1. POPIS PRINCÍPU CD A DVD A BLU - RAY (Compact Disc, Digital Versatile Disc, Blu - Ray) 1.1. Disky typu CD 17. augusta 1982 sa datuje zrod

Transcript

1 1 1. POPIS PRINCÍPU CD A DVD A BLU - RAY (Compact Disc, Digital Versatile Disc, Blu - Ray) 1.1. Disky typu CD 17. augusta 1982 sa datuje zrod kompaktných diskov, v tento deň bola oficiálne spustená prevádzka továrne na lisovanie CD diskov. Továreň firmy Polygram (teraz Universal Music) sa nachádza v nemeckom Hanoveri, vedľa výstaviska C-bitu. V tej dobe sa hudobné nahrávky ukladali na magnetofónové pásky alebo na gramofónové platne a riešil sa problém pirátskeho kopírovania hudby. Ako riešenie malo byť médium, ktoré by umožňovalo kvalitatívnejšie nahrávky a znemožňovalo jednoduché kopírovanie A tak svet dostal od firmy Philips a Sony široko akceptovateľný štandard CD. Ide o kotúč s priemerom 12 cm, pôvodný návrh bol 11,5 cm s kapacitou 60 minút hudby. Došlo však k zmene lebo takáto kapacita je nedostatočná pre Beethovenovú 9. symfóniu a tak toto bolo akceptované a priemer sa rozšíril na 12 cm aby sa na médium vošlo o 14 minút hudby viac. Už na konci roku 1982 sa začali predávať za veľmi vysoké ceny prvé prehrávače kompaktných diskov v HiFi vežiach. Pre zaujímavosť: - prvým titulom umiestneným na CD bola Alpská symfónia od Richarda Straussa, - prvým sériovo - lisovaným titulom boli valčíky Cladio Arrau od Frederica Chopina, - prvým popovým albumom na CD bol The Visitors od skupiny ABBA. V súčasnej dobe sa kompaktné disky označujú CD-ROM, CD-R a CD-RW. Disk typu CD-ROM:(disk len pre čítanie) údaje sa na disk zaznamenávajú pomocou lisovanej matrice vyrobenej podľa prvotného zvukového záznamu. Matrica obsahuje negatívny (zrkadlový) obraz prvotného záznamu. Matrica sa otláča do polykarbonátovej vrstvy, substrátu, čím sa vytvára vlastný záznam a ten sa pokryje reflexnou vrstvou z hliníka. Reflexná vrstva sa ešte pokryje ochrannou vrstvou. Údaje sú tvorené množstvom jamiek pits a plôch lands so šírkou 0,5 mikrometrov. Princíp záznamu ukazuje obrázok. Výhody takto vytvoreného záznamu sú: - záznam je odolnejší voči mechanickému poškodeniu, - údaje z disku sa čítajú pomocou lasera a preto opotrebovanie je takmer nulové, - ktorákoľvek nahrávka je okamžite k dispozícií a kopírovanie záznamu je bez straty kvality.

2 2 Dielektrikum Krycia vrstva Reflexná vrstva Substrát Krycia vrstva Organické farbivo Reflexná vrstva Substrát Aktívna vrstva Ag, In,Te, Sb Záznam Záznam Princípy záznamu na CD disky Disk typu CD-R: (Compact Disc Recordable) je len raz prepisovateľný disk. Niekedy sa označuje ako CD-WO (Write One) alebo CD-WORM (Write One Read Many). Na disky tohto typu sa môže údaj zapísať len raz a záznam je už nevratný, dá sa už len čítať. Zápis je obdobný ako na disky CD-ROM, ale miesto lisovania sa dáta zaznamenávajú do organického farbiva. Vypalovací lúč zahreje vrstvu organického farbiva a tak ju znehodnotí, tým vytvorí jamku pit alebo ju ponechá nevypálenú a vznikne plocha land. Vypalovanie sa realizuje laserovým lúčom vlnovej dĺžky 780nm pri teplote 250 o C. Pretože jamky, diery sú priesvitné a plochy sú nepriesvitné, majú teda inú odrazovú schopnosť lúča lasera a toto sa využíva pri čítaní údajov z disku. Jamky, pity sú hlboké 0,12 mikrometra a široké 0,6 mikrometra, dlhé 0,9 až 3,3 mikrometra, medzera medzi stopami špirály je 1,6 mikrometra. To znamená že na šírku 3,3 cm sa vojde 33mm/(0,6 m+1,6 m) = 33mm/2,2 m = závitov. Vodiaca stopa je predlisovaná. Hrúbka CD je 1,2 mm, otvor v strede má 1,5 cm a váha je 18g. Farba CD R je závislá od farby použitého materiálu pre reflexnú vrstvu. V minulosti sa používalo zlato a CD mali farbu do zlata, zlato je málo agresívne a tak záznam je dlhodobejší, v súčasnej dobe sa používa striebro, ktoré je voči záznamu agresívnejšie a záznam nie je dlhodobejší. CD zelenej farby používajú cyanín, modrej farby farbivo Azo a môžu byť aj farby do zlata používajú phtalocyanín.

