DVDの溝の延長

質問

アナログレコード盤（LP盤・３３回転）の溝の長さは、おおよその話ですが片面２０分間録音もので溝の総延長は約400～500m、総回転数は約600回転、などといわれています。

ところで、例えばDVD(4.7GB）の場合、同じような見方をした場合、溝の総延長とか、総回転数とかはどのようなことになるのでしょうか。総回転数などは記録モードによっても変わってくるような気がしますが、どのように理解すればよいのでしょうか。
厳密な数値は必要ありません。ザクッとで結構ですのでご教示いただければ幸いです。
（見たことはないのですが、要するに、物凄いスピードで回転している筈なのに何故何時間も再生できるのかが不思議なのです）

回答No.6

iBook 2001（@iBook-2001） · ベストアンサー

はじめまして♪

全てがリアルタイムなアナログレコードやテープレコーダーとは違って、高回転で高速読み取りしても、読み取ったデータがバッファーと呼ばれるメモリーが一杯に成ると、読み出してメモリーの空きが出るまで、空回りしています。

むしろ、読み取りエラーが出た場合、再度読み直すための時間差を得ている、という考え方でも良いでしょう。

現実問題として、どこまでも高速に回す、という事は出来ません。
昔のテレビ番組（ディスカバリーチャンネルの、番組名は忘れましたが、何でも実検しては壊す、という番組）で、光学ディスクは何処まで高速回転させられるか。と言う危険でオバカな実検をしていた事が有ります。
かなり記憶も曖昧なのですが、通常の場合で４千回転くらいでディスクが割れてドライブメカも破戒される、非常に精密に再加工しても８千回転までは持たなかった、、等だったと思います。

高速回転に成る事で、非常にわずかな誤差が遠心力で増幅され、そのため破戒に至る、という事だそうです。
（番組では、周囲を防弾ガラスで囲い、安全を確保して撮影／実検をしていました。）

通常の「１倍速」と呼ばれる回し方でも、必用なデータ量より多くのデータが読みとれる余裕度を持たせて、読み取りエラーでももう一回回って来る間くらいは映像や音声が止まらずに追従出来るように考えられています。

CDの場合は、開発当時の技術では、なかなかこのような余裕を持たせた機器が造りにくかったので、記録データを分散化し、読み取れない部分が有った場合も時間的に分散され、他の部位に有る補正値を元に復元したり、補正したり、補完したり、と言う方法を駆使し、再生音が途切れにくいように考えられています。
最近のドライブメカはPC用なども使われ、高速読み取りに寄って何度も読み直していたり、その機能に頼ってしまい、本来のデータ処理を簡素化している場合も有りますが、高級CDプレーヤーでは回転数が変わったりする「動作音」を嫌い、高速読み取りモードを使えないようにした製品も有ります。

あ、そうそう。DVDには記録層が一つでは無く、多層の物が有ります。
CDの規格には、このような物は無いのですが、SACD/CDのハイブリッド版は、CD層とSACD層の２層で記録されています。

あの、薄い板の厚み方向で、ハーフミラーの様な多層の記録層が構成され、レンズのピント位置で手前の層、奥の層、という具合に識別しながら読み取っているのです。

しかも、回転している板は、わずかに反っていますし、回転軸だってズレが有るのですから、ピックアップレンズの追従技術は、想像を絶するほどの精密さが有るのでしょう。

１倍速と呼ばれる通常モードの回転数×再生時間でおおよその総会点数が。さらに平均円周距離を掛ければ、総トラックの長さが概算で得られますネ。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。

解説ありがとうございます。

「バッファー＆空回り」ですね。イメージが湧きます。
しかし、なんと精密な世界なるかな！ですね。

回答No.10

121CCagent

(1)ドライブに挿入しただけで何もしないとやがて停止するわけですね。
(2)再生中は、一定の同じ速度で回転しているのでしょうか。
(3)また、再生中、一時停止ボタンを押したときは回転は停止するのでしょうか。
(4)本編再生が終わってメニュー画面に戻ったときなども回転し続けているのでしょうか。
(5)所謂停止ボタンを押すと回転は停止するわけですね。

PCで昔、DVDドライブの蓋と言うかカバーを開けた状態で動作確認した時の話なのであまり参考にはなりませんが1はそうですね。結構長い間回転していた記憶があります。2は実際に回転速度をはかったわけではないので分かりません。見た目は同じ速度で回っていたような気はします。3は回転し続けていたと思います。4も3と同じく回転し続けたいたと思います。5はPC上のソフトで再生停止を押しても回転し続けていたと思います。

