Tamás Ferenc: Optikai adattárolók

CD-ROM

A Compact Disc, más néven optikai diszk a leghétköznapibb digitális adattároló. Legjobb évtizede az 1990-es évekre tehető, amikor szinte egyeduralkodónak számított a digitális formátumú adatok tárolása terén. Bár eredetileg kizárólag zenék tárolására fejlesztették ki, de később számos egyéb formátumra is alkalmassá vált. Hanghordozás terén az 1982-es debütálása után hamarosan átvette az uralmat és bár 2000 után az internetes zeneletöltésnek és a PenDrive-ok tömeges elterjedésének köszönhetően csökkent a forgalma, de a legtöbb zenei kiadványt még mindig ilyen formátumban dobták piacra. A 2010-es évek közepétől egyre erőteljesebb az online zene hódítása.

Az általános CD-ROM átmérője 120 mm és 74-80 percnyi tömörítetlen digitális zenét tartalmaz, ami 700 MByte adatnak felel meg. A MiniCD számos méretben próbálkozott, de soha nem vált igazán népszerűvé. Mérete leginkább a 60 és a 80 mm-es átmérővel hozzáférhető – átlagosan 24 percnyi zenét tartalmaz.

A legegyszerűbb zenei CD-től kezdve számos fejlesztési forma debütált, melyek közül a legnépszerűbbek a következők:

  • Audio CD

  • CD-ROM (Data CD)

  • CD-R (egyszer írható)

  • CD-RW (többször írható)

  • VCD = Video Compact Disc (filmlemez)

  • SVCD = Super VCD (újabb típusú filmlemez)

  • PhotoCD (fényképek tárolására)

CD-történet

A lézerdiszk technológiát több cég fejlesztette ki az 1970-es évek során – nagyjából egyszerre. A holland Philips egy prototípust bemutatott 1979. március 8-án Eindhovenben, ám aABBA: The Visitors japán Sony 3 évvel korábban, 1976. szeptemberében már bejelentette a fejlesztést. A két cég végül is 1979-ben közösen fejlesztette tovább a hanghordozók új nemzedékének szánt CD-t, amely alig 1 év múlva már eredményt is hozott. 1981-ben publikálták az eredményt a „Vörös Könyv”-ben. A lejátszók 1982-ben kerültek piacra: Philips CD100, illetve Sony CDP-101 néven.

A lemezre eredetileg 60 percnyi zene került volna. Az átmérő 100 mm (Sony), illetve 115 mm (Philips) volt. Ám a Sony akkori alelnöke, Norio Ohga kérésére kiterjesztették 74 perce, hogy az 1951-es Bayreuth-i Fesztiválon Wilhelm Furtwängler által vezényelt Beethoven IX. szimfóniája teljes hosszában ráférjen!

A legelső CD-t Hannoverben (akkori NSZK, mai Németország) gyártották a Polydor üzemében. A lemez egy Richard Strauss Alpesi Szimfóniáját tartalmazta; előadó: Berlini Filharmónikusok; vezényel: Herbert von Karajan. Az első nyilvános (TV-)bemutató a BBC Holnap világa c. tv-show-jában volt, ahol a Bee Gees 1981-es albumát, a Living Eyes-t játszották le.

 

1982 augusztusára felépült az új gyártósor nem messze onnan, ahol Emil Berliner 93 évvel azelőtt a legelső gramofont készítette.
Az új gyár első CD-je az ABBA: The Visitors

 

 

 

1983. március 2-től kezdték az USÁ-ban és egyéb piacokon is forgalmazni az újdonságot, bár akkoriban még csak a már említett két lejátszó volt és mindössze 16 lemez a CBS Records társaság kiadásában. Visszatekintve ez a dátum lett a digitális adathordozás igazi „Nagy Bumm”-ja.

Az új adathordozó éppen a kiváló minősége miatt elsősorban a klasszikus zene kedvelőinek, valamint a csúcsminőséget keresőknek lett a kedvence. Ahogy a lejátszók és az egyes lemezek ára is zuhant, úgy lett egyre inkább elterjedt a digitális minőségű zenehallgatás; így már kiadtak rock, illetve népszerű pop-albumokat is. Az első, milliós CD-példányszámot elérő album a Dire Straits: Brothers in Arms

Dire Straits: Brothers in Arms 

(Kép eredetije: https://www.discogs.com/Dire-Straits-Brothers-In-Arms/release/1452772)

Az első nagy előadó, aki a teljes életművét digitalizálta, David Bowie volt, akinek 15 stúdióalbuma volt az RCA Records-nál 1985 februárjában; közöttük négy „Best of...” válogatás is.

Bár a CD elsősorban hanganyagok hordozására lett kifejlesztve, de már 1985. júniusában piacra dobták a csak számítógépek által értett CD-ROM-ot (csak olvasható kompaktlemez), melyet 1990-ben követett a szintén Sony-Philips fejlesztésű írható CD is (CD-R). A CD-k sikeressége egyértelmű lett, mivel szinte teljesen kiszorította a régebbi egyeduralkodó bakelitlemezt (LP), illetve lényegesen csökkentette a zenei kazetták (MC) forgalmát is.

