cd, dvd és bluerayszft.elte.hu/~danka/iefa/2016/cd_dvd-czirakib.pdfaz előadás tartalma 1 előd...

CD, DVD és BlueRay

Cziráki Balázs

Eötvös Loránd Tudományegyetem

2016.03.16.

Cziráki Balázs (ELTE) CD, DVD és BlueRay 2016.03.16. 1 / 23

Az előadás tartalma1 Előd

Laserdisk2 CD

TörténetMűködésTípusok

3 DVDTörténet, ÚjításokDVD-Video

4 BD/HD-DVDÚjításokKülönbségekFormat Háború

5 JövőBD fejlesztésekEgyéb formátumokElavulás


Előd - Laserdisk

1958: Áttetsző optikai módonműködő videolemez: David PaulGregg és James Russell1968: Gregg szabadalmátmegveszi a Music Corporation ofAmerica1969: Philips tükröződővideolemezt fejleszt1972: MCA és Philips közösenbemutatja a videolemezt1978: Első piacra bocsátás

Analóg, de jobb minőségű, mint a VHS vagy BetamaxDe: Nem lehet rá felvenni, és drágaJapánon kívül nem terjedt el


CD


CD - Történet

1966: James Russel: Digitális információrögzítés áttetsző fólián1970-es évek: Sony és Philips függetlenül fejleszti a Laserdisk utódját,ami hangot digitálisan rögzít1979: Sony és Philips egy közös kutatócsoportot alapít1982: Piacra bocsátásUgyan eleinte drága, de mivel jórészt márkafüggetlen előbb-utóbbminden háztartásba bekerült1985: Számítógéppel olvasható CD-ROM1990: Írható CD-R2000-es évek: Végleg kiszorítja az audiókazettát


CD - Működés

A: Polikarbonát adathordozórétegB: FényVisszaverő rétegC: Lakk védőrétegD: Felszíni grafikaE: Olvasó lézer (λ = 780nm)


CD - Működés

Adattárolás: vájatok az A.rétegben, spirális alakban (500nm széles, 100 nm mély)Motor forgatja a lemezt, állandókerületi sebességgel (1.2-1.4m/s)A visszavert fény megváltozik havájatot ér, az eredőintenzitásváltozást fotodiódarögzítiA digitális adat nem közvetlenülkerül tárolásra!


CD - Működés

A digitális adattárolás lépései:1 CIRC (Cross-interleaved Reed–Solomon coding) hibajavításal ellátás

(minden 3 byte-hoz jár 1 paritás-byte)2 EFM (Eight-to-fourteen modulation) kódolás alkalmazása (Minden 8

bitet leképez egy 14 bites sorra. Ennek célja, hogy minden 1 utánlegalább két, maximum tíz 0 legyen.)

3 NRZI (Non return to zero, inverted) kódolás alkalmazása (Vájatváltozása jelenti az 1-et, változatlansága 0-t.)


CD - Típusok

Kapacitás: 650-700 MBCD-ROM: Gyártási folyamat során kerül rá az adatCD-R: Szerves festékanyag van a lemezben, amit az író lézer felhevít,és ezzel megváltoztatja a színét. Egy "elővájat" vezeti az irót alemezen.CD-RW: A visszaverő réteg egy polikristályos ötvözet. Az író lézer500-700°C-n megolvasztja ezt. Az amorf terület elveszti a tükrözőképességét. Törlésnél 200°C-ra hevítés következtében az ötvözetvisszatér a polikristályos állapotba.


DVD


DVD - Történet

Sony és Philips fejlesztette a Multimedia Compact Disk-et (MMCD)Toshiba, Time Warner, Matsushita Electric, Hitachi, MitsubishiElectric, Pioneer, Thomson, JVC pedig a Super Density disk-et (SD)VHS-Betamax szerű formatháború elkerülése végett a két csoportmegegyezik egy közös formátumon, ami javarészt az SD-re alapult, aztleszámítva, hogy kétrétegű, ami az MMCD fejlesztése volt.Később kialakul két inkompatibilis formátum: DVD-R és DVD+R, demivel a legtöbb eszköz mindkettőt tudja írni és olvasni, mindkettőhasználatban maradt.


