DVD 구조 / 특징

1. DVD 구조

DVD 디스크는 1층인가 2층인에 따라 그림처럼 4종류의 디스크 구조를 생각할 수 있다.
이 가운데 초창기 가장 널리 사용된것은 한 면 재생 1층 구조 디스크로, 1장에 영화 약 1회분의 영상, 음성 데이터를 수록할 수 있다. 이것은 CD의 7장분량에 해당하는 대용량이다.

가끔 양면 재생 1층구조(싱글 레이어 듀얼 사이드 디스크)도 쓰였지만 뒤집어야 하는 불편때문에 요즘엔 별로 쓰이지 않고, 단면 재생 2층 구조를 가장 많이 사용하고 있다.

DVD 디스크를 재생하기 위해서는 DVD 플레이어가 필요하다. DVD가 CD에 비해 아무리 뛰어난 성능을 가지고 있다고 하더라도, 그 고밀도의 DVD 디스크로부터 데이터를 읽어들이지 위해서는 그것을 읽기위한 광픽업 장치를 가진 플레이어가 있어야 한다.
DVD 플레이어가 고난도의 기술을 필요로 하는 것은 단순히 DVD만을 재생하는 것이 아니라, 기존의 CD도 사용할 수 있어야 하기 때문이다. 이렇게 DVD와 CD 양쪽 모두를 재생시킬 수 있는 DVD 플레이어의 핵심 기술은 어떠한 형태의 광픽업 장치를 만드느냐에 달려 있다.
광 픽업 장치는 DVD 또는 CD에 수록된 정보를 재생하는 장치이다. 즉 레이저 다이오드로부터 발생된 레이저광을 신호 수단으로 하여 기판의 두께가 각각 0.6mm와 1.2mm이고 서로 다른 밀도를 가진 DVD와 CD에 수록된 두 종류의 디지털 신호를 판독하여 신호 처리부로 전달하도록 하는 역할을 수행하는 것이다. 그런데 780㎚의 적외선 반도체 레이저를 사용하는 CD용 광픽업 장치로는 DVD의 데이터를 읽을 수 없다. DVD의 데이터를 읽기 위해서는 650㎚의 적외선 반도체 레이저가 필요하다. 또 650㎚의 광픽업으로 CD를 읽는 것은 파장에는 문제가 없지만 초점 거리가 맞지 않는다는 문제가 있다. CD는 두께가 1.2mm로써 DVD의 0.6mm의 2배여서 정보를 써 넣는 장소가 DVD보다 깊기 때문이다.

현재 개발된 광픽업 장치를 위한 기술에는 '2렌즈 방식', '액정셔터 방식', '홀로그램 방식', '환형차폐 방식' 등이 있다.
2렌즈 방식은 CD와 DVD에 각각 사용할 2개의 대물렌즈를 붙여서, 기계적으로 절환하는 방식이다.
액정셔터 방식은 셔터를 사용해 대물렌즈의 개구(開口)를 좁게하여 사용하는 방법이다.

즉, CD를 사용할 때와 DVD를 사용할 때의 대물렌즈 개구부의 열리는 부위를 달리하여 초점거리를 변화시킴으로써 두 개의 초점을 만드는 것이다.

홀로그램 방식은 렌즈의 표면을 미세하게 깎아 일부의 레이저광을 회절시킴으로써, DVD와 CD용 두 개의 초점을 형성시키는 방식이다.
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환형차폐 방식은 1개 렌즈에 고리모양으로 홈을 설치함으로써 CD까지 재생시키는 방식이다. 이 환형차폐방식은 삼성전자에서 독자적으로 개발한것으로 일본의 DVD 업계조차도 감탄한 기술이다. 그러면 이 환형차폐 방식에 대해 자세히 알아보자.
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환형차폐 방식에서는 DVD에 적합하게 설계된 대물렌즈의 외곽부분에 환형(環形:고리모양)의 둥근 홈을 설치한다. 이 홈이 DVD와 CD 재생시에 적절하게 레이저광을 차폐(가려 막고 덮는 것)시킴으로써, 양쪽의 재생이 가능해 지는 것이다. 환형차폐면은 0.6mm 두께인 DVD 디스크의 재생시에는 영향을 주지 않고, 1.2mm의 두꺼운 CD 규격의 디스크에 대해서는 광학 잡음을 제거하여 초점이 잘 맺히도록 한다. 즉 DVD를 재생할 때에는 대물렌즈 전체 영역을 이용하고, CD를 재생할 때는 환형차폐면 안쪽의 좁은 영역만을 이용하는 것이다. 이 때 환형차폐면이 광학 잡음을 제거하기 때문에 오히려 기존의 CD 재생시에 발생하는 광학 잡음도 줄일 수 있다..
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2. DVD 특징

