Optická evoluce: Blu-ray vs. HD-DVD
18.1.2005, Zdeněk Kabát, článek
Podívali jsme se na zoubek dvěma formátům, které nahradí DVD v blízké budoucnosti, konkrétně Blu-ray a HD-DVD. Na tyto disky půjde zaznamenat 15 až 60 GB dat a podpoří tak rozvoj High Definition videa.
Kapitoly článku:
- Optická evoluce: Blu-ray vs. HD-DVD
- Společné vlastnosti a HD-DVD
- Blu-ray - o krok dále
- Který z nich zvítězí?
Blu-ray alias BD-ROM
Druhý formát třetí generace se nazývá Blu-ray a byl představen v roce 2001 firmami Matsushita a Sony. Tyto dvě firmy již na začátku roku 2002 zformovaly konsorcium, které bylo nazváno Blu-ray Disk Association a do kterého dnes patří přes 70 společností z oblasti spotřební elektroniky. Hlavními členy, kteří určují směr, jakým se bude Blu-ray ubírat, jsou Dell, HP, Hitachi, LG, Mitsubishi, Panasonic, Pioneer, Philips, Samsung, Sharp, Sony, TDK, Thomson, 20th Century Fox a Walt Disney.
Obr. 7 - Logo Blu-ray Disku
Specifikace Blu-ray Disk (BD)
Jak bylo již řečeno, Blu-ray používá stejnou vlnovou délku záznamového laseru jako HD-DVD, tedy 405 nm. Blu-ray Disk Association přišla s tímto způsobem zápisu dříve, a proto je formát pojmenovaný právě podle barvy laseru. Pokud se ptáte, proč zní "Blu-ray" a ne "Blue-ray", tak důvod je ten, že běžně používané názvy nelze registrovat jako ochrannou známku (což je případ druhého zmíněného).
Specifikace Blu-ray Disk jsou následující:
Zásadním rozdílem oproti DVD je u Blu-ray hloubka záznamové vrstvy, která se nachází jen 0,1 mm pod povrchem média. Tato redukce byla určena z důvodu menšího zkreslení laseru, ke kterému u 0,6 mm polykarbonátu dochází. Aby bylo možné do této úrovně zaostřit, byla upravena numerická apertura na 0,85, čehož je dosaženo použitím dvojice optických čoček.
Obr. 8 - Porovnání DVD a Blu-ray
Pro BD byl dále určen tzv. on-groove způsob zápisu. Abych to vysvětlil podrobněji - celý disk obsahuje po svém obvodu spirálovitou drážku, tzv. land, která určuje dráhu laseru. Jednotlivé dráhy jsou navzájem odděleny vyvýšeninou, která se nazývá groove (viz obrázek). Groove navíc nemá tvar přesné spirály, ale je zakřivený do sinusoidy, aby bylo možné data lépe adresovat (toto zakřivení se nazývá wobble a slouží jako orientace pro laser).
Obr. 9 - In-groove versus on-groove
A to se dostáváme k jádru věci. Již u DVD bylo možné zaznamenávat data dvěma (včetně DVD-RAM de facto třemi) způsoby – je to in-groove, on-groove, příp. kombinace obojího. Blu-ray využívá on-groove zápis a pity jsou tedy vytvářeny právě na onu vyvýšeninu mezi jednotlivými drahami. Vzdálenost jednotlivých drah klesla u BD na 320 nm, takže hustota je oproti DVD více než dvojnásobná.
Dvakrát tři kapacity BD
Blu-ray Disk, a to je zajímavé, určuje ještě před svým příchodem na trh tři různé specifikace s rozdílnou kapacitou a délkou pitu. Kromě toho definuje i zápis na dvouvrstvý BD, což je realizováno druhou záznamovou vrstvou nacházející se 0,175 mm pod povrchem média. Znamená to, že se může Blu-ray dostat na trh teoreticky v šesti kapacitách:
Dvouvrstvý zápis je podobně jako u DVD+R DL realizován pomocí druhé vrstvy L1, která se nachází 75 mikronů pod první vrstvou (L0). Proto musí být vrstva L0 polopropustná pro záznamový laser, což vidíte na obrázku. Teoreticky je možné zapisovat ještě do více vrstev a již byla představena vize, že Blu-ray dokáže pojmout přes 200 GB dat.
