Filmová cédéčka

Sdílej
 
Úsloví z názvu našeho článku platí v digitálním světě téměř doslova. Pro zakódování obrázku a tím spíše videa do digitální podoby je totiž potřeba mnohem více bitů než v případě textů či zvuku. Jak je tedy možné, že dévédéčko má stejnou velikost jako hudební CD? Princip DVD zůstává stejný, jen jeho kapacita je výrazně větší.

Úsloví z názvu našeho článku platí v digitálním světě téměř doslova. Pro zakódování obrázku a tím spíše videa do digitální podoby je totiž potřeba mnohem více bitů než v případě textů či zvuku. Jak je tedy možné, že dévédéčko má stejnou velikost jako hudební CD? Princip DVD zůstává stejný, jen jeho kapacita je výrazně větší.

Foto
Zvuk i filmový obraz se skládají ze signálů, které mají souvislý, neboli analogový průběh. Aby bylo možno takové signály uložit na DVD, je třeba je převést do digitální podoby, čímž získáme řadu nul a jedniček. Pro záznam digitálního signálu totiž stačí rozlišit pouze dva stavy, tj. na disku buď je, nebo není důlek (pro důlek se z angličtiny převzalo slůvko pit). Kdybyste dali cédéčko a dévédéčko pod mikroskop, viděli byste, že DVD má přibližně poloviční velikost pitu a poloviční rozestup jednotlivých stop. Tím je dosaženo zvýšení jeho kapacity na 4,7 GB proti 650 MB cédéčka. Takto zahuštěný záznam nemůže číst příliš hrubý infračervený laser CD mechaniky, ale poradí si s ním laser červený o kratší vlnové délce (635 nebo 650 nanometrů).

NÁSOBENÁ KAPACITA

Kapacitou 4,7 GB dévédéčka rozhodně nekončí, lze ji doslova násobit! Záznam může být po obou stranách disku, tím dostaneme 9,4 GB. DVD mechanika má dva lasery, jeden pro každou stranu disku a tím odpadá nutnost disk otáčet. Tvůrcům se však navíc podařilo umístit dvě vrstvy těsně nad sebou na jednu stranu disku. DVD tedy může být jednostranné dvouvrstvé, a dokonce oboustranné dvouvrstvé. Poslední varianta dává úctyhodnou kapacitu 17 GB. Druhá vrstva na jedné straně však vyžaduje další čtecí laser, který je na ni zaostřený. To vyřešila bifokální optika, která umí vytvořit dvě ohniska; obě vrstvy tak lze číst jediným laserem.

Foto
DVD VIDEO

Hlavní podobou dévédéčka je videodisk. Slouží pro distribuci filmů podobně jako klasické videokazety VHS. Ovšem digitální video má velké nároky na paměť. Každá sekunda televizního signálu po převedení do digitální podoby vyžaduje zhruba 27 MB. To je obrovské číslo i pro DVD, vždyť na disk o základní kapacitě 4,7 GB by se vešly pouze asi tři minuty záznamu.
Stejný problém se vyskytl u digitálního televizního vysílání. Řešením byla komprese. Ukázalo se, že spousta informací se v TV signálu přenáší zbytečně. Kamera snímá pro každý obrázek půl milionu bodů a těchto obrázků je 25 každou sekundu. Toto množství bodů kamera snímá nejen pro scénu s velkým množstvím podrobností, ale i pro velkou jednobarevnou plochu. Totéž platí i v situaci, kdy se kamera dívá chvíli na jednu scénu a řada po sobě jdoucích obrázků je velmi podobná.
Určitě vás napadne, že by se dala spousta bitů ušetřit, a právě to dělají kompresní algoritmy. Tyto algoritmy jsou velmi složité, ale v zásadě pracují tak, že prohlédnou signál z kamery a odstraní všechny zbytečné bity. Jeden z postupů může být tento: algoritmus pustí dál první obrázek, druhý obrázek vezme a odečte od prvního, a pokud jsou shodné, posílá dekodéru pouze informaci "jako druhý obrázek vezmi znovu ten první". Pokud se liší málo, přenese se rozdíl (na jeho zakódování je potřeba méně bitů než na kompletní obrázek) a klíč k rozluštění zní: "Vezmi první obrázek, přičti k němu rozdíl a dostaneš druhý obrázek." Pokud je mezi oběma obrázky příliš velký rozdíl (třeba střih scény), dekodéru se pošle kompletní druhý obrázek.

SROVNÁNÍ S VHS

Parametry véháesky jsou velmi skromné. Vždyť nabízí sotva poloviční rozlišení obrazu ve srovnání nejen s DVD, ale i s běžným televizním vysíláním v PALu. Zvuk je pouze stereofonní, tedy dvoukanálový. Digitální videodisk nabízí podstatně víc. Obraz může mít širokoúhlý formát 16:9, je zde spousta místa pro kvalitní vícekanálový prostorový zvuk, který může být v několika jazykových verzích, navíc je rezervován prostor až pro 32 stop titulků v dalších jazycích. Menu na obrazovce usnadňuje orientaci na disku, takže můžete skočit okamžitě na svou oblíbenou scénu ve filmu. Některé filmy mohou být na dévédéčku uloženy tak, že umožňují volbu mezi záběry více kamer, či dokonce volbu mezi více dějovými liniemi. Stálá kvalita nezávislá na opakovaném přehrávání je díky bezkontaktnímu čtení zajištěna, jak jsme zvyklí i u CD.

VYPALOVÁNÍ DVD

Princip nahrávání na DVD, či jak se říká vypalování, je shodný s cédéčkem. Existuje také varianta jednou zapsatelného disku DVD-R (DVD-Recordable) a varianta opakovaně přepisovatelného disku DVDRW (DVD-Rewritable). Potíž je v tom, že existují tři různé formáty přepisovatelných disků, což běžnému uživateli značně komplikuje situaci, protože si musí jeden ze systémů vybrat.
Základní princip vypalování dévédéček je pro všechny systémy stejný. Jednou zapisovatelný disk má na vrstvě zlata nanesenou organickou vrstvu krytou polykarbonátovým základem. Laserový paprsek projde polykarbonátem a propálí organickou vrstvu až k vrstvě zlata a tím vzniká důlek (pit).
Složitější je to u přepisovatelných disků, u nichž je možné předešlý záznam smazat a nahradit novým. Základem je použití materiálů, které mohou měnit svoji strukturu z krystalické na amorfní a zpět. Jestliže se tento materiál místně ohřeje laserovým paprskem na teplotu přes 600 0 C, změní se struktura v tomto místě po ochlazení na amorfní. Pokud se ohřeje méně (kolem 200 0 C), vrátí se do původního stavu. Paprsek čtecího laseru se od místa s amorfní strukturou odráží méně než od místa s fází krystalickou, jsou tedy rozlišeny dva stavy - nula a jednička - a nic víc pro záznam digitálního signálu není potřeba.

REKORDÉRY DVD

První systém - DVD-RAM - se na první pohled liší od ostatních tím, že má disk uzavřený v ochranné plastové krabičce (v případě potřeby lze však disk z krabičky vyjmout). Princip záznamu je sice shodný s ostatními systémy, ale kvůli rozdílům v uspořádání dat a odlišné odrazivosti povrchu nelze vypálený disk přehrát ve většině přehrávačů DVD. Rekordér DVD-RAM však obyčejná dévédéčka i CD-audio přehrát dokáže. Výhodou je vyšší životnost (výrobce tvrdí, že až 100 tisíc přepisů na rozdíl od tisícovky u zbývajících dvou) a zajímavou vlastností je také střih záznamů. Na disku lze označit až 999 scén a zvolit pořadí, v jakém budou přehrávány. Druhý systém DVD-RW prosazuje hlavně firma Pioneer. K tomu, aby disk vypálený v tomto systému přečetly běžné DVD přehrávače, stačí změnit jejich programovou výbavu (firmware). Disk umožňuje střih záznamů stejným způsobem jako typ předchozí.
Třetí systém, který je označen podobně, jen se znaménkem plus, je DVD+RW. Ten získává trochu větší oblibu v Evropě. Autoři systému (firmy Philips, HewlettPackard, Sony a další) kladou důraz hlavně na kompatibilitu. Formát zapsaných dat je shodný s obyčejným DVD-video a disky zapsané rekordérem v tomto formátu by se měly dát přehrát většinou přehrávačů.

HISTORIE A VÝVOJ

Rozvoj DVD výrazně ovlivňuje možnost záznamu. První přehrávače se začaly prodávat v roce 1997 a trvalo několik let, než přišly na řadu také rekordéry. První stolní rekordér DVD-RW začala prodávat firma Pioneer v Japonsku v roce 1999. Až o dva roky později se přístroj objevil i v Evropě, jednalo se o Philips systému DVD+RW.
Vývoj optického záznamu pokračuje dál a jakési super DVD se rodí již nyní. Například firma Toshiba vyvinula nový optický disk s neuvěřitelnou kapacitou 30 GB na jednu vrstvu, což je šestinásobek DVD, na němž je záznam ještě více zahuštěn a pro zápis a čtení se využívá modrého laserového paprsku s vlnovou délkou 405 nm.

__________________________

SROVNÁNÍ CD A DVD
CD DVD

průměr 12 cm 12 cm
tloušťka 1,2 mm 1,2 mm
vlnová délka čtecího laseru 780 nm 650 nebo 635 nm
rozteč stop 1,6 m 0,74 m
délka důlku 0,822-3,560 m 0,400-1,866 m
kapacita (1 strana) 650 nebo 700 MB 4,7 GB (jedna vrstva)
8,5 GB (dvě vrstvy)
rychlost čtení dat
jednonásobné
mechaniky 1,41 Mbit/s 11,08 Mbit/s

__________________________

PRINCIP ČTENÍ DISKU

Laserový paprsek je optikou zaostřen na odraznou vrstvu s důlky, po odrazu se vrací zpět po stejné dráze a polopropustným zrcadlem je odbočen na fotodiodu. Intenzita odraženého paprsku kolísá v závislosti na tom, zda se paprsek odrazil od důlku, nebo od plošky mezi důlky. Signál z fotodiody tedy odpovídá zaznamenanému digitálnímu signálu. Průměr světelné stopy na povrchu průhledné vrstvy je mnohonásobně větší než v místě zaostření na odrazné vrstvě. Proto prach nebo menší poškrábání nezpůsobí chybu při snímání signálu.

HESLA KOLEM DVD
Neprokládané řádkování (progressive scanning) - nabízí ostřejší obraz s vyšším rozlišením a omezuje zkreslení vznikající zejména v dynamických scénách. To je rozdíl proti klasickému televiznímu vysílání, kde se používá prokládané řádkování, které dělí každý snímek na dva samostatné půlsnímky s polovičním počtem řádek.

Funkce Karaoke - můžete si připojit mikrofon k přehrávači a zazpívat si oblíbené písničky s originálním doprovodem. Cinema mode - zlepšuje např. viditelnost detailů v tmavých scénách automatickým přizpůsobením kontrastu obrazu.

Zlepšení reprodukce dialogů (dialogue enhancer) - automaticky zvyšuje hlasitost středního kanálu (v něm se přenášejí dialogy) při hlasitých efektech v zadních kanálech.

Ochrana proti kopírování (macrovision) - kvůli ochraně autorských práv zařazují výrobci před videovýstup filtr rušící obraz, pokud byste si chtěli DVD nahrát třeba na videokazetu.