Профессионализм
Качество
Скорость
Технология BD

Blu-ray Disc, BD (англ. blue ray - синий луч и disc - диск; написание blu вместо blue - намеренное) - формат оптического носителя, используемый для записи с повышенной плотностью и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости

Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA. Первый прототип нового носителя был представлен в октябре 2000 года. Современный вариант представлен на международной выставке потребительской электроники Consumer Electronics Show (CES), которая прошла в январе 2006 года. Коммерческий запуск формата Blu-ray прошёл весной 2006 года.
Blu-ray (букв. «синий луч») получил своё название от использования для записи и чтения коротковолнового (405 нм) «синего» (технически сине-фиолетового) лазера. Буква «e» была намеренно исключена из слова «blue», чтобы получить возможность зарегистрировать торговую марку, так как выражение «blue ray» является часто используемым и не может быть зарегистрировано как торговая марка.
С момента появления формата в 2006 году и до начала 2008 года у Blu-ray существовал серьёзный конкурент - альтернативный формат HD DVD. В течение двух лет многие крупнейшие киностудии, которые изначально поддерживали HD DVD, постепенно перешли на Blu-ray. Warner Brothers, последняя компания, выпускавшая свою продукцию в обоих форматах, отказалась от использования HD DVD в январе 2008 года. 19 февраля того же года Toshiba, создатель формата, прекратила разработки в области HD DVD. Это событие положило конец так называемой второй «войне форматов».[
Вариации и размеры

Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23,3 ГиБ (25 ГБ), двухслойный диск может вместить 46,6 ГиБ (50 ГБ), трёхслойный диск может вместить 100 ГБ, четырёхслойный диск может вместить 128 ГБ. Ещё в конце 2008 года японская компания Pioneer демонстрировала 16-ти и 20-слойные диски на 400 и 500 ГБ, способные работать с тем же самым 405-нм лазером, что и обычные BD-плееры. Компания Pioneer Electronics уже представила привод BDR-206MBK поддерживающий трёхслойный диск 100 ГБ и четырёхслойный диск 128 ГБ. Диски имеют следующую индексацию BD-R XL.

5 октября 2009 года японская корпорация TDK сообщила о создании записываемого Blu-ray диска ёмкостью 320 гигабайт. Новый десятислойный носитель полностью совместим с существующими приводами, сообщает сайт TechOn.

На данный момент доступны диски BD-R (одноразовая запись), BD-RE (многоразовая запись), BD-RE DL (многоразовая запись) вместимостью до 46,6 ГиБ (50 ГБ), в разработке находится формат BD-ROM. BD-R диски также могут быть LTH типа. В дополнение к стандартным дискам размером 120 мм, выпущены варианты дисков размером 80 мм для использования в цифровых фото- и видеокамерах вместимостью 14,5 ГиБ (15,6 ГБ).ТипФизический размерОднослойная вместимостьДвухслойная вместимость
Стандартный диск12 см25 ГБ / 23866 МиБ / 25025314816 Б50 ГБ / 47732 МиБ / 50050629632 Б
Минидиск 8 см7.8 ГБ / 7430 МиБ / 7791181824 Б15.6 ГБ / 14860 МиБ / 15582363648 Б


Технические особенности

Лазер и оптика

В технологии Blu-ray для чтения и записи используется сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм. Обычные DVD и CD используют красный и инфракрасный лазеры с длиной волны 650 нм и 780 нм соответственно (635 нм для DVD-R for Authoring).

Такое уменьшение позволило сузить дорожку вдвое по сравнению с обычным DVD-диском (до 0,32 мкм) и увеличить плотность записи данных.