3 3 Disk typu CD-RW: (Compact Disc Read Write) konštrukcia média je rovnaká ako pre CD-R ale je tu jeden podstatný rozdiel, vrstva pre záznam je z oboch strán obalená vrstvou dielektrika a záznamová vrstva, farbivo je z iného materiálu. Vrstva dielektrika má tieto úlohy: - nastaviť odozvu média aby bol signál pri čítaní čo najčistejší a najzreteľnejší, - zvýšiť účinok lasera pre dosiahnutie požadovanej teploty na záznamovej vrstve, - pôsobí ako tepelná izolácia medzi odrazovou a ochrannou vrstvou, - pôsobí ako mechanická brzda záznamovej vrstvy, keď je zahriata, aby nedochádzalo k jej posuvu vplyvom odstredivých síl. Pri zápise na disk však nedochádza k úplnej deformácií záznamovej vrstvy ale k zmene štruktúry farbiva - z kryštalickej vrstvy na amorfnú a opačne. Záznamová vrstva je špeciálna zlúčenina, zliatina striebra Ag, antimonu Sb, india In a telúru Te. Aby sa dosiahlo dvoch požadovaných stavov, zliatina musí byť schopná meniť svoju kryštalickú štruktúru, z kryštalickej vrstvy na amorfnú a opačne a mechanika musí zabezpečiť laser s dvomi energetickými stupňami. Ako to pracuje: - záznamová vrstva Ag, Sb, In, Te má v pôvodnom stave kryštalickú štruktúru, viac odráža svetlo, land, - pri zápise aby sa vytvorili jamky pity, sa vrstva zahreje vplyvom lasera na 550 až 700 o C, čím sa roztaví a z kryštalickej štruktúry sa zmení na amorfnú hmotu, ktorá má menšiu odrazivosť ako kryštalická štruktúra, - pre opätovný záznam, teda aby sa z amorfnej hmoty stala hmota kryštalická je potrebné zliatinu zahriať na teplotu 200 o C a jej ochladením sa opäť vráti do kryštalickej štruktúry, - podľa vytvorenej štruktúry hmoty, hmota viac alebo menej odráža laser a tak vznikajú dva požadované stavy logickej jednotky a nuly. ( nie je to presne ale pre vysvetlenie princípu je to dostačujúce). Poznámka: logické nuly a jednotky vznikajú na základe menšej alebo väčšej odrazivosti, presnejšie na základe zmeny stavu. Nosičom údajov v skutočnosti nie je ani jeden zo stavov ale zmena stavov. Práve zmeny striedania jamiek a plôch sa interpretuje ako a séria núl a jednotiek. Preto napríklad medzi viacerými logickými jednotkami musí byť určitý počet núl. A tu už nestačí veľkosť 1byte na 8 bitov ale 14 bitov kódovanie 8 na 14 EFM (Eight/Fourteen Modulation) pre DVD je to 8 na 16 bitov. V nedávnej minulosti sa často hovorilo o rýchlosti mechaniky, 40, 52 a viac rýchlostná mechanika. Jednotkou prenosu je 150 Kbyte/sekundu, teda 40 rýchlostná mechanika má rýchlosť pri čítaní 40x150=6000Kbyte/s a 52 rýchlostná 52x150=7800 Kbyte/s. Ďalším dôležitým údajom je kapacita CD disku, koľko dát sa vmestí na disk. Hovorí sa, že medzi 600 až 700 Mbyte, je to pravda a tiež hodnoty medzi nimi sú správne, všetko je to závisle aké jednotky pri prepočte sa používajú a v akom móde CD pracuje.