A CD-k forgalmának jelentős csökkenését hozta a DVD-k, majd a BR-ek megjelenése, bár audió hordozásra még ekkor is használták. Igazi mélyütést viszont az interneten forgalmazott, illetve a PenDrive-on, hordozható parányi eszközökön (is) hallgatható MP3/4 elterjedése hozott. Erre erősített rá az online streaming, azaz a közvetlenül internetről hallgatható zene. Most, 2020-ban már egyértelmű, hogy a CD-nek gyakorlatilag nincsen forgalma – kivéve a premier kiadványok, amik még úgy-ahogy eladhatók. Az internet (és a tömörített zeneformátumok) erősödése miatt kérdés, hogy egyáltalán megmarad-e? Az USÁ-ban már nem gyártanak zenei CD-t, csak rendkívüli, demonstrációs, illetve ünnepi alkalmakra, mivel az online zenefogyasztás sokkal népszerűbb lett; például az ott legnépszerűbb zenelejátszóra, az Apple iPad-jére egy friss szám 99 centbe kerül, ami egyáltalán nem nagy összeg. Az már csak ráadás, hogy a 2015 után gyártott asztali, illetve hordozható gépekbe egyre kevésbé kerül bele optikai adattároló egység.


Fizikai felépítés

A hétköznapi CD átmérője 120 mm, vastagsága kb. 1,1–1,5 mm, tömege 14 és 33 g közötti. A lemez közepén egy 15 mm átmérőjű lyuk van, ezután következik a megfogási terület. Tényleges információ a 23–58,5 mm közötti sugarú területeken tárolható. Ez a terület három részre tagolódik: bevezetés (lead-in), programterület és kivezetés (lead-out). A programterületnek a 25 mm-es sugárnál kell kezdődnie, és legfeljebb 58 mm-es sugárig tarthat (a teleírt CD-nél). A programterület után a kivezetés következik, melynek hossza másfél perc. A kivezetés legkülső helye 58–58,5 mm-es sugárnál lehet. CD-R (és CD-RW) esetén a lemez elején további, egyéb célra fenntartott területek találhatók: az előformázott spirális barázda 22,35 mm sugárnál kezdődik a PCA és a PMA területtel, ezek 23 mm sugárig tartanak. A CD-n az információ egy folyamatos spirálvonal mentén tárolódik, a lemez közepétől a széle felé haladva. Maga a spirál nincs meg a CD felületén, csak CD-R és CD-RW esetén, a pitek elhelyezkedése azonban minden esetben spirál mentén történik. Az adatok leolvasásához infravörös lézert használnak, melynek hullámhossza 780 nm.

A CD-lemez felszíne több milliárd kis lyukat tartalmaz. Ezek tartalmazzák a digitálisan kódolt jeleket (egyes és nulla), melyek a következő információt hordozzák:

  • hang kódolása

  • sebesség ellenőrzése

  • lézersugár ellenőrzése

  • hibajavítás

A lézersugár letapogatja a lemezen tárolt információt úgy, hogy nincsen közvetlen fizikai érintkezés a lemez és az érzékelőrendszer között. A lemezről visszavert fény egy prizmán keresztül jut be egy fotódetektorba és így került az elektromos átalakítóba, mely végül is visszaalakítja egyesek és nullák digitális sorozatává.

CD-ROM belseje

Kép forrása: http://www.philipsmuseumeindhoven.nl/phe/products/e_cd.htm

A következő képen a CD-lemez kis része látható 12500-szoros nagyításban. Az információ sűrűsége 50-100-szorosa a régi bakelit-lemezjátszóénak. Az egyes (zene)számok belülről kifelé kerülnek kiolvasásra a sebesség folyamatos csökkentésével (500-szoros percenkénti fordulatszámról 200-ra). A teljes felvett hossza kb. 30 km!

CD-ROM adatfelülete

Kép forrása: http://www.philipsmuseumeindhoven.nl/phe/products/e_cd.htm

Philips CD-játszó

Philips CD100-as asztali lemezjátszó. Ára (átszámítva): kb. 900 €.

Kép forrása: http://www.audioscope.net/

CD rétegei

Kép forrása: http://en.wikipedia.org/wiki/Compact_Disc

CD rétegei:

  • A: az adattároló polikarbonát réteg, benne a gödrökkel és a lyukakkal. (1,2 mm vastag, 15-20 gramm súlyú)

  • B: a lézersugarat visszatükröző fényvisszaverő réteg.

  • C: oxidációt megelőző lakkréteg.

  • D: nyomtatott tetejű hordozóréteg. (szitanyomás vagy offszet-nyomás)

  • E: az adatokat olvasó lézersugár.