DVD - Újítások

Rövidebb hullámhosszú lézernek (650 nm) köszönhetően magasabbadatsűrűségKétrétegű adathordozó: az egyik réteg féligáteresztőAz első réteg belülről kifelé van rögzítve, a második kívülről befelé.Ahol kereszteznék egymást, ott a második réteg meg van szakítva,ezért a kétrétegű kapacitás nem kétszeres.Kapacitás: egyrétegű: 4.7 GB, kétrétegű: 8.5 GB


DVD - DVD-Video

Probléma: Tömörítetlen két óra videó kb 144 GBKét típusú tömörítés: Képkockán belüli (I-kép), képkockákon átívelő (P,B-kép)I-kép:

4:2:0 komponens tömörítés: Színinformáció felbontása negyedakkora8×8-as négyzetekben DCT (Diszkrét koszinusz tranzformáció)

P, B-kép:Előzőleg dekódolt képre van szükségeTartalmazhat képadatot és elmozdulásvektorokatP-kép csak előző képekből állítható elő, B-kép következőkből isHiányzó kulcskép hiba: http://i.imgur.com/mLsgfh7.gif


http://i.imgur.com/mLsgfh7.gif

BD/HD-DVD - Újítások

Még rövidebb hullámhosszú lézer: 405 nmKiderült nem szükséges a második rétegnél a vájatok kereszteződésénélszünetet hagyni, a kétrétegű lemezek kétszeres kapacitásúak


BD/HD-DVD - Különbségek

BD-nek közelebb van azadatrétege a felszínhez, mint aHD-DVD-nekEz javítja az olvasásteljesítményét: BD kapacitása(rétegenként) 25 GB, míg aHD-DVD: 15 GBViszont a korai változatoknálmagasabb a sérülésveszély


BD/HD-DVD - Format Háború

ElőzményekShuji Nakamura: Kék lézerdiódák (2014: Nobel Díj)Sony és Pioneer: új diódákkal magasabb kapacitású lemezek: DVRBlue, később Blu-rayBlu-ray Disc Association: 9 elektronikai cégből (BDA)DVD Forum: Toshiba vezetésével saját formátumot csináltakugyanolyan lézerdiódával: Advanced Optical Disc, később HD-DVD(DF)



Kísérletek az elkerülésre2005: BDA és DF egyezségre próbálnak jutniHD-lemezek: Interaktívak, ehhez egységes szoftver kell. BDA: Javaalapú megoldás, HD-DVD: Microsoft HDiBDA tagjai nem akartak jogdíjat fizetni egy másik formátumhasználatáértA megbeszélések végül nem vezettek sehová.



Eleinte a hat stúdiókonglomerátum ("Big Six") egyenlően oszlott mega két formátum közöttA lemezek piacra bocsátását követően váltogatták, hogy mikormelyikre mit adnak ki.Időközben HD-DVD eladásai hátramaradtak2008 Január: Warner Bros. elhagyja a HD-DVD-tToshiba leárazta a lejátszóit 40-50%-al. Meghosszabbította azélettartamát a formátumnak, de nem mentette megDöntő faktor: Játékkonzolok



Sony: Blu-Ray lejátszót tett a PlayStation 3 konzolba, mind játékok ésfilmek lejátszásáraMicrosoft: Sima DVD lejátszót tett az Xbox 360-ba, és HD-DVDlejátszó egységet külön lehetett venni hozzá. Azzal viszont csak filmetlehetett lejátszani.Viszont: A PS3 jóval drágább lett emiatt, így hátramaradt akonkurenciához képest2008 Február: Toshiba abbahagyta a HD-DVD-k gyártását ésfejlesztését


Jövő - BD fejlesztések

BD formátum bővíthető2006, TDK: 200 GB (6×33GB)2007, Ritek: 250 GB (10×25GB)De ezek nem olvashatóak jelenleg piacon lévő lejátszókkal2007, Hitachi: 100 GB (4×25GB), viszont ez olvasható jelenlegilejátszókkal, csupán egy firmware update kell hozzá2008, Pioneer: 400 GB (16×25GB), ez is firmware update-el olvasható2010, Sony, Panasonic (tervezet): rétegenkénti kapacitás növelése 33.4GB-ra, firmware update-al olvashatóak2010, Sony, Tohoku Egyetem: kék-ibolya lézerek fejlesztése, 1TB-oslemezek két réteggel


Jövő - Egyéb formátumok

Holographic Versatile Disc (HVD)Vörös és Zöld kollimált lézerZöld: adat írás/olvasásVörös: CD-szerű rétegbőlszervoinformáció - az olvasófejpozícionálásaA zöld lézert egy színszűrő rétegveri visszaKapacitás: 100-200GB

Layer-Selection-Type Recordable Optical Disk (LS-R)Minden adatréteg elektródákkal van ellátvaElektrochrom anyagok segítségével megoldható, hogy egy rétegválthatóan átlátszó legyen-e vagy semÍgy jóval magasabb rétegszám érhető el egy lemezen belülKapacitás: 1TB 20 réteggel


Jövő - Elavulás

Internetes terjesztés egyre népszerűbb minden térenHang: MP3 lejátszók ma már minden telefonban vannakVideo: Streamelő szolgáltatások is egyre népszerűbbekSzoftverek: Letöltések, online shopok


Köszönöm a figyelmet!


cd, dvd és bluerayszft.elte.hu/~danka/iefa/2016/cd_dvd-czirakib.pdfaz előadás tartalma 1 előd...

Documents