Recenze  |  Aktuality  |  Články
Doporučení  |  Diskuze
Filmy a seriály, streamovací služby
Televize  |  Projektory
Audio a domácí kina
Multimediální centra  |  Ostatní
Svět hardware  |  Digimanie
Svět mobilně

Vývoj technologie videodisků

30.9.2008, Michal Učeň, článek
Vývoj datových médií jde stále kupředu. Nedávný souboj formátů optických disků byl zajímavým zpestřením, které zajistilo rychlý posun. Dnes se podíváme do historie na typy disků pro ukládání videa a na události, jež zapříčinily konečné vítězství Blu-ray.
Kapitoly článku:
Když se řekne slovo formát, každému se určitě vybaví něco trochu jiného. Ať už je to ale cokoliv, většinou je to spojeno i s nějakou alternativou, tedy dalším formátem, který si můžeme zvolit. V historii jsme zaznamenali už celou řadu soubojů mezi různými technologiemi, což je v podstatě pro nás (běžné uživatele) vlastně dobře. Konkurence totiž zajistí rychlejší vývoj a samozřejmě také nižší ceny. Velmi podobně na tom byla válka mezi formáty Blu-ray a HD DVD, která byla pro pozorovatele z řad běžných uživatelů i odborníků určitě velmi zajímavá. My se v dnešním článku nejdříve zaměříme na vývoj v oblasti disků určených na záznam videa a následně budeme pokračovat rozborem událostí, které předcházely vítězství Blu-ray.


Historie


Datová média se vyvíjí už poměrně dlouho, my se zaměříme pouze na optické disky, které se po éře ukládání videa na VHS začaly používat a v podstatě je tomu tak v drtivé většině dodnes. Pokud vás zajímají datová úložiště více, doporučujeme přečíst si článek věnující se tomuto tématu na Světu hardware, kde je ale vše popsáno spíše z hlediska výpočetní techniky než ukládání videa.


CD


Jako první optický disk spatřilo světlo světa velmi úspěšné CD (zkratka z angl. Compact Disc), které se v praxi používá i dnes (ne ani tak k záznamu videa, ale spíše jako datový a hudební nosič). Jejich kapacita (dnes nejčastěji 700 MB) už dávno nestačí na video ve vysokém rozlišení a vlastně ani na jiná data, snad jen kromě zmíněné hudby.



Průměr disků bývá většinou 12 cm, tloušťka pak 1,2 mm. K dispozici jsou i menší média o průměru 8 cm, které pak ale mají adekvátně nižší kapacitu. Princip optických disků (CD, DVD a disků 3. generace) je v podstatě stále stejný a liší se formát od formátu pouze v technologii zápisu a čtení, na které se používají různé typy laserového paprsku. Data jsou pak uložena do jedné dlouhé spirály. Nutno podotknout, že CD disky se ještě příliš nevyužívaly na záznam videa, protože jejich kapacita nebyla úplně postačující. Šlo ale spíše o originální filmy, v nelegální činnosti se videa s různým typem komprese šířila na CD velice hojně.




DVD


Nástupcem "cédéček" se počínaje rokem 1996 postupně staly DVD (zkratka z angl. Digital Versatile Disc), které nabízejí větší kapacitu (nejčastěji 4,7 GB) postačující k uložení velmi kvalitního videa. Maximální kapacita záleží na dvou faktorech - počtu vrstev (určitě jste již slyšeli např. o pojmu Dual-Layer) a zda-li je možné zapisovat na obě strany. Základní kapacita tak může být díky oboustrannému zápisu ve dvou vrstvách až čtyřnásobná, tedy 17,08 GB.



Podle vrstev zápisu se i označují jednotlivé typy DVD - zkratky ss (single side) a ds (dual side) označují jedno nebo dvoustranný tisk, sl (single layer) a dl (dual layer) zase počet vrstev. Jednotlivé specifikace a označení si můžete prohlédnout v následující tabulce (až na jednu výjimku, kterou je konfigurace DVD-14, která se používá velmi málo - jedná se o kombinaci jedné vrstvy na jedné straně a dvou vrstev na straně druhé, kapacita je pak 13,2 GB).

