Rok 1999 nazywany jest często „Rokiem płyty DVD”, bowiem w tym roku miała miejsce premiera nowego formatu – cyfrowego zapisu obrazu i dźwięku na płycie DVD.
Formaty DVD Autor: Stanisław Chrząszcz
Wszyscy znamy wady analogowego zapisu obrazu i dźwięku na taśmach magnetycznych VHS. Przeciętna jakość obrazu, malejąca za kolejnym odtworzeniem kasety, wrażliwość na temperaturę, pole magnetyczne, ograniczony czas przechowywania. Każda kolejna kopia jest niższej jakości. Ponieważ zapis cyfrowy, szczególnie obrazu, potrzebuje zapisania ogromnych ilości informacji w postaci ciągu zer i jedynek, nie było wystarczająco pojemnego nośnika, na którym można zapisać cyfrowo film wraz z dźwiękiem. Dwugodzinny film wymaga bowiem aż 204 GB, czyli zajmowałby 321 płyt CD! Zapis filmów na Laserdisc (LD) ze względu na więcej wad niż zalet wolno torował sobie drogę do klientów i wreszcie umarł śmiercią naturalną. Dopiero opracowanie wydajnych sposobów kompresji obrazu i dźwięku, oraz skonstruowanie odtwarzaczy z laserem o krótszej fali, co pozwoliło na zmniejszenie ścieżki, dało możliwość cyfrowego zapisu 130 minut obrazu i dźwięku na płycie takiej samej wielkości jak płyta CD. Tak powstał format DVD czyli wszechstronny dysk cyfrowy (Digital Versatile Disc).
Cechy. Ponieważ DVD był pomyślany do zapisu pełnometrażowych filmów z wysoką jakością, przewidziano następujące cechy systemu:Wyglądem, płyta DVD nie różni się od płyty CD. Posiada średnicę 12cm i grubość 1.2mm. Może też mieć średnicę 8cm. Ponieważ DVD był pomyślany do zapisu pełnometrażowych filmów z wysoką jakością, przewidziano następujące cechy systemu:
- możliwość zapisu 8 różnych ścieżek dźwiękowych w różnych formatach oraz 32 różne warianty językowych napisów dialogowych
- możliwość odtwarzania obrazu telewizyjnego w różnych formatach.
Podstawowe trzy formaty to format panoramiczny 16:9, obraz Letterbox oraz Pan&Scan (patrz „Słownik”). Dzięki takim właściwościom systemu DVD płyty z filmem dowolnego formatu (panoramiczne lub 4:3) mogą być odtwarzane na dowolnych odbiornikach telewizyjnych - możliwość wyboru kąta widzenia kamery w czasie oglądania filmu (o ile reżyser filmu przewidział taką możliwość- ) - możliwość wyboru różnych wątków filmu, (np. różne wersje zakończenia) o ile tak został zarejestrowany film - odtwarzacz może służyć także do gier telewizyjnych - zabezpieczenie przed dziećmi. Wymaganie wynika z regulacji prawnych obowiązujących w niektórych krajach. Odtwarzacze są wyposażone w blokadę dostępu opartą na czterocyfrowym kodzie.
Regiony.
W przemyśle filmowym premiery różnych filmów odbywają się na świecie w różnych terminach. Również w różnych terminach odbywają się premiery filmów na kasetach jak i na płytach DVD. Aby uniemożliwić obejrzenie filmu w np. w Europie razem z Amerykanami, podzielono świat na 6 regionów. Kodem regionalnym oznaczona jest tak płyta jak i odtwarzacz. Aby móc oglądnąć film przeznaczony dla Europy, musimy mieć tak odtwarzacz DVD przeznaczony dla Europy, jak i film. Jest to uciążliwe i nonsensowne rozwiązanie, dlatego wiele firm produkujących odtwarzacze pozwala na zmianę regionu, a nawet produkuje je w systemie tzw. multiregion (made in China). Ponadto wielu „młodych zdolnych” potrafi usunąć regionalizację naszego odtwarzacza DVD za niewielką kwotę.
Nr regionu
Obszar 1 Kanada, Stany Zjednoczone
2 Japonia, Europa, RPA, Kraje Bliskiego Wschodu, Egipt
3 Południowo-wschodnia Azja, Wschodnia Azja, Hongkong
4 Australia, Nowa Zelandia, Oceania, Centralna i Południowa Ameryka, Wyspy Karaibskie
5 Kraje byłego Związku Radzieckiego, Indie, Afryka, Północna Korea, Mongolia
6 Chiny
Rodzaje płyt DVD. Standard DVD określa cztery odmiany płyt o takich samych rozmiarach zewnętrznych, ale o różnej pojemności: DVD-5 - dysk jednostronny, jednowarstwowy o pojemności 4.7GB co pozwala na zapis ponad 2 godziny filmu. Jest podstawowym rodzajem płyty, wystarczającym do zapisu pełnometrażowego filmu z towarzyszącym dźwiękiem. Od płyty CD różnią ją mniejsze rozmiary pitów i odległości między ścieżkami, a także to, iż warstwa odblaskowa z zapisaną informacją znajduje się w odległości 0.6 mm od powierzchni, (w połowie grubości płyty), podczas gry w płycie CD odległość wynosi 1.2mm. DVD–9 - dysk jednostronny, dwuwarstwowy o pojemności 8,5GB (ponad 4 godz. filmu). Płyta zawiera dwie warstwy (layers) oddalone od siebie o około 40-70 mikrometrów. Warstwa położona bliżej powierzchni dysku (layer 1) jest wykonana z materiału częściowo przepuszczającego promień lasera. Warstwa 2 (layer 2) całkowicie odbija światło lasera, i jest czytana w drugiej kolejnośc DVD-10 - dysk dwustronny, jednowarstwowy o pojemności 9,4GB (ponad 4.5 godziny filmu). Na każdej stronie zapisane jest 4,7GB informacji. Odtworzenie materiału zapisanego na drugiej stronie wymaga (z reguły) przełożenia płyty na drugą stronę. DVD-18 - dysk dwustronny, dwuwarstwowy o pojemności 17GB (ponad 8 godzin filmu). Zawiera cztery warstwy nośnika, z których dwie są półprzepuszczalne, a dwie całkowicie odbijają padający promień lasera. Najtrudniejsza jest produkcja płyt dwustronnych, dwuwarstwowych (17GB). Wytwarza się je z dwóch oddzielnie przygotowanych płyt o grubości 0,6 mm odpowiednio sklejonych ze sobą. Jako spoiwa wykorzystana jest specjalna odmiana fotopolimeru. Po połączeniu ze sobą obu części płyty, zawarte między nimi spoiwo utwardza się wstępnie za pomocą promieni ultrafioletowych, a następnie dociska z dużą siłą. DVD-18 - dysk dwustronny, dwuwarstwowy o pojemności 17GB (ponad 8 godzin filmu). Zawiera cztery warstwy nośnika, z których dwie są półprzepuszczalne, a dwie całkowicie odbijają padający promień lasera.
Zatrzęsienie formatów. Płyty formatu DVD możemy podzielić jeszcze ze względu na przeznaczenie. DVD-Video – służą do odtwarzania filmów nagranych przez wyspecjalizowane firmy. DVD-Audio – do odtwarzania nagrań muzycznych wykonanych przez wyspecjalizowane firmy. DVD-ROM – jako pamięci zewnętrzne o dużych pojemnościach do zastosowań audiowizualnych w komputerach. DVD-RAM – do wielokrotnego (ponad 10 tys. razy) nagrywania przez użytkownika zapisywania danych komputerowych. Mniej nadają się do zastosowań audiowizualnych, chociaż nagrania mogą być dokonywane. Odtwarzanie za stacji DVD komputera lub odtwarzacza stacjonarnego wyposażonego w tę opcję. DVD-R - do zapisywania (jednokrotnego) danych komputerowych lub audiowizualnych (np. programu komputerowego lub filmu). Odtwarzanie na komputerze i odtwarzaczu DVD stacjonarnym wyposażonym w taką opcję. DVD-RW – format proponowany przez Pioneera, do wielokrotnego nagrywania audiowizualnego na nagrywarkach stacjonarnych (lub komputerowych) programów i filmów. Płyta formatu DVD-RW jest częściowo zgodna z formatem DVD-Video i może być odtwarzana na „zwykłym” odtwarzaczu stacjonarnym DVD pod warunkiem że posiada taką opcję (nowsze). DVD+RW – format zapisu płyt DVD wielokrotnego użytku proponowany przez Philipsa i wiele innych firm. Jest najbardziej zgodny z formatem DVD-Video, może być odtwarzany praktycznie na każdym odtwarzaczu DVD-Video. Jak widzimy bałagan jest ogromny, trudno połapać się w tych rodzajach, formatach, a co najgorsze płyta nagrana w jednym z formatów nie zawsze może być odczytana na odtwarzaczu który akurat mamy w domu. Wprawdzie producenci odtwarzaczy wyposażają odtwarzacze w możliwość odtwarzania w wielu formatach, lecz znacznie podnosi to koszty. Więcej o nagrywaniu płyt DVD w rozdziale „Mamy w planie nagrywanie”.
Format zapisu.
Podobnie jak to ma miejsce na płycie CD zapis dokonany jest w postaci spiralnej ścieżki biegnącej od środka krążka do zewnątrz. Przybiera on formę wgłębień (pitów) i pól (landów), gdzie promień lasera odczytuje przejścia pomiędzy wgłębieniem a polem. Różnica pomiędzy formatami polega na tym, iż w formacie CD laser ma długość fali 780 nm. (bliska podczerwień), natomiast do odczytu płyty DVD używa się lasera emitującego światło o fali krótszej – 635 lub 650 nm. (światło czerwone). Krótsza fala pozwala na zmniejszenie plamki, tak, że do zapisu i odczytu informacji można użyć o wiele mniejszych pitów i węższej ścieżki. Daje nam to ponad siedmiokrotne powiększenie pojemności płyty – z dotychczasowych 0.65 GB do 4.7 GB. Użycie wielu warstw pozwala na dalsze powiększenie pojemności, nawet do 17 GB. Kolejna różnica pomiędzy formatami to różne standardy zapisu informacji. Płyta CD zapisana jest w formacie PCM (Pulse Code Modulation), gdzie informacja w postaci ciągu zer i jedynek za pomocą specjalnych algorytmów jest zamieniana na ciąg wgłębień wytłoczonych (wypalonych) na płycie patrz „Technika CD”)
Obraz ruchomy. Na krążku można zapisać obraz w systemie PAL lub NTSC. Dla systemy PAL mamy do dyspozycji rozdzielczości 720x576, 352x567, 352x288. Dla NTSC przewidziano rozdzielczości 720x480, 352x480 oraz 352x240. Producenci płyt najczęściej korzystają z najwyższych rozdzielczości by uzyskać jak najlepszą jakość obrazu. Do zapisu obrazu na płycie DVD używa się standard MPEG-2, opracowany przez niemiecki Instytut Fraunhofera (patrz „MP3”). Standard ten pozwala na takie skompresowanie sygnału video, że można pomieścić dwugodzinny film na krążku o średnicy 12 cm. Sam proces kompresji sygnału jest procesem skomplikowanym, długotrwałym i wymaga mocnych komputerów. Dopuszczone są tylko dwa formaty obrazu: 4x3 i 16x9 (anamorficzny). Inne formaty są (np. Letterbox)„dopasowywane” do obowiązujących.
Dźwięk. Oprócz ścieżki filmowej na dysku mieści się zwykle sześć (maksymalnie 8) niezależnych kanałów dźwiękowych. Mogą one być zapisane w różnych formatach:
1. LPCM czyli Linear Pulse Code Modulation – jest to udoskonalony format PCM który jest stosowany w odtwarzaczach CD. LPCM stanowi strumień nieskompresowanych danych o częstotliwości do 96 kHz i o rozdzielczości 16, 20 lub 24 bitów. Maksymalna przepustowość danych – 6,1 Mb/s. Najczęściej korzysta się z tego formatu przy zapisie koncertów w systemie dwukanałowym (stereofonicznym).
2. Dolby Digital (AC3) opracowany przez Dolby Laboratories (Anglia) to system kodowania dźwięku przede wszystkim dla potrzeb przemysłu filmowego. Sygnały są skompresowane aż dwunastokrotnie. Częstotliwość próbkowania 48 kHz/16bit. Maksymalna przepustowość 640 Kb/s. AC3 wykorzystuje pięć pełno pasmowych kanałów (2 główne, centralny, dwa tylne) oraz szósty – kanał basowy przetwarzający dźwięki w paśmie do 120 Hz. Taki system zapisu dźwięku oznacza się często jako 5.1.
3. DTS (Digital Theater Sound). Jest to format proponowany przez firmy związane ze Stevenem Spielbergiem. Podobnie jak AC3 używa 6 kanałów w systemie 5.1. Jego zaletą jest czterokrotnie mniejsza kompresja danych (3:1), dzięki temu jakość dźwięku jest lepsza. Częstotliwość próbkowania 48 kHz, próbkowanie 16 bitów, a maksymalna przepustowość danych 1378 Kb/s.
4. MPEG Multichannel. Jest o system alternatywny do AC3, ma jednak możliwość kodowania większej liczby kanałów, nawet do 8 (system 7.1). Częstotliwość próbkowania 48 kHz, rozdzielczość 16 bitów, maksymalna przepustowość danych 1378 Kb/s. Nie zyskał uznania producentów filmowych.
5. Sony opracowało SDDS (Sony Dynamic Digital Sound), który może być rozbudowany do 7 pełno zakresowych kanałów i 1 basowego. Filmy w tym formacie z trudnością przebijają sobie drogę.
Mnożenie kanałów. Producenci sprzętu rozszerzają ilość kanałów. Obecnie Dolby proponuje już wersję EX, rozszerzoną o jeszcze jeden tylny głośnik centralny (sześć pełnopasmowych kanałów i jeden basowy - 6.1). Podobnie DTS, który nowy system nazwał DTS-ES. Norma THX Surround EX przewiduje zastosowanie 8 głośników w systemie 7.1. Ilość kanałów i głośników można mnożyć – Tomlinson Holman, twórca THX, proponuje użycie 10 kanałów pełnopasmowych, dwóch kanałów basowych (10.2) i rozmieszczenie aż 14 głośników w pokoju – w tym dodatkowych dwóch przednich, umieszczonych pod sufitem. Podobno system jakością dźwięku powala na nogi. Powalić na nogi może nas także cena takiego systemu, a wśród takiej ilości głośników będziemy się czuli jak w sklepie.
Odtwarzacz uniwersalny. 
Każdy odtwarzacz DVD czyta także muzyczne płyty CD. Kłopoty pojawiają się podczas odczytywania płyt CD-R, bowiem niektóre barwniki zawarte w tych płytach powodują że płyta jest nierozpoznawalna dla lasera odtwarzacza. Związane jest to z inną długością fali światła lasera i pochłanianie jej przez warstwę barwnika. Odtwarzacz z kolei bezproblemowo czyta płyty CD-RW. Takich problemów nie stwarzają odtwarzacze z podwójną głowicą optyczną, z laserami o fali 780 i 635 nm. Obecnie, gdy pojawiło się wiele płyt DVD nagranych w wielu formatach, jak DVD-R, DVD-RW, DVD+RW, DVD-Audio, producenci poszerzając możliwości swoich (szczególnie tych droższych) odtwarzaczy, produkują je z możliwością odtwarzania wielu formatów. Istnienie tylu formatów DVD powoduje że czujemy się zagubieni w ich gąszczu. Pocieszającym jest fakt, iż ceny odtwarzaczy "spadają na łeb na szyję", tak że za cenę 150-500 zł kupimy odtwarzacz bogato wyposażony w możliwość odtwarzania wielu formatów. Ponadto, mimo niskiej ceny, oferowana jakość tak obrazu jak i dźwięku jest bardzo dobra.
Podsumowanie: Płyta DVD wygląda podobnie jak CD lecz ma aż siedmiokrotnie większą pojemność. Stało się to możliwe dzięki stosowaniu światła lasera o krótszej fali, (mniejsza plamka światła) co pozwala na zmniejszenie szerokości ścieżki i gęstsze upakowanie pitów. Możliwe jest stosowanie 4 warstw odbijających z zapisaną informacją, co zwiększa pojemność aż do 17 GB.
Płyta DVD nagrana „fabrycznie” ma część wizyjną nagraną w formacie MPEG-2, natomiast dźwięk (najczęściej sześciokanałowy) może być nagrany w formatach AC-3 lub DTS. Ponieważ trwa walka konkurencyjna, być może już niedługo pojawią się nowe, lepsze formaty zapisu tak obrazu jak i dźwięku wielokanałowego.
THX nie jest formatem zapisu dźwięku czy obrazu, lecz zespołem norm opracowanych przez Tomlisona Hollmana. Zachowanie tych norm tak podczas zapisu płyty jak i jej odtwarzania gwarantuje wysoką jakość obrazu i dźwięku. Dolby Surround, Dolby ProLogic i Dolby ProLogic II są analogowym sposobem zapisu dźwięku wielokanałowego umieszczonym na „normalnej” ścieżce stereofonicznej. Używa się go przy odtwarzaniu kaset video (jeśli są nagrane w tym systemie) i niektórych programów telewizyjnych.
