2003 05 38

background image

nie wiêkszej kompresji sygna-

³u (MPEG-4) do zapisu sygna-

³u telewizji o wysokiej rozdziel-

czoœci, lecz na rynku pojawi³a

siê fioletowo-niebieska dioda

laserowa i przes¹dzi³a o wy-

braniu innych rozwi¹zañ.

Firma japoñska Nichia Chemical Industrial

pracowa³a nad fioletowo-niebieskim lase-

rem od 1999 roku. W roku 2001 uda³o siê

wytworzyæ laser fioletowo-niebieski (rys. 1).

o d³ugoœci fali 405 nm i mocy wyjœciowej

30 mW, co przyspieszy³o prace nad dyska-

mi wizyjnymi nowej generacji.

Zagêszczenie zapisu dysku

wizyjnego

PojemnoϾ dysku (przy zachowaniu tych

samych wymiarów) mo¿emy zwiêkszyæ sto-

suj¹c gêstszy zapis informacji na dysku

i zapisuj¹c informacjê wielowarstwowo.

Zwiêkszenie gêstoœci zapisu dla standardo-

wej p³yty DVD jest mo¿liwe przez zmniej-

szenie d³ugoœci fali lasera (standard DVD _

635/650 nm, nowa generacja _ 405 nm)

oraz przez wiêksz¹ rozdzielczoœæ socze-

wek w uk³adzie optycznym. O ile fakt, ¿e ma-

³a plamka lasera przyczynia siê do zwiêk-

szenia gêstoœci zapisu jest oczywisty, o ty-

le zwiêkszenie rozdzielczoœci uk³adu optycz-

nego wymaga ko-

mentarza. Rozdziel-

czoϾ soczewek za-

le¿y od tzw. apertury

numerycznej (NA).

Im wiêksza jest

apertura soczewki,

tym wiêksza jest jej

rozdzielczoœæ. Gê-

stoϾ nagrywania

dysku optycznego

jest proporcjonalna

do kwadratu apertu-

ry (NA).

Zmniejszaj¹c d³u-

goϾ fali lasera

(z 650 nm do 405

nm) mo¿na uzyskaæ

2,6-krotny wzrost

gêstoœci zapisu, zaœ

zwiêkszaj¹c apertu-

rê uk³adu optyczne-

38

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2003

Jeszcze nie w pe³ni

zosta³y wykorzystane

mo¿liwoœci p³yt

wizyjnych DVD,

zwi¹zane

z nagrywaniem

materia³u filmowego

w warunkach

domowych,

a wiod¹ce koncerny

elektroniczne ju¿

opracowuj¹ nowe

systemy zapisu obrazu

na dyskach.

DYSKI WIZYJNE NOWEJ

GENERACJI

S

tandardowe dyski DVD

nie umo¿liwiaj¹ nagra-

nia z wysok¹ jakoœci¹

cyfrowego sygna³u te-

lewizyjnego o wysokiej

rozdzielczoœci (HDTV).

Sygna³ HDTV wymaga

przep³ywnoœci zapisu

i odtwarzania ok. 35

÷

36 Mbit/s podczas

gdy standard DVD przewiduje przep³ywnoœæ

do 10 Mbit/s. Osobnym problemem jest

zbyt ma³a pojemnoœæ standardowych dys-

ków DVD (ok. 4,7 GB), umo¿liwiaj¹ca zapis

zaledwie ok. 20 minut transmisji HDTV.

W pocz¹tkowej fazie rozwa¿ano wprowa-

dzenie dwuwarstwowej p³yty DVD (o po-

jemnoœci 9 GB) i jednoczesne zastosowa-

go (z ok. 0,6 do 0,85) uzyskuje siê dalszy,

dwukrotny wzrost gêstoœci. W rezultacie

uzyskujemy 5,3- krotny wzrost gêstoœci za-

pisu (wzrost pojemnoœci dysku z 4,7 GB

do ok. 25 GB).