お礼

早速のご回答ありがとうございました。

回答No.9

121CCagent

>ところで、再生中は、時々回転は止まったりしているのでしょうかねぇ？
再生中はDVDのディスク自体は常時回転しています。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。

>再生中はDVDのディスク自体は常時回転しています。

(1)ドライブに挿入しただけで何もしないとやがて停止するわけですね。
(2)再生中は、一定の同じ速度で回転しているのでしょうか。
(3)また、再生中、一時停止ボタンを押したときは回転は停止するのでしょうか。
(4)本編再生が終わってメニュー画面に戻ったときなども回転し続けているのでしょうか。
(5)所謂停止ボタンを押すと回転は停止するわけですね。

回答No.8

vaidurya

そもそも、何を理解したいのかがわからない話ですね。

アナログ盤とも呼ばれるレコードディスクは、角速度一定で
アナログゆえに、また角速度一定であるがゆえに
内周のほうが、音質が悪いとも言われていたりしますね。
(実体験でこれを感じる人はほぼいないでしょうし、実用上充分だと思いますけどね)

溝が何メートルかという議論も、実は角速度なので
けっこう無意味な数字ということになります。

メートルあたりの情報量が変動していき
外周では少なく、内周で多くなっているからです。
外周でも内周でも、一回転分の溝には
一定の情報量が入っています。アナログなので、つまり同じ長さの音情報が入っています。
LPで33rpmですから、33回転分の溝で、60秒分の情報が入っていることになります。

それに対して、光学ディスクではCLVと呼ばれる形式で
物理的な密度が、外周でも内周でも一定
外周ほど一回転に多くの情報が収納されます。
同じ回転数では、外周と内周の速度差は5:2になるようです。

ただ、実際の読み出し速度は、音楽の速度とはまったく無関係で
音楽CDで、音楽データの供給に、充分な余裕を持った速度が150kiB/s
内周で459rpm以上の速度が必要として、それ以上の仕様となっています。

さらに、CD-ROMドライブなどでは、1990年代には二倍速が登場し
物理的(光学ディスクの成形精度の限界)問題に達して48倍速のものがあります。
でも、だからといって、音楽CDが48倍の速度で再生されるわけではありません。

これは、アナログディスクのように、リアルタイムにデータを処理しないためです。
理論上は、48倍速で数分で音楽データを先読みした上で
1倍速で音楽を再生していく事もできるのがデジタル処理の優位点です。

実際には、通常のCDプレーヤーでは、それほどの先読みの意味が無く
バッファーメモリーを少なく抑えるために
せいぜい数十秒程度しか先読みしないと思います。

でも、PCではリッピングして、音楽CDは押入れにしまったまま音楽が聞けます。
理論上は、flacなどのロスレス技術を使っていれば
音質は音楽CDの場合と比べて、なんら変化ありません。

これがデジタル技術の利点です。

DVDの場合も、理屈としては同じような話になります。
ただ、DVD-Videoは、世界で唯一日本だけでは
リッピングしてプレースシフトや再エンコードしての運用が違法化されています。

デジタル技術の利点も、デジタル技術による制限に注力されれば
デメリットしか作り出せなくなるので、話が難しくなっちゃいます。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。

>これは、アナログディスクのように、リアルタイムにデータを処理しないためです。
> 理論上は、48倍速で数分で音楽データを先読みした上で1倍速で音楽を再生していく事もできるのがデジタル処理の優位点です。

アナログレコードとの振る舞いの違いがイメージできました。

>そもそも、何を理解したいのかがわからない話ですね。

おおむね、ご説明いただいたようなことを知りたかったんですが、ただ、回転体が動いたり止まったりしている様子がいまいちイメージできません。例えばDVDで１時間ものの映画を見ている場合、DVDは回転したり止まったり、を繰り返しているのでしょうかね？

補足

>要するに、物凄いスピードで回転している筈なのに何故何時間も再生できるのかが不思議なのです

質問の原点はココです。
高速回転しているので、アナログレコードと同じイメージだと、すぐに終わりまで行ってしまうのではないかと想像したわけです。
皆様の説明で、そういうイメージではないことが分かりましたが。

