Perché Blu-ray ha sostituito il DVD standard per i film HD

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Correva l’anno 1997. La tecnologia DVD arrivò finalmente nelle case di tutto il mondo, trascinando audio e video digitali fuori dai laboratori e nei salotti. Ha cambiato il modo in cui guardavamo i film. Ma quella rivoluzione era solo il riscaldamento.

Nel 2006, il settore si preparò per un altro cambiamento. Il Blu-ray Disc (BD ) è entrato in scena. Prometteva di gestire facilmente video e audio ad alta definizione. Foto. Dati. File enormi. I DVD standard semplicemente non riuscivano a tenere il passo.

HowStuffWorks analizza i meccanismi dietro Blu-ray. Esaminiamo anche come questo formato si confronta con altri contendenti di video digitali. L’obiettivo è semplice. Scopri perché il salto di spazio di archiviazione è stato importante.

Un DVD standard a lato singolo contiene 4,7 GB di dati. Questo è abbastanza spazio per un film di due ore in definizione standard. Potresti inserire qualche extra. Caratteristiche. Scene cancellate. Commento.

L’alta definizione cambia i conti. L’immagine è molto più chiara. Richiede circa cinque volte più larghezza di banda. Ciò significa cinque volte lo spazio di archiviazione. Man mano che i televisori diventano più nitidi e gli studi cinematografici spingono per una migliore qualità, i consumatori hanno bisogno di lettori in grado di contenere più dati. I dischi standard colpivano un muro.

Blu-ray non è solo un nuovo formato di disco. È un motore di archiviazione progettato per gestire enormi quantità di dati. È possibile registrarlo, memorizzarlo e riprodurre video ad alta definizione, audio digitale o file del computer. Il principale punto di forza? Capacità.

Pensa a un Blu-ray a strato singolo. Ha le stesse dimensioni fisiche di un DVD. Ma invece di 4,7 GB, può contenere fino a 27 GB di dati. È un salto enorme.

Cosa significano 27 GB in termini reali?
– Ottieni più di due ore di video ad alta definizione.
– O circa 13 ore di video a definizione standard.

Se hai bisogno di più spazio, il disco a doppio strato aumenta il gioco. Memorizza fino a 50 GB. È sufficiente per 4,5 ore di contenuti HD. Oppure oltre 20 ore di video standard.

Gli sviluppatori stanno già esaminando dischi con capacità ancora più elevate. La tecnologia non è ferma.

Come Blu-ray memorizza i dati

Prima di addentrarci nella costruzione tecnica, è utile capire perché la capacità è molto superiore a quella di un DVD. La risposta sta nel laser e nella lente.

I DVD utilizzano un laser rosso con una lunghezza d’onda di 650 nanometri. Il Blu-ray utilizza un laser blu-viola. La lunghezza d’onda è più corta, circa 405 nanometri.

Una lunghezza d’onda più corta consente al laser di concentrarsi su un punto più piccolo del disco. Macchie più piccole significano pozzi e terreni più piccoli. Funzionalità più piccole consentono di racchiudere più dati nello stesso spazio fisico.

L’obiettivo ha anche un’apertura numerica più elevata. Ciò restringe ulteriormente il focus. È la fisica a fare il lavoro pesante.

La struttura dei livelli

Un DVD standard ha uno strato riflettente. Un DVD-R o DVD+R ha un singolo strato di registrazione. I dischi Blu-ray possono avere fino a due strati e potenzialmente di più nelle iterazioni future.

Il primo strato è semitrasparente. Il laser lo legge per raggiungere il secondo strato. Questo è il motivo per cui un disco a doppio strato contiene quasi il doppio dei dati di uno a strato singolo.

I dati vengono memorizzati in una traccia a spirale. L’altezza della traccia, ovvero la distanza tra tracce adiacenti, è più stretta su un disco Blu-ray. Sono 0,32 micrometri. Il passo della traccia di un DVD è 0,74 micrometri. Tracce più strette significano più dati.