4 4 Veľkosť sektora pre CD je 2352 byte na záznam, ale nie všetky byte sa používajú pre dáta a záznam môže byť v nasledujúcich módoch: - MOD1 dĺžka je 2048 byte na sektor pre používateľské dáta, - MOD2 Form1 dĺžka je tiež 2048 byte na sektor, - MOD2 Form2 dĺžka je tiež 2048 byte na sektor pre audio, grafiku. Klasické CD môže obsahovať až 74 minút hudby ( existujú aj 80 minútové záznamy ale pri prehrávaní môžu byť problémy. Rýchlosť CD prehrávania je 75 sektorov za minútu teda 75 x 2000byte=asi 150 Kbyte/sekundu. Potom kapacita pre Mod1 je: 2048byte/sek*75sektor*60sekúnd*74minút= byte, Potom kapacita pre Mod2 je: 2336byte/sek*75sektor*60sekúnd*74minút= byte. A teraz sa môže spraviť prepočet na Mbyte ale výsledok bude závisieť na veľkosti jednotky prepočtu: -ak jednotka prepočtu pre jeden Mbyte je 2 20 = byte potom pre Mod1 je to / =650,39Mbyte a pre Mod2 je to / =741,85Mbyte -ak jednotka prepočtu pre jeden Mbyte je 2 10 *1000=1024 *1000 = byte potom pre Mod1 je to / =666Mbyte a pre Mod2 je to / =749,65Mbyte -ak jednotka prepočtu pre jeden Mbyte je 10 6 = byte potom pre Mod1 je to / =681,984Mbyte a pre Mod2 je to / =777,888Mbyte 1.2. Formáty DVD ( Digital Versatile [ vesetail ] Disc ) (digitálny mnohostranný, viacúčelový disk) čerpané z PC 1/2003 V súčasnosti je k dispozícií niekoľko formátov diskov DVD. Ďalej sú popísané formáty DVD-ROM, DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM. Základná rýchlosť zápisu na DVD média je 1350KByte/s, v prípade CD médií je základná rýchlosť 150Kbyte/s. Súčasné mechaniky ako štandard používajú 2-násobnú rýchlosť. Ale napr. mechanika Pioneer DVR-A05 dovoľuje až 4-násobnú rýchlosť, k tomu sú však potrebné špeciálne média ( DVD-R v2,0). Formát DVD-ROM: - tento formát je obdobou CD-ROM, teda lisovaných medií. Formát DVD-R: - ide o jednorázovo zapisovateľnú podobu DVD-ROM. Existujú dve kategórie DVD-R médií: kategória Authoring, a kategória General Use ( všeobecné použitie ). Tieto média by sa mali dať prečítať vo všetkých mechanikách DVD, ale sú medzi nimi rozdiely. Médium DVD Authoring je určený pre profesionálne použitie, využíva sa ako master médium pri lisovaní DVD-ROM, dovoľuje zápis regiónu. Pre zápis na toto médium sa používa špeciálny program. Preto známejšie sú média kategórie General Use. Formát DVD-R požíva konštantnú lineárnu rýchlosť čítania - CLV ( Constant Linear Velocity) čo znamená, že disk sa otáča rozličnou uhlovou rýchlosťou, tak aby sa zachoval konštantný dátový tok. Podstatné rozdiely medzi Authoring a General Use sú v kapacite 4,7GByte pre Authoring, General Use môže mať 4,7Gbyte alebo 9,4Gbyte pre obojstranný zápis. Rozdiel je tiež vo vlnovej

5 5 dĺžke laserového lúča 635nm pre Authoring a 650nm pre General Use a ostatné formáty DVD diskov. Tento formát je akceptovaný organizáciou DVD fórum čo sa nemôže povedať o formáte DVD+R. Cena médií je 350Sk pre Authoring a 100Sk pre General Use s možným poklesom na 50Sk v tomto roku Ceny sú bez DPH. Formát DVD+R: tento formát priniesol zvýšenie rýchlosti oproti základnej rýchlosti zápisu. Prvé mechaniky priniesli rýchlosť 2,4-násobok základnej rýchlosti a dnes sa ohlasujú mechaniky až so 4-násobnou rýchlosťou zápisu. Avšak tento formát nie je akceptovaný organizáciou DVD fórum a preto sa môže sta, že nie vždy a v každej mechanike sa musí toto médiu dať prečítať. Cena médií je 130Sk bez DPH. Formát DVD-RW: ide o prepisovateľný formát, kapacita média je 4,7Gbyte. Obsahuje ochranu pred kopírovaním autorsky chránených údajov. Údaje sa môžu na disk zapisovať do tkz. sekcií až pokiaľ sa disk neuzatvorí. Neuzatvorený disk sa nemusí vždy dať prečítať. Zápis môže byť 2-násobnou rýchlosťou zápisu a médium sa môže prepísať až 1000 krát. Formát využíva režim CLV. Disky tohto formátu by sa mali dať prečítať na mechanikách vyrobených za posledné tri roky. Cena médií je 250Sk bez DPH. Formát DVD+RW: formát sa zrodil v októbri 2001, nestojí za ním DVD fórum, ale DVD+RW Alianca. Rýchlosť zápisu je 2,4-násobný a 1000 násobnú