Leggyakoribb méretek és kapacitások:

Fizikai méret

(cm)

Zene

(perc)

Tárhely

(MB)

Megjegyzés

12

74

650

Normál méret

12

80

700

Normál méret

12

90

800

Ritkán használt

12

99

900

Ritkán használt

8

21

185

Kis méret

8

24

210

Kis méret

8,5x5,4

kb. 6

10-65

Névjegykártya

8,6-6,4

kb. 6

10-65

Névjegykártya

Főbb fizikai paraméterek

Az 1983 szeptemberi eredeti („Vörös Könyv”) alapján:

  • Állandó szkennelési sebesség: 1,2-1,4 m/s. (állandó lineáris sebesség) Ez megfelel kb. 500 percenkénti fordulatnak a lemez belsejében és kb. 200-nak a külső szélén; bár a lemez az elejétől a végéig lassít lejátszás közben.

  • Track-mélység: 1,6 microméter.

  • Lemez átmérője: 120 mm.

  • Lemez vastagság: 1,2 mm.

  • Belső programterület sugara: 25 mm.

  • Külső programterület sugara: 58 mm.

  • Középső lyuk átmérője: 15 mm.

A programterület 86,05 cm2; a felvételi (írás közben használt) spirál hossza kb. 5,38 km. (650 Mbyte-os lemez esetén.)


Audio-CD logikai formátuma

A zenei CD (hivatalos nevén: Compact Disc Digital Audio = CD-DA) logikai felépítését még 1980-ban rögzítették a termék eredeti tervezői, a Sony és a Philips a „Vörös Könyvben”. A formátum két 16 bites PCM (= Pulse Code Modulation) kódolású 44,1 kHz-es mintavételi frekvenciájú csatornát tartalmaz. A négycsatornás hang is rögzítésre került a szabványban, de ezt soha nem alkalmazták. Szintén lehetővé tették az ál-sztereó hangzást is, mivel ilyen esetekben lehetővé tették, hogy mindkét oldalon ugyanaz a (mono) hang szóljon.

A mintavételezési tartomány kiválasztásánál nagyon fontos volt, hogy a hallható hangokat (20 Hz-20 Khz) minél jobban tudja reprodukálni. A Nyquist-Shannon mintavételezési tétel szerint a legnagyobb gyakorisággal előforduló jel frekvenciájának több, mint kétszerese legyen a mintavételi frekvencia; így a CD-k esetében ez 40 kHz. A pontos frekvencia 44,1 kHz, ami az akkor uralkodó videokazettákról ismert mintavételezési adat. Magát a mintavételezést és az átalakítást a PCM konverter végzi. Ez a technológia hat mintát tud egyszerre tárolni (három minta sztereó csatornánként). Az így előállított jeleket egy üvegből készült aranybevonatú mesterlemezre rögzítik argon-lézersugár segítségével, amely a már feljebb leírt körkörös spirálvonal mentén 0,1 mikrométernyi lyukakat éget be a lemez felületébe. Az audió-CD lejátszási fordulatszáma: 30 fordulat/sec = 1800 fordulat/perc. A gyakorlatban ez a lemez lesz a sorozatgyártás alapja.

Erről a mesterlemezről először negatív nyomóformát készítenek, melynek felületén kiemelkedő pontok lesznek a mesterlemezbe égetett lyukak helyei. Erről a negatív lemezről préselik bele a tükröző bevonattal ellátott polikarbonát lemezbe a kódolt információkat, melyek így az eredeti felvétel hű tükörképei.

Az audió-CD lejátszásához egy pontos felépítésű meghajtómotor szükséges, melynek fordulatszámát pontosan kell tartani!

A szabványos NTSC-videójel 245 használható sort tartalmaz mezőnként és másodpercenként 59,94 mező van, amelyek biztosítják a 44056 másodpercenkénti mintavételezési csatornát a sztereó hang mindkét oldalán. Hasonlóképpen a PAL is 294 csatornát és 50 mezőt használ, amelyek 44100-as mintát használ. Ám ez a rendszer sem tud 14 bites hibajavítást, sem 16 bites csaknem hibátlan mintát vételezni. Igazság szerint hosszas vita volt arról is, hogy a 14 bites (Philips) vagy a 16 bites (Sony) mintavételezés a jobb; valamint arról is, hogy a 44056-os vagy a 44100-as (Sony) avagy a 44000-es (Philips) biztosítja a teljesebb élményt. Amikor a Sony-Philips páros fejlesztőcsoportja az eredeti CD-szabványt megtervezte, akkor a Philips ragaszkodott az általa már kivitelezett 14 bites D/A-átalakítóhoz a Sony által javasolt 16 bites helyett. A viták sorozata végén a 16 bites és a 44100-as frekvencia győzött. A Philips megoldotta a 14 bit helyett a 16 bites mintát egy négyszeres túlmintavételezéssel.

CD méretek

Fenti képen: CD méretei: normál (12 cm) és kicsi (8 cm). (Fénykép: saját.)

