Список тематических статей

Оптические диски - война форматов HD DVD и Blu-ray

Уже сейчас оптические диски способны сохранять в 10 раз больше информации, чем существующие DVD и подходят для записи, воспроизведения и перезаписи программного содержимого для обеспечения высокого разрешения (телевидение высокого разрешения), которое сейчас выходит на коммерческий рынок. Они также подходят для хранения увеличивающейся информации в бизнесе, библиотеках и государственных структурах.

За лучшее место на рынке среди новых запоминающих устройств конкурировали 2 формата диска – DVD с высокой плотностью (HD-DVD) и диск Blu-ray. HD-DVD по сути является расширенным вариантом имеющейся технологии диска DVD, они могут производиться путем усовершенствования существующего формовочного оборудования для изготовления DVD. Диск Blu-ray называются так из-за использования голубого лазерного луча вместо красного, который используется для изготовления DVD в текущее время. Диски Blu-ray – это вид стандартной концепции DVD, и для изготовления потребуется новое формовочное оборудование. Их самое главное преимущество – это больший объем сохраняемой информации, чем у HD-DVD.

Каждая технология производства новых дисков поддерживаются большими вложениями в электронику, коммуникации, развлечения и пластиковую промышленность, и пока непонятно, какой формат будет преобладать в итоге. На выставке бытовой электроники «Consumer Electronics Show» (CES), которая состоялась в январе 2006 в США (Лас-Вегас, Невада) прототипы обоих технологий – включая диски, а также устройства для воспроизведения и записи – были широко продемонстрированы, и как новинки вызвали огромный интерес.

HD-DVD
Структурно новые HD-DVD очень похожи на имеющиеся DVD. Оба вида состоят из двух поликарбонатных дисков толщиной 0,6 мм, соединенных с тонким слоем, на котором собственно и записываются данные, в середине; в общей сложности толщина диска составляет 1,2 мм. Оба вида диска имеют 12 см в диаметре. Данные закодированы в углублениях, которые идут от центра дисков к краям.

С HD-DVD считывают информацию с помощью голубовато-фиолетового лазера с длиной волны 405 нм (у красного лазера, который используют для обычных DVD, длина волны 650 нм). Более короткая длина волны лазера для чтения с HD-DVD дает возможность использовать меньшие углубления на поверхности диска, и более узкий шаг дорожек (расстояние между рядами данных). Эти факторы вместе с продвинутыми системами сжатия данных позволяют хранить на HD-DVD большее количество информации, чем на имеющихся DVD.

 Рис. 1. И DVD, и HD-DVD бывают односторонними и двухсторонними, но для записи и считывания с HD-DVD используют лазеры, которые позволяют хранить информацию в более плотном формате.

Диск HD-DVD, например, имеет память на 15 Гбайт информации с одной записывающей стороной, двухсторонний диск может сохранить до 30 Гбайт. Для сравнения, односторонний видео-диск DVD имеет память только 4,7 Гбайт, двухсторонний – 8,5 Гбайт. Это означает, что на HD-DVD можно записать до 8 часов видеоинформации высокого разрешения, для сравнения - возможность обычных DVD – максимум 2,6 часов записи высокого разрешения.

Переход от формования стандартных DVD к новым дискам HD-DVD требует самых незначительных изменений оборудования, главным образом, из-за допусков технологии изготовления новых дисков. Эти изменения можно осуществить за 5 минут согласно некоторым индустриальным расчетам.

HD-DVD был представлен электронными гигантами Toshiba, NEC и Sanyo, а также был поддержан Microsoft, Hewlett-Packard и Intel. К сторонникам этой технологии в развлекательной индустрии относятся Paramount Pictures, Universal Studios и Warner Brothers. Компания Toshiba недавно сообщила, что разрабатываются двухсторонние HD-DVD с объемом памяти до 45 Гб.

Формат Blu-ray
Как и технология HD-DVD, формат Blue-ray использует 405 нм лазерный луч для чтения и записи информации на диск. Как в случае с HD-DVD, использование голубо-фиолетового лазера позволяет дискам Blue-ray хранить существенно больше информации, чем стандартные DVD. Но конструкция дисков Blu-ray отличается от конструкции DVD.

В диске Blu-ray слой, записывающий информацию, находится сверху поликарбонатного основания толщиной 1,1 мм. То, что пласт с информацией находится близко к верхней части диска, уменьшает преломление лазерного луча, которое происходит, когда луч проходит через слой полимерного материала. Это также позволяет углублениям, используемым для хранения информации, находиться ближе друг к другу, чем в формате HD-DVD, в результате чего диск получается с еще большим объемом памяти. Однако чувствительный пласт хранения информации требует хорошей защиты. Обычно для защиты наносится прозрачное пленочное покрытие толщиной 0,1 мм из поликарбоната, обладающего свойством очень низкого двойного лучепреломления (свойство легкого искажения), сверху наносится твердое покрытие.

 Рис. 2. Диск Вlu-ray имеет слой с информацией близко расположенный к поверхности, что требует защитный слой, в то время как, стандартный DVD имеет пласт в центре диска.

Диск Blu-ray, который обычно имеет диаметр 12 см, может сохранять информацию объемом до 25 Гбайт на одностороннем диске с одним слоем информации, и до 50 Гбайт на двухстороннем диске. Дополнительная стадия производства – нанесение защитного слоя на диски Blu-ray, которая не нужна при производстве дисков HD-DVD, возмещается несколько белее высокой вместимостью памяти дисков Blu-ray. Производители дисков Blu-ray должны инвестировать средства в новое оборудование. Однако каждый диск Blu-ray можно производить путем одиночного литья под давлением (вместо 2 необходимых для изготовления HD-DVD), что частично покрывает дополнительные расходы на процесс нанесения специального покрытия.

Формат диска Blu-ray поддерживается многими компаниями производящими бытовую электронику и компьютерную технику. К сторонникам дисков Blu-ray относятся Sony, Panasonic, Phillips, Sharp, TDK и Thomson, также Apple, Dell и Hitachi. В январе 2006 ведущие киностудии объявили, что они в этом году будут использовать диски формата Blu-ray. К этим компаниям относились Disney, Fox, Paramount, Warner, Sony, MGM и Lions Gate.

Один поставщиков защитного слоя толщиной 0,1 мм, используемых в дисках, компания Plexiglas Degussa, сообщил, что они разработали пленку из поликарбоната, которая отвечает всем требованиям к представленным дискам, но его производство не будет более экономичным, чем производство других защитных пленок.

Пленка продается под маркой Europlex PC.

Другая компания, Bayer MaterialScience, разработала программу для улучшения диска Blu-ray. Успехи непосредственно влияют на их линию поликарбонатов Makrolon.

Рис. 3. Диск Вlu-ray покрыт патентованным материалом – поликарбонатом (Europlex PC 0F405 film from Degussa), предназначенным для снижения издержек производства дисков.

Тем временем, компания GE Advanced Materials (GEAM) работает над системами дисков Blu-ray, в состав которых включен полипропиленоксид (ППО) марки Noryl в качестве подложки и силиконовая пленка для покрытия. Согласно данным компании подложка из полипропиленоксида обладает следующими преимуществами: низким влагопоглощением и высокой прочностью. Силиконовый слой описывается, как отверждаемый под действием ультрафиолетовых лучей, оптически невидимым, стойкий к царапинам, износостойкий и стойкий к отпечаткам пальцев. При использовании этого материала, как утверждает GEAM, производственные расходы самые минимальные и для производства требуется очень мало стадий при любых операциях с диском Blu-ray.

Голографические системы
Далее в линии развития находятся голографические средства для хранения информации с объемом памяти до 1600 Гбайт. В отличие от дисков HD-DVD и Blu-ray, которые хранят информацию в единичном тонком слое, голографические диски смогут хранить информацию в трехмерной форме во всем объеме диска. Компания Bayer MaterialScience сотрудничала с Американской компанией InPhase Technologies (Лонгмонт, Колорадо) в области развития технологий для создания голографических дисков.

Согласно заявлениям представителей компании Bayer MaterialScience данные на этом диске будут храниться во внутреннем светочувствительном полимере. Этот диск будет покрыт с каждой стороны защитным прозрачным пластиковым слоем, который придаст диску высокую механическую и химическую стойкость.

Развитие существующих форматов
Диск UDO (Ultra Density Optical) – это название широко используемого средства хранения информации, продаваемого компанией Plasmon (Кэмбридж, Великобритания). Диски должны быть стойкими к пыли, которая притягивается при действии статического электричества, также должны противостоять механическим повреждениям. Внешнее покрытие этих дисков состоит из нового материала на поликарбонатной основе, разработанного компанией LNP Engineering, дочерней компанией GE Advanced Materials. Материалы, известные как смолы серии D Stat-Loy, основаны на поликарбонате Lexan компании GE. Они стойкие к накоплению статического электричества и отталкивают пыль. Они также сочетают эффективный баланс механических свойств, включая стойкость к удару, прочность на растяжение и модуль изгиба.

 Рис. 4. Чувствительные диски UDO с большим объемом памяти от компании Plasmon защищены оболочками из поликарбоната, спроектированными стойкими к пыли и поддерживающими физическую сохранность диска.

Даже всеми признанные компакт-диски (CD) претерпевают изменения. Система производства CD с перезаписываемой поверхностью имеющей любой цвет радуги дебютировала в Европе. Эта технология является результатом сотрудничества компаний Bayer MaterialScience, производителем пигментов и каучуков Clariant, и Advanced Digital Systems, S.p.A., a Palazzago, Италия – основным производителем дисков CD-R. Согласно задумке разработчиков цветные диски удобны для хранения изображений или музыки особой категории, их можно сразу увидеть и выбрать.

Рис. 5. Перезаписываемые CD с цветными поверхностями разработаны, чтобы облегчить сортировку дисков по категориям.

Новые технологии, особенно появление HDTV, стимулируют развитие средств хранения данных с расширенными объемом. Две конкурирующие системы хранения данных, HD-DVD и Blu-ray, являются лидерами нового поколения средства хранения информации с большим объемом памяти, но до сих пор непонятно, которая из них будет доминирующей на рынке. Много исследовательских работ направлено на повышение свойств пластиков, которые используют для изготовления средств хранения данных. Также разрабатываются защитные покрытия, которые необходимы для гарантии сохранности диска. Большим достижением также является применение светочувствительных полимеров для развития голографических систем данных. Тем временем, производители пластиковых смол и оборудования для изготовления дисков стараются увеличить долговечность и эстетическую привлекательность существующих средств хранения данных.