◆ 장점
DVD 원판의 모습은 CD와 동일하다. 크기도 모양도 똑같다. 직경 120mm(4.75인치)의 얇은 알루미늄 원판에 플라스틱 막이 보호막으로 덮여 있는데, 옆면을 자세히 보면 1장짜리 CD와는 달리 2장의 얇은 디스크가 겹쳐져 있는 것을 볼 수 있다. 또 DVD의 두께는 1.2mm로서 CD와 같다. 그러나 이것은 0.6mm 원판을 2개 겹쳐 놓은 것이기 때문에 내부 구조는 CD와 완전히 다르다. 그리고 DVD 디스크는 CD만큼 견고하다. 외부는 플라스틱막으로 코팅되어 있어 먼지나 긁힘으로부터 보호된다.
기존의 비디오 테이프나 플로피디스크는 자성에 약해서 장기간의 데이터 보관에는 어려움이 따랐다. 또한 비디오 테이프에 수록된 동영상은 시간이 지나면 화질이 떨어지는 열화현상이 나타난다. 그러나 DVD는 빛에 의한 디지탈 저장 기술이므로 자성과는 전혀 관계가 없다. 따라서 장기간 데이터를 보관하는 데 유리하다. 안정성 측면에서도 칼로 심하게 긁는 경우를 빼면 문제가 없다. 설령 그런 경우라고 해도 CD나 DVD는 다른 매체보다 데이터 중복성이나 여유 공간 등의 장점으로 쉽게 데이터가 손실되지 않는다.

DVD 타이틀은 현재까지는 DVD-비디오의 타이틀이 압도적으로 많은 편이다. DVD-ROM도 많은 데이터를 필요로 하는 백과사전이나 게임 등에서 주로 발매되고 있다.
MS 백과사전인 엔카르타나 게임인 윙커맨더 IV 등이 대표적인 예이다. 보통 이러한 CD 타이틀이 상당히 많은 분량, 예를 들면 3~5개의 CD로 구성되어 있는데, 이것이 DVD 타이틀 하나로 완성된다는 것은 상당히 편리하며, 앞으로도 많이 이용될 것이다.