Perché questo è importante per gli utenti

Non è necessario conoscere la matematica dei nanometri per trarne vantaggio. Devi solo sapere che un disco può contenere un’intera stagione di un programma TV in HD. O un film ad alto bitrate senza artefatti di compressione.

Per la distribuzione del software, ciò significa che installazioni di giochi di grandi dimensioni o progetti video professionali si adattano a un unico supporto. Non è più necessario destreggiarsi tra più dischi.

Confronto con i DVD

La differenza tra Blu-ray e DVD è netta.

Caratteristica DVD Blu Ray
Lunghezza d’onda del laser 650 nm (rosso) 405 nm (Blu-Viola)
Capacità a strato singolo 4,7GB 25 GB (spesso indicato come ~23 GB utilizzabili)
Capacità a doppio strato 8,5GB 50GB
**Traccia

Integrazione Internet e controllo utente

Blu-ray non è solo questione di archiviazione. Il formato ha introdotto un nuovo livello di interattività che i DVD standard non hanno mai offerto. Non ti limiti a guardare. Ti connetti a Internet e ottieni al volo i sottotitoli o le funzionalità bonus.

L’esperienza dell’utente passa dalla visione passiva alla gestione attiva. Puoi registrare programmi televisivi ad alta definizione (HDTV) senza perdere la qualità. Non è un pasticcio compresso. Puoi anche passare istantaneamente a qualsiasi punto del disco. Non è più necessario attendere la ricerca del laser.

Funzionalità come registrare un programma mentre se ne guarda un altro sul disco sono diventate standard. Le playlist sono facili da creare. È possibile modificare o riordinare i programmi registrati direttamente sul disco. L’unità ti aiuta cercando automaticamente uno spazio vuoto in modo da non sovrascrivere un film che ami.

La fisica del laser blu

Come fa a contenere così tanti dati? I dischi memorizzano video e audio in buche : scanalature a spirale che vanno dal centro verso il bordo. Un laser legge l’altro lato: le protuberanze. Più dati significano pozzi più piccoli. Le fosse più piccole necessitano di un laser più preciso.

I vecchi DVD utilizzano un laser rosso. Il Blu-ray utilizza un laser blu. Da qui il nome.

La luce blu ha una lunghezza d’onda più corta di 405 nanometri. I laser rossi si trovano a 650 nanometri. Quella lunghezza d’onda più corta consente al raggio di focalizzarsi più strettamente. Legge cavità lunghe solo 0,15 micron (μm). È più della metà delle dimensioni dei box DVD.

Il Blu-ray ha inoltre ridotto il passo della traccia da 0,74 micron a 0,32 micron. Pozzi più piccoli. Tracce più strette. Un disco Blu-ray a strato singolo può contenere oltre 25 GB. È cinque volte lo spazio di un DVD.

Ingegneria attorno all’inclinazione del disco

I dischi sembrano simili. Entrambi hanno uno spessore di 1,2 millimetri. Ma la struttura interna è diversa.

I DVD racchiudono i dati tra due strati di policarbonato. Ogni strato ha uno spessore di 0,6 mm. Ciò causa un problema chiamato birifrangenza. La luce laser si rifrange in due raggi separati. Se si divide troppo, il disco diventa illeggibile.

Una superficie inclinata provoca l’inclinazione del disco. Il raggio laser si distorce. Questi problemi rendono complessa la produzione di DVD. Blu-ray ha dovuto risolverli in modo diverso per gestire una maggiore densità di dati.

Vedremo esattamente come il formato supera questi ostacoli fisici in seguito.

Perché “Blu-ray” e non “Blue-ray”

Il nome deriva dal laser blu e dal raggio ottico. Ma perché eliminare la “e”?

I produttori hanno lasciato intenzionalmente la “e” fuori dal “blu”. Una parola di uso quotidiano come “blu” non può essere marchiata. Avevano bisogno di un nome univoco. “Blu-ray” bloccato.