Более короткая длина волны сине-фиолетового лазера позволяет хранить больше информации на 12-сантиметровых дисках того же размера, что и у CD/DVD. Эффективный «размер пятна», на котором лазер может сфокусироваться, ограничен дифракцией и зависит от длины волны света и числовой апертуры линзы, используемой для его фокусировки. Уменьшение длины волны, использование большей числовой апертуры (0,85, в сравнении с 0,6 для DVD), высококачественной двухлинзовой системы, а также уменьшение толщины защитного слоя в шесть раз (0,1 мм вместо 0,6 мм) предоставило возможность проведения более качественного и корректного течения операций чтения/записи. Это позволило записывать информацию в меньшие точки на диске, а значит, хранить больше информации в физической области диска, а также увеличить скорость считывания до 432 Мбит/с.

Скорость записи Скорость привода Скорость передачи данных Время записи Blu-Ray дисков (мин)Мбит/с Мбайт/с Однослойные Двухслойные

1X364,590180
2X7294590
4X144182345
6X216271530
8X288361223
12X43254815

Технология твёрдого покрытия

Из-за того, что на дисках Blu-Ray данные расположены слишком близко к поверхности, первые версии дисков были крайне чувствительны к царапинам и прочим внешним механическим воздействиям, из-за чего они были заключены в пластиковые картриджи. Этот недостаток вызывал большие сомнения относительно того, сможет ли формат Blu-ray противостоять HD DVD - стандарту, который в то время рассматривался как основной конкурент Blu-ray. HD DVD, помимо своей более низкой стоимости, мог нормально работать без картриджей, так же как и форматы CD и DVD, что делало его более удобным для покупателей, а также более интересным для производителей и дистрибьюторов, которым было невыгодно нести дополнительные траты на изготовление картриджей.

Решение этой проблемы появилось в январе 2004 года с появлением нового полимерного покрытия, которое дало дискам более качественную защиту от царапин и пыли. Это покрытие, разработанное корпорацией TDK, получило название «Durabis». Оно позволяет очищать BD при помощи бумажных салфеток, которые могут нанести повреждения CD и DVD. Формат HD DVD имеет те же недостатки, так как эти диски производятся на основе старых оптических носителей.

Кодеки

Кодек используется для преобразования видео и аудио-потока и определяет размер, который видео будет занимать на диске. Почти во всех видеодисках, которые появятся в начале, будет использоваться кодек MPEG-2.

На данный момент в спецификацию формата BD-ROM включена поддержка трёх кодеков: MPEG-2, который также является стандартным для DVD; MPEG-4 H.264/AVC кодек и VC-1 - новый быстро развивающийся кодек, созданный на основе Microsoft Windows Media 9. При использовании первого кодека на один слой возможно записать около двух часов видео высокой чёткости, другие два более современных кодека позволяют записывать до четырёх часов видео на один слой.

Для звука BD-ROM поддерживает линейный (несжатый) PCM, Dolby Digital, Dolby Digital Plus, DTS, Dolby TrueHD, DTS-HD и Dolby Lossless (формат сжатия данных без потерь, также известный как Meridian Lossless Packing (MLP).

Совместимость

Хотя Ассоциация Blu-ray дисков и не обязывает производителей проигрывателей, она настоятельно рекомендует им давать возможность Blu-ray-устройствам проигрывать диски формата DVD для обеспечения обратной совместимости.

Более того, компания JVC разработала трёхслойную технологию, которая позволяет наносить на один диск как физическую область для DVD, так и для BD, получая, таким образом, комбинированный BD/DVD диск. Прототипы дисков были показаны на международной выставке потребительской электроники CES, прошедшей в январе 2006 года. Если её удастся внедрить в коммерческое использование, то возможно, что у покупателей появится возможность купить диск, который можно будет проигрывать как в современных DVD-проигрывателях, так и в будущих BD-проигрывателях, получая картинку разного качества.