prepisovateľnosť. Kapacita je 4,4GByte až 9,4Gbyte pre obojstranný zápis. Oproti DVD-RW formátu má formát DVD+RW výhodu v rýchlosti formátovania a to sa môže robiť na pozadí zápisu. Disk je určený pre dáta aj pre audio/video. Využíva sa tiež režim CLV pri zápise v sekciách a ako médium s náhodným prístupom sa používa režim CAV (Constant Angle Velocity) - konštantná rýchlosť otáčania s rôznou rýchlosťou prenosu údajov. Objavili sa už aj mechaniky so 4-násobnou rýchlosťou zápisu. Cena médií od 230Sk bez DPH. Formát DVD-RAM: je to najstarší prepisovateľný formát ( Random Access Memory ), na trh bol uvedený v septembri 1998, umožňuje až 100 stotisíc prepisovacích cyklov. Takto sa môže využívať ako externý HDD pri kapacite 4,7Gbyte až 9,4Gbyte pre obojstranný zápis. Má zabudovanú technológiu overovaného úspešného zápisu, rýchlosť zápisu sa môže byť až 3násobná. Pri zápise sa používa CLV aj CAV metóda, disk je rozdelený do 24 zón a v rámci jednej zóny je rýchlosť otáčania konštantná a medzi zónami sa musí meniť rýchlosť otáčania a teda mechanika musí preraďovať. Média sú uložené v ochrannom plastovom obale (caddy) a v tomto obale sa do mechaniky vkladajú. Najnovšie média (typ 4) však umožňujú vybrať médium z obalu a na jeho miesto umiestniť iné médium. Problémom tohto média je, že nie je čitateľné na viacerých mechanikách predchádzajúcich formátov. Cena médií od 500Sk bez DPH pre kapacitu 4,7Gbyte a 600Sk pre 9,4GByte. A čo budúcnosť: očakáva sa, že rozhodnutie padne medzi formátmi DVD-RW a DVD+RW ale dá sa predpokladať, že vzhľadom k lepším technickým parametrom formátu DVD+RW a hlavne podpore výrobcov mechanik a tiež spoločnosti WINDOWS, to v budúcnosti budú formáty DVD+R a DVD+RW. Čo však treba zdôrazniť oba tieto formáty asi v najbližšej budúcnosti nahradia analógové záznamy

6 6 pre videorekordédy. DVD-RW je zatiaľ rozšírenejší formát ale DVD+RW má viac technických plusov. Značenie DVD: kapacita dĺžka záznamu DVD-5 4,7Gbyte 133minút DVD-9 8,5Gbyte 240minút DVD-10 9,4Gbyte 266minút DVD-14 13,2Gbyte 373minút DVD-18 17,0Gbyte 481minút 1.3. Tretia generácia optických médií Vývoj technológie Blu-ray sa začal už na konci 20. storočia. Japonska spoločnosť Sony v spolupráci s firmami Philips a Pioneer vyvinula technológiu zápisu využívajúcu modrý laser, ktorú aplikovala na dvoch technológiách optických médií. Prvou bol formát UDO (Ultra Density Optical) s mediami s veľkosťou 5,25" a kapacitou 30 GB (neskôr 60 GB), ktorý je dodnes určený na zálohovanie a archiváciu vo veľkých firmách, bankách či obdobných inštitúciách. Druhý formát, určený hlavne na masové použitie, bol DVR Blue, ktorý firma Sony predstavila v roku Práve ten sa o dva roky neskôr stal formátom Blu-ray, ako ho poznáme dnes. Spolu s nim vzniklo združenie Blu-ray Disc Association, ktoré tvorilo deväť firiem (dnes ich je 18) starajúcich sa o celkovú špecifikáciu formátu a jeho presadzovanie na trhu. Kompletná špecifikácia diskov Blu-ray bola dokončená v roku 2004 a na počiatku roku 2006 sa ukončila aj finálna špecifikácia B Disk prehrávačov. Od toho okamihu sa otvorila cesta formátu k jednotlivým zariadeniam používateľov. Prvé prehrávače sa spoločne s prvými médiami s filmovým obsahom začali objavovať na trhu v druhej polovici roku V tom čase sa objavila aj prvá napaľovačka Blu-ray určená pre osobne počítače Sony BWU-100A za astronomickú cenu 960 eur (28 920,96 Sk). Presadzovanie formátu Blu-ray však nebolo jednoduché. O par mesiacov skôr sa totiž na trh dostal konkurenčný formát firmy Toshiba HD DVD, ktorý ustanovilo DVD Fórum stojace za štandardom DVD-R, DVD- RW a DVD-RAM. Oba formáty tretej generácie optických médií boli určene prioritne ako nosič filmového obsahu s vysokým rozlíšením obrazu a veľkým objemom dát. Namiesto toho, aby sa začal rýchlo rozširovať jeden novy formát, začali sa šíriť dva odlišne s rovnakým účelom. Potenciálny trh zákazníkov bol teda od začiatku rozdelený. Niekoľko veľkých firiem, ako Samsung alebo LG, začalo podporovať obe strany a rovnako aj mnohé filmové