Schéma
Typ zápisu
Označení
Kapacita
Jednostranný
(single side)

Jednovrstvý
(one layer)
DVD-5
4,7 GB
Jednostranný
(single side)

Dvouvrstvý
(dual layer)
DVD-9
8,54 GB
Oboustranný
(dual side)

Jednovrstvý
(one layer)
DVD-10
9,4 GB
Oboustranný
(dual side)

Dvouvrstvý
(dual layer)
DVD-18
17,08 GB

Nástup DVD po formátu CD proběhl docela hladce, alespoň pokud jej srovnáme s aktuálním Blu-ray. Důvodem byly zejména velmi podobné vlastnosti a zpětná kompatibilita s předchozím formátem CD. Jednoduše si tedy uživatelé mohli zakoupit mechaniku, která umožňuje čtení a zápis CD i DVD. To znamenalo rychlejší nástup na trh, díky velké prodejnosti snížení cen médií i čtecích zařízení a podpora důležitých společností z filmového, herního a hardwarového průmyslu.



Výhoda DVD oproti CD není pouze v několikanásobné kapacitě, ale také v rychlosti čtení. Technologie je sice velmi podobná, ale liší se třeba ve vzdálenosti drah, vlnové délce laseru a parametrů tzv. pitů (drážek, které představují data).

Průběh přechodu na DVD ovšem nebyl tak bezproblémový, jak se může na první pohled zdát. Objevily se totiž hned tři formáty, které se mírně lišily a zpočátku nebyly mechaniky schopné přečíst a zapisovat na všechny typy zároveň. Prvním formátem bylo klasické DVD-R/RW, které představilo konsorcium DVD Forum (významně se podílelo i v "kauze" Blu-ray vs. HD DVD, o kterém bude zmínka později). Kapacita byla původně 3,95 GB, následně se ale navýšila na dnes běžných 4,7 GB. Další formát DVD+R/RW je dílem DVD+RW Alliance. Média mají opět klasickou kapacitu 4,7 GB, od svého konkurenta se však mírně liší jinými parametry. Přestože DVD-R/RW se mohlo pochlubit dřívějším uvedením, DVD+R/RW zase první nabídlo zápis ve dvou vrstvách. Posledním pokusem o rozšíření dalšího formátu bylo DVD-RAM opět od konsorcia DVD Forum, ovšem v praxi se tato platforma příliš neuchytila.

Nakonec se výrobcům mechanik podařilo spojit oba hlavní formáty a dnes už prakticky každá DVD mechanika zvládne zápis a čtení DVD-R/RW i DVD+R/RW. Z hlediska videa se u DVD využívá většinou klasický jednovrstvý zápis, který se svou kapacitou postačuje na celovečerní filmy v DVD kvalitě. Jejich obliba je stále celosvětově velká, a přestože je Blu-ray dostatečně podporováno, jeho rozšíření zdaleka ještě neodpovídá většinovému podílu na trhu. Příčinou je hlavně vyšší cena přehrávačů i médií Blu-ray a také nutnost vlastnit adekvátní televizor s podporou Full HD, aby se vůbec kvalita naplno projevila.


Optické disky pro video ve vysokém rozlišení


DVD na trhu vydržely bez pokoření poměrně dlouhých 10 let, i když prodleva mezi nástupem CD a uvedením DVD byla o cca 4 roky delší. Překvapivě si změnu formátu díky nízké kapacitě nevyžádala ani tak oblast výpočetní techniky, která bývá hlavním motorem vývoje, ale vyšší nároky na kapacitu kvůli rozšíření vysokého rozlišení videa. DVD média už na takovéto filmy jen těžko postačí, a tak se spustil vývoj další technologie, která by mohla navýšit kapacitu médií a zrychlit čtení a zápis.

Řešením byla zásadní změna laseru, který čtení a zápis dat u optických disků umožňuje. O vývoj se zasloužil hlavně profesor Shuji Nakamura, který objasnil využití modrého laseru. Ten využívají oba později vyvinuté formáty HD DVD a Blu-ray.