Obr. 10 - Vývoj od CD až po Blu-ray
Klikněte pro zvětšení
Okrajem bych ještě zmínil, že jsou definovány tři základní formáty Blu-ray. Je to BD-RE (Blu-ray REwritable), BD-R (Blu-ray Recordable) a BD-ROM (Blu-ray Read Only Memory). Rozdíly mezi nimi jsou ve způsobu záznamu (fázová změna, záznam na organickou vrstvu, resp. lisování), jinak se ve specifikacích neliší. Samozřejmě je jiná intenzita laseru, ale tak to bylo již u CD-R a CD-RW.
Pozor na prach a škrábance
Protože se záznamová vrstva nachází pouze 0,1mm pod povrchem média, je disk mnohem náchylnější na poškrábání a nečistoty. Stačí pak trochu prašnější prostředí nebo otisk prstu a data na daném místě by se mohla stát nečitelná. U původní specifikace BD-RE v1.0 se počítalo s nutností použít pro všechna média cartridge, která je před okolními vlivy ochrání.
Obr. 11 - Technika hard-coating od TDK
Díky snahám Blu-ray Disk Association byla ale vyvinuta technologie hard-coating, která přidává na povrch tenkou, ale velmi odolnou vrstvu, díky níž nebude nutné od BD-RE v1.1, BD-R v1.0 a BD-ROM v1.0 cartridge používat. Největší podíl na této technologii má společnost TDK, která hard-coating oficiálně oznámila přibližně před týdnem.
Obr. 12 - Cartridge pro ochranu BD médií
Otázka do diskuse: Jste pro používání cartridge, nebo pro hledání alternativních metod ochrany Blu-ray disku?
Druhý formát třetí generace se nazývá Blu-ray a byl představen v roce 2001 firmami Matsushita a Sony. Tyto dvě firmy již na začátku roku 2002 zformovaly konsorcium, které bylo nazváno Blu-ray Disk Association a do kterého dnes patří přes 70 společností z oblasti spotřební elektroniky. Hlavními členy, kteří určují směr, jakým se bude Blu-ray ubírat, jsou Dell, HP, Hitachi, LG, Mitsubishi, Panasonic, Pioneer, Philips, Samsung, Sharp, Sony, TDK, Thomson, 20th Century Fox a Walt Disney.
Obr. 7 - Logo Blu-ray Disku
Specifikace Blu-ray Disk (BD)
Jak bylo již řečeno, Blu-ray používá stejnou vlnovou délku záznamového laseru jako HD-DVD, tedy 405 nm. Blu-ray Disk Association přišla s tímto způsobem zápisu dříve, a proto je formát pojmenovaný právě podle barvy laseru. Pokud se ptáte, proč zní "Blu-ray" a ne "Blue-ray", tak důvod je ten, že běžně používané názvy nelze registrovat jako ochrannou známku (což je případ druhého zmíněného).
Specifikace Blu-ray Disk jsou následující:
- Kapacita: 23,3, 25 nebo 27 GB (jednovrstvý disk)
- Vlnová délka: 405 nm (modro-fialový laser)
- Numerická apertura: 0,85
- Hloubka záznamové vrstvy: 0,1mm
- Přenosová rychlost: 36 Mbps
- Vzdálenost drah: 320 nm
- Délka pitu: 138, 149 nebo 160 nm
- Průměr disku: 120mm
- Tloušťka disku: 1,2mm
- Záznamová metoda: fázová změna
- Modulace signálu: 1-7PP
- Způsob zápisu: on-groove
- Metoda adresování: wobble
- Formát videa: MPEG-2, MPEG-4 H.264/AVC a VC-1
Zásadním rozdílem oproti DVD je u Blu-ray hloubka záznamové vrstvy, která se nachází jen 0,1 mm pod povrchem média. Tato redukce byla určena z důvodu menšího zkreslení laseru, ke kterému u 0,6 mm polykarbonátu dochází. Aby bylo možné do této úrovně zaostřit, byla upravena numerická apertura na 0,85, čehož je dosaženo použitím dvojice optických čoček.
