超高清蓝光光盘

Ultra HD Blu-ray

载体格式

蓝光光盘协会制定的超高清只读光盘格式,使用 HEVC 编码,支持最高 3840×2160、10-bit、广色域、高动态范围和沉浸式音频。

详细说明

Ultra HD Blu-ray,中文名超高清蓝光光盘,是蓝光光盘协会制定的超高清只读光盘格式。

在授权体系中称为 Blu-ray Disc Read-Only Format Version 4 或 ROM4。协会于 2015 年 5 月宣布规范完成,同年开始授权,首批商业播放器和光盘于 2016 年上市。它沿用 Blu-ray 技术体系,但不是普通 1080p 蓝光的内容标签或简单扩容版本。

ROM4 支持 50 GB、66 GB 的双层只读盘和 100 GB 的三层只读盘。66 GB 与 100 GB 结构提高单层容量和读取速率,以容纳超高清视频及多条高码率音轨。盘片容量不直接决定画面质量:节目时长、视频压缩、音轨数量、附加内容和复用开销都会改变可分配给主视频的数据量。

主视频使用 HEVC/H.265,不再以普通 Blu-ray 常见的 MPEG-2、VC-1 或 AVC/H.264 承载超高清画面。规范支持最高 3840×2160 的逐行视频,常见帧率包括 23.976、24、25、29.97、50 和 59.94 帧每秒。视频通常采用 10-bit 量化和 4:2:0 色度抽样;50p 与 59.94p 节目需要更高处理与传输能力,但不表示低帧率电影被自动转换为高帧率。色彩信号使用 BT.2020 体系作为容器,可承载比普通 Blu-ray 的 BT.709 更宽的色域。BT.2020 标记不证明节目实际覆盖完整 BT.2020 原色范围,许多商业母版在 P3 色域内完成调色,再封装为 BT.2020 信号。10-bit 量化为每个分量提供 1,024 个编码级别,可降低大范围亮度和颜色渐变中的带状失真。Ultra HD Blu-ray 允许标准动态范围和高动态范围节目。HDR10 构成最常见的基础 HDR 路径,使用 PQ 传递函数和静态元数据;部分发行另有 Dolby Vision 或 HDR10+ 动态元数据扩展。光盘、播放器、接收设备和显示器需要共同支持相应扩展,否则通常回退到基础 HDR10,具体结果取决于盘片的兼容结构。包装标注 HDR 不能单独说明使用了哪一种格式。

音频延续 Blu-ray 的主要体系,可收录 LPCM、Dolby Digital、Dolby Digital Plus、Dolby TrueHD、DTS、DTS-HD High Resolution Audio 与 DTS-HD Master Audio。Dolby Atmos 常通过 Dolby TrueHD 承载,DTS:X 通常建立在 DTS-HD Master Audio 兼容结构上。对象式音频不是 Ultra HD Blu-ray 的强制组成,也并非该介质独有;一张 UHD 光盘可以只使用传统双声道、5.1 或 7.1 音轨。节目继续采用 BDMV 与 UDF 2.5 组织。主音视频、字幕和其他基本流复用在 BDMV/STREAM 目录中的 M2TS 文件,播放列表、片段信息、图形字幕、菜单和 BD-J 程序由其他文件管理。目录名称与普通 Blu-ray 相似,但视频编码、控制信息和介质层遵循 ROM4 规范,不能凭文件树相似认定两者可由同一设备读取。

Ultra HD Blu-ray 使用面向 ROM4 的 AACS 内容保护和相应认证要求。与普通电影 Blu-ray 的 A、B、C 区域体系不同,Ultra HD Blu-ray 规范没有定义同类区域播放码;商业 UHD 盘通常不受传统蓝光区域码限制。套装中附带的普通 Blu-ray 仍可设置自己的区域码,两种盘片需要分别判断。

协会要求获得 ROM4 授权的新播放器具备普通 Blu-ray 的向下播放能力,具体产品通常还兼容 DVD 与 CD。反向兼容不存在:普通 Blu-ray 播放机缺少读取 66 GB 或 100 GB 介质所需的光学与信号处理能力,也没有 HEVC Main 10、ROM4 控制和内容保护支持,不能依靠常规固件更新变成 Ultra HD Blu-ray 播放机。完整外接播放还涉及 HDMI 传输、HDCP 2.2 或后续保护版本以及显示设备对分辨率、色深和 HDR 的支持。

“4K 修复版”“4K 扫描”“4K 数字中间片”和 Ultra HD Blu-ray 描述不同环节。经 4K 扫描或修复的节目可以降格发行在普通 1080p Blu-ray;Ultra HD Blu-ray 也可能采用 2K 数字中间片、高清录像或经过升频的母版。介质标志说明最终光盘、编码和播放规范,不单独证明原始拍摄与后期流程的空间分辨率。