Por que o Blu-ray substituiu o DVD padrão para filmes em HD

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O ano era 1997. A tecnologia do DVD finalmente chegou aos lares de todos os lugares, arrastando o som e o vídeo digital do laboratório para a sala de estar. Mudou a forma como assistíamos filmes. Mas essa revolução foi apenas o aquecimento.

Em 2006, a indústria preparou-se para outra mudança. O Blu-ray Disc (BD ) entrou em cena. Ele prometia lidar com vídeo e áudio de alta definição com facilidade. Fotos. Dados. Arquivos enormes. Os DVDs padrão simplesmente não conseguiam acompanhar.

HowStuffWorks analisa a mecânica por trás do Blu-ray. Também analisamos como esse formato se compara a outros concorrentes de vídeo digital. O objetivo é simples. Entenda por que o salto no armazenamento foi importante.

Um DVD padrão de um lado contém 4,7 GB de dados. É espaço suficiente para um filme de duas horas em definição padrão. Você pode incluir alguns extras. Características. Cenas excluídas. Comentário.

A alta definição muda a matemática. A imagem é muito mais clara. Exige cerca de cinco vezes mais largura de banda. Isso significa cinco vezes mais armazenamento. À medida que as TVs ficam mais nítidas e os estúdios buscam melhor qualidade, os consumidores precisam de players que possam armazenar mais dados. Os discos padrão estavam batendo na parede.

# O enorme poder de armazenamento por trás dos discos Blu-ray

Blu-ray não é apenas um novo formato de disco. It’s a storage engine designed to handle massive amounts of data. You can record it, store it, and play back high-definition video, digital audio, or computer files. O principal ponto de venda? Capacidade.

Pense em um Blu-ray de camada única. Tem o mesmo tamanho físico de um DVD. But instead of 4.7 GB, it holds up to 27 GB of data. Isso é um grande salto.

O que significa 27 GB em termos reais?
– You get more than two hours of high-definition video.
– Or about 13 hours of standard definition video.

If you need more space, the double-layer disc steps up the game. Ele armazena até 50 GB. Isso é suficiente para 4,5 horas de conteúdo HD. Ou mais de 20 horas de vídeo padrão.

Developers are already looking at discs with even higher capacities. A tecnologia não está parada.

Como o Blu-ray armazena dados

Before we dive into the technical construction, it helps to understand why the capacity is so much higher than a DVD. A resposta está no laser e nas lentes.

DVDs use a red laser with a wavelength of 650 nanometers. Blu-ray usa um laser azul-violeta. The wavelength is shorter—around 405 nanometers.

A shorter wavelength allows the laser to focus on a smaller spot on the disc. Manchas menores significam poços e terrenos menores. Smaller features mean you can pack more data into the same physical space.

A lente também possui uma abertura numérica maior. Isso reforça ainda mais o foco. É a física fazendo o trabalho pesado.

A estrutura da camada

Um DVD padrão possui uma camada reflexiva. Um DVD-R ou DVD+R possui uma única camada de gravação. Blu-ray discs can have up to two layers, and potentially more in future iterations.

A primeira camada é semitransparente. The laser reads through it to reach the second layer. This is why a double-layer disc holds nearly double the data of a single-layer one.

Os dados são armazenados em uma trilha espiral. O tom da faixa – a distância entre faixas adjacentes – é menor em um disco Blu-ray. São 0,32 micrômetros. A densidade da trilha de um DVD é de 0,74 micrômetros. Faixas mais estreitas significam mais dados.

Por que isso é importante para os usuários

Você não precisa saber a matemática do nanômetro para se beneficiar disso. Você só precisa saber que um disco pode conter uma temporada completa de um programa de TV em HD. Ou um filme com alta taxa de bits sem artefatos de compactação.

Para distribuição de software, significa que grandes instalações de jogos ou projetos de vídeo profissionais cabem em uma única mídia. Chega de fazer malabarismos com vários discos.

Comparação com DVDs

A diferença entre Blu-ray e DVD é gritante.

Recurso DVD Blu-ray
Comprimento de onda do laser 650 nm (vermelho) 405 nm (Azul-Violeta)
Capacidade de camada única 4,7 GB 25 GB (frequentemente citado como ~23 GB utilizáveis)
Capacidade de camada dupla 8,5GB 50 GB
** Acompanhar

Integração com a Internet e controle de usuários

Blu-ray não trata apenas de armazenamento. O formato introduziu uma nova camada de interatividade que os DVDs padrão nunca ofereceram. Você não apenas assiste. Você se conecta à Internet e acessa legendas ou recursos bônus instantaneamente.

A experiência do usuário muda da visualização passiva para o gerenciamento ativo. Você pode gravar televisão de alta definição (HDTV) sem perder qualidade. Não é uma bagunça compactada. Você também pode pular instantaneamente para qualquer ponto do disco. Chega de esperar que o laser procure.