Perché i dischi Blu-ray non soffrono dei problemi di birifrangenza dei DVD

La differenza ingegneristica fondamentale tra Blu-ray e DVD non riguarda solo i laser. Riguarda la fisica e dove metti i dati. I DVD tradizionali racchiudono lo strato di registrazione tra due strati di policarbonato da 0,6 mm. Se hai mai provato a leggere un DVD deformato, conosci il problema. Questo spessore provoca birifrangenza, una distorsione della luce che fa disperdere il raggio laser. I dati diventano illeggibili.

Il Blu-ray capovolge questo modello. Posiziona i dati sopra un singolo strato di policarbonato spesso 1,1 mm. Questo non è arbitrario. Previene completamente la birifrangenza. Ma fa anche qualcos’altro. Avvicina lo strato di registrazione alla lente dell’obiettivo del meccanismo di lettura.

“Avere i dati in primo piano previene la birifrangenza e quindi previene problemi di leggibilità.”

Questa vicinanza elimina virtualmente i problemi di inclinazione del disco. Il laser non deve attraversare tanto materiale per colpire i dati. Il risultato è un segnale più pulito. Non più saltare. Niente più errori di lettura causati da piccole imperfezioni fisiche nella struttura del disco.

Il paradosso dei costi di produzione

È qui che la cosa diventa interessante. Si potrebbe supporre che un design più complesso significhi costi di produzione più elevati. Ma l’approccio a strato singolo del Blu-ray consente effettivamente di risparmiare denaro durante la fase di stampaggio.

La produzione di DVD è una danza delicata. Si iniettano nello stampo due dischi separati da 0,6 mm. Poi li incolli insieme. Il livello di registrazione si trova nel mezzo. Questo processo richiede estrema precisione. Qualsiasi leggero disallineamento o tensione nella plastica può indurre birifrangenza. È lento. È complicato. È costoso.

Blu-ray semplifica la catena. Stampi solo un disco da 1,1 mm. Questo è tutto. Un passo invece di due. Nessun incollaggio. Nessun sandwich. Il processo di stampaggio ad iniezione è più veloce. È più stabile. I risparmi sui costi derivanti da questa produzione semplificata sono significativi.

Bilanciare la protezione con il prezzo

Naturalmente, c’è un compromesso. Poiché il livello dati è ora esposto più vicino alla superficie, necessita di protezione. Un rivestimento duro viene applicato all’esterno del disco. Questo protegge i dati da graffi e impronte digitali. È un’aggiunta necessaria. Senza di essa, il disco sarebbe inutilizzabile in pochi giorni.

Questo rivestimento aggiuntivo rende i dischi Blu-ray più costosi da produrre rispetto ai DVD? No. I risparmi derivanti dal processo di stampaggio a iniezione semplificato compensano il costo dello strato protettivo. Il risultato finale è un disco la cui produzione non costa più di un DVD standard.

Questo è il motivo per cui il Blu-ray potrebbe competere sul prezzo fin dal primo giorno. Non si trattava solo di una migliore qualità video. Si trattava di un design di produzione più intelligente. Il substrato più spesso non è uno svantaggio. È la base sia per prestazioni migliori che per costi di produzione inferiori. La tecnologia funziona perché rispetta i limiti della luce. E il modello di business funziona perché rispetta i limiti di budget.

La differenza di velocità è la prima cosa che ti colpisce. La velocità di trasferimento dati Blu-ray è di 36 Mbps. Confrontalo con il limite di 10 Mbps dei DVD standard. Non si tratta solo di un aggiornamento marginale. È un salto generazionale. Puoi inserire 25 GB di dati su un singolo disco. Tanto basta per un lungometraggio in alta definizione, girato in poco più di novanta minuti.

