DVD — daudzpusīgais disks

Pēc kompaktdiska (CD) uzvaras gājiena, kas sākās 1982. gadā, daudzas firmas ir strādājušas pie šā ripuļa tālākas attīstības. Tas ir vainagojies ne tikai ar paša CD pilnveidošanu (informācijas ietilpības un drošības paaugstināšanu, ierakstāmo un pārrakstāmo disku ieviešanu, to rakstīšanas ātruma palielināšanu), bet arī ar citu, radniecīgu informācijas nesēju izveidošanu, kuri ir daļēji savietojami ar CD.

Šobrīd veiksmīgākie no tiem ir DVD (Digital Versatile Disk) un SACD (Super Audio Compact Disk). Šķiet, ka pirmo no tiem mēs turpmāk skatīsimies, bet otro klausīsimies, ja vēlēsimies sadzīves apstākļos baudīt labu attēlu un skaņu. Šoreiz — vairāk par DVD. DVD ir daudzpusīgs disks un ne tikai tajā nozīmē, ka tam iespējams atskaņot abas puses…

Kāpēc izdevās DVD–video uzvaras gājiens?

Gandrīz reizē ar CD parādīšanos sadzīvē bija vērojami mēģinājumi ieviest ripuļus arī attēla ierakstam. Tādi bija LD (lāzerdisks), kuru sākotnēji uzskatīja par DVD konkurentu, un VCD (video kompaktdisks). Lielie «Philips» izveidotie lāzerdiski neieviesās, jo tobrīd, pateicoties tehnoloģijas racionalizēšanai, strauji nokrita cenas VHS kasetēm, bet diski bija dārgi, un tajos tik un tā bija analogais ieraksts. Tomēr vēlāk DVD ieviesās nepieredzēti strauji, jo tad VHS magnetofoni jau bija sasnieguši savus kvalitātes griestus, un tālāku to attīstību būtu grūti iedomāties.

Bet cilvēkiem, kas velējās ko labāku, DVD piedāvāja jaunas iespējas un ērtības. Skatītājs var izvēlēties, kādā valodā klausīties filmas skaņu (līdz pat 8 valodām), kādā valodā lasīt subtitrus, izvēlēties, vai koncerta subtitros vēlas redzēt tikai dziesmu vārdus, vai arī pļāpāšanu starp tiem. Skatoties filmu vairākas reizes dažādās valodās, var mācīties svešvalodas. Šajos ripuļos sastopamas arī pārsteidzošas interaktīvas iespējas. Piemēram, var noskatīties epizodes no dažādām kameras atrašanās vietām, redzēt filmas pamatvariantā neiekļautos fragmentus vai pat izvēlēties dažādus filmas scenārija variantus. DVD mēdz iekļaut arī intervijas ar muzikantiem pēc koncerta, aktieru biogrāfijas, režisoru komentārus visā filmas skatīšanās laikā (pēc vēlēšanās) vai pat veselu filmu par filmas uzņemšanu.

Arī attēla un skaņas kvalitāte šajā ripulī apsteidz konkurentus. Jebkuru kadru var apturēt un izpētīt ļoti labā kvalitātē, skatīties palēnināti vai paātrināti uz priekšu vai atpakaļ. Izšķirtspēja krāsu attēlam DVD–video formātā ir 500 rindas, VHS un VCD: 220–240 rindas, bet LD: 400–425 rindas. Arī DVD–video skaņa ir salīdzinoši iespaidīgāka. To nodrošina vai nu kodekss AC–3, ko šajos ripuļos iesaukuši par «Dolby Digital», vai arī DTS (Digital Theater Systems).

Pateicoties šīm priekšrocībām DVD uzreiz bija tādi panākumi tirgū, kas pārsniedza kādreizējos VHS un CD sasniegumus. Tas notika neskatoties uz salīdzinoši augsto cenu.

DVD ripuļu fizikālais formāts

Sākotnēji DVD veidoja galvenokārt kinofilmu tiražēšanai, tāpēc orientējās vidēji uz 133 minūšu garumu. Tā kā ar DVD bija jāaizvieto LD, bija jānodrošina vismaz līdzvērtīga kvalitāte. Tāpēc videosignālu nedrīkstēja saspiest vairāk par 3,5 Mb/s. Vēl diskā bija vajadzīga vieta skaņai AC–3 formātā vismaz 3 valodās (384 kb/s x 3) un subtitriem 4 valodās (10 kb/s x 4). Tāpēc nācās veidot ripuli ar 4,7 GB ietilpību.

No fizikas viedokļa pirmais, kas nāk prātā, lai panāktu informācijas blīvuma pieaugumu, ir ierakstu nolasošā lāzera viļņa garuma samazināšana. Taču tas draud ar jaunām problēmām, jo gaismas kvanta enerģijas pieaugums var izraisīt ātrāku ieraksta sairšanu. Tāpēc būtu jāmeklē izturīgāki materiāli, kas arī notiek, šobrīd veidojot zilā lāzera disku. Taču veidojot DVD, viļņa garums tika samazināts tikai nedaudz — no 780 mm līdz 650 nm (no tuvās infrasarkanās uz sarkano gaismu). Tas tikai nedaudz ļāva samazināt bedrīšu platumu un garumu, lai šie izmēri nebūtu pārāk mazi salīdzinājumā ar gaismas viļņa garumu.