Коды регионов

Регионы Blu-Ray

Видеофильмы формата Blu-ray имеют отличные от DVD коды регионов. Существуют 3 региона
:КодРегион
1 или AАмерика, Восточная и Юго-Восточная Азия (исключая Китай),Океания
2 или BЕвропа, Австралия, Новая Зеландия, Африка, Ближний Восток, Гренландия
3 или СЦентральная и Южная Азия, Монголия, Россия, Страны СНГ, Китай

Системы защиты авторских прав

В формате Blu-ray применён экспериментальный элемент защиты под названием BD+, который позволяет динамически изменять схему шифрования. Стоит схеме шифрования быть взломанной, как производители могут обновить её, и все последующие копии будут защищены уже новой схемой. Таким образом, единичный взлом шифра не позволит скомпрометировать всю спецификацию на весь период её жизни. Также будет использована технология Mandatory Managed Copy, которая позволяет пользователям делать легальные копии видеоинформации в защищённом формате, эту технологию разработала компания Hewlett-Packard и потребовала её включения в формат. Именно отсутствие возможности динамически менять схему шифрования позволило создать программу DeCSS, которая стала настоящим проклятием киноиндустрии: как только Content Scramble System (CSS) был взломан, все последующие DVD взламывались уже без лишних проблем.

Следующий уровень защиты, которым обладают диски - это технология цифровых водяных знаков «ROM-Mark». Она будет жёстко «прошита» в ПЗУ приводов при производстве, что не позволит проигрывателю воспроизводить содержимое без специальной скрытой метки, которую, по утверждению Ассоциации, будет невозможно подделать. Так путём жёсткого регулирования и лицензирования заводов будут отбираться производители дисков, которым будет поставлено специальное оборудование.

В дополнение к этому, все Blu-ray проигрыватели смогут выдавать полноценный видеосигнал только через защищённый шифрованием интерфейс или незащищённый аналоговый интерфейс.

Защита Blu-ray была взломана 20 января 2007 года[5]. В ответ на это Ассоциация BDA ускорила время выпуска BD-Plus (Blu-Disc +), который был взломан в сентябре 2008 года

Программные стандарты

Файловая система

Blu-ray использует Universal Disk Format (UDF) 2.6

Технологии

BD-Live

BD-Live (Blu-ray Disc - Live) - технология Sony,
используемая в Blu-ray дисках для реализации
интерактивных функций.

Функция BD-Live предоставляет доступ к миру интерактивных развлечений: интернет-играм, конкурсам и другим интернет сервисам. После активации BD-Live также появляется возможность загрузки дополнительных материалов о фильме, которых нет на диске, например, эксклюзивные видеоролики или интервью с актёрами и режиссёром. Для доступа к этим материалам необходимо посетить специальную страничку, посвящённую фильму, и скачать нужную информацию.

LTH Type

LTH (Low To High) - технология, упрощающая и снижающая стоимость производства записываемых дисков BD-R (болванок) на текущем оборудовании производителей DVD-R дисков. Используется органический материал, как и в CD/DVD болванках. В магазинах LTH Type диски позиционируются как BD-R для записи данных, но, разумеется, подходят для записи любого содержимого. Проблема в том, что не все Blu-ray устройства (главным образом видеоплееры) могут писать и читать этот формат - не опознают LTH диски, однако большинство устройств работает с ними после обновления своей микропрограммы (прошивки).

На самом деле, LTH формат проигрывает в качестве записи (органический слой этих дисков против неорганического в обычных BD-R) и на данный момент отстает по техническим свойствам - трудно форсировать скорость чтения и записи таких дисков. Формат задумывался как альтернативый, с целью упростить массовое производство болванок и, как следствие, снизить конечную стоимость BD-R «LTH Type» для потребителя.

Органический записываемый слой применяется во всех болванках CD и DVD. Неорганический слой предполагает существенно более надёжную запись и применяется в обычных BD-R болванках, а также M-ARC дисках.

Интересно, что болванки формата HD DVD-R тоже имели органический записываемый слой. Так, рабочая поверхность BD-R «LTH Type» и HD DVD-R имеет золотисто-жёлтый цвет, в отличие от обычных BD-R дисков.