In guardia

La sicurezza non è mai stata un ripensamento per Blu-ray. È integrato nell’hardware. Gli attuali DVD sono notoriamente facili da copiare. I dischi Blu-ray sono dotati di un sistema di crittografia sicuro. Questa non è solo una password. Implica un ID univoco incorporato nella struttura del disco. L’obiettivo è semplice. Proteggiti dalla pirateria video e dalla violazione del copyright. Gli studi avevano bisogno di un modo per fermare la copia “digitale” che affliggeva l’era del DVD. Blu-ray è stata la loro risposta.

Formati

L’architettura del formato è dove le cose si complicano. O flessibile. A seconda di chi chiedi.

DVD e CD sono nati come supporti di sola lettura. Hanno aggiunto opzioni registrabili e riscrivibili solo anni dopo. Il Blu-ray ha saltato quella fase. È stato progettato da zero pensando a più formati. Questo è il motivo per cui vedi così tanti acronimi quando acquisti dischi vergini.

  • BD-ROM è per contenuti di sola lettura. Pensa ai film preregistrati. È l’equivalente digitale di un CD stampato.
  • BD-R sta per registrabile. Questo è per l’archiviazione dei dati del PC. Una volta che lo scrivi, è fatto. Non puoi cancellarlo.
  • BD-RW è riscrivibile. Anche per l’archiviazione dei dati del PC. Puoi sovrascrivere questo disco più volte.
  • BD-RE è un altro formato riscrivibile. Ma questo è specificamente ottimizzato per la registrazione HDTV. Se utilizzi un registratore Blu-ray per guardare la TV in diretta, questo è il disco che ti serve.

“A differenza dei DVD e dei CD, che inizialmente erano formati di sola lettura e solo successivamente sono stati aggiunti formati registrabili e riscrivibili, il Blu-ray è inizialmente progettato in diversi formati.”

La varietà è confusa. Ma consente la specializzazione. Non usi un BD-RE per archiviare foto di famiglia. Usi un BD-R. Non usi un BD-ROM per registrare un gioco. Hai bisogno di flessibilità.

Concorrenti Blu-ray

La guerra dei formati è lungi dall’essere finita. Vedremo alcuni dei concorrenti di Blu-ray nella prossima sezione.

I produttori volevano che il Blu-ray inghiottisse l’intero mercato dei DVD. Speravano in una piazza pulita. Ma la realtà era più complicata. JVC ha visto la transizione e ha costruito un ponte. Hanno creato un disco combinato Blu-ray/DVD. Questo ibrido conteneva circa 33,5 GB. Consente agli studi di pubblicare video sia nei formati vecchi che in quelli nuovi su un disco fisico. È stato un compromesso per un pubblico diviso.

Ma il Blu-ray non era l’unico gioco in città. Il mercato era affollato. Altri formati stavano lottando per una fetta della torta del DVD.

Il contendente dell’HD-DVD

Inserisci HD-DVD. Conosciuto anche come AOD (Disco ottico avanzato). Toshiba e NEC hanno sviluppato questo standard rivale. In realtà era in lavorazione prima del normale DVD. Il vero sviluppo è iniziato solo nel 2003.

Il principale punto di forza era il costo. L’HD-DVD utilizzava lo stesso formato di base dei DVD tradizionali. Ciò significava che i produttori potevano utilizzare le apparecchiature esistenti. Ciò ha permesso di risparmiare denaro. Ha mantenuto le linee di produzione in funzione senza massicce spese in conto capitale.

La capacità di stoccaggio era competitiva. Un HD-DVD riscrivibile a strato singolo conteneva 15 GB. Il doppio strato è arrivato fino a 30 GB. I dischi a triplo strato potrebbero contenere 45 GB. Confrontalo con i limiti di 27 GB e 50 GB di Blu-ray. Gli HD-DVD di sola lettura contenevano leggermente meno. Anche le funzionalità interattive corrispondevano allo standard HDi del Blu-ray. Se vuoi approfondire la tecnologia, cerca Come funziona l’HD-DVD.