štúdia (napr. Paramount Pictures) začali vydávať filmy v oboch formátoch, čím sa konkurenčný boj prehlboval. Sony integrovala mechaniku Blu-ray do svojich herných konzol Playstation 3 a firma Microsoft, významný člen HD DVD Promotion Group, kontrovala možnosťou vybaviť hernú konzolu Xbox 360 mechanikou HD DVD. Filmové štúdia, ako najväčší ťahúň presadzovania tretej generácie optických médií, si začali voliť svoju stranu. Posledným veľkým štúdiom, ktoré podporovalo oba formáty, bol Warner Bros. V momente, keď sa už väčšina bežných ľudí začala pomaly zmierovať s tým, že formáty budú koexistovať, sa tato spoločnosť v januári

7 7 roku 2008 priklonila k exkluzívnemu vydávaniu diskov Blu-ray, pričom okamžite prestala svoje filmy vydávať v konkurenčnom formáte. Následné sa spustila reťazová reakcia, ktorá zasadzovala HD DVD čoraz väčšie údery. Toshiba sa pokúšala kontrovať až 50-percentnymi zľavami na prehrávače, ale koniec bol už neodvrátiteľný. Koncom februára minulého roka (2008) oznámila definitívne ukončenie vývoja formátu HD DVD, ktorý v priebehu pár mesiacov doslova zmizol zo sveta. Dnes ( rok 2009) je to teda už rok, čo Blu-ray bojuje na čistom poli a snaží sa pomalými krokmi vytláčať DVD. Blu-ray pod drobnohľadom Tretia generácia optických médií priniesla veľa nového. Predchádzajúcej generácii sa v podobe DVD stále vynikajúco darí, ale vývoj ide dopredu a najväčším lákadlom Blu-ray je jeho kapacita. Ta zaručuje nielen dostatok miesta pre veľké rozlíšenie obrazu, sprevádzané vysokým dátovým tokom videa a kvalitného zvuku v bezstratovej kompresii, ale aj možnosť ukladať klasické dáta v domácom prostredí, ako náhradu za kapacitne niekoľkonásobne menšie DVD. Na čítanie a zápis na disk používa technológia Blu-ray Modrý laser s vlnovou dĺžkou 405 nm. Od neho je Porovnanie odlišnosti jednotlivých generácií optických médií odvodený názov technológie, pozostávajúci zo slov modrý lúč, pričom anglické slovo Blue je skrátené o jedno písmeno, pretože nemožno vytvoriť registrovanú obchodnú známku z bežne používaného termínu. Modrý polovodičový laser bol vyvinutý v polovici 90. rokov minulého storočia skupinou japonských vedcov. Jeho vlnová dĺžka je oveľa menšia ako v prípade červeného spektra lasera DVD (650 nm) a infračerveného spektra CD (780 nm), čo Vďaka tomu, že dátová vrstva Blu-ray je veľmi blízko okraja média, podarilo sa dosiahnuť porovnateľnú toleranciu naklonenia disku ako pri DVD aj napriek päťnásobne menšiemu laserovému lúču umožňuje podstatne hustejšie ukladanie dát na médium. Aj keď sa lúč označuje ako Modrý, v skutočnosti je jeho farebne spektrum fialové. Polovodičová dióda v

8 8 optickej mechanike Bluray obsahuje v skutočnosti tri samostatne diódy, z ktorých každá ma inú vlnovú dĺžku. Môže tak okrem Blu-ray čítať aj DVD a CD disky. Hoci sprvu sa na trhu objavovali aj mechaniky, ktoré predošle generácie nepodporovali, dnes už našťastie tento prípad nenastáva. Priemer laserovej diódy je najčastejšie 5,6 mm a ako materiál na jej výrobu je použitý nitrid gália. Aby bol lúč čo najpresnejší, okrem zmenšenia vlnovej dĺžky boli potrebne aj ďalšie kroky. Jeden z najdôležitejších je zväčšenie numerickej apertúry z 0,60 (DVD) na 0,85. Ide o bezrozmerne číslo vyjadrujúce maximálny uhol, pod ktorým môže vstúpiť svetlo do svetlovodu. Aby takéto zvýšenie bolo možne, muší byť čítacia dióda bližšie k dátam na médiu. Blu-ray preto používa veľmi malú kryciu vrstvu dát (0,1 mm) aj napriek tomu, že si to vyžaduje veľmi odolný krycí materiál. Vďaka malému odstupu sa tak dá čo najviac zamedziť difrakcia, čo je nežiaduci efekt rozptylu lúča prechádzajúceho materiálom. Vo výsledku tak môže byť lúč presnejší, z čoho vyplýva, že sa dôkaze zamerať na menši bod. Vzhľadom na to, že lúč Blu-ray je viac ako päťnásobne menši ako lúč DVD, okrem päťnásobného zvýšenia kapacity prináša tento fakt aj zhoršenie čítania pri naklonení povrchu disku (spôsobenom napríklad vibráciami). Predchodca Blu-ray DVD Blue používal rovnako veľkú kryciu vrstvu ako DVD, čo