Blu-ray to nowoczesna forma nośnika optycznego używana do filmów. Reklamuje obsługę wyższych rozdzielczości i inne dodatkowe funkcje, takie jak obsługa HDR w porównaniu z DVD. Jednak rzeczywiste różnice między formatami DVD i Blu-ray są często mniej dobrze wyjaśnione i rozumiane.
Jak działają nośniki optyczne?
W pełni optyczne dyski nośnikowe zawierają dane zakodowane na nich w serii wgłębień, które mogą być zarówno krótkie, jak i długie. Te wgłębienia są następnie odczytywane przez skupioną wiązkę laserową, gdy przechodzą pod czytnikiem, podczas gdy dysk się obraca. Wgłębienia nie są zakodowane na powierzchni dysku, zamiast tego jedna lub więcej warstw wewnątrz dysku może mieć zapisane dane.
Ilość danych, które można zapisać na dysku, jest bezpośrednio związana z tym, jak blisko siebie mogą znajdować się wgłębienia. Bliskość wgłębień na dysku niekoniecznie jest ograniczona tym, jak blisko siebie można je wykonać, zamiast tego wynika to przede wszystkim z rozmiaru plamki laserowej na dysku. W przypadku laserów o większej długości fali plamka jest szersza. Ta zmiana szerokości plamki wynika z różnic dyfrakcyjnych między różnymi długościami fal a soczewką. Efekt jest taki sam jak pryzmat rozszczepiający białe światło na różne barwy.
Ograniczenia DVD
Tradycyjny format DVD wykorzystuje czerwony laser o długości fali 650 nm. Ta długość fali światła oznacza, że rozmiar plamki laserowej na ścieżce danych wynosi 1100 nm. Każdy pierścień danych jest oddalony od siebie o 740 nm, co przy uwzględnieniu szerokości wgłębień zapewnia 30 nm prześwit dla lasera, zanim następna lub poprzednia ścieżka zakłóciłaby działanie.
Wskazówka: jeden nanometr (nm) to jedna miliardowa metra.
Płyty DVD były dostępne zarówno w formatach jedno-, jak i dwuwarstwowych, o pojemności odpowiednio 4,7 GB i 8,5 GB. Wzrost wydajności między wersjami jedno- i dwuwarstwowymi nie jest prostym podwojeniem, ponieważ laser jest mniej wyraźny na drugiej warstwie, ponieważ musi przejść przez pierwszą warstwę, która dodatkowo załamuje światło. Efekt ten wymaga oddzielenia ścieżek danych nieco większą odległością na drugiej warstwie dysku dwuwarstwowego, co zmniejsza gęstość danych.
Płyty DVD były również dostępne w wersjach dwustronnych, zarówno jedno-, jak i dwuwarstwowych, oferujących odpowiednio 9,4 GB i 17,08 GB. Jednak dwustronne płyty DVD musiały zostać odwrócone, aby uzyskać dostęp do drugiej strony i nigdy nie odniosły większego sukcesu komercyjnego.
Zalety Blu-ray
Blu-ray technicznie nie wykorzystuje niebieskiego lasera; długość fali światła 405 nm jest w rzeczywistości fioletowa. Rozmiar plamki lasera w punkcie ogniskowania na ścieżce danych wynosi 480 nm. Każdy pierścień danych jest oddalony od siebie o 320 nm, co zapewnia odstęp 15 nm między plamką lasera a interferencją z innego toru.
Dyski Blu-ray są dostępne w formatach jedno- i dwuwarstwowych obsługujących odpowiednio 25 GB i 50 GB. Zaktualizowany standard Ultra HD Blu-ray wykorzystuje trzy warstwy, w których długość wgłębień została skrócona, aby zwiększyć pojemność i prędkość odczytu. Dyski Ultra HD Blu-ray są dostępne w wersjach dwuwarstwowych 50 GB, dwuwarstwowych 66 GB i trójwarstwowych 100 GB.
Pochodny format BDXL wykorzystuje cztery warstwy, co daje łączną pojemność 100 GB i 128 GB odpowiednio dla dysków trzy- i czterowarstwowych. Standard BDXL był zwykle przeznaczony do przechowywania archiwalnego i jest całkowicie niezgodny z czytnikami Blu-ray.
Standard Blu-ray 3D był stosunkowo krótkotrwały, ponieważ popularność treści 3D i dostęp do wymaganego sprzętu nie były wystarczająco wysokie, aby były opłacalne komercyjnie. Używał dysków trójwarstwowych, których tradycyjne odtwarzacze Blu-ray 2D pierwotnie w ogóle nie mogły odczytać. W późniejszej standardowej aktualizacji oba widoki zostały zakodowane osobno, aby odtwarzacz 2D mógł odtwarzać wersję 2D filmu 3D.
Porównanie odtwarzania
Płyty DVD mogą odtwarzać wideo tylko w maksymalnej rozdzielczości 720×480 lub 720×576. Blu-ray w porównaniu może wyświetlać maksymalną rozdzielczość wideo 1920 × 1080, podczas gdy Blu-ray Ultra HD może wyświetlać wideo w rozdzielczości 4K (3840 × 2160).
Zarówno DVD, jak i Blu-ray mogą odtwarzać swoje wideo w najwyższej rozdzielczości z szybkością 60 klatek na sekundę (fps) przy użyciu przeplotu lub z szybkością do 30 klatek na sekundę przy użyciu skanowania progresywnego. Blu-ray Ultra HD może działać w pełnej rozdzielczości 4K przy 60 fps przy użyciu skanowania progresywnego.
Wskazówka: skanowanie progresywne wyświetla każdy rząd pikseli w ramce w kolejności na ekranie. Przeplot to technika zaprojektowana w celu zwiększenia pozornej liczby klatek na sekundę poprzez wykonanie dwóch przejść w celu wyświetlenia jednej klatki. W pierwszym przebiegu rysowane są wszystkie nieparzyste rzędy pikseli; w drugim przebiegu rysowane są wszystkie równe rzędy pikseli. Ta konwencja dwóch przebiegów oznacza, że formaty wideo z przeplotem mają w rzeczywistości połowę reklamowanej liczby klatek na sekundę.