Altri giocatori sul ring

Blu-ray e HD-DVD hanno dominato i titoli dei giornali. Ma il campo era più ampio. La Warner Bros. Pictures ha sviluppato HD-DVD-9. Questo sistema utilizzava una compressione più elevata. Ha compresso circa due ore di video ad alta definizione su un DVD standard. È stato un trucco intelligente per un periodo di transizione.

Taiwan ha contribuito con Forward Versatile Disc (FVD). Questo era un DVD aggiornato. Offriva più spazio di archiviazione. I dischi a lato singolo contenevano 5,4 GB. Le versioni fronte-retro hanno raggiunto 9,8 GB. La Cina ha introdotto l’Enhanced Video Disc (EVD). Un altro contendente ad alta definizione. Un altro formato per confondere i consumatori.

Applicazioni professionali

La tecnologia del laser blu non era solo per i film. Sony ha sviluppato versioni professionali. Hanno creato XDCAM per emittenti e studi AV. Hanno anche realizzato ProData (Professional Disc for Data). Questo era per l’archiviazione di dati commerciali. Pensa ai backup del server. Ha mantenuto attivo il mercato dello storage ad alta densità oltre l’home theater.

Il futuro era più grande

25 GB o 50 GB sembravano tanti all’epoca. Ma il futuro prometteva di più. Pioneer stava già guardando avanti. Stavano sviluppando un disco ottico con 500 GB di capacità. Ciò spazzerebbe via la maggior parte dei dischi rigidi dei PC.

Come? Laser ultravioletti. La lunghezza d’onda è addirittura più corta del blu. Una lunghezza d’onda più corta significa pozzi di dati più piccoli. Pit più piccoli significano più dati. La guerra dello stoccaggio era appena iniziata.

Domande frequenti su Blu Ray

Cos’è il disco Blu-ray?
Il Blu-ray Disc è un formato di disco ottico ad alta capacità. Memorizza video, audio e dati del computer ad alta definizione. Un disco può contenere fino a 256 GB di dati.

I dischi Blu-ray sono obsoleti?
No. Sono tutt’altro che obsoleti. I media fisici hanno ancora un posto.

Qual è la differenza tra DVD e Blu-ray?
La differenza principale è la risoluzione. Il Blu-ray offre una risoluzione maggiore rispetto al DVD.

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Altri fantastici collegamenti

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  • Associazione dischi Blu-ray

  • Domande frequenti sui dischi Blu-ray

  • BBC News: i DVD potrebbero contenere “100 volte di più” – 28 settembre 2004

  • Notizie CNET: masterizzazioni Blu-ray per contenuti interattivi – 17 agosto 2004

Fonti

  • Sony consegnerà i titoli Blu-ray il 20 giugno, CNET News, 13 giugno 2006

  • Arnold, Thomas K. “I tecnici migliorano i DVD”, USA Today, 19 aprile 2004, pagina B.06.

  • Informazioni di base sulla tecnologia Blu-ray Disc, disco Blu-ray.

  • “BDF annuncia i prossimi passi verso l’affermazione del disco Blu-ray come formato di disco ottico di prossima generazione.” Comunicato stampa della BDF. 8 gennaio 2004.

  • Formati e tecnologia Blue Laser HD DVD, Disctronics.com.

  • “I dischi Blu-ray offriranno una capacità disco cinque volte superiore a quella dei dischi DVD con costi comparabili per disco.” Comunicato stampa della BDF. Disco Blu-ray, 29 marzo 2004.

  • Domande frequenti su Blu-ray, Blu-ray.com

  • Frauenheim, ed. La battaglia sugli standard potrebbe colpire entrambe le parti, CNET news.com, 17 agosto 2004.

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  • Shaw, Jake. Matsushita presenta il registratore DVD Blu-ray, NewsFactor Innovation, 30 giugno 2004.

  • Spesso, Richard. Masterizzazioni Blu-ray per contenuti interattivi, CNET News.com, 17 agosto 2004.

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  • Cos’è Blu-ray?, Blu-ray.com