je 0,6 mm. Pri takejto malej veľkosti lúča dochádzalo k tolerancii na úrovni iba 0,33 uhlového stupňa. Pri DVD je to oveľa viac (0,70 deg), čo bol ďalší dôvod na voľbu malej krycej vrstvy média Blu-ray. Ten dosahuje hodnotu 0,64 deg, teda takmer toľko ako DVD. To umožnilo v konštrukcii mechaniky vynechať servomotor na kompenzáciu nachýlenia média. Medium Blu-ray ma totožnú veľkosť ako predchádzajúce generácie optických médií, teda klasicky disk ma priemer 12 cm a hrúbku 1,2 mm. Zatiaľ čo v prípade DVD je dátová vrstva v polovici média (0,6 mm), pri Blu-ray je to iba 0,1 mm. Prvé testovacie média boli veľmi náchylné na poškodenie, pretože takáto mala krycia vrstva nedokázala dostatočne ochrániť dáta pred vonkajšími vplyvmi. Začiatkom roka 2005 bolo predstavene médium Blu-ray s polymérovým ochranným povlakom Durabis, ktorý vyvinula TDK Corporation. Tento tvrdený plast média je široký iba 2 μm, chráni ho však natoľko, že je odolnejšie proti poškrabaniu ako DVD. Svoju verziu plášťa predstavili aj ďalšie firmy (napr. média Verbatim používajú plast ScratchGuard) a dnes je neoddeliteľnou súčasťou každého média Blu-ray. Dáta sú rovnako ako v predchádzajúcich generáciách optických diskov reprezentovane pitmi a landmi, teda dierkami a Porovnanie základných vlastnosti DVD a Blu-ray

9 9 rovným povrchom. Aby bolo možne dosiahnuť päťnásobnú kapacitu oproti DVD, média Blu-ray majú minimálnu veľkosť pitu iba 0,149 μm, zatiaľ čo na DVD je to 0,4 μm. Menši je aj odstup jednotlivých riadkov, ktorý sa z 0,74 μm na DVD zmenšil na 0,32 μm v prípade Blu-ray. Aj pri mechanikách Blu-ray sa stretávame s udávanou rýchlosťou otáčania disku, respektíve rýchlosťou čítania alebo zápisu dát. Pokiaľ mechanika udržuje konštantnú rýchlosť otáčania, z veľkosti 12 cm média vyplýva, že rýchlosť čítania dát blízko stredu média je 2,5-krat rýchlejšia ako na jeho vonkajšom okraji. Základne rýchlosti a dátové prenosy sú pri jednotlivých generáciách médií odlišne, čo niektorých ľudí pletie a majú dojem, že CD médium sa pri rýchlosti označovanej ako 52 otáča rýchlejšie ako DVD médium pri rýchlosti 16. Nie je to však pravda. Jednorýchlostne CD média majú dátový prenos 150 kb/s, pri DVD je to 1,35 MB/s. Rýchlosť prenosu dát pri Blu-ray mechanikách 4,5 MB/s (v najrýchlejšej časti). Väčšina prehrávačov Blu-ray používa dvojrýchlostne otáčanie disku, ale súčasné napaľovačky ponúkajú možnosť až 6-rýchlostneho vypaľovania pri konštantnej rýchlosti. Pre porovnanie, na dnes dostupne 4 média Blu-ray možno vypaľovať rychlosťou 18 MB/s, čo zodpovedá približne 13 médiu DVD alebo 133 CD disku. Vypálenie kompletného 25 GB obsahu trvá približne 23 minút. Disky Blu-ray Základný disk Blu-ray je BD-ROM, teda lisovane médium iba na čítanie, využívané na distribúciu filmového či iného obsahu. Medium na zapisovanie nesie označenie BD-R a prepisovateľne médium BD-RE. Pri štandardnej 12 cm veľkosti je ich kapacita 25 GB v prípade jednovrstvového variantu a 50 GB v prípade dvojvrstvového. Rovnako ako pri CD a DVD aj pri Blu-ray sa môžeme stretnúť s menším 8 cm variantom disku. Jeho kapacita je 7,8 GB, respektíve 15,6 GB pri dvojvrstvovom zápise. Kapacita médií sa počíta rovnako ako v prípade DVD alebo pevných diskov, a teda vychádza z pozície, že 1 GB tvorí 1000 MB. V rámci softvéru sa však vzhľadom na to, že 1 bajt pozostáva z 8 bitov, Rozmery jednotlivých vrstiev média Bluray počíta 1 GB ako 1024 MB. Nastáva teda rozpor, ktorý sa prejaví tak, že na médium s označením 4,7 GB DVD na obale napálime len 4,36 GB dať, v prípade Blu-ray je to 23,28 GB na jednu vrstvu. Pri napaľovacích médiách sa objavilo postupom času niekoľko revízií a doplnení. Najstarší štandard je formát BR-RE vo verzii 1.0, ktorý obsahoval systém súborov nekompatibilný s počítačom. To sa napravilo až v druhej verzii s príchodom súborového systému UDF 2.5, pričom okrem neho pribudla aj podpora použitia systému na ochranu proti kopírovaniu AACS. Dnes platná špecifikácia BD-RE je verzia 3.0, v ktorej pribudli 8 cm verzie diskov.