 


Szöveg-CDText-CD

Ez a mostani (2000 után) forgalmazott átlagos audió-CD, mivel a lemez legelején (Lead-in area) megtalálhatóak a számok előadói, címei, hosszai, valamint egyéb információk pl. az albumról. Ez a terület amúgy kb. 5 Kbyte, vagy az R-től W-ig használt alcsatornák segítségével 31 Mbyte is lehet.


CD + GrafikaCD+Graphics

A CD+G egy speciális zenei lemez, ami grafikus adatokat is tartalmaz. A lemez a hagyományos zenei lejátszókon is lejátszható, de a lemez képes leadni a speciális lejátszók (általában a CD+G-játszók, illetve a CD-s televíziók, számítógépek) számára grafikai információkat. Ezek csaknem mindig a dalok szövegei, melyek segítségével lehetőség nyílik karaoke-módra is.

 

 


 

Super Audio CDSACD

Röviden: SACD. Egy speciális csak olvasható, kiváló formátumú audió-CD, amely DVD-nyi adatot tartalmaz (7.95 GByte); ám ezen adatok kivétel nélkül csak zeneiek. A Philips-Sony fejlesztői páros 1999-es fejlesztése, ami sokat ígért és sokáig versenyben volt a DVD-Audio-val, ám a piacra egyik szabvány sem tudott igazán betörni. A DVD-Audioval ellentétben az SACD formátum képes volt hibrid-diszkek előállítására: magyarul a lemez tartalmazott egy hagyományos audió-CD-réteget is, amelyet így a "sima" CD-játszókkal is le lehetett játszani. A két formátum főbb adatainak összehasonlítása:

 

CD

SACD

Formátum

16 bites PCM

1 bites Direct Stream Digital

Mintavételezési frekvencia

44,1 kHz

2822,4 kHz

Dinamikus tartomány

96 dB

120 dB

Frekvencia tartomány

20 Hz – 20 kHz

20 Hz – 50 kHz

Lemez kapacitása

700 MByte

7,95 GByte

Sztereo

Igen

Igen

Surround hangzás

Nincs

Igen

SACD technológiaAz oldalsó képen látható a technológia lényege: az SACD lézere sokkal finomabb réteget is képes olvasni, mint az audio-CD elég gyenge felbontású hagyományos optikai olvasója.

(Kép forrása: http://en.wikipedia.org/wiki/Super_Audio_CD)

Bár az SACD soha nem volt képes betörni a piacra, ennek ellenére viszonylag nagyobb példányszámot adtak el pár lemezből. Például a Pink Floyd: The Dark Side of the Moon

)

 Pink Floyd: Dark side of the Moon

(Kép eredetije: https://www.amazon.com/floyd-album-psychedelic-classic-poster/dp/b00te9t1ik)

 

 


CD-ROM, avagy adat-CD

Ezt a típust is a jól ismert Sony-Philips páros fejlesztette ki. Hivatalos kiadványa az 1985-ös „Sárga Könyv”. Eredetileg a számítógépes programok, kiadványok elsődleges adathordozójának használták, de az elterjesztése során eleinte még gyakori volt, hogy a friss adat-CD-ket hibridként üzemeltették és egyes részeit le lehetett játszani audió-CD-ként is.

A CD-ROM meghajtók egyik legfontosabb ismertetőjele a sebességük. Az alapértelmezett sebesség (1-szeres) a zenei CD-nek megfelelő 150 KB/s (500 fordulat percenként = RPM). A 12-szeres sebességet 1997-ben kezdték elérni a meghajtók. Ám a 12-szeres sebesség felett komoly probléma lépett fel: vibráció és felesleges felhevülés. Innentől a gyártók komolyabb pénzeket öltek bele a probléma megoldásába. A probléma megoldására több ötlet is született: egyrészt a mai (2013-as) meghajtók átlagos sebessége 24-szeres és 52-szeres közötti, amit csak a nagyobb adattömegek átvitele során lehet elérni. A hibák és a meghajtómotor csendes üzemmódjának elérése érdekében gyakori, hogy a maghajtó automatikusan csökkenti az olvasási sebességet, illetve sérült média esetén gyakori, hogy az operációs rendszer is kijelzi a hibát.


