Blu-Ray Disc. Média típusa: nagy felbontású optikai tároló lemez. Kódolások: MPEG-2, H.264/MPEG-4 AVC és VC-1.

Átírás

1 Blu-Ray Disc Média típusa: nagy felbontású optikai tároló lemez. Kódolások: MPEG-2, H.264/MPEG-4 AVC és VC-1. Tárolóképesség: 25 GByte (egyrétegű); 50 GByte (kétrétegű). Olvasási eljárás: 405 nm lézer. Meghajtó sebessége Átvitel sebessége BD lemez 1 / 16

2 írási ideje (perc) Mbit/s MByte/s Egyrétegű Kétrétegű 1x x 2 / 16

3 x x / 16

4 x megj x / 16

5 8 15 Megjegyzés: az első 8x BD-írót Japánban jelentették meg szeptemberében, pár nap eltéréssel lehetett kapni az USÁ-ban is. Fejlesztő: Kéklézeres szövegség (Blu-ray Disc Association) Használata (pl.): adattárolás, nagyfelbontású audió-videó, Playstation 3 lemezek/játékok. Nagy kapacitású optikai adathordozó eszköz, a DVD utóda. Történet Az 1997-ben megjelent DVD az egyszerű emberek számára otthon is elérhetővé tette a digitális hang és videó élményét az egész világban, és megváltoztatta a moziipar működését. A BD szabványt az elektronikai termékek felhasználóinak egy csoportja és PC társaságok fektették le 2006-ban. A Blu-ray névben a blue (kék) a lézer színére utal, amit ezen technológia használ, a ray pedig az optikai sugárra. Az e betű a blue szóból azért lett szándékosan kihagyva, mert egy mindennapi szó nem lehet védjegy ban az USÁ-ban a kereskedelmi adások egyre gyakrabban a nagy felbontást és kiváló minőséget jelentő HDTV-formátumban adtak műsort, amihez ajánlották az új típusú rögzítési lehetőséget: a DVD-nél nagyságrenddel jobb minőséget biztosító formátumot. 5 / 16

6 Gyökerek A Sony és a DVD együttműködésben két projektet indított el: a nagyfelbontású optikai tárolást és a kék-lézeres lemezes adatrögzítést a Pioneer-rel együtt, ami később maga a Blu-Ray Disc szabvány lett. A prototípus 2000 októberében jelent meg a CEATEC kiállításon Japánban. Az első bolti példányok április 10-én jelentek meg: Sony BDZ-S77 néven kizárólag Japánban. A javasolt ár 3800 USA dollár volt, ami nem tartalmazott sem előre formázott lemezt, sem film lejátszási lehetőséget. Hollywood nagy stúdiói egyelőre nem támogatták a formátumot, mert nem tartalmazott semmilyen digitális másolás elleni formátumvédelmet. A Blu-Ray formátum véglegesítése A szabványt 2004-ben véglegesítették januárjában a TDK bejelentette, hogy kifejlesztettek egy kemény polimert, amivel végre biztonságosan be tudták vonni a BR-lemezeket, amik így már nem karcolódtak (olyan könnyen). A BD-ROM formátumot 6 / 16

7 2006-ban véglegesítették. Egyes hardware gyártók kérésére (Toshiba, Pioneer, Samsung) a végleges szabványból 1-2 opció kimaradt, például a másolásvédelem. Verseny a HD-DVD-vel A Toshiba által alapított DVD-Fórum Blu-ray Association megalakulásakor bejelentette, hogy a konkurens formátum túl drága és nehézkesen használható márciusában a Warner Bros. és más filmstúdiók is HD-s tartalmakat adtak ki kétrétegű DVD-ken (DVD-9-en) augusztusban a Toshiba és a NEC bejelentették a kiterjesztett optikai formátumot (Advanced Optical Disc), amely alapjául szolgált a következő évben bejelentett HD-DVD-nek. Eleinte a HD-DVD sokkal jobban terjedt, mint az eladásait lassacskán növelő Blu-ray. Az első kereskedelmi forgalomba került BD-lejátszó drága volt és a szoftvere túl sok hibát tartalmazott, ráadásul alig pár film volt kapható ilyen formátumban. Sokáig formátumháborúban állt a HD-DVD-vel. Mindkét tábornak nagyjából ugyanannyi támogatót sikerült begyűjtenie, így a harc sokáig döntetlenre állt. A Blue-Ray támogatói: Hitachi, LG, Panasonic, Pioneer, Philips, Samsung, Sharp, Sony és Thompson. A szövetségük hivatalosan én alakult meg. A formátum korábbi támogatói: Dell, HP, Mitsubishi és TDK. A HD-DVD kizárólagos támogatói: Toshiba, NEC, Sanyo, Microsoft, RCA, Kenwood, Intel, Venturer Electronics és a Memory-Tech Corporation. Nem kizárólagos támogatók: Acer, Asus, HP, Hitachi, Maxwell, LG, Lite-On, Onkyo, Meridian, Samsung és Alpine. Minden piaci szereplő számára egyértelművé vált, hogy csak egy nyerő formátum maradhat, mivel így olcsóbbá válhatnak a termékek. Érdekes színfoltot jelentett a 2007-es CES kiállításon a Warner megjelentette a Total Hi Def hibrid formátumot, amiben a lemez egyik oldalán Blu-ray formátum volt, míg a másikon HD-DVD; de az ötlet nem bizonyult piacképesnek januárjára a Blu-ray eladásai folyamatosan emelkedtek a HD-DVD rovására. (2:1 arányban) 7 / 16

8 A háborút végül a Warner döntötte el, amikor 2008 elején a cég feladta HD-DVD-vel kapcsolatos terveit és állást foglalt a Blu-ray Disc mellett február 19-én a Toshiba végül bejelentette a HD-DVD vereségét és visszavonta a szabványt. Ezután a nagyobb kereskedelmi áruházláncok is közölték, hogy kivonják a kínálatából a HD-DVD lemezeket. A formátum győzelméhez hozzájárult a Sony új játékkonzoljának, a Playstation3-nak megjelenése és sikere is hozzájárult, ami beépített BD-t tartalmazott, míg a konkurens Microsoft XBox konzolja "csak" DVD meghajtót, illetve opcionálisan hozzá vásárolható HD-DVD meghajtót február 19-én végül a Toshiba bejelentette, hogy fokozatosan leállítja a HD-DVD lejátszók, és felvevők fejlesztését, illetve gyártását. Így a formátumháború gyakorlatilag véget ért a Blu-ray Disc győzelmével. Blue-Ray a mindennapokban Egy normál, egyoldalas, (pl.: írható) DVD 4,7 GB adatot képes tárolni, ami elegendő egy átlagos 2 órás, normál felbontású filmnek és pár extra adatnak. De egy nagy felbontású film, aminek sokkal tisztább képe van (HDTV High-Definition Television), mint egy DVD filmnek körülbelül 5-ször több helyet követel, ezért nélkülözhetetlen olyan lemezek gyártása, amin sokkal több adat fér el, mint egy DVD-n. A stúdiók is egyre-inkább jobb minőségben gyártják a filmeket. A 2000-ben elkezdődött műholdas nagy felbontású BS (Broadcast Satellaview) digitális sugárzás és 2003-ban startolt földi digitális sugárzás jó minőségű rögzítéséhez elengedhetetlen az új technológiájú lemezek megléte. A DVD felvevő által fogadott és dekódolt jeleket tömörítik egy MPEG kódolóval és úgy rögzítik a lemezre. Hogy a HDTV által sugárzott adást fel tudjuk venni HDTV MPEG2 kódoló szükséges. Azonban még ilyen eszközt nem sokat gyártottak otthoni használatra. A BS digitális adás felvétele esetén a jelek egy program adatfolyamaként ( program stream ) érkeznek fixált gyorsasággal, ami 24 Mbps-t jelent HDTV programonként. A BS digitális sugárzása esetén megvan a lehetőség arra, hogy a kiegészítő adatfolyam többszörös legyen, és kívánalom, hogy ezt az adatot felvegyük és olvassuk. Egy 2 órás felvételhez nagyjából 22 GB szükséges, ami kb. 5-szöröse egy DVD-nek. Eltérően a jelenlegi DVD-ktől, amik vörös lézert használnak az adatok írásához és olvasásához, a BD (ibolyás)kék lézert használ (amiről egyébként a nevét is kapta). A kék lézer rövidebb hullámhosszon működik (405 nanométer), mint a vörös lézer (650, illetve 780 nanométer). A kék-ibolya lézer rövidebb hullámhossza jóval több információ tárolását teszi lehetővé, mint a 8 / 16

9 szintén 12 cm átmérőjű CD/DVD lemezek esetén. Technikai paraméterek Típus Fizikai méret Egyrétegű kapacitás Kétrétegű kapacitás Normál méret 12cm átmérő 25 GB (23.28 GB) 50 GB (46.56 GiB) Minidiszk 8 cm átmérő 9 / 16

10 7.8 GB (7.26 GB) 15.6 GB (14.53 GB) Blu-ray lemez felépítése (Eredeti: ) A kisebb fénynyalábbal pontosabban lehet fókuszálni, így olyan kis mélyedésekből ( pits ) is kiolvassunk adatokat, amik csak 0,15 μméter (μm; 1 mikron = 10 6 méter) hosszúak ez több, mint kétszer kisebb a DVD-n találhatókhoz képest. Ezen túl a Blu-ray lecsökkentette a sávok hüvelykméretét 0,74 mikronról 0,32 mikronra. A kisebb mélyedések, a kisebb fénysugár, és a rövidebb sáv-hüvelyk együttesen azt eredményezte, hogy az egyrétegű Blu-ray kb. ötször több információ tárolására képes a DVD-hez képest. A lemezek a digitálisan kódolt videó és audió információt mélyedésekben tárolja. Ezek a mélyedések ( pits ) a lemezen spirálisan helyezkednek el a központból kiindulva a szélek felé. A lézer a mélyedések másik oldalát olvassa, azaz a dudorokat ( bumps ), hogy lejátssza a filmet, vagy a programokat, amit a lemezen tárolunk. Minél több adatot tárolunk a lemezen, annál kisebb és egymáshoz közelebb pakolt gödröknek kell lenniük. Minél kisebb a gödröcske (és ez által a dudor is), annál pontosabbnak kell lennie a lézerolvasónak. Minden BD lemez vastagsága megegyezik a DVD-vel (1,2 milliméter). De a két lemez adattárolása különböző. A DVD-n az adat, mint egy szendvics, két 0,6 milliméter vastag polikarbonát réteg között helyezkedik el. Amelyik polikarbonát réteg az adat tetején helyezkedik el a kettős törés problémáját idézheti elő, amiben az alsó réteg megtöri a lézer fényét két elkülönült fénynyalábra. Ha a fénynyaláb túl szélesen hasad el, akkor a lemez olvashatatlan lesz. Egyébként ha a DVD felszíne nem pontosan sík és ezért nem pontoson merőlegesen a fénysugár rá, akkor arra a problémára vezethet, amint úgy neveznek, hogy disc tilt, amiben a lézer sugár eltorzított. Mindezen tulajdonságok, a nagyon körülményes előállításhoz vezetnek. A Blu-ray lemez felülkerekedik az előbb tárgyalt DVD előállítási módon úgy, hogy az adatot egy 1,1 milliméter vastag polikarbonát rétegre helyezi. Amiatt, hogy a tetején van elhelyezve az adat, ezáltal a kettős törés és az olvashatósági problémák nem léphetnek fel. Annak 10 / 16

11 következtében, hogy az olvasó mechanizmusnál az írható réteg közelebb helyezkedik el az objektív lencséhez a disc tilt problémáját virtuálisan eliminálták. Az adat felszínhez közeli elhelyezkedéséből kifolyólag egy kemény védőréteggel van ellátva a lemez, hogy megvédje a karcolásoktól, illetve az ujjlenyomatoktól. Az eddig említett felépítésből az következik, hogy az előállítási költsége alacsonyabb, mint a DVD-nek. Az adatátviteli sebességben is a BD a gyorsabb. A DVD 10 Mbps gyorsaságával szemben a Blu-ray lemez mintegy 36 Mbps sebességet nyújt a felhasználóknak. Így a 25 GB adat másolásához elegendő csupán másfél óra. Ugyanakkor védelem szempontjából is jobb a Blu-ray lemez a mai DVD-knél. Egyedi biztonsági titkosító rendszerrel rendelkeznek, ami annyit jelent, hogy van egy egyedi ID-jük (azonosítójuk), ami elméletileg védelmet nyújt a film- és szoftverkalózok ellen, illetve a szerzői jogok megsértése ellen. Egyébként, már a Blu-ray technológiának is megjelentek különböző verziói. A Sony cég kifejlesztette az XDCAM-ot és a ProDatát (Profession Disc for Data). Az előbbit televízió társaságoknak és műsorszóróknak, az utóbbit pedig inkább kereskedelmi célra, adattárolónak (pl. szerverek biztonsági mentésére). A gyakorlatban azonban a másolásvédelem nem sikerült tökéletesnek, mivel a BR-lemezek is másolhatók a megfelelő szoftverrel. A gyártók reményei szerint a BD-lemezek hamarosan helyettesíteni fogják a DVD-ket. Nagy kérdés: az ár milyen mértékben és hogyan esik? Kodekek 11 / 16

12 Minden digitális technika alfája és omegája, hogy milyen minőségben és hogyan kódolják az általában analóg képet/hangot. A jobb minőség általában nagyobb terjedelmet is jelent, de ehhez mindenképpen szükséges egy nagyobb átviteli sebességű lejátszás is. A tömörítések lehetnek veszteségesek, vagy veszteségmentesek is. A BD-ROM szabványa számos kódolási eljárást tartalmaz mind a hardware-es kódolású lejátszók, mind a mozi-szoftverek részére. A videók miatt minden lejátszónak támogatnia kell az MPEG-2, H.264/AVC és az SMPTE VC-1 szabványokat. Az MPEG-2 kodeket már a hagyományos DVD-k is támogatják, így ez visszafelé is kompatibilis. A H.264/AVC eljárást az előd H.263-as sikere miatt fejlesztették ki direkt az MPEG és a VCEG tömörítések miatt. A VC-1 és más MPEG-4-es kodektípusokat főleg a Microsoft támogatja. A BD-ROM segítségével jelátszott videók a három lehetséges kódolási eljárás valamelyikét használják. A többszörös kódolási eljárás használata is megengedett. A kódolási eljárás kiválasztása a producerek licencelési/tulajdonjogi megállapodásának részét képezik, akárcsak a cím futási ideje vagy egyéb tömörítési eljárások. Az MPEG-2 segítségével kódolt videófolyam általában két órányi nagy felbontású felvételt tartalmaz, ami 1 db egyrétegű BD-lemezre el is fér. (25 GB) A VC-1-es és a H.264-es videókodekek alkalmazásával a lejátszási idő általában megduplázódik az MPEG-2-höz képest. Az MPEG-2-t számos amerikai stúdió használja, például a Paramount Pictures is (de azért régebben a VC-1-et is használták a HD-DVD megjelenésekhez!). Először a 2006-ban piacra dobott Blu-ray lemezeknél használták fel ezt a kodeket. Az újabb megjelenéseknél gyakran használják a H.264/AVC-t vagy a VC-1-et, mivel ezek segítségével minden tartalmat rá tudnak préselni egyetlen lemezre, melynek segítségével jelentősen csökken az előállítási költség és maga a használat is jelentősen egyszerűsödik. Ezzel együtt lehetőség nyílik bónusz tartalmak HD-ben való publikálására is. Egyes stúdiók (például a Warner Bros. is) különböző formátumú bónusz-tartalmakat raknak rá a lemezeikre, például a Superman visszatér c. filmet VC-1 segítségével kódolták, de a bónusz-tartalmakat már csupán MPEG-2-vel. Indok valószínűleg az lehetett, hogy így könnyebb volt őket a hagyományos DVD-ről áthozni. Hang tekintetében a BD-ROM lejátszók (kötelezően) támogatják a következőket: Dolby Digital, DTS és lineáris PCM. A lejátszók opcionálisan támogathatják még a Dolby Digital Plus -t és a DTS-HD Magas Felbontású Audió t, akárcsak a veszteségmentes Dolby TrueHD és DTS-HD Master Audió formátumokat. A BD-ROM filmeknek az egyik lehetséges formátumot kell támogatniuk a 12 / 16

13 felkínált formátumok közül az elsődleges hangsávon. A másodlagos hangsávon, ha alkalmaznak ilyent egy másik esetlegesen csak opcionálisan ajánlott formátumot is támogathatnak. Régió kódok A BD-ROM lemezek az előd DVD-hez hasonlóan rendelkeznek régió-kódokkal. A különbség csak annyit, hogy az ottani régiók számát lecsökkentették (8-ról 3-ra) és némileg átformálták. A régió (narancssárga): Kelet-Ázsia (kivéve: Kína fő területe és Mongólia), Dél-Kelet Ázsia, Észak- Dél és Közép-Amerika. B régió (zöld): Afrika, Dél-Nyugat Ázsia, Európa (kivéve Oroszország és Kazahsztán), Ausztrália és Óceánia. C régió: (lila): Közép-Ázsia, Kína fő területe és Mongólia, Dél-Ázsia, valamint Közép-Ázsia. A DVD-hez hasonlóan itt is az egyes régiók csak a saját BD-lemezeiket tudják lejátszani, így a stúdiók és a filmek forgalmazói tudják irányítani az egyes régiókbeli megjelenéseket, illetve a régiókhoz tudják igazítani a speciális tartalmakat. A 2008 elején megjelent lemezek 2/3-ad része régiófüggetlen volt. Ennek ellenére a nagy stúdiók különböző régió-kódolási politikával rendelkeznek. A Paramount Pictures és a Universal Studios minden lemeze régió-független. A Sony Pictures és a Warner Bros. Legtöbb lemeze szintén régió-független, de a Warner-féle New Line Cinema lemezei már régiókódosak. A Lionsgate és a Walt Disney Pictures egyaránt adnak ki független és kódolt lemezeket is. Digitális Jogvédelem (Digital Rigths Management = DRM) 13 / 16

14 A Blu-Ray formátum számos jogvédelmi lehetőséget támogat. Az AACS (Advanced Access Content System) egy általános (tartalom-)védelmi eljárás. Kifejlesztője az AS Licensing Administrator és az LLC konzorcium, melynek tagjai: Disney, Intel, Microsoft, Matshushita (Panasonic), Warner Bros, IBM, Toshiba és Sony. Az eszköz 2006-os kifejlesztése óta több sikeres támadást is folytattak a védelmi eljárás ellen. Az első ismert támadás a WinDVD nevű elég gyengén védett lejátszóprogramon keresztül intézték a formátum ellen, mivel a programba épített leíró kulcsokat fejtették vissza. Mivel így a régebbi kulcsokat sikerült visszafejteni, ezért az újabb kiadású Blue-ray lemezeken már a kulcsok újabb verzióját kellett bevetni. Ez a macska-egér játék számos körben folytatódott egészen addig, amíg 2008 augusztusában az összes jelenleg használt leíró kulcs elérhetővé vált az interneten keresztül. A BD+ védelmet a Kriptográfiai Kutató Intézet (Cryptography Research Inc.) fejlesztette ki és az ön-védő digitális tartalmon alapszik. A BD+ valójában egy kis virtuális gépet hoz létre az erre alkalmas lejátszókon. Így megengedi, hogy a tartalom egy futtatható programba legyen foglalva a Blu-ray lemezeken. Ha a lejátszóeszköz hardware-e azt észleli, hogy a tartalom nem eredeti vagy a lemez másolt, vagy a lemez programja megpróbálja megkerülni a védelmet, akkor a BD+-kód nem engedi a média lejátszását. Ezek a programok megtalálhatók az ezt támogató összes új lemezen 2007 októbere óta. Az LG és a Samsung lejátszói ezt a védelmet egy (internetes keresztüli) firmware-frissítéssel érték el, de ugyanez a probléma később is felmerült a BD-Java használattal kapcsolatban. A BD+ védelmet teljes egészében először az AnyDVD-HD program ás verziója kerülte meg. A BD-ROM jelzés (BD-ROM Mark) egy kis kriptográfiai jelzés, amely a BD-lemezeken önállóan foglal helyet teljesen elkülönülve a normál adatoktól. A bitenkénti másolatok nem duplikálják a BD-ROM jelzését, amit így nem tudnak feltörni. A lemezegységbe épített speciálisan licencelt kis hardware szükséges a helyes védelemhez. A BDA szerint így a licencelési technikával kiküszöbölhető a BD-ROM-ok tömeges engedély nélküli másolása. Típusok - Mini Blu-ray Disc: (másképpen: Mini-BD vagy Mini Blu-ray) egy 8 cm átmérőjű kicsinyített verziója a hagyományos Blu-ray lemeznek. Tárkapacitása: 7.5 Gbyte adat. 14 / 16

15 Elképzelésben hasonló a MiniDVD-hez. Már hozzáférhető az egyszer írható (BR-R) és az újraírható (BR-RE) verzió is. Elsődleges felhasználási területe: kompakt kamerák és egyéb kézi adatrögzítő eszközök. - BD9/BD5 Blu-ray Disc: ez a két típus egy alacsony tárkapacitású variánsa a Blu-ray lemezeknek, melyek tartalmaznak audió és videóadatokat is a hagyományos DVD 650 nm-es (vörös lézeres) hullámhosszán. Lényeg: a Blu-ray lemezeknél megszokott kódolást tartalmazzák (MPEG-4-AVC, H.264,VC-1 és MPEG-2), így elérhető egy elég alacsony ár. Amíg a BD9 szabványos 8152 Mbyte-ot használ DVD9-es formátumban két rétegben, addig a BD Mbyte-ot a DVD5 egyrétegű szabványa szerint. A BD9/BD5 segítségével otthoni felhasználók tudják privát anyagaikat úgy rögzíteni, hogy azt a hagyományos DVD+R-es lejátszókon is meg lehessen nézni. Az AACS digitális jogvédelem csak opcionális. Ezt a formátumot eredetileg a Warner Home Video használta, hogy a Blu-ray Disc helyett alacsony költségű alternatív megoldást kínáljon Magát a formátumot a BD-ROM formátumba beleágyazták, beleértve a fájlrendszert és az audió-videó beállításokat is. A BD9/BD5 erős hasonlóságot mutat a HD DVD-vel. - AVCREC (más néven:hdrec): eredetileg a Blu-ray Disc alacsony tárkapacitású, melynek segítségével BD-kompatibilis anyagokat tudnak hagyományos DVD-ken terjeszteni. Elkezdték terjeszteni a kézi (kép-)rögzítő egységeken, kamkordereken, valamint a kisebb terjedelmű HD-adások rögzítésére is használták, továbbá egyéb költség-érzékeny megoldásokhoz is felhasználták. Erős hasonlóságot mutat a HD-DVD HD-rec funkciójához. Megjegyzendő, hogy az AVCREC hasonló neve ellenére sem keverendő a DVD-ken használt AVCHD tartalom-tároló eljáráshoz. - Írható Blu-ray Disc: két optikai lemez tartalmát is eltárolja, melyeket egy megfelelő felvevővel rögzítettek. A BD-R lemezek csak egyszer írhatóak, míg a BD-RE mlemeze számtalan alkalommal törölhetők és újra írhatók. A Blu-ray lemezek elméleti maximális írási sebessége a 12-szeres forgási sebesség (10000 rpm = fordulat percenként, amely azonban a túl sok ingáz és rázkódás következtében hasonlít a DVD-k 20-szoros, illetve a CR-k 52-szeres teljesítményéhez szeptembere óta a BD-RE is elérhető a kicsi 8 cm-es átmérőjű Mini Blu-ray lemezeken is. 15 / 16

16 Források: Wikipédia: és sc Blu-ray Store: Blue-ray Disc Association: AACS LA: 16 / 16