10 10 Špecifikácia diskov BD-R vo verzii 1.0 je totožná s verziou BD-RE 2.0, teda obsahuje už systém UDF a podporu AACS. Vo verzii 1.2 bol pridaný formát BD-R LTH (Low To High). Ide o médium, ktoré používa na dátovú vrstvu rovnaké organické farbivo, aké sa používa pri výrobe CD a DVD. Dáva tak možnosť ušetriť veľkým výrobcom, ktorí po modifikácii výrobných liniek CD a DVD môžu vyrábať média BD-R bez vysokých počiatočných investícii. Staršie mechaniky síce neboli schopne tieto média korektne čítať, ale napravil to softvérový upgrade, ktorý mohol vykonať používateľ zariadenia. V prípade zariadení s prístupom na internet, ako je napríklad Sony Play- Station 3, došlo k upgradu firmveru automaticky. Dnes je BD-R vo verzii 2.0, ktorá podobne ako verzia 3.0 pri BD-RE priniesla 8 cm verzie médií. Vývoj Bluray neutícha a mnoho výrobcov predstavuje technologické demonštrácie médií s viac ako dvoma dátovými vrstvami. Už v roku 2006 sa predstavili experimentálne média firmy TDK s kapacitou 100 GB (4 vrstvy) a neskôr 200 GB (6 vrstiev). O rok neskôr predstavil Ritek (výrobca médií Traxdata a Ridata) médium s kapacitou 250 GB (10 vrstiev). Ani jeden z týchto diskov však nebol kompatibilný so súčasnými zariadeniami. Zmenilo sa to v roku 2007, keď prišla spoločnosť Hitachi s technológiou na výrobu 100 GB diskov Blu-ray so štyrmi vrstvami, ktoré sa môžu použiť v dnešných mechanikách po nahratí novšieho firmveru. Najnovším prírastkom je 400 GB disk od Pioneer Corporation so 16 vrstvami, ktorý bol predstavený v decembri minulého roka a po modernizácii firmvéru by sa mal dať použiť aj v súčasných mechanikách. Disky tohto druhu sa však zrejme nedostanú do bežného predaja skôr ako v roku Multimediálne disky Blu-ray Okrem klasického dátového formátu Blu-ray existujú tri špeciálne druhy. Obdobne ako pri DVD, kde sa môžeme stretnúť s formátom DVD Video a DVD Audio, aj pri Blu-ray existuje formát BD-Video a BD-Audio. Tretí je BD-J, ktorý umožňuje k diskom audio a video pridať pokročilý druh bonusového obsahu, na čo používa aplikácie písané v jazyku Java. K funkciám patri napríklad prístup priamo na internet (BD-Live), kde sú doplnene informácie o prehrávanom titule, pripadne používanie obrazu v obraze či iných doplnkov, inak neštandardných pre bežne prehrávače. BD Video môže používať niekoľko druhov kodekov na kompresiu obrazu. Prvé vydane disky používali MPEG-2 rovnako ako DVD Video, dnes sa však už stretneme len s kodekmi MPEG4, a to konkrétne s H.264/AVC, ktorý vyvinula skupina ITU-T Video Coding Experts Group, a VC1 od spoločnosti Microsoft. Štandardne sa oba kodeky používajú na filmových diskoch v rozlíšení obrazu bodov a s dátovým tokom 2,5 MB/s. Kodeky umožňujú aj profesionálne použitie s vysokým rozlíšením. VC1 podporuje maximálne rozlíšenie bodov s dátovým tokom 16,87 MB/s, AVC dokonca až s tokom 120 MB/s. Zo zvukových formátov sa pri filmových alebo hudobných diskoch Blu-ray môžete stretnúť s kodekom AC3, teda priestorovým zvukom Dolby Digital, ktorý je známy aj z DVD. V prípade Blu-ray sa však často používa jeho novšia verzia E-AC-3, teda Dolby Digital Plus, podporujúca priestorový zvuk pre zvukový systém až do rozloženia , frekvenciu 96 khz a dátový tok 0,768 MB/s. Najvyšší variant je

11 11 bezstratový formát Dolby TrueHD, vyvinutý z kodeku Meridian Lossless Packing. Konkurentom zvukových kodekov z dielne Dolby Laboratories je DTS Coherent Acoustics. Klasicky priestorový zvuk DTS, známy z DVD, dopĺňa na diskoch Blu-ray DTS 96/24 (konkurent Dolby Digital Plus) a hlavne bezstratový DTS-HD Master Audio s neobmedzeným množstvom kanálov. Okrem týchto dvoch veľmi známych vysokokvalitných zvukových kodekov sa na Blu-ray v prípade dostatku miesta môže použiť aj nekomprimovaný digitálny zvuk vo formáte PCM. Priečinky DVD Video a Audio v podobe AUDIO_TS a VIDEO_TS sú známe a svoju štruktúru majú aj disky Blu-ray video. Základným stavebným prvkom sú dva priečinky s názvami BDMV a AACS. Priečinok AACS obsahuje súbory potrebne na dešifrovanie obsahu, teda priamo súvisí s ochranou proti kopírovaniu disku. V priečinku BDMV sa nachádza päť podpriečinkov (AUXDATA, BACKUP, CLIPINF, PLAYLIST a STREAM), pričom každý z nich slúži na iný druh obsahu. Okrem nich v ňom priamo nájdeme súbor index.bdmv, kde sú uložene informácie o umiestnení všetkých súborov v priečinku BDMV, a súbor MovieObject.bdmv, ktorý obsahuje informácie