하지만 DVD의 가장 많은 부분인 DVD-비디오는 AV와 관련되어 있다. AV는 보통 Audio와 Video라고 일컬어지지만 정확한 용어는 Audio와 Visual이다. 즉, 음향과 영상을 의미하는 것으로, 음향과 영상 모두 디지탈로 구성되어 있는 DVD는 분명 AV의 꽃이라고 할 수 있다.
화질의 좋고 나쁨을 평가하는 척도인 수평 해상도를 볼 때 일반적인 VHS 비디오와 비디오 CD는 240본(本) 수준을 제공했다. 이보다 더 깨끗하다는 S-VHS인 경우 400본대를 지원한다. LD는 최고 수준인 420본 이상이다. 하지만 DVD는 무려 500본 수준을 제공한다.
LD와 CD에 비해 월등히 많은 데이터를 담게 된 DVD지만, 압축을 하지 않고서는 많은 양의 정보를 모두 수용할 수 없기 때문이다. 비디오 CD에 적용된 MPEG-I은 CD의 작은 용량 때문에 화질 손상을 감수하면서도 '최대의 압축'에 비중을 두고 있었다. 하지만 MPEG-II는 DVD 같은 대용량 미디어에서 더 좋은 영상을 담기 위해 사용된 압축 기술이다.
MPEG-I은 각 프레임마다 일정한 양의 데이터를 배정하기 때문에 어떤 장면은 실제 필요한 데이터보다 더 많은 양이 배정되는가 하면, 큰 움직임과 복잡한 배경을 가진 장면에서는 필요한 데이터 양보다 작은 공간을 배정받는 단점이 있었다. 그러나 MPEG-II는 세밀하고 다이나믹한 움직임이 있는 화면일 경우는 압축률을 낮추고, 단순한 화면일 경우는 압축률을 높임으로써 효율적으로 공간 활용을 하며, 애초에 제작된 마스터본의 화상 자체가 고품질이다. 비디오 CD의 MPEG-I 방식은 쉽게 말하면 화질이 가정용 VCR 수준이다.
비디오 CD는 비디오 테이프(VHS)와 같은 352x240(8만4,000 픽셀)의 저해상도를 제공하며, 화면 포맷도 초당 30프레임 수준이다. 반면 MPEG-II는 이것의 4배 이상인 720x480(NTSC, 34만 픽셀)의 고해상도 화질을 제공한다. 즉, 4배 이상의 세밀하고 깨끗한 영상을 보여 준다. 게다가 초당 60프레임의 화면 포맷을 가지고 있어 당연히 월등히 부드러운 움직임의 화질을 제공한다.

음향에 있어서도 돌비 디지탈 서라운드(Dolby Digital, AC-3)를 지원하는데, AC-3란 DVD-비디오 사운드 트랙에 적용된 한 차원 높은 입체음향 모드의 하나이다. 안방극장 시스템의 혁명적 변화로 불리는 돌비 디지탈 서라운드는 영상으로 보여지는 공간감과 이동감을 사운드를 통해 느끼게 해준다.
AC-3 방식은 돌비 스테레오를 개발한 돌비연구소가 차세대 AV 음향으로 개발한 것으로, 5.1채널을 지원하므로 동시에 여섯 가지 소리를 개별적으로 구현할 수 있다. 구조는 기존 홈씨에터 시스템과 비슷하다.
전면에 스피커 2조와 후면에 스피커 2조, 그리고 중앙에 1개 등 5개 스피커와 이들의 중저음만 보강시켜 출력해주는 서브 우퍼 스피커로 구성된다. 하지만 감상할 때 여기저기서 나오는 효과음을 세세히 분리시켜 개별 출력해주므로 현장감이 배가된다. 또 다채널인 탓에 동시에 채널별로 서로 다른 6개의 소리가 흘러 나오기도 한다.

[음성 출력형태]

디스크 종류 출력		DVD	비디오-CD	CD	SETUP MENU
					AUDIO OUT
음성출력	2 채널 (R1, L1)	48/96KHZ 샘플링	44.1KHZ 샘플링	44.1KHZ 샘플링	PCM
	5.1 채널 (F/R, F/L. R/R, R/L, C/T, S/W)	48KHZ 샘플링	-	-	AC-3
디지탈 음성 출력		48/96KHZ 샘플링	44.1KHZ 샘플링	44.1KHZ 샘플링	AC-3 5.1 채널시스템 사용시 AC-3
광 디지탈 출력		48/96KHZ 샘플링	44.1KHZ 샘플링	44.1KHZ 샘플링	일반 TV및 AMP사용시 PCM

* DVD는 96kHz의 출력을 사용하는 DTS를 지원할 수 있도록 되어 있다. 기존 CD가 44.1kHz의 샘플링 주파수를 갖는 데 비해 좀더 고음질의 사운드를 출력할 수 있다.