BDXL

Дальнейшее развитие формата BD. Объем увеличен до 100 ГБ (3-х слойные диски) и 128 ГБ (4-х слойные диски).

Диски BDXL не могут читаться на приводах BD, но приводы BDXL могут читать BD диски.

О создании дисков BDXL заявили Sharp и TDK.

IH-BD

Двухслойный гибрид из слоев формата BD-ROM и BD-RE.

Диски несовместимы с существующими приводами.
Название “Blu-ray” происходит от сине-фиолетового цвета лазера, используемого для чтения и записи таких дисков. Буква «e» была сознательно исключена из слова «blue» чтобы получить возможность зарегистрировать торговую марку, так как выражение «blue ray» является часто используемым и не может быть зарегистрировано. Благодаря меньшей длине волны (405нм), на Blu-ray диске помещается больше данных, чем на DVD, который использует лазер 650нм. Объем одного слоя BD - 25Гб, что в 5 раз больше чем у DVD. Двухслойный BD диск может хранить 50Гб, что в 6 раз больше емкости двухслойного DVD (8.5Гб). Скорость чтения 1х составляет 36 Мбит/с.
Девять компаний Hitachi, LG, Matsushita (Panasonic), Pioneer, Philips, Samsung, Sharp, Sony и Thomson задались целью создать цифровые видео-диски нового поколения. В поисках совершенства они пошли по пути, известному нам со времен разработки DVD, хотя с некоторыми новыми идеями.

За основу технологической разработки был принят новый стандарт, предусматривающий считывание информации с помощью синего лазера. Для обычного CD-ROM применялся луч лазера с длиной волны 780 нанометров (нм) и, соответственно, емкость носителя информации составляла порядка 700 Мб.

Для технологии DVD стали применять лазер с более короткой длиной волны 650 или 635 нм, и это позволило увеличить емкость. В стандартном виде было достигнуто рекордное на то время значение в 4,38 Мб. Но это не стало пределом, так как практически сразу разработчики предложили новые технологии по удвоению плотности записи информации - появились двухслойные и двухсторонние диски.

Двухслойность достигается за счет внедрения полупрозрачного слоя, который прозрачен для света с одной длиной волны и отражает свет другой длины волны. При этом геометрические размеры DVD-дисков остались такими же как и у CD, что позволило выпускать гибридные устройства, способные воспроизводить как обычные компакт-диски, так и DVD. Рекордная емкость DVD-дисков стала равна 15,9 Гб (по 7,95 Гб на каждую сторону двухслойного диска).

В технологии Blu-Ray используется синий лазер с длиной волны 405 нм. Такое уменьшение позволило сузить дорожку в два раза больше, чем у обычного DVD-диска до 0,32 микрон, и увеличить плотность записи данных. Уменьшение толщины защитного слоя в шесть раз (0,1 мм вместо 0,6 мм) предоставило возможность проведения более качественного и корректного течения операций чтения/записи.

Помимо этого у BLU-Ray приводов увеличено значение числовой апертуры линзы (NA - Numeric Aperture) с 0,6 до 0,85. Новый формат обеспечивает рекордную скорость передачи данных 36 Mbps, при общей емкости диска 23.3GB/25GB/27GB. В данном случае мы говорим о дисках, имеющих геометрические размеры обычного CD (120 мм в диаметре). Но это далеко не все, на что рассчитывают разработчики Blu-Ray. Например, Philips выпустила 30-мм диски и привод к ним.

Емкость таких носителей информации составляет 1 Гб. Эта разработка предназначается для пользователей портативных устройств и мобильных телефонов. Но если мы сейчас говорим о Blu-Ray-диске (BD), то подразумеваем принятый стандарт - размеры как у CD (120 мм в диаметре), емкость - 27 Гб.
Основная разница между конструкциями однослойных DVD и BD-дисков - меньшая ширина дорожек на BD позволяет увеличить объем носителя в пять раз.