Profil: Shuji Nakamura
Narodil se 22. května 1954 v městě Ikata, které patří do oblasti Ehime v Japonsku. Po absolvování studia na univerzitě v Tokushimě (University od Tokushima) získal titul z oboru elektrotechniky a začal pracovat ve společnosti Nichia Corporation. Už zde učinil své první objevy, které se týkaly zejména oblasti LED světla. V roce 1994 dostal z již zmíněné univerzity doktorát a za pět let později opustil společnost Nichia, aby začal přednášet jako profesor na univerzitě v Kalifornii (University of California), kde působí dodnes.

Zajímavostí je soudní spor Nakamury s bývalým zaměstnavatelem (spol. Nichia) o finanční bonus za jeho objevy, který nakonec skončil po vzájemné dohodě v roce 2005 urovnáním v podobě cca 7 miliónů amerických dolarů. V té době se jednalo o zatím největší odměnu udělenou zaměstnanci japonskou firmou. Nakamura se ještě zasloužil o pokroky v oblasti zelených a bílých LED, paradoxně trochu v ústraní jsou jím vynalezené modré laserové diody, které se používají právě u Blu-ray, respektive používaly u HD DVD disků. Pravděpodobně se ale uznání dočká velmi brzy, jakmile se tato technologie začne hojně využívat v praxi.

Před dvěma roky získal Shuji Nakamura prestižní finské ocenění Millennium Technology Prize za jeho dlouhodobou snahu snížit náklady a zvýšit efektivitu světelných zdrojů a právě za vynalezení modrých a bílých LED.





HD DVD


O událostech vedoucích k ukončení podpory formátu HD DVD se zmíníme níže, nyní se podíváme na hlavní parametry. HD DVD (zkratka z angl. High-Definition/Density Digital Versatile Disc) disky fungují na bázi zmíněného modrého laseru, byly vyvinuty společností Toshiba a podporovány konsorciem DVD Forum.



Velikost médií je klasických 12 cm v průměru, kompatibilita mechanik s předchozími formáty je ale bohužel vyloučena díky jinému typu laseru. Princip je samozřejmě podobný, jen je opět vyšší rychlost a kapacita, která se pohybuje od základních 15 GB až po vícevrstvé a oboustranné disky s kapacitou až 60 GB. Podobně jako u CD je k dispozici i menší rozměr 8 cm, na který můžete uložit od 4,7 do 18,8 GB podle počtu vrstev a stran. Rychlost čtení je pak při rychlosti 1x 4,5 MB/s, vypálení jedné vrstvy trvá 56 minut.




Blu-ray


Téměř současně jako HD DVD přišlo i Blu-ray, které vyvíjela naopak společnost Sony. Technologie je v podstatě stejná, liší se spíše jen v některých parametrech. Zpočátku byla u Blu-ray disků problémem hlavně jejich odolnost, takže bylo nutné je uchovávat a přenášet ve speciálním obalu. Společnost TDK ale nakonec vyvinula speciální ochrannou vrstvu, která nakonec tento neduh vyřešila.



Kapacita Blu-ray disků je 25 GB, respektive 50 GB podle toho, zda-li je médium oboustranné či nikoliv. Průměr je opět dvojí - klasických 12 cm nebo případně lze použít i menší 8cm disk. Ten má samozřejmě menší i kapacitu, která je buď 7,8 GB nebo 15,6 GB. Rychlost čtení je při rychlosti 1x stejně jako u HD DVD 4,5 MB/s, zápis na jednu vrstvu se prodloužil vzhledem k vyšší kapacitě na 90 minut. Ostatním parametrům se budeme věnovat v samostatném článku o parametrech Blu-ray disků, kde si samozřejmě popíšeme i rozdíly oproti HD DVD a porovnání obou formátů oproti DVD.



Následující kapitola bude věnována právě posledním dvěma formátům, které mezi sebou svedly doslova válku o hlavní postavení na trhu.