Video-CD (VCD)Video-CD

Ez volt a legelső komoly optikai filmformátum. Sokan (köztük én is) filmeket tartottak rajta. Általában egy mozifilm 1-2 lemezre fért rá. Bár a VCD-k számára volt önálló lejátszó, de ez nem tudott igazán piacvezető szerepre törni, mivel pár év múlva átvették az uralmat a DVD-lejátszók. Amúgy a VCD-szabványt a 1993-ban publikálták a „Fehér Könyv”-ben a kifejlesztők: Sony, Philips, JVC és a Matsushita (ez utóbbi világszerte ismert neve: Panasonic). Általánosságban érvényes, hogy a VCD minősége megfelel a hagyományos VHS-kazettának. Egyes kódolási eljárásnak „köszönhetően” gyakori volt az is, hogy a minőség még a sima VHS-t sem érte el. Két lehetséges felbontás volt: a 352*240-est azért választották, mert az éppen fele volt (mind vízszintesen, mind függőlegesen) az NTSC videónak; míg a másik 352*288-as felbontás éppen negyede volt a PAL/SECAM rendszerének. Ez nagyjából megfelel az analóg VHS-minőségnek, bár függőlegesen magasabb a felbontás, viszont vízszintesen sokkal kisebb. Videó-kódolás: MPEG-1, audió-kodek: MPEG-I Audio Layer II (bitráta: 224 kbit/s).


SVCDSuper Video CD (SVCD)

Az előző formátum továbbfejlesztése, melynek megszületése leginkább a Video-CD sikerének köszönhető. Adattárolási mennyisége: 800 Mbyte, vagy 80 percnyi zene. Egy lemez 35 percnyi jó minőségű audió- és videóanyagot tartalmazhat, de mivel ez túl kicsinek bizonyult, ezért a gyakorlatban a bitráta csökkentésével ezt jócskán meghaladó időtartamot is rá tudtak venni 1-1 lemezre. Videó-kódolás: MPEG-II. Felbontás NTSC alatt: 480*480 (29.97-es kép/s), míg PAL/SECAM alatt: 480*576 (25 kép/s). Kép méretaránya: 4:3. Audio-kodek: MPEG-I Audio Layer-II. (frekvencia: 44,1 kHz). Összességében az SVCD felbontása a DVD-nek 2/3-a volt és kb. 2,7-szerese a VCD-nek.

 

 


 

Fotó-CDPhoto-CD

A szabványt 1992-ben adta ki a Kodak cég a Bézs Könyvben. Az eredeti terv szerint 100 (akkori) kiváló minőségű fényképet lehetett rajtuk tárolni. Specifikációk:

Leírás

Felbontás
(pixel*pixel)

Felbontás
(Megapixel)

Méret
(MByte)

Átlagos használat

Alap/16

128*192

'0,025

0,07

Indexkép

Alap/4

256*384

'0,098

0,28

Webes képek

Alap

512*768

'0,393

1,13

Monitor, web, TV

4*Alap

1024*1536

'1,573

4,5

HDTV képernyő

16*Alap

2048*3072

'6,291

18

Kb. 20*30-as nyomtatási méret

64*Alap

4096*6144

'25,166

72

Profi nyomtatás

A Photo-CD egyik variánsa volt a Kodak Photo-CD, amely 25 darab (akkori) csúcsfelbontású képet tartalmaz, melyek felbontása: 6144*4096 képpont.


Cd-RÍrható CD

Ez a lemeztípus méretileg megegyezik a hagyományos CD-ROM-mal, de tartalmaznak egy előre felvitt (üres) spirált. Kifejlesztő: Sony-Philips páros. Publikálás: 1988, Narancs Könyv. Eredeti neve: Write Once Read Many (WORM = Egyszer írható sokszor olvasható). Az eredeti CD-R csak egyetlen menetben volt írható, így ha az írás (bármilyen kicsi része) egyszer megtörtént, a lemezt ez már írhatatlanná tette, bár olvasni igen sokszor lehetett. Hamarosan kifejlesztettek olyan CD-írókat is, amelyek az egyszer már írt, de nem lezárt lemezeket képesek voltak továbbírni egy új menetben (session), így nem kellett egy-egy CD-nyi tartalmat összegyűjteni ahhoz, hogy valaki ki tudja írni az anyagot. Megjelenésekor a CD-írók igen drágák voltak és a beleillő lemezeket is meglehetősen borsos áron mérték. Ahogy a média népszerűbb lett, úgy lettek az író és a lemezek is egyre olcsóbbak. Eredetileg az Egyesült Államokban kettéválasztották a piacot zenei CD-R-re és adat-CD-re, de később ez a kettéosztás megszűnt és egyetlen piac alakult ki.

Íráskor fontos, hogy a zenei CD-ket a lehető legkisebb sebességgel írjuk meg, mivel csak így képesek a hagyományos (illetve a kényes) lejátszók befogadni őket. Ellenben az adat-CD-k esetén nem kell önmérséklet, mivel ott tetszőleges sebességgel lehet „pörkölni”. Még egy megjegyzés: a gyártók a lemez írható oldalára egy fotóérzékeny festékrétegek visznek fel, amely kicsit megváltoztatja a színét, ha már van alatt megírt adat. Kár, hogy ezt nem minden gyártó teszi meg, mert a szolgáltatás egész jó!

Bár a CD-R felvételek célja, hogy tartósak legyenek, de ez a gyakorlatban sajnos nem valósul meg mindig, mivel az idők során a lemezolvasók nem kapják vissza a megfelelő jeleket és a hibajavító jelek is kopnak, így eme hatások együttesen óhatatlanul is adatvesztést okoznak. Bár az eredeti tervezés szerint a lemezek élettartama 20-100 év, de a gyakorlatban ez lerövidülhet 2-10 évre is!


CD-RWÚjraírható CD (CD-RW)

 

Amíg a gyári CD egyetlen előre felvett réteget tartalmaz a polikarbonát felületén, addig a CD-RW felvételi rétege egy fázisváltó felületből áll, ami leggyakrabban egy speciális AgInSbTe-ötvözet (ezüst, indium, antimon és tellúr). Az írókban használt infravörös lézersugár szelektíven használja a hőt és az olvadást, mivel 400 OC-nál az addig kristályos felvételi réteg megolvad amorf állapotban és a beleírt információk akkor kerülnek rögzítésre, amikor a lemez újra lehűl.

A CD-RW lemezek írható méretei általában megegyeznek a CD-R lemezekével, tehát itt is 650-700MB a két leggyakoribb méret. Elméletileg a CD-RW lemezeket kb. 1000-szer lehet törölni, de a gyakorlatban ez a mennyiség jóval alacsonyabb, mivel 20-100 törlés után az amorf réteg már nem képes többé szabályos újra-kristályosodásra. Ráadásként a CD-RW írók képesek a régi típusú CD-R lemezek írására is, de természetesen képesek olvasni mindkét fajtát. Nagyon fontos különbség a két típus között az, hogy az RW-k nem alkalmasak hosszú távú tárolásra, hanem csak ideiglenes, pár heti-havi adattárolásra. Bár az általuk tárolt információ elméleti megőrzési (idő)határa több év, akár egy évtized is, de ez a gyakorlatban 6-18 hónap.

Bár a CD-RW lemezek a gyakorlatban szinte mindent képesek tárolni, amit elődeik, de ennek ellenére előfordulhat, hogy a kényesebb zenei CD-játszók nem képesek lejátszani a CD-RW-re írt zenét, illetve a korai számítógépek lejátszóinak is időnként gondot okozhatnak a CD-RW-re írt tartalmak.

Fontos megjegyzés, hogy a CD-RW-k, illetve a DVD-RW-k fénykorának az igen olcsón elérhető PenDrive-ok feltűnése vetett véget.


Optikai adattárolók – DVDDVD logo

Rövidítés eredetije: Digital Versatile Disc, illetve Digital Video Disc. Kifejlesztők: Sony és Philips 1995-ben. Optikai adattároló, melyet főleg filmek, illetve nagyobb mennyiségű adat tárolására használnak. Mérete megegyezik a CD-vel, de adatmennyiséget tekintve 6-7-szer több fér rá.

Az eredeti (csak olvasható) DVD-ROM-nak számos különböző variánsa született:

  • DVD-R, DVD+R (egyszer írhatóak)

  • DVD-RW, DVD+RW (újraírható)

  • DVD-RAM (külső memóriaként is használható – eltűnt a piacról)

  • DVD-Audio (jó minőségű zene)

CD vs DVD

(Kép eredetije: https://www.bzuscience.com/2020/03/difference-between-cd-and-dvd.html)

Történet

1993-ban két különböző cégcsoport fejlesztett két nagy felbontású optikai adattárolót, amely a CD utódjává válhat. Az egyik volt a MultiMedia Compact Disc (MMCD másképp CDi) a Sony-Philips együttműködésben, míg a Super Density lemez (SD) a Toshiba, Time Warner, Matsushita Electric, Hitachi, Mitsubishi Electric, Pioneer, Thompson és a JVC együttműködésében. Az SD-tábor felé közeledett a nagy IBM is, mely számítógépeiben akarta használni ezt az új fájlrendszert – főleg adattárolásra. Azonban az IBM Almaden Kutatóközpontja biztonságképpen együttműködést kezdeményezett az MMCD-csoporttal is egyszerű elővigyázatosságból, mivel az 1980-as évek elején igen komoly pénzeket emésztett fel a VHS és a Betamax közötti videószalag-formátumok háborúja.

Az Apple, Microsoft, Dell, Sun és több kisebb cég által megalapított Technical Working Group (TWG) azonban megállapodott, hogy mindkét formátumot bojkottálják mindaddig, amíg a két tábor nem áll elő egy egységes formátummal. Lou Gerstner, az IBM akkori elnöke tudomásul vette az ultimátumot. Végül a több számítógépes cég megegyezett a végső DVD-nek nevezett formátumban. A TWG is együttműködött a formátum végső formátumának kifejlesztésében az optikai adattároló technológiai szövetséggel (Optical Storage Technology Association = OSTA), melynek hatására megszületett az ISO-13346-os formátum (másképpen Universal Disc Format = UDF), amit a DVD-kben használnak.

VHS vs Betamax

(Kép eredetije: https://www.netquest.com/blog/en/blog/en/legendary-products-vhs-vs-beta)

1995 decemberében jött létre a végleges DVD-formátum, amely 4,7 Gbyte adat tárolására volt képes filmként, illetve adatként is. A formátumot Japánban a Toshiba dobta piacra 1996 novemberében, míg az USA 1997 márciusában jött, majd 1998 októberében jött Európában, végül 1999 februárjában jött Ausztrália. 1997 májusában a DVD Comsortiumot a DVD Forum váltotta fel, amely minden cég számára nyitott. A technológiai újítás bár nem gyorsan, de átvette a piacvezető szerepet, például az USA áruházaiban 2003 júniusában adtak el először több DVD-t, mint hagyományos VHS-kazettát.

A különböző al-formátumok előírásait a DVD Forum több könyvben publikálta: DVD-ROM könyv, DVD-Audio könyv, DVD-Video könyv, DVD-R könyv, DVD-RW könyv, DVD-RAM könyv, DVD-AR könyv, DVD-VR könyv, stb. A mechanikai, fizikai és optikai jellemzők ingyenesen letölthetők a szabvány honlapjáról:

http://standards.iso.org/ittf/PubliclyAvailableStandards/index.html.

Később a DVD-RW szövetség is nyilvánosságra hozta saját formátumait: DVD+R, DVD+R DL, DVD-RW és DVD-RW DL.


DVD méretek

(SS = Single Side; DS = Double Side; SL = Single Layer; DL = Double Layer)

Jel

Oldal

Összes réteg

Átmérő

Kapacitás

(GByte)

(cm)

DVD-1

SS SL

1

1

8

1.46

DVD-2

SS DL

1

2

8

2.66

DVD-3

DS SL

2

2

8

2.92

DVD-4

DS DL

2

4

8

5.32

DVD-5

SS SL

1

1

12

4.70

DVD-9

SS DL

1

2

12

8.54

DVD-10

DS SL

2

2

12

9.40

DVD-14

DS DL/SL

2

3

12

13.24

DVD-18

DS DL

2

4

12

17.08

Érdekes, de a 12 cm-es átmérőjű lemez sokkal nagyobb sikert aratott, mint a 8 cm-es átmérőjű. A piaci gyakorlatban a mini-DVD alig kap pár százalékot. A két vezető formátum a DVD-5 és a DVD-9. Kezdetben a piacra dobott filmek DVD-5-ös formátumban jelentek meg, majd később jöttek csak be a DVD-9-es filmek.

 

(Újra)írható lemezek

Jel

Oldal

Összes réteg

Átmérő

Kapacitás

(GByte)

(cm)

DVD-R

SS SL (1.0)

1

1

12

3.95

DVD-R

SS SL (2.0)

1

1

12

4.70

DVD-RW

SS SL

1

1

12

4.70

DVD+R

SS SL

1

1

12

4.70

DVD+RW

SS SL

1

1

12

4.70

DVD-R

DS DL

2

2

12

9.40

DVD-RW

DS DL

2

2

12

9.40

DVD+R

DS DL

2

2

12

9.40

DVD+RW

DS DL

2

2

12

9.40

DVD-RAM

SS SL

1

1

8

1.46

DVD-RAM

DS DL

2

2

8

2.65

DVD-RAM

SS SL (1.0)

1

1

12

2.58

DVD-RAM

SS SL (2.0)

1

1

12

4.70

DVD-RAM

DS DL (1.0)

2

2

12

5.16

DVD-RAM

DS DL (2.0)

2

2

12

9.40

A cikk első verziójának írásakor (2013-ban) teljesen hétköznapivá váltak a DVD-(újra)írók, de a kétrétegű (DL-es) írók még viszonylag drágák. Hasonló a helyzet a lemezek árával is. A 2016-os felújításkor az asztali gépek többségében van DVD-RW, ami általában DL-t is tud, de ez már nem általános. 2018-ban írtam újra a cikket. Ekkorra az optikai tárolók egyeduralma nemcsak megtört, hanem egyre inkább kivesznek a forgalomból. Az asztali gépekben is már alig fordult elő optikai egység, a hordozható formátumúakban pedig egyenesen ritkaságszámba megy! (Megjegyzés: a BR gyakorlatilag nincs jelen a PC-kben, akár a DVD-RAM formátum, ami kiveszett!) Újabb frissítés 2022. januárjában történt. Ekkorra a gépekből gyakorlatilag kiveszett az optikai egység, bár érdekességképpen még kérhető. Tehát bebizonyosodott, hogy ez a fejlesztés is befejeződött!


Technológia

A DVD 650 nm hullámhosszú lézerfényt használ szemben a CD 780 nm-ével. Ez kisebb mélyedések korrekt olvasását teszi lehetővé az adathordozó felszínéről. Összehasonlításképpen a Blu-ray 405 nm-es fényt használ, így lehet ott 50 GB-ot tárolni. A legelső DVD-írók írási sebessége csak 1-szeres volt, ami 1350 KB/s-ot jelentett; ezt azonban gyorsan sikerült növelni. Emlékeztetőképpen a CD-k 1-szeres sebessége 150 KB/s volt, ami kb. 9-szer lassabb volt.

 

Írható és újraírható DVD-k: az újabb háború

Az egyszer írható DVD neve: DVD-R (Recordable), míg az újraírható DVD-RW (ReWritable), akár csak a CD-korszakban. A különbség mindössze annyi, hogy a DVD-k esetén létezik egy DVD+R formátum is, ami különbözik a DVD-R-től.

A DVD-R formátumot a Pioneer fejlesztette ki 1997-ben a DVD-Fórummal együtt. A régebbi asztali DVD-játszók sajnos nem ismerték fel ezt a típust, mivel főleg a DVD+R-t ismerték. Hasonló kettősség jelent meg az újraírható lemezeknél is, bár ott a viszonylag koránt megjelent DVD-RW-t csak 1-2 év múlva követte a boltok polcán a DVD+RW. Ezt a kettős formátumot először a számítógépbe épített DVD-írók oldották fel, amik mindkét típust simán tudták írni. További fejleményként megjelentek a „Super Multi” írók is, amelyek immár mindkét formátumot támogatták és így a DVD±R (kiejtés: plusz-mínusz) jelzést kapták.

A formátumot a Pioneer fejlesztette tovább 2005-ban, amikor piacra dobta a kétrétegű (Dual Layer) típust, ami immáron 9 GB adatot tudott tárolni. (DVD-R DL).

A DVD+R típust a Philips és a Sony fejlesztette ki 2002 közepén és mivel a korai játszók ezt a típust preferálták, ezért jelentős üzleti sikert értek el, bár időben a mínuszos változat után dobták piacra.

 

Lemez típusa

Adat-szektor

Byte-ok

GB

DVD-R (egyrétegű)

2298496

4707319808

4,7

DVD+R (egyrétegű)

2295104

4700372992

4,7

DVD-R (kétrétegű)

4171712

8543666176

8,5

DVD+R (kétrétegű)

4173824

8547991552

8,5

DVD

(Kép eredetije: http://www.burnworld.com/howto/articles/intro-to-dual-layer.htm)

A formátum következő fejlesztése 2003 októberében történt, amikor a Pioneer és a Mitsubishi a kétrétegű verziót is piacra dobta. (DVD+R DL) Ez immáron 8.5 GB adatot tartalmazott. Tény, hogy a DL-es lemezek írási sebessége kisebb, mint az egyrétegű elődeié, mivel csak egy kis átmenet van a két réteg között. A technika amúgy azon alapul, mint ezt a fenti ábra is mutatja, hogy az egyik réteg félig áteresztő és így látszik az alsó réteg is. Az egyes lemezrétegek lejátszása elméletileg szünetmentes, de néha, egyes lejátszóknál előfordul, hogy a két réteg lejátszása között van 1-2 másodpercnyi szünet.


DVD Videó

Ez a klasszikus felhasználási területe a DVD-nek, mivel pl. az USA területén már alig 6 évvel piacra dobása után, már 2003 júniusára átvette a vezetést a hagyományos VHS-szalagoktól. 2008 utánra tehető a VHS-platform szinte teljes veresége, mivel egyre kevesebb filmet adnak ki mindkét formátumban. Az eredeti cikk írásakor, 2013-ban gyakorlatilag eltűnt az áruházak polcairól a VHS-kazetta, viszont annál több a DVD-lemez és egyre több a BR is. 2016-ra gyakorlatilag technológiai érdekességgé halványult a VHS, az áruházak polcai roskadoznak az egyre olcsóbb DVD-ktől, viszont a BR nem igazán nyert piacot, bár a lejátszó egyre elérhetőbb. Az optikai adattárolók egyértelműen megszenvedték a pendrive-ok rohamos olcsóbbodását és méretük ugrásszerű növekedését.  További mélyütést jelentett a legális online streaming-szolgáltatók (pl.: HBO Go, Netflix, Hulu, stb.) ugrásszerű megjelenése. Az újabb verzió 2020-ban íródott: mostanra a VHS kihalt, de a DVD és a BR is csak szenved. A következő frissítéskor 2022. januárjában CD csak elvétve akad, DVD még van, de már alig. BR gyakorlatilag kihalt. Maga az optikai adattárolás nagyon erősen visszaszorult.

A kezdeti igen borsos árat hamarosan felváltotta a teljesen elérhető, megfizethető ár, melyen után a filmek illegális letöltése is csökkent. A kiadók ezek szerint rájöttek, hogy érdemes megfizethető áron piacra dobni a filmeket és így többen veszik ment, mintha drágán adnák a lemezeket. 2010 után megfigyelhető volt az online forgalmazás is, mivel egyre többen nem veszik meg a filmeket, hanem egyszerűen letöltik. Ez egyrészt legális, másrészt a forgalom nagