Blu-ray is de moderne vorm van optische media die voor films wordt gebruikt. Het adverteert met ondersteuning van hogere resoluties en andere extra functies, zoals HDR-ondersteuning via dvd. Maar de feitelijke verschillen tussen de dvd- en Blu-ray-formaten worden vaak minder goed uitgelegd en begrepen.
Hoe werken optische media?
Op volledig optische mediaschijven zijn gegevens gecodeerd in een reeks pits, die zowel kort als lang kunnen zijn. Deze putjes worden vervolgens gelezen door een gefocusseerde laserstraal, terwijl ze onder de lezer passeren terwijl de schijf ronddraait. De pits zijn niet gecodeerd op het oppervlak van de schijf, in plaats daarvan kunnen er gegevens naar een of meer lagen in de schijf worden geschreven.
De hoeveelheid data die op de schijf kan worden opgeslagen, is direct gerelateerd aan hoe dicht de pits naast elkaar kunnen worden geplaatst. De nabijheid van de putjes op een schijf wordt niet noodzakelijkerwijs beperkt door hoe dicht bij elkaar het mogelijk is om ze te maken, maar is voornamelijk te wijten aan de grootte van de laservlek op de schijf. Bij lasers met een grotere golflengte is de vlek breder. Deze verandering in vlekbreedte is te wijten aan diffractieverschillen tussen de verschillende golflengten en de lens. Het effect wordt veroorzaakt door hetzelfde effect als een prisma dat wit licht in verschillende kleuren splitst.
Beperkingen van dvd
Het traditionele dvd-formaat gebruikt een rode laser met een golflengte van 650 nm. Deze golflengte van licht betekent dat de grootte van de laservlek op het dataspoor 1100 nm is. Elke ring met gegevens is 740 nm uit elkaar, wat rekening houdt met de breedte van de putjes, waardoor de laser 30 nm vrij is voordat het volgende of vorige nummer zou interfereren.
Tip: Een nanometer (nm) is een miljardste van een meter.
Dvd's waren er in zowel single- als dual-layer formaten, met een capaciteit van respectievelijk 4,7 GB en 8,5 GB. De capaciteitsverhoging tussen de enkel- en dubbellaagse versies is geen directe verdubbeling omdat de punt van de laser is minder gedefinieerd op de tweede laag omdat het door de eerste laag moet reizen, wat de verder breekt licht. Dit effect vereist dat de gegevenssporen op de tweede laag van een dubbellaagse schijf over een iets grotere afstand van elkaar worden gescheiden, waardoor de gegevensdichtheid afneemt.
Dvd's kwamen ook in dubbelzijdige versies met zowel enkellaags als dubbellaags versies met respectievelijk 9,4 GB en 17,08 GB. Dubbelzijdige dvd's moesten echter worden omgedraaid om toegang te krijgen tot de tweede kant en vonden nooit veel commercieel succes.
Voordelen van Blu-ray
Blu-ray gebruikt technisch gezien geen blauwe laser; de 405 nm golflengte van licht is eigenlijk violet. De grootte van de laservlek op het focuspunt op het dataspoor is 480 nm. Elke ring met gegevens ligt 320 nm uit elkaar, wat een speling van 15 nm tussen de laserspot en interferentie van een ander spoor oplevert.
Blu-ray-schijven zijn er in zowel enkellaags als dubbellaags formaten die respectievelijk 25 GB en 50 GB ondersteunen. De bijgewerkte Ultra HD Blu-ray-standaard gebruikt drie lagen waarbij de lengtes van de pits zijn ingekort om de capaciteit en leessnelheden te verhogen. Ultra HD Blu-ray-schijven zijn verkrijgbaar in dual-layer-versies van 50 GB, dual-layer van 66 GB en triple-layer van 100 GB.
Het afgeleide BDXL-formaat gebruikt vier lagen voor een totale capaciteit van respectievelijk 100 GB en 128 GB voor drie- en vierlaags schijven. De BDXL-standaard was meestal bedoeld voor archiefopslag en is volledig incompatibel met Blu-ray-lezers.
De Blu-ray 3D-standaard was van relatief korte duur, omdat de populariteit van 3D-content en toegang tot de benodigde hardware niet hoog genoeg was voor commerciële levensvatbaarheid. Het gebruikte drielaagse schijven die traditionele 2D Blu-ray-spelers oorspronkelijk helemaal niet konden lezen. In een latere standaardupdate werden de twee weergaven afzonderlijk gecodeerd, zodat een 2D-speler een 2D-versie van een 3D-film kon afspelen.
Afspelen vergelijking
DVD's kunnen alleen video afspelen met een maximale resolutie van 720×480 of 720×576. Blu-ray kan daarentegen een maximale videoresolutie van 1920×1080 weergeven, terwijl Ultra HD Blu-ray video kan weergeven in 4K (3840×2160).
Zowel dvd als Blu-ray kunnen hun respectievelijke video met de hoogste resolutie afspelen met 60 frames per seconde (fps) met interlacing of tot 30 fps met progressive scanning. Ultra HD Blu-ray kan draaien op zijn volledige 4K-resolutie bij 60 fps met behulp van progressive scanning.
Tip: Progressief scannen toont elke rij pixels in een frame, in volgorde op het scherm. Interlacing is een techniek die is ontworpen om de schijnbare framesnelheid te verhogen door twee passen te maken om een enkel frame weer te geven. In de eerste doorgang worden alle oneven rijen pixels getekend; in de tweede doorgang worden alle even rijen pixels getekend. Deze conventie van twee passen betekent dat geïnterlinieerde video-indelingen eigenlijk de helft van de geadverteerde framesnelheid hebben.