Galvenokārt tika izmantotas citas rezerves. Kompaktdiskam ir samērā liels attālums starp celiņiem. Kopš 1982. gada ripuļu izgatavošanas tehnoloģija ir uzlabota, kas ļāva DVD standartā samazināt pieļaujamo diska ekscentriskumu («mētāšanos»). Līdz ar to sekošanas sistēmai ir vieglāk nepazaudēt ieraksta celiņu. Tāpēc celiņus var atļauties novietot tuvāk vienu otram. Tas arī ir veikts. Viļņa garuma samazināšana vien ļautu samazināt celiņu soli no 1,6 mm līdz 1,33 mm, bet DVD šī atstarpe ir 0,74 mm. Elektronu mikroskopa uzņēmumos ir redzams, ka DVD, salīdzinājumā ar CD, ir ievērojami samazināts attālums starp ieraksta celiņu centriem.

Gatavojot DVD rūpnieciski, matricas veidošanai lieto argona lāzeru ar viļņa garumu 351 nm (tuvie ultravioletie stari). Kompaktdisku un lāzerdisku izgatavoja ar argona (457 nm) vai hēlija–kadmija (442 nm) lāzeriem.

Nolasot DVD, lāzera stars jākoncentrē vēl mazākā laukumiņā, nekā kompaktdiskam. Tā kā pamatnes biezums stara ceļā no diska virsmas līdz ieraksta virsmai ir divas reizes mazāks, putekļi un švīkas rada lielākas nepatikšanas. Toties ieraksta slānis ir vidū, to grūtāk nejauši sabojāt. Diska virsmas bojājumu lielāku ietekmi kompensē kļūdu labošanas sistēma. Ja kompaktdiskā tā varēja pilnīgi atjaunot 2,29 milimetrus ieraksta celiņa, tad DVD tā var atjaunot 6,0 mm.

Izgudrojumu kalendārs

1991. «Pioneer» sāk veidot jaunu ciparu video disku formātu, kurā varētu ierakstīt vismaz divas stundas garu augstas kvalitātes video informāciju. Šis ripulis ir iecerēts kā nākamā paaudze, kas nomainītu lāzerdiskus.

1994. «Pioneer» laiž tirgū Alfa Karaoke sistēmu, kas 1,2 mm biezā diskā satur 2,1 GB informācijas MPEG–1 formā, ko nolasa ar 680 nm lāzeru.

1994. «Pioneer» izveido vēl vienu ciparu video disku sistēmu, kurā lieto zilo lāzeru.

1994. Holivuda pasludina, kādām kvalitātes prasībām jāatbilst kinofilmu ierakstiem diskos un vēlas, lai šāda standarta diski sasniegtu tirgu pirms plaši ieviešas daudzkanālu satelīttelevīzijas pārraides.

1994. g. beigas — 1995. Pēc Holivudas lūguma «Pioneer» sadarbojas ar «Toshiba», lai izstrādātu dokumentāciju ripulim, ko sauc par SD (superdisks). To nolasa ar sarkanu lāzeru. Tajā pat laikā «Sony» un «Philips» izstrādā MMCD (MultiMedia Compact Disk) dokumentāciju.

1995. «Philips» un «Sony» piedāvā un demonstrē MMCD. «Toshiba» un «Warner» piedāvā un demonstrē SD.

1995. g. beigas. Abām grupām izdodas vienoties par kopīgu formātu, ko nosauc par DVD.

1996. g. augusts. Tiek pasludināta pirmā DVD standarta versija. Ir pieņemta shēma aizsardzībai pret ciparu formāta kopēšanu (CSS).

1996. g. novembris. Tokijā pārdoti pirmie DVD–video atskaņotāji.

1997. g. augusts. DVD tiek «laists tautās» ASV.

1998. DVD ieviesies visā Eiropā. ASV pārdots 1 miljons DVD–video atskaņotāju.

2000. Pieņem aizsardzības sistēmu CPPM pret DVD–audio kopēšanu. Jūlijā DVD–audio atskaņotājus ievieš ASV. Novembrī ASV parādās pirmie DVD–audio diski.

2001. DVD–audio atskaņotāji un ripuļi kļuvuši vispārpieejami. DVD–video rakstītāji ieviesti Eiropā un citur.

2002. Lai izpētītu nākotnē iespējamos formātus, kas nolasāmi ar zilu lāzeru, izveido darba grupu.

2004. Beidzot vairums tirgū piedāvāto datoros iemontējamo DVD rakstītāju ir kļuvuši universālāki — tie var ierakstīt dažādas DVD formāta versijas.

DVD fizikālie parametri salīdzinājumā ar CD