Recursos como gravar um programa enquanto assiste outro no disco tornaram-se padrão. As listas de reprodução são fáceis de criar. Você pode editar ou reordenar programas gravados diretamente no disco. A unidade ajuda você automaticamente procurando um espaço vazio para que você não substitua um filme que adora.

A Física do Laser Azul

Como isso cabe em tantos dados? Os discos armazenam vídeo e áudio em poços – ranhuras em espiral que vão do centro até a borda. Um laser lê o outro lado – as saliências. Mais dados significam poços menores. Fossas menores precisam de um laser mais preciso.

DVDs antigos usam um laser vermelho. Blu-ray usa um laser azul. Daí o nome.

A luz azul tem um comprimento de onda mais curto de 405 nanômetros. Os lasers vermelhos têm 650 nanômetros. Esse comprimento de onda mais curto permite que o feixe se concentre com mais precisão. Ele lê pontuações com apenas 0,15 mícrons (µm) de comprimento. Isso é mais da metade do tamanho dos boxes de DVD.

O Blu-ray também aumentou o passo da faixa de 0,74 mícron para 0,32 mícron. Poços menores. Trilhas mais apertadas. Um disco Blu-ray de camada única comporta mais de 25 GB. Isso é cinco vezes o espaço de um DVD.

Engenharia em torno da inclinação do disco

Os discos são semelhantes. Ambos têm 1,2 milímetros de espessura. Mas a estrutura interna é diferente.

Os DVDs colocam dados entre duas camadas de policarbonato. Cada camada tem 0,6 mm de espessura. Isso causa um problema chamado birrefringência. A luz do laser é refratada em dois feixes separados. Se ele se dividir muito, o disco ficará ilegível.

Uma superfície inclinada causa inclinação do disco. O feixe de laser distorce. Esses problemas tornam a fabricação de DVD complexa. O Blu-ray teve que resolvê-los de maneira diferente para lidar com maior densidade de dados.

Veremos exatamente como o formato supera esses obstáculos físicos a seguir.

Por que “Blu-ray” e não “Blue-ray”

O nome vem do laser azul e do raio óptico. Mas por que abandonar o “e”?

Os fabricantes deixaram o “e” do “azul” intencionalmente. Uma palavra cotidiana como “azul” não pode ser marca registrada. Eles precisavam de um nome exclusivo. “Blu-ray” travou.

Por que os discos Blu-ray não sofrem com problemas de birrefringência do DVD

A principal diferença de engenharia entre Blu-ray e DVD não se trata apenas de lasers. É sobre física e onde você coloca os dados. Os DVDs tradicionais colocam a camada de gravação entre duas camadas de policarbonato de 0,6 mm. Se você já tentou ler um DVD distorcido, você conhece o problema. Essa espessura causa birrefringência – uma distorção da luz que faz com que o feixe de laser se espalhe. Os dados ficam ilegíveis.

O Blu-ray inverte esse modelo. Ele coloca os dados sobre uma única camada de policarbonato com 1,1 mm de espessura. Isso não é arbitrário. Previne totalmente a birrefringência. Mas também faz outra coisa. Ele move a camada de gravação para mais perto da lente objetiva do mecanismo de leitura.

“Ter os dados no topo evita a birrefringência e, portanto, evita problemas de legibilidade.”

Esta proximidade praticamente elimina problemas de inclinação do disco. O laser não precisa percorrer tanto material para atingir os dados. O resultado é um sinal mais limpo. Chega de pular. Acabaram-se os erros de leitura causados ​​por pequenas imperfeições físicas na estrutura do disco.

O Paradoxo do Custo de Fabricação

É aqui que fica interessante. Você pode presumir que um projeto mais complexo significa custos de produção mais elevados. Mas a abordagem de camada única do Blu-ray realmente economiza dinheiro durante a fase de moldagem.

A fabricação de DVD é uma dança delicada. Você injeta no molde dois discos separados de 0,6 mm. Então você os cola. A camada de gravação fica no meio. Este processo requer extrema precisão. Qualquer ligeiro desalinhamento ou tensão no plástico pode induzir birrefringência. É lento. É meticuloso. É caro.

Blu-ray simplifica a cadeia. Você molda apenas um disco de 1,1 mm. É isso. Um passo em vez de dois. Sem colagem. Sem sanduíches. O processo de moldagem por injeção é mais rápido. É mais estável. As economias de custos decorrentes dessa produção simplificada são significativas.

Equilibrando proteção com preço

Claro, há uma compensação. Como a camada de dados está agora exposta mais perto da superfície, ela precisa de proteção. Um revestimento duro é aplicado na parte externa do disco. Isso protege os dados contra arranhões e impressões digitais. É um acréscimo necessário. Sem ele, o disco ficaria inutilizável em dias.