Obr. 8 - Porovnání DVD a Blu-ray
Pro BD byl dále určen tzv. on-groove způsob zápisu. Abych to vysvětlil podrobněji - celý disk obsahuje po svém obvodu spirálovitou drážku, tzv. land, která určuje dráhu laseru. Jednotlivé dráhy jsou navzájem odděleny vyvýšeninou, která se nazývá groove (viz obrázek). Groove navíc nemá tvar přesné spirály, ale je zakřivený do sinusoidy, aby bylo možné data lépe adresovat (toto zakřivení se nazývá wobble a slouží jako orientace pro laser).
Obr. 9 - In-groove versus on-groove
A to se dostáváme k jádru věci. Již u DVD bylo možné zaznamenávat data dvěma (včetně DVD-RAM de facto třemi) způsoby – je to in-groove, on-groove, příp. kombinace obojího. Blu-ray využívá on-groove zápis a pity jsou tedy vytvářeny právě na onu vyvýšeninu mezi jednotlivými drahami. Vzdálenost jednotlivých drah klesla u BD na 320 nm, takže hustota je oproti DVD více než dvojnásobná.
Dvakrát tři kapacity BD
Blu-ray Disk, a to je zajímavé, určuje ještě před svým příchodem na trh tři různé specifikace s rozdílnou kapacitou a délkou pitu. Kromě toho definuje i zápis na dvouvrstvý BD, což je realizováno druhou záznamovou vrstvou nacházející se 0,175 mm pod povrchem média. Znamená to, že se může Blu-ray dostat na trh teoreticky v šesti kapacitách:
| Délka pitu | 160 nm | 149 nm | 138 nm |
| Délka channel bit | 80 nm | 74,5 nm | 69 nm |
| Délka data bit | 120 nm | 111,75 nm | 103,5 nm |
| Referenční rychlost | 5,28 m/s | 4,92 m/s | 4,55 m/s |
| SL kapacita | 23,305 GB | 25,025 GB | 27,020 GB |
| DL kapacita | 46,610 GB | 50,050 GB | 54,040 GB |
Tab. 3 - Různé verze Blu-ray Disku
Dvouvrstvý zápis je podobně jako u DVD+R DL realizován pomocí druhé vrstvy L1, která se nachází 75 mikronů pod první vrstvou (L0). Proto musí být vrstva L0 polopropustná pro záznamový laser, což vidíte na obrázku. Teoreticky je možné zapisovat ještě do více vrstev a již byla představena vize, že Blu-ray dokáže pojmout přes 200 GB dat.
Obr. 10 - Vývoj od CD až po Blu-ray
Klikněte pro zvětšení
Okrajem bych ještě zmínil, že jsou definovány tři základní formáty Blu-ray. Je to BD-RE (Blu-ray REwritable), BD-R (Blu-ray Recordable) a BD-ROM (Blu-ray Read Only Memory). Rozdíly mezi nimi jsou ve způsobu záznamu (fázová změna, záznam na organickou vrstvu, resp. lisování), jinak se ve specifikacích neliší. Samozřejmě je jiná intenzita laseru, ale tak to bylo již u CD-R a CD-RW.
Pozor na prach a škrábance
Protože se záznamová vrstva nachází pouze 0,1mm pod povrchem média, je disk mnohem náchylnější na poškrábání a nečistoty. Stačí pak trochu prašnější prostředí nebo otisk prstu a data na daném místě by se mohla stát nečitelná. U původní specifikace BD-RE v1.0 se počítalo s nutností použít pro všechna média cartridge, která je před okolními vlivy ochrání.
Obr. 11 - Technika hard-coating od TDK
Díky snahám Blu-ray Disk Association byla ale vyvinuta technologie hard-coating, která přidává na povrch tenkou, ale velmi odolnou vrstvu, díky níž nebude nutné od BD-RE v1.1, BD-R v1.0 a BD-ROM v1.0 cartridge používat. Největší podíl na této technologii má společnost TDK, která hard-coating oficiálně oznámila přibližně před týdnem.
Obr. 12 - Cartridge pro ochranu BD médií
Otázka do diskuse: Jste pro používání cartridge, nebo pro hledání alternativních metod ochrany Blu-ray disku?