За счет чего достигается большая плотность записи? Увеличение числовой апертуры линзы с 0,6 до 0,85 позволяет увеличить плотность записи в два раза, а более короткая длина волны - в 2,6 раза. Умножая два коэффициента друг на друга мы получаем искомый результат - увеличение емкости по сравнению с DVD в пять раз.


Здесь мы можем увидеть преимущества более тонкого защитного слоя в случае, когда чтение производится с наклоненной поверхности диска. Из иллюстрации становится понятно, что технология чтения данных Blu-Ray предлагает более толерантный помехоустойчивый вариант.

Blu-Ray диски предназначены большей частью для записи цифрового видео. Так, например, их хватит для того, чтобы записать до 2 часов в формате HDTV (телевидения высокой четкости) со скоростью передачи данных более 24 Mbps или более 12 часов видео с 4 Mbps (SDTV/VHS). Ожидается, что с массовым приходом цифрового телевидения стандарт HDTV станет необходимым апгрейдом для тех, кто стремится к качеству. Устройства Blu-Ray позволяют производить качественную (самую качественную на сегодня) запись телепрограмм, фильмов, сигнала с цифровых камер и т.п.


В марте этого года был стандартизирован вариант Blu-Ray-дисков с емкостью 27 Гб (иногда он называется BD-27). На сегодня уже имеются двухслойные диски с удвоенным значением - 46,6/50/54 Гб соответственно. Сейчас выпуском именно дисков занимаются такие производители как Sony, JVC, TDK, Samsung. В скором будущем их станет намного больше.

Устройства Blu-Ray
Самым первым появился рекордер Sony BDZ-S77, представленный на CES 2003 в начале этого года.


Данное устройство позволяет:

Воспроизведение записанных DVD и CD, CD-R и CD-RW-дисков

Запись на Blu-Ray Disc Blank Media.

(i-link) DV-вход для коммутации с цифровой видеокамерой.

S200 - возможность цифровой коммутации двух Blu-Ray-устройств.

Использование однослойных перезаписываемых дисков 23GB BRD.

Запись в режиме реального времени с использованием компрессии стандарта MPEG II и возможностью сохранения до 12 часов видеоинформации на одном Blu-Ray-диске.

Быстрый поиск по произведенным записям, и система навигации по диску.

Технологии удаления шума Motion Adaptive Field Noise Reduction, Block Noise Reduction, а также видео-эквалайзер (Video Equalizer).

Качественная запись HDTV прямо со спутниковой тарелки.

Запись многоканального звука стандарта AAC 5.1.

Динамический диапазон воспроизводимого аудио с DVD - 108 дБ, с CD - 100 дБ.

Возможности редактирования видео до записи на Blu-Ray-диск (технологии Time Based Corrector,

Pre-Field Noise Reduction и Pre-video Equalizer).

Таймер. Автоматизированное управление.

Защита авторских прав самого высокого уровня.


На IFA 2003 было также представлено Samsung BD-1000 - устройство, до спецификации которого добраться достаточно трудно. Но известна примерная цена на него - около $3000-4000. Вариант от Sony примерно такой же по стоимости. Помимо этого на сайте www.blu-ray.info можно найти фотографии устройств-прототипов и от других фирм.

Как видно выпуском устройств и дисков занимаются и фирмы, не входящие в девятку разработчиков. Не так давно было заявлено, что лицензия на технологию Blu-Ray выдается на 10 лет. Ее стоимость будет равняться от 20 до 60 тыс. $ в зависимости от того, что ее покупатель станет выпускать - приводы, диски либо комплектующие.

Но внедрение Blu-Ray на мировой рынок - дело не из самых легких. Сейчас DVD до сих пор держит лидирующие позиции в сегменте верхнего диапазона пользовательских цен. Этот рынок еще только начинает развиваться. Поэтому очевиден тот факт, что Blu-Ray серьезно о себе заявит после превращения DVD в дешевую технологию. И, скорее всего, заявит он о себе совместно с Super Audio CD.

Еще хочется отметить, что емкость, помещающаяся на обычную 120-мм болванку никогда так близко не приближалась к характеристикам HDD.

Точная дата рождения формата Blu-ray, к сожалению, до сих пор остаётся тайной. Официально же сам стандарт и его спецификации были презентованы в феврале 2002 года; сделала это организация под названием Blu-ray Disc Association, в которую входило (и входит) более 170 компаний, в том числе Sony, Apple, Hitachi, Samsung, Sharp, Philips, Matsushita, LG и многие другие. Каждый из членов ассоциации вложил свою лепту в разработку Blu-ray - несмотря на то, что многие из компаний одновременно поддержали и конкурирующий формат - HD DVD.

Полное название стандарта - Blu-ray Disc (причём именно Disc, а не Disk) - происходит, как нетрудно догадаться, всего-навсего от цвета лазерного луча, при помощи которого и производятся чтение и запись, и в буквальном переводе означает именно «голубой луч». Однако для того, чтобы торговую марку можно было зарегистрировать, разработчикам пришлось убрать из слова «blue» букву «e». К слову, единственно верные сокращения названия формата - Blu-ray и BD.

С технической точки зрения диски Blu-ray на сегодняшний день являются наиболее совершенными и ёмкими носителями цифровой информации. Есть, конечно, куда более впечатляющие голографические диски, однако как раз в настоящее время они находятся на стадии разработки. Практически BD-компакты могут хранить около 50 Гбайт данных (примерно 9 часов HD-видео или 23 часа видео в DVD-качестве) при условии, что болванка будет содержать два записываемых слоя (по 25 Гбайт каждый), теоретически же на диск можно уместить сто и даже двести гигабайт, правда, для этого придётся делать болванку многослойной, а то и вовсе двусторонней.

Как и в случае с тем же DVD и CD, стандарт Blu-ray подразумевает три основных формата: BD-ROM (read-only-диски для распространения фильмов, программ, игр и прочих данных), BD-R (записываемый диск) и BD-RE (перезаписываемый диск). Ассоциация также планирует в ближайшем будущем выпустить гибридные диски формата BD/DVD, дабы обеспечить совместимость с устаревающим оборудованием. Обратите внимание, никакой путаницы с «минусами» и «плюсами», которые в своё время ввели в заблуждение массу пользователей DVD, не будет.

Изначально BD-диски планировалось распространять в специальных защитных картриджах - первые подобные экземпляры даже появлялись на многочисленных выставках и шоу. Однако позже разработчикам удалось избавиться от громоздкого футляра, снабдив диски прочным покрытием, устойчивым к отпечаткам пальцев и даже царапинам.

Ну, и под занавес ликбеза приведём все основные технические характеристики Blu-ray:

ёмкость носителей: 25 Гбайт (однослойный диск) и 50 Гбайт (двухслойный диск), теоретически - до 100-200 Гбайт;
длина волны лазерного луча: 405 нм (голубой лазер);
диаметр диска: 120 мм;
толщина диска: 1,2 мм;
толщина защитного слоя: 0,1 мм;
шаг дорожки: 0,32 микрон;
скорость передачи данных (данные/видео и аудио): 36 Мбит/с (1х)/54 Мбит/с (1,5х);
максимально поддерживаемое разрешение видео: 1920 х 1080 (1080p);
максимальный битрейт видеоданных: 40 Мбит/с;
поддерживаемые видеокодеки: MPEG-2, MPEG-4 AVC, SMPTE VC-1;
поддерживаемые аудиокодеки: Linear PCM, Dolby Digital, Dolby Digital Plus, Dolby TrueHD, DTS Digital Surround, DTS-HD;
интерактивность: технология BD-J.