。

メニューボタン:タイトル固有の再生データ(チャプターメニュー、アングルメニュー、音声メニュー、字幕メニュー)を呼び出します。

ディスクには、制作者の意図でメニューを入れても入れなくとも良いが、プレーヤでは再生できることが必須条件です。両ボタンとも該当メニューがディスクに設定されている場合に有効です。ストップ状態でもタイトル再生中でも使用できますが、タイトル再生中に限り、メニュー呼び出しに使用したボタンにより元の再生場面に戻ることができます。

アングルボタン

アングル数は最大9個まで設定できます。同一タイトル内に複数の部分でアングル切り替えができるように設定されている場合は、各部分でのアングル数はタイトル内で同一数となります。

リターン

リターンボタンはあらかじめディスク内に定められた場所に移動させる機能を実行させます。例えば、トップメニューの各メニューページを見ている場合に先頭ページに戻るような設定を実行します。

決定

決定ボタンはメニュー内でカーソルキーを使用して何らかの項目を選択した後、その選択を決定させるのに使用します。

初期設定

ディスク再生のための各種モードを設定するためのボタンで、ボタンを押すとTV画面上にモードが表示されます。従って、プレーヤは一般的に再生前のSTOP状態で使用される設定になっています。

以下の項目の設定が一般的にできます。

・言語設定: メニュー、音声、サブタイトルの言語を設定します。

・パレンタルレベル:パレンタルレベル(視聴制限)や暗証番号を設定します。

・画面モード設定:テレビ画面サイズ(4:3か16:9)に併せて、出力画面の設定

・その他(ユーザーの使い勝手を考慮した設定)

字幕

字幕の切り替え操作を行うためのボタンであり、このボタンを押すと、直接、順番に切り替える場合と、字幕メニュー画面が出てそこから選択する場合があります。

字幕 入/切

字幕を一時的にON/OFFするボタン

PS/LB(パンスキャン/レターボックス)

ディスクに記録されている映像が16:9のアスペクト比である場合に、直接4:3のパンスキャンまたはレターボックスに切り替えます。

 
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