nie wiêkszej kompresji sygna-
³u (MPEG-4) do zapisu sygna-
³u telewizji o wysokiej rozdziel-
czoci, 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 d³ugoci fali 405 nm i mocy wyjciowej
30 mW, co przyspieszy³o prace nad dyska-
mi wizyjnymi nowej generacji.
Zagêszczenie zapisu dysku
wizyjnego
Pojemnoæ dysku (przy zachowaniu tych
samych wymiarów) mo¿emy zwiêkszyæ sto-
suj¹c gêstszy zapis informacji na dysku
i zapisuj¹c informacjê wielowarstwowo.
Zwiêkszenie gêstoci zapisu dla standardo-
wej p³yty DVD jest mo¿liwe przez zmniej-
szenie d³ugoci fali lasera (standard DVD _
635/650 nm, nowa generacja _ 405 nm)
oraz przez wiêksz¹ rozdzielczoæ socze-
wek w uk³adzie optycznym. O ile fakt, ¿e ma-
³a plamka lasera przyczynia siê do zwiêk-
szenia gêstoci zapisu jest oczywisty, o ty-
le zwiêkszenie rozdzielczoci uk³adu optycz-
nego wymaga ko-
mentarza. Rozdziel-
czoæ soczewek za-
le¿y od tzw. apertury
numerycznej (NA).
Im wiêksza jest
apertura soczewki,
tym wiêksza jest jej
rozdzielczoæ. Gê-
stoæ nagrywania
dysku optycznego
jest proporcjonalna
do kwadratu apertu-
ry (NA).
Zmniejszaj¹c d³u-
goæ fali lasera
(z 650 nm do 405
nm) mo¿na uzyskaæ
2,6-krotny wzrost
gêstoci zapisu, za
zwiêkszaj¹c apertu-
rê uk³adu optyczne-
Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2003
Jeszcze nie w pe³ni
zosta³y wykorzystane
mo¿liwoci 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 jakoci¹
cyfrowego sygna³u te-
lewizyjnego o wysokiej
rozdzielczoci (HDTV).
Sygna³ HDTV wymaga
przep³ywnoci zapisu
i odtwarzania ok. 35
÷
36 Mbit/s podczas
gdy standard DVD przewiduje przep³ywnoæ
do 10 Mbit/s. Osobnym problemem jest
zbyt ma³a pojemnoæ 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-
jemnoci 9 GB) i jednoczesne zastosowa-
go (z ok. 0,6 do 0,85) uzyskuje siê dalszy,
dwukrotny wzrost gêstoci. W rezultacie
uzyskujemy 5,3- krotny wzrost gêstoci za-
pisu (wzrost pojemnoci dysku z 4,7 GB
do ok. 25 GB).
Problemy techniczne
Wyjanilimy teoretycznie jak zwiêkszyæ
pojemnoæ dysku wizyjnego, a co na to
praktyka? Pojawia siê podstawowa trud-
noæ. Zwiêkszenie rozdzielczoci uk³adu
optycznego umo¿liwia zastosowanie uk³a-
du dwóch soczewek; wymaga to jednak
bardzo dok³adnego ich wzajemnego usta-
wienia (dok³adnoæ kilku mikronów) i stwa-
rza koniecznoæ zachowania ma³ej odle-
g³oci 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 odleg³oæ 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)
39
POZNAJEMY SPRZÊT
Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2003
zany z ogniskowaniem wi¹zki wiat³a po
odbiciu od powierzchni p³yty. Wi¹zka wia-
t³a mo¿e ulec niepo¿¹danemu odchyleniu
z powodu niejednakowej gruboci p³yty lub
w wyniku odkszta³ceñ powierzchni p³yty na
skutek zmian temperatury i wilgotnoci. Tu
przysz³a z pomoc¹ firma Hitachi, opracowu-
j¹c technikê kompensacji aberracji (auto-
matyczna detekcja i korekta zniekszta³ceñ
wi¹zki wiat³a). Ale to nie koniec proble-
mów. Zastosowanie soczewki o du¿ej aper-
turze daje w konsekwencji wiêksz¹ wra¿li-
woæ 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 wiat³o war-
stwê ochronn¹ o gruboci 0,6 mm. Jeli 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 kompatybilno-
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 zdolnoci 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 koniecznoæ
zmniejszenia optycznej warstwy ochronnej
z 0,6 do 0,1 mm. Cecha ta, jak ju¿ wspo-
mnielimy, jest okupiona koniecznoci¹ sto-
sowania kasety (rys. 3) ochraniaj¹cej dysk
Blu-ray, ale zalet¹ tego systemu jest uzyska-
nie wiêkszych pojemnoci p³yty. Aby zwiêk-
szyæ pojemnoæ p³yty standardu next-ge-
neration, rozwa¿a siê mo¿liwoæ 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 ponieæ jedna firma. Trochê szko-
da, ¿e trudno o jednomylnoæ jeli chodzi
o wybór standardu, ale mo¿e wielorakoæ
rozwi¹zañ jest w³anie 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 pojemnoæ p³yt
n
nie trzeba stosowaæ dodatkowej kompresji
n
³atwoæ odtwarzania z inn¹ prêdkoci¹
(np. podwójn¹ czy potrójn¹) ze wzglêdu
na brak dodatkowej kompresji
n
wiêksza odpornoæ na b³êdy wynikaj¹ce
z nachylenia p³yty wzglêdem osi
Dysk next-generation
n
kompatybilnoæ z dotychczasowym standardem DVD
n
brak kasety ochronnej (³atwoæ przystosowania
dla przenonych komputerów)
n
mo¿liwoæ wykorzystania tych samych maszyn do
produkcji (obni¿ka kosztów)
n
³atwoæ zrealizowania dwuwarstwowej p³yty
(budowa taka jak standardowej p³yty DVD)
n
mniejsza wra¿liwoæ 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