비디오로 스포츠 경기나 콘서트를 감상한다고 하자. 이 경우 오직 한 각도에서 찍은 영상만을 볼 수 있다. 하지만 DVD에서는 다양한 각도에서 촬영한 장면을 담아 시청자가 원하는 각도를 선택해서 볼 수 있다. 멀티 앵글을 통해 많게는 9곳에서 찍은 화면을 원하는 방향에서 재생시켜 주는 것이다. 그것도 원하는 앵글만 혹은 모두를 한 화면에 놓고 볼 수도 있다. 예를 들면 다이빙 선수의 입수 장면을 물 아래나 천장에서, 그리고 측면에서 모두 볼 수 있는 셈이다. 최대 9개의 다른 영상들이 여러 대의 카메라에 의해 동시에 기록되고 저장 가능하기 때문에, 선호하는 시점으로 선택할 수 있다.

DVD는 사용자가 자막으로 원하는 언어를 선택할 수 있는데, 최대 32개 국의 언어를 담을 수 있다고 한다. 물론 아예 자막을 표시하지 않게 하는 것도 가능하다. 또 음성도 영어, 중국어, 독일어 등 최대 8개 국어의 사운드 트랙을 선택할 수 있다. 따라서 최고 8개 언어의 더빙과 최고 32개 언어의 자막이 하나의 디스크에 저장될 수 있고, 시청자들은 원하는 대로 그것을 조합할 수 있다.
여기에 미국쪽 타이틀의 경우 기본적으로 CC(Closed Caption; 캡션자막기)를 갖고 있다. 자막과 이러한 캡션의 차이는 자막의 전체 흐름을 내용으로 알려 주는 것이고, 캡션은 대화를 그대로 화면에 전달하는 차이가 있다. 이러한 캡션은 기존 VHS 테이프에서도 이용되고 있지만, DVD에서도 이용할 수 있기도 하다.

영화 '블레이드 러너'는 처음 출시될 때 상업성 때문에 여러 가지 제약을 받자, 감독은 이후 자신이 만들고 싶었던 영화로 편집해 다시 출시하기도 했다. 이런 경우는 결론이 완전히 달라지기도 한다. DVD에서는 이때 구태여 두 가지 영화를 따로 구입할 필요가 없다.
멀티 스토리로 만들어진 영화일 경우 미리 설정된 여러 갈래의 스토리를 취향대로 골라 볼 수 있게 된다. 슬픈 영화가 싫다면 해피엔딩만 있는 영화로 만들 수 있는 셈이다. 만일 하나의 영화가 극장판, 무 삭제판과 감독 삭제판과 같은 여러 판(版)을 가지고 있다면 하나의 디스크에 이러한 모든 판을 저장하는 것이 가능하다. 이는 DVD의 기능에서 메뉴로부터 그 판을 고르는 것도 가능하게 한다. 선택된 판은 일반적인 부분과 각각의 부분을 추가하는 것에 의해 자동으로 구성되고 끊김없이 재생된다.

DVD는 시청 제한 기능인 페어런탈 코드((Parental Code)를 인지, 설정된 부분을 건너뛸 수 있다. 페어런탈 코드란 '미성년자 관람불가'에 관한 정보를 말하는데, 장면마다 X, G, R등급 식으로(중학생 관람가, 고교생 관람가, 성인용 등) 급을 매길 수 있어 해당 장면을 보고 싶지 않다고 코드 설정만 하면 문제의 장면이 방영되지 않는 것이다. 물론 멀티스토리로 제작된다면 역시 '낮은 등급'으로 스토리 전개를 바꿔 버려도 무방하다. 대부분의 경우 비밀번호로 보호되고 있는데, 부모 통제 수준이 PG-13으로 설정되어 있으면 부모 통제 관리가 없는 DVD 디스크와 부모 통제 수준이 G, PG, PG-13인 DVD 디스크만 재생된다.

DVD는 16:9 비율로, 일반적인 TV 화면 비율인 4:3보다 더욱 넓은 화면을 지원한다. 물론 이를 사용하기 위해서는 와이드 화면의 TV 등이 있어야 되겠지만, 기존의 4:3 TV 등의 화면 사용자들을 위해 일반 TV 화면으로도 재생이 가능하도록 되어 있다. 일반적으로 와이드 화면용인 방송과 4:3 비율로 나타나는 영화를 가능하게 하려면 와이드 화면의 영상은 윗부분과 밑부분에 검은 띠를 가지고 있다. 와이드 화면의 영상을 와이드 TV에서 표시하려면 영상은 윗부분과 밑부분이 검은 띠로 표시된다.