回答No.7

OKWavex

アナログレコードは一本の溝をなぞって読み取ったものをそのまま再生するため読み取り時間がそのまま再生時間となるアナログデータなのに対し、DVDは読み取ったデータを変換したものが再生時間を決定するデジタルデータなので変換前のデータ読み取りの時間は再生時間には直接関係しないため、比べても無意味

お礼

早速のご回答ありがとうございます。

なるほど、そういう差異もありましたか。

回答No.5

shintaro-2

＃４です

＞２*3.14*22×(55-22）/(0.74*10^-3)＋2*0.74*10^-3×[(55-22）/(0.74*10^-3)]-1｝　[ｍｍ]ということになります

間違えました。
1本毎に長くなるので後ろの項は更に数列の和のn(n-1)/2がかかります。

まあ、増え方が均一なので平均して
ディスクの真ん中あたりのトラックで計算すると
２*3.14*38.5×(55-22）/(0.74*10^-3)　[mm]で
約10.8ｋｍとなります

お礼

早速のご回答ありがとうございます。

約10kmですか。結構長いもんですねぇ。

回答No.4

shintaro-2

ＣＤ以降の光学ディスクは溝ではありませんが

ＤＶＤの場合、
内径22ｍｍぐらいから外形58ｍｍぐらいのところまで記録領域になってます。
トラックピッチが0.74μｍですから

計算してみると、
（55-22）/(0.74*10^-3)本程度のトラックがあることになります。
　当然回転数はデータを１回転で読めるとすればトラック数と一致します。

一番内周のトラックが２*3.14*22ｍｍで
そこから1本外側になるにつれ、2*0.74*10-3ｍｍ長くなります。

ですので、
全部の長さは
２*3.14*22×(55-22）/(0.74*10^-3)＋2*0.74*10-3(チェック)｛[(55-22）/(0.74*10^-3)]-1｝　[ｍｍ]ということになります
エクセルで計算すると、約6.7kmとなりました。

>要するに、物凄いスピードで回転している筈なのに何故何時間も再生できるのかが不思議なのです

物凄く間を詰めているからです。
ちなみにブルーレイだとトラックピッチが0.32μｍになります
http://www.sony.jp/bd/about/technology/

お礼

早速のご回答ありがとうございます。

詳細な計算ありがとうございます。
平均的な円周を25cmとすると、6.7kmだと26,800回転（670,000cm/25cm）で全データをスキャンできることになります。

DVDドライブって、分あたり数千回転と聞いていますが、これだと全部スキャンするのに、ものの数分もかからない計算になってしまいますが、どう理解すればよいのでしょうか。

回答No.3

nanasi3de

そもそもDVDには溝は存在しませんよ

ビットと呼ばれる極々微細な凸が並んでいて（デジタル（２進数）の１または0）データを表しています。

ビットが凄く小さいため大量のデータが記録できる為、長時間再生できる。

アナログレコードとは、まったく、別の発想です。（似ているのは円盤が回転しているぐらい）

記録方式にCLVとCAVとがあり（細かくは組み合わせなどして細分化される）、回転速度は一定ではない。

参考
http://www.isl.ne.jp/it/dvd/DVD_ROM.html

お礼

早速のご回答ありがとうございます。

"溝"はなくても、円周に沿って、円盤の外側から中心部に向かって順々にスキャンしている訳ですね？

回答No.2

121CCagent

http://petitinfomation.blog.so-net.ne.jp/2014-03-10-2

DVDで溝にあたるランドとピッチですね。ランド、ピットを合わせた総延長距離を求めようとするとトラックピッチが0.74μmと規格で決まっているのでそのあたりから計算すれば出てくるだろうとは思いますが…

お礼

早速のご回答ありがとうございます。

なるほど、"溝"のピッチは1000分の1ミリメートルのオーダーですか。
ところで、再生中は、時々回転は止まったりしているのでしょうかねぇ？

回答No.1

maiko0318

レコードとCDやDVDは構造が違います。

レコードは拡大すると蚊取り線香のようにグルグル巻き付いています。
対してCDやDVDはバームクーヘンのように同心円です。

なので、中心から端に向かって何ミリ（もちろんナノメートルの世界です）
ごとに記録するか一周あたりどのくらい記録するかが設定されています。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。

なるほど、同心円でしたか。外周の方から中心に向かってスキャンしていくのでしょうね。
ところで、再生中、速く読み込み過ぎたりして、時々回転が止まったり、回転数を自在に調整したりしているのでしょうかねぇ。