Vývoj optických médií 3 - Blu-ray

5. 8. 2009 07:00    Rubrika: Technologie    Autor: Aleš Lalík

Dosud nejnovější technologií optických médií je Blu-ray, přinášející další navýšení úložné kapacity oproti svým předchůdcům a primárně mířený jakožto médium pro video. Dlouhou dobu sváděl souboj s konkurenčním formátem HD DVD, z nějž nakonec vyšel vítězně, a proto se na něj v dnešním posledním díle zaměříme.

S nástupem videa ve vysokém rozlišení se ukázala kapacita dosud dominantních DVD (viz. "Vývoj optických médií 2 - DVD") jako nedostatečná, a proto byly opět započaty práce na vývoji budoucího formátu optických disků, disponujícího dostatečnou úložnou kapacitou. Na vlastních kandidátech začaly nezávisle pracovat společnosti Sony a Toshiba, a jak je patrné, každá z nich přinesla odlišnou specifikaci médií.

Prvně jmenovaná Sony představila dvě technologie, UDO (Ultra Density Optical) a DVR Blue, na níž spolupracovala se společností Pioneer. Základem pro dosažení vysoké kapacity médií bylo použití modrého laseru s vlnovou délkou 405 nm, umožňující hustší zápis dat než u předchozího DVD. Značnou nevýhodou modrého laseru byla dlouhou dobu jeho vysoká cena, promítající se následně do částky za samotné mechaniky. Většího úspěchu se dočkal DVR Blue, jehož první prototyp se představil již v roce 2000 a o dva roky později bylo oficiálně oznámeno zahájení prací na technologii Blu-ray.

O zabezpečení vývoje se starala Blu-ray Disc Association, sestávající z mnoha významných společností, kde kromě Sony působily Pioneer, Thomson, Hitachi a další. Významnou úlohu hrály v tomto i konkurenčním uskupení filmová studia, která se zavázala následně vydávat své filmy výhradně na daném médiu, které podporovaly.

Právě vysokým nákladům se snažila předejít konkurenční Toshiba, podporovaná konsorciem DVD Forum. Postupně byly zvažovány možnosti, jak dosáhnout vysoké kapacity bez nutnosti použití modrého laseru, ale nakonec bylo DVD Forum nuceno se k této technologii také přiklonit. Na vývoji spolupracovala Toshiba s firmou NEC, a výslednou technologii optických disků přijalo nakonec DVD Forum pod názvem HD DVD.

Protože si oba konkurenční tábory byly vědomy možných následků souboje formátů, snažily se od začátku roku 2005 o jejich sjednocení. Obě technologie však byly natolik odlišné, že se nejednalo o snadno splnitelný úkol, navíc kromě samotných fyzických vlastností disků měli jejich zástupci různý pohled i na možnosti interaktivního využití disků. Zatímco Blu-ray Association prosazovala platformu postavenou na jazyku Java, DVD Forum podporovalo technologii HDi od Microsoftu. Vyjednávání nakonec skončilo neúspěchem a o rok později, tedy 2006, se začaly dostávat na trh první Blu-ray a HD DVD přehrávače včetně filmů na těchto médiích.

V následujícím období probíhal hektický vývoj, kdy se významné i menší společnosti začínaly postupně přiklánět na stranu Blu-ray. Značnou výhodou pro tuto technologii byla přítomnost patřičné mechaniky v herní konzoli Sony PlayStation 3. Nakonec všechny okolnosti rozhodly o vítězství Blu-ray nad HD DVD, a Toshiba oznámila v únoru 2008 ukončení vývoje, výroby a propagace formátu HD DVD včetně mechanik a médií.

Blu-ray v ochranné cartridgi

Vzhledově jako DVD

Při prvním pohledu vypadá Blu-ray prakticky stejně jako DVD či CD, protože si zachovalo všechny fyzické rozměry včetně průměru 12 cm pro plnohodnotný a 8 cm pro mini disk. Data jsou čtena pomocí modrého laseru (správně se jedná o fialový) s vlnovou délkou 405 nm, zatímco DVD a CD používají laser o vlnové délce 650 nm, resp. 780 nm. Pro data je možné využít až dvě záznamové vrstvy, u 12 cm média tak lze uložit přibližně 25 GB dat do jedné vrstvy, nebo 50 GB do dvou. Na menší 8 cm disk je možné zaznamenat 7,8 GB do jedné vrstvy nebo 15,6 GB při použití dvojice vrstev.

Zvýšením kapacity při zachování fyzických rozměrů bylo přirozeně dosaženo zmenšením záznamových pitů a polí, včetně rozestupu mezi jednotlivými závity datové spirály. Minimální délka pitu byla u CD celých 800 nm, u DVD se zmenšila na polovičních 400 nm a v případě Blu-ray měří pouhých 150 nm. Podobně je na tom rozestup stop spirály, představovaný u CD 1,6 mikrometry, zatímco DVD používá 0,74 mikrometru a Blu-ray dokonce 0,32. Názorně je vidět srovnání všech tří optických technologií na následujícím obrázku.

Zmenšování postihlo také tloušťku ochranné spodní vrstvy, která se u disků stará o jejich dostatečnou odolnost. CD bylo chráněno téměř 1,2 mm vrstvou polykarbonátu, u DVD se však tato hodnota snížila na polovičních 0,6 mm a Blu-ray používá jenom 0,1 mm vrstvu, z čehož vyplývá značná křehkost těchto médií. To byl problém zejména zpočátku, kdy byly Blu-ray disky uschovávány v ochranné cartridgi, zabraňující jejich poškození při manipulaci. Následně ale firma TDK vyvinula speciální ochrannou vrstvu pro tyto disky, kterou nazvala Durabis, zajišťující dostatečnou ochranu a eliminující nutnost používat zmiňovanou cartridge.

K dispozici jsou tři varianty Blu-ray disků, a sice již nahraný BD-ROM, následovaný dvojicí zapisovatelných disků. Na první BD-R je možné provést zápis pouze jednou (obdoba DVD+/-R a CD-R), zatímco opakovatelně přepisovatelný disk je nazýván BD-RE. Možnosti typů dat, které lze na Blu-ray umístit, nejsou nikterak omezené, k dispozici jsou tudíž čistě filmové disky až po možnost ukládání počítačových dat.

Budoucí vývoj

Ačkoliv je již dlouho vývoj Blu-ray technologie dokončen, výrobci se přesto neustále snaží o její zlepšování, představované zejména zvyšováním úložné kapacity. Oproti dosavadním 25 GB, resp. 50 GB u dvouvrstvého média byly na různých výstavách představeny prototypy disků s kapacitou 100-500 GB, jichž bylo dosaženo navýšením počtu datových vrstev. Do prodeje se však zatím tato média nedostaly, důvodem je zejména značná nekompatibilita se současnými Blu-ray přehrávači.

Zdroj: pcworld.com, blu-ray.com, blu-raydisc.com