Esse revestimento extra torna os discos Blu-ray mais caros do que os DVDs? Não. A economia do processo simplificado de moldagem por injeção compensa o custo da camada protetora. O resultado final é um disco cuja fabricação não custa mais do que um DVD padrão.

É por isso que o Blu-ray pôde competir em preço desde o primeiro dia. Não se tratava apenas de melhor qualidade de vídeo. Tratava-se de um design de fabricação mais inteligente. O substrato mais espesso não é uma desvantagem. É a base para um melhor desempenho e custos de produção mais baixos. A tecnologia funciona porque respeita os limites da luz. E o modelo de negócio funciona porque respeita os limites do orçamento.

A diferença de velocidade é a primeira coisa que atinge você. Taxa de transferência de dados Blu-ray atinge 36 Mbps. Compare isso com o limite de 10 Mbps dos DVDs padrão. Não é apenas uma atualização marginal. É um salto geracional. Você pode colocar 25 GB de dados em um único disco. Isso é suficiente para um longa-metragem em alta definição, gravado em pouco mais de noventa minutos.

Em guarda

A segurança nunca foi uma reflexão tardia para o Blu-ray. Está embutido no hardware. Os DVDs atuais são notoriamente fáceis de copiar. Os discos Blu-ray vêm equipados com um sistema de criptografia seguro. Esta não é apenas uma senha. Envolve um ID exclusivo incorporado na estrutura do disco. O objetivo é simples. Proteja-se contra pirataria de vídeo e violação de direitos autorais. Os estúdios precisavam de uma maneira de impedir a cópia “digital” que assolou a era do DVD. Blu-ray foi a resposta deles.

Formatos

A arquitetura do formato é onde as coisas ficam complicadas. Ou flexível. Dependendo de quem você pergunta.

DVDs e CDs começaram como mídia somente leitura. Eles só adicionaram opções graváveis ​​e regraváveis ​​anos depois. O Blu-ray pulou essa fase. Ele foi projetado desde o início com vários formatos em mente. É por isso que você vê tantas siglas quando compra discos virgens.

  • BD-ROM é para conteúdo somente leitura. Pense em filmes pré-gravados. É o equivalente digital de um CD prensado.
  • BD-R significa gravável. Isto é para armazenamento de dados do PC. Depois de escrever, está feito. Você não pode apagá-lo.
  • BD-RW é regravável. Também para armazenamento de dados do PC. Você pode substituir este disco várias vezes.
  • BD-RE é outro formato regravável. Mas este é otimizado especificamente para gravação HDTV. Se você estiver usando um gravador Blu-ray para assistir TV ao vivo, este é o disco que você precisa.

“Ao contrário dos DVDs e CDs, que começaram com formatos somente leitura e só posteriormente adicionaram formatos graváveis ​​e regraváveis, o Blu-ray é inicialmente projetado em vários formatos diferentes.”

A variedade é confusa. Mas permite a especialização. Você não usa um BD-RE para armazenar fotos de família. Você usa um BD-R. Você não usa um BD-ROM para gravar um jogo. Você precisa de flexibilidade.

Concorrentes de Blu-ray

A guerra de formatos está longe de terminar. Veremos alguns dos concorrentes do Blu-ray na próxima seção.

Os fabricantes queriam que o Blu-ray engolisse todo o mercado de DVD. Eles esperavam por uma limpeza geral. Mas a realidade era mais confusa. A JVC viu a transição e construiu uma ponte. Eles criaram um disco combinado Blu-ray/DVD. Este híbrido continha cerca de 33,5 GB. Permitiu que os estúdios lançassem vídeos em formatos novos e antigos em um disco físico. Foi um compromisso para um público dividido.

Mas o Blu-ray não era o único jogo da cidade. O mercado estava lotado. Outros formatos lutavam por uma fatia do bolo do DVD.

O concorrente do HD-DVD

Digite HD-DVD. Também conhecido como AOD (Disco Óptico Avançado). A Toshiba e a NEC desenvolveram este padrão rival. Na verdade, estava em andamento antes do DVD normal. O verdadeiro desenvolvimento só começou em 2003.

O principal argumento de venda era o custo. O HD-DVD usou o mesmo formato básico dos DVDs tradicionais. Isso significava que os fabricantes poderiam usar equipamentos existentes. Isso economizou dinheiro. Manteve as linhas de produção funcionando sem grandes gastos de capital.

A capacidade de armazenamento era competitiva. Um HD-DVD regravável de camada única continha 15 GB. A camada dupla subiu para 30 GB. Os discos de camada tripla podiam armazenar 45 GB. Compare isso com os limites de 27 GB e 50 GB do Blu-ray. HD-DVDs somente leitura tiveram um pouco menos de capacidade. Os recursos interativos também correspondiam ao padrão HDi do Blu-ray. Se você quiser se aprofundar na tecnologia, consulte Como funciona o HD-DVD.

Outros jogadores no ringue

Blu-ray e HD-DVD dominaram as manchetes. Mas o campo era mais amplo. Pictures desenvolveu HD-DVD-9. Este sistema usava maior compactação. Ele comprimiu cerca de duas horas de vídeo de alta definição em um DVD padrão. Foi um truque inteligente para um período de transição.

Taiwan contribuiu com Forward Versatile Disc (FVD). Este foi um DVD atualizado. Oferecia mais armazenamento. Os discos de um lado continham 5,4 GB. As versões frente e verso atingiram 9,8 GB. A China introduziu o Disco de Vídeo Aprimorado (EVD). Outro concorrente de alta definição. Outro formato para confundir os consumidores.

Aplicações Profissionais

A tecnologia do laser azul não era apenas para filmes. A Sony desenvolveu versões profissionais. Eles criaram o XDCAM para emissoras e estúdios AV. Eles também fizeram o ProData (Disco Profissional para Dados). Isso era para armazenamento de dados comerciais. Pense em backups de servidor. Manteve ativo o mercado de armazenamento de alta densidade além do home theater.

O futuro era maior

25 GB ou 50 GB pareciam muito na época. Mas o futuro prometia mais. A Pioneer já estava olhando para frente. Eles estavam desenvolvendo um disco óptico com 500 GB de capacidade. Isso destruiria a maioria dos discos rígidos de PC.

Como? Lasers ultravioleta. O comprimento de onda é ainda mais curto que o azul. Comprimento de onda mais curto significa poços de dados menores. Poços menores significam mais dados. A guerra de armazenamento estava apenas começando.

Perguntas frequentes sobre Blu Ray

O que é disco Blu-ray?
Blu-ray Disc é um formato de disco óptico de alta capacidade. Ele armazena vídeo, áudio e dados de computador de alta definição. Um disco pode conter até 256 GB de dados.

Os discos Blu-ray estão obsoletos?
Não. Eles estão longe de serem obsoletos. A mídia física ainda tem um lugar.

Qual é a diferença entre DVD e Blu-ray?
A principal diferença é a resolução. O Blu-ray oferece resolução mais alta que o DVD.

Muito mais informações

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  • Como funciona a formatação de vídeo

  • Qual é a diferença entre DVD-Áudio e CDs?

Mais ótimos links

  • Blu-ray.com

  • Associação de disco Blu-ray

  • Perguntas frequentes sobre discos Blu-ray

  • BBC News: DVDs podem conter ‘100 vezes mais’ – 28 de setembro de 2004

  • CNET News: Blu-ray Burns para conteúdo interativo – 17 de agosto de 2004

Fontes

  • Sony entregará títulos Blu-ray em 20 de junho, CNET News, 13 de junho de 2006

  • Arnold, Thomas K. “Techies Melhoram em DVDs”, USA Today, 19 de abril de 2004, página B.06.

  • Antecedentes da tecnologia de disco Blu-ray, disco Blu-ray.

  • “BDF anuncia os próximos passos no estabelecimento do disco Blu-ray como o formato de disco óptico da próxima geração.” Comunicado de imprensa do BDF. 8 de janeiro de 2004.

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

  • “Disco Blu-ray oferecerá capacidade cinco vezes maior que a dos discos DVD com custos comparáveis ​​por disco.” Comunicado de imprensa do BDF. Disco Blu-ray, 29 de março de 2004.

  • Perguntas frequentes sobre Blu-ray, Blu-ray.com

-Frauenheim, Ed. A batalha de padrões pode atirar em ambos os lados, CNET news.com, 17 de agosto de 2004.

-Labriola, Don. “Blue Lasers Boost DVD Capacity”, PC Magazine, agosto de 2004, página 30.

  • Estabelecido o formato de gravação de vídeo em disco óptico de grande capacidade “Blu-ray”, comunicado à imprensa do disco Blu-ray, 19 de fevereiro de 2002.

  • Parisi, Paula. “The Great DVD Debate”, Hollywood Reporter, 13 de abril de 2004, página S13.

  • Shaw, Jake. Matsushita lança gravador de DVD Blu-ray, NewsFactor Innovation, 30 de junho de 2004.

  • Sim, Richard. Blu-ray Burns para conteúdo interativo, CNET News.com, 17 de agosto de 2004.

  • Sim, Richard. Sony ilumina planos de DVD Blu-ray, CNET News.com, março de 2003.

-Smith, Tony. DVD Forum Punts Blue Laser HD-DVD, The Register, 15 de abril de 2004.

  • O que é Blu-ray?, Blu-ray.com