◆ 단점 - DVD 발전의 장애요소
DVD의 발전을 막는 요인으로는 몇 가지를 꼽을 수 있다. 가장 대표적인 것이 지역코드로, DVD의 재생을 지역별로 나누어 관리하는 방식을 말한다. 이들 코드는 6개의 지구 영역 중 하나를 나타내 DVD 비디오 재생을 제한한다.
즉 각 플레이어와 DVD-ROM 드라이브에는 하나의 영역 코드가 포함되어 있고, 각 디스크 면은 해당 디스크가 재생될 영역을 지정할 수 있으며, 지역 코드가 없는 디스크는 모든 플레이어와 모든 영역에서 재생된다. DVD 타이틀은 지역코드가 있어 그 코드에 해당하는 장비에서만 동작한다는 문제가 있다. 한국이 포함된 지역코드3번으로 세팅한 드라이브에서는 미국, 유럽에서 구입한 지역코드1번 타이틀이 동작하지 않는 문제인데 2001년 1월부터 생산하는 DVD-ROM에는 이러한 규제가 완전히 의무화된다. 하지만 이전 제품은 아예 지역제한기능이 없거나 다른 방법으로 이를 풀 수 있는 코드프리 (-국가 코드에 상관없이 모든 국가의 제품을 읽을 수 있는 기능)를 할 수 있어 지역과 상관없이 쓸 수 있다.

영역 1 - 미국, 캐나다 영역 2 - 유럽, 일본, 남아프리카, 중동, 이집트, 그린란드 영역 3 - 인도네시아, 한국, 타이완, 태국, 필리핀, 홍콩 영역 4 - 호주, 남아메리카, 중앙 아메리카, 멕시코, 뉴질랜드, 태평양 섬, 카리브 지역 영역 5 - 대부분의 아프리카 지역, 전 소련 공화국, 동부 유럽, 인도, 북한, 몽고 영역 6 - 중국(홍콩 제외)

이러한 지역코드를 삽입하는 이유는 극장 흥행을 보호하기 위함이다.
예를 들어 미국에서 제작된 최신 영화가 한국에서는 두세달의 간격을 두고 늦게 개봉된다면, 이미 미국쪽에서는 한국어로 더빙되거나 자막이 들어가 있는 DVD 타이틀이 출시되어 극장 수입을 저하시킬 수 있기 때문이다.

이외에 S-VHS와 같은 미디어로 녹화를 하지 못하게 방지하는 것도 있는 것도 DVD 발전의 걸림돌이다. 미국의 매크로비전사의 복제방지장치를 사용하는 경우가 많은데, 보통 매크로라고 불리우는 이 방식은 VCR로 녹화할 때 화질의 열화나 색상이나 화면이 떨리는 등 정상적인 재생 및 녹화가 이루어지지 않도록 구성되어 있다.

디지털 방식인 CGMS(Copy Generation Management System) 방식은 주로 DVD-비디오에서 쓰는 것으로 DVD에 있는 암호화된 키데이터를 이용해 복사를 막는 것이다. 하지만 컴퓨터에서 쓰는 DVD롬 드라이브는 이러한 데이터를 복사할 수 있다.
따라서 컴퓨터와 DVD롬 드라이브간의 확인작업에서 나오는 결과를 암호화해 암호체계를 이중으로 만들었다. 하지만 현재에는 이러한 형태의 암호화 기술보다는 CGMS 방식만 쓰고 있는 추세다. 물론 아날로그 출력 역시 다른 상업용 비디오제품처럼 매크로를 걸어 다른 매체로 복사하지 못하게 하고 있다.

※ 참고 : Blu-ray 지역코드

출처 : 월간 Hello PC 1999년 6월호
월간 Newton 1997년 1월호