o jednom, pripadne viacerých filmoch na disku. V priečinku AUXDATA nájdeme súbory špeciálnych zvukov a písiem, ktoré sa používajú na zobrazenie titulkov či iného doplnkového alebo interaktívneho obsahu. Pokiaľ je na disku len jedna špeciálna zvuková stopa, nesie názov sound.bdmv. Súbor s fontom používa ako názov päťčíselný udaj a príponu otf. Priečinok STREAM obsahuje súbory audia a videa celého filmu a prídavných videoklipov. Súbory sú tvorene päťčíslím s príponou m2ts, pričom nie je nezvyčajne, že veľkosť jedného z nich bude viac ako 40 GB. Priečinok PLAYLIST je databáza pre playlist celého filmu. Obsahuje malé súbory s päťčíselným označením a príponou mpls. Priečinok CLIPINF je databáza pre krátke videoklipy na disku, ako napríklad upútavky či iný obsah, ktorý nie je priamou súčasťou filmu. Súbory takisto používajú rovnako dlhé číslo, ale ich prípona je clpi. Posledným podpriečinkom BDMV je BACKUP. Obsahuje zálohy súborov index.bdmv, Movie Object.bdmv a kompletný obsah priečinkov PLAYLIST a CLIPINF. V prípade, že ide o disk štandardu BD-J, pribudnú v priečinku BDMV ďalšie tri podpriečinky. Opäť obsahujú súbory, ktorých mena pozostávajú z päťmiestneho čísla. Priečinok BDJO obsahuje niekoľko stobajtovych súborov s príponou bdjo, priečinok JAR zas s príponou jar. V tomto prípade však už ide často o súbory s veľkosťou niekoľko stoviek kb, pripadne jeden až dva MB. V oboch prípadoch ide o obsah zabezpečujúci funkciu doplnkov v jazyku Java, pričom z dôvodu náhodného poškodenia média sú aj ich kópie zálohované v priečinku BACKUP. Tretí priečinok je META, obsahujúci doplnkový obsah napríklad v podobe bežných obrázkov (JPG) a metadata v jazyku XML. Blu-ray a jeho súčasná pozícia na trhu Nech je technológia akákoľvek pokročila, väčšinu ľudí zaujíma jej cena. Pokiaľ je pridaná hodnota oproti DVD pre niekoho na prvý pohľad mala, asi len ťažko prehltne horkú pilulku v podobe súčasných cien. Skúsenosť s novými technológiami hovorí, že cena pri rozširovaní veľmi rýchlo klesá. Opatrnosť mnohých ľudí je teda namieste. Okrem toho je situácia na Slovensku oproti západnej Európe a hlavne

12 12 oproti USA na prvý pohľad ešte podstatne viac skreslená. K ďalším faktorom totiž u nás patri mizivé vysielanie televízii v HD kvalite. Tituly Blu-ray sú oveľa drahšie ako zodpovedajúci DVD titul, pričom vychádzajú s oneskorením alebo vôbec. Podobne je to aj na trhu s počítačmi. V kamenných obchodoch s výpočtovou technikou mechaniky Blu-ray ani média priamo na pulte nenájdete. Blu-ray v lete oslávi tretí rok svojho predaja. Aj keď sa možno zdá, že sa rozbieha veľmi pomaly, nie je to tak. Situácia v západných krajinách je úplné odlišná. Za prvé tri roky predaja Blu-ray sa tejto technológii darí oveľa lepšie ako formátu DVD pri jeho štarte v rokoch Na grafe vidieť počet predaných prehrávačov Blu-ray a DVD v západnej Európe v prvých rokoch na trhu. Aj napriek tomu, že predaje Blu-ray prvé dva roky oslaboval formát HD DVD, darí sa mu pri štarte podstatne lepšie ako DVD. Na jeho prospech slúži zaradenie do PlayStation 3 a fakt, že prehrávač je spätné kompatibilný s formátom DVD. V USA sú na rozšírenie Blu-ray ešte lepšie podmienky. Prehrávače sú lacnejšie než v Európe, významné televízie vysielajú kompletne v HD a cenový rozdiel medzi diskom Blu-ray a DVD je napr. len 10 %. Pozícia médií BD-R a BD-RE na poli osobných počítačov je iná, a predsa obdobná. Hoci je kapacita jednovrstvového disku Blu-ray paťnásobne väčšia ako kapacita DVD, cenovo sa jej nemôže rovnať. V cene jedného média BD-R možno kúpiť kapacitu 20 DVD médií, čo hovorí jasnou rečou. Čoraz viac ľudí zálohuje dáta na pevne disky. Disk s kapacitou 1 TB sa dá kúpiť už za 100 eur (3012,6 Sk), pričom v pohodlnosti, rýchlosti a fyzických rozmeroch sa mu zodpovedajúci počet médií DVD a Blu-ray ani len nepriblíži. Šesťrýchlostná napaľovačka Blu-ray, podporujúca napaľovanie BD, CD a DVD, dnes stoji 166 eur (5000,91 Sk), čo je cena, ktorú by už nemálo ľudí bolo ochotných zaplatiť. Problémom zostávajú drahé média v cenách okolo 7 eur (210,88 Sk), ktorých dostupnosť je u nás navyše mizivá. Ceny však nie sú už ani zďaleka také hrozivé ako pred rokom a možno pravé na začiatku toho budúceho môžu klesnúť na takú hranicu, že oslovia aj zákazníkov na Slovensku. K slovu sa onedlho dostanú okrem filmov aj hry. Zlomovým obdobím pre Blu-ray budú podľa nášho názoru roky 2009 až 2011.