Problemy techniczne

Wyjaœniliœmy teoretycznie jak zwiêkszyæ

pojemnoϾ dysku wizyjnego, a co na to

praktyka? Pojawia siê podstawowa trud-

noœæ. Zwiêkszenie rozdzielczoœci uk³adu

optycznego umo¿liwia zastosowanie uk³a-

du dwóch soczewek; wymaga to jednak

bardzo dok³adnego ich wzajemnego usta-

wienia (dok³adnoœæ kilku mikronów) i stwa-

rza koniecznoœæ zachowania ma³ej odle-

g³oœci pomiêdzy soczewk¹ i p³yt¹ _ ok. 0,15

mm (ryzyko kontaktu miêdzy dyskiem a g³o-

wic¹ laserow¹). Firma Asahi Optical roz-

wi¹za³a problem stosuj¹c jedn¹ soczewkê

o wiêkszej aperturze numerycznej (0,85),

zwiêkszaj¹c odleg³oœæ pomiêdzy soczewk¹

a p³yt¹ do 0,7 mm. Pozosta³ problem zwi¹-

Rys. 1. Niebiesko-fioletowy laser do odtwarzaczy
Blu-ray firmy Sanyo

Rys. 2. System zapisu standardowej p³yty DVD (a) oraz dysku Blu-ray (b)

Rys. 4. Rekorder p³yt Blu-ray firmy Sony BDZ-S77

a)

b)

background image

39

POZNAJEMY SPRZÊT

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2003

zany z ogniskowaniem wi¹zki œwiat³a po

odbiciu od powierzchni p³yty. Wi¹zka œwia-

t³a mo¿e ulec niepo¿¹danemu odchyleniu

z powodu niejednakowej gruboœci p³yty lub

w wyniku odkszta³ceñ powierzchni p³yty na

skutek zmian temperatury i wilgotnoœci. Tu

przysz³a z pomoc¹ firma Hitachi, opracowu-

j¹c technikê kompensacji aberracji (auto-

matyczna detekcja i korekta zniekszta³ceñ

wi¹zki œwiat³a). Ale to nie koniec proble-

mów. Zastosowanie soczewki o du¿ej aper-

turze daje w konsekwencji wiêksz¹ wra¿li-

woœæ uk³adu odczytuj¹cego na wahania k¹-

ta nachylenia p³yty wzglêdem g³owicy

optycznej. Zmiana k¹ta nachylenia p³yty

powoduje zniekszta³cenie odtwarzanego

sygna³u. Aby zrozumieæ, jak usuniêto ten

problem przypomnijmy sobie, jak zbudo-

wana jest standardowa p³yta DVD (rys. 2 a).

Wi¹zka lasera odczytuje zapis przechodz¹c

przez optycznie przewodz¹c¹ œwiat³o war-

stwê ochronn¹ o gruboœci 0,6 mm. Jeœli ta

warstwa jest gruba, zniekszta³cenia sygna-

³u wywo³ane zmian¹ kata nachylenia p³yty

s¹ wiêksze. Aby móc zastosowaæ soczew-

kê o wiêkszej aperturze, nale¿a³o w dyskach

nowej generacji zmniejszyæ warstwê ochron-

n¹ do 0,1 mm (rys. 2 b). Rozwi¹za³o to pro-

blem zniekszta³ceñ wywo³anych wahaniami

k¹ta nachylenia p³yty, ale zmusi³o do zasto-

sowania specjalnej kasety, w której umie-

szczone s¹ tego typu dyski nowej genera-

cji. Spowodowa³o to utratê kompatybilnoœ-

ci ze standardowymi p³ytami DVD.

Dwa standardy

Organizacja ustalaj¹ca standardy zapisu

DVD, tzw. DVD Forum, wstêpnie zaakcep-

towa³a wspó³istnienie dwóch ró¿nych stan-

dardów dysków wizyjnych nowej generacji:

Blu-ray disc _ format popierany przez 9 firm

_ Hitachi, LG Electronics, Matsushita , Pio-

neer, Philips, Samsung, Sharp, Sony i Thom-

son oraz next-generation disc (zwany tak¿e

Advanced Optical Disc _ AOD) _ standard

zaproponowany przez Toshibê i NEC. Po-

równanie parametrów tych standardów (nie

wszystkie parametry zosta³y przez firmy

ujawnione) przedstawiono w zestawieniu

(tablica 1). Oba standardy umo¿liwiaj¹ nagry-

wanie i odtwarzanie ok. 2 godzin audycji

w standardzie HDTV i 13 godzin standardo-

wych audycji telewizyjnych. Oba oparte s¹ na

tej samej zasadzie zapisu informacji _ wyko-

rzystuj¹ ró¿nicê w zdolnoœci odbicia pro-

mienia lasera przez amorficzne pod³o¿e

i warstwê krystaliczn¹ (metoda zmian fazo-

wych). Podstawow¹ ró¿nic¹ pomiêdzy stan-

dardami jest fakt, ¿e dysk next-generation

jest kompatybilny z obowi¹zuj¹cym obecnie

standardem DVD, w odró¿nieniu do dys-

ków Blu-ray. Dyski next-generation i obe-

cne p³yty DVD bêd¹ mog³y byæ odtwarzane

na tym samym urz¹dzeniu. Drug¹ ró¿nic¹

miêdzy standardami jest stosowanie wiêk-

szej apertury uk³adu optycznego w standar-

dzie Blu-ray, a co za tym idzie koniecznoϾ

zmniejszenia optycznej warstwy ochronnej

z 0,6 do 0,1 mm. Cecha ta, jak ju¿ wspo-

mnieliœmy, jest okupiona koniecznoœci¹ sto-

sowania kasety (rys. 3) ochraniaj¹cej dysk

Blu-ray, ale zalet¹ tego systemu jest uzyska-

nie wiêkszych pojemnoœci p³yty. Aby zwiêk-

szyæ pojemnoœæ p³yty standardu next-ge-

neration, rozwa¿a siê mo¿liwoœæ wykorzysta-

nia wiêkszej kompresji sygna³u (MPEG-4).

Ka¿dy z tych systemów ma swoje zalety

(tablica 2). Prototyp odtwarzacza dysków

Blu-ray firmy Sony przedstawiono na rys. 4.

Podsumowanie

Znów stykamy siê z ró¿nymi standardami

zapisu i odczytu dysków DVD nowej gene-

racji. Taka sytuacja mo¿e byæ uci¹¿liwa dla

u¿ytkowników, gdy¿ ci¹gle nie wiadomo,

który system bardziej siê rozpowszechni,

z którego standardu bêd¹ g³ównie korzystaæ

firmy nagrywaj¹ce filmy na p³ytach DVD.

Pierwsze dyski Blu-ray jak równie¿ next-

generation maj¹ siê pojawiæ na rynku w tym

roku, ale urz¹dzenia do nagrywania dys-

ków next-generation bêd¹ osi¹galne dopiero

w 2004 r. Firma Sony przedstawi³a ju¿ pier-

wszy rekorder p³yt Blu-ray BDZ-S77

wyposa¿ony w tuner telewizji satelitarnej i

odtwarzaj¹cy tak¿e p³yty DVD i CD.

Godny uwagi jest fakt, ¿e przy opracowaniu

standardów jak równie¿ podczas produkcji

prototypowych urz¹dzeñ bra³o udzia³ wie-

le firm. Koszty badañ zwi¹zanych z now¹

technologi¹ s¹ tak wysokie, ¿e nie jest ich

w stanie ponieœæ jedna firma. Trochê szko-

da, ¿e trudno o jednomyœlnoœæ jeœli chodzi

o wybór standardu, ale mo¿e wielorakoœæ

rozwi¹zañ jest w³aœnie motorem postêpu

technicznego i technologicznego?

n

Janusz Samu³a

Tablica 1. Porównanie podstawowych parametrów dysków wizyjnych: Blu-ray, next generation

i obecnego standardu DVD

Rys. 3. Dysk Blu-ray w kasecie ochronnej

Dysk blu-ray

n

wiêksza pojemnoœæ p³yt

n

nie trzeba stosowaæ dodatkowej kompresji

n

³atwoœæ odtwarzania z inn¹ prêdkoœci¹

(np. podwójn¹ czy potrójn¹) ze wzglêdu

na brak dodatkowej kompresji

n

wiêksza odpornoœæ na b³êdy wynikaj¹ce

z nachylenia p³yty wzglêdem osi

Dysk next-generation

n

kompatybilnoϾ z dotychczasowym standardem DVD

n

brak kasety ochronnej (³atwoœæ przystosowania

dla przenoœnych komputerów)

n

mo¿liwoœæ wykorzystania tych samych maszyn do

produkcji (obni¿ka kosztów)

n

³atwoœæ zrealizowania dwuwarstwowej p³yty

(budowa taka jak standardowej p³yty DVD)

n

mniejsza wra¿liwoœæ na zanieczyszczenia i dotkniê-

cie p³yty (grubsza warstwa ochronna - 0,6 mm a nie

0,1 mm)

Tablica 2. Zalety dysków wizyjnych: Blu-ray i next generation


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
2003 02 38
edw 2003 05 s23
2003 05 32
2003 05 02
2002 05 38
r05 05 (38)
2003 05 28
2003 05 Szkoła konstruktorów klasa II
edw 2003 05 s26
2003 05 40
edw 2003 05 s30
2003.05.17 prawdopodobie stwo i statystyka
egzamin 2003 05 28
edw 2003 05 s12
2003 05 30
2003 05 20
2003 05 17 prawdopodobie stwo i statystykaid 21698
2003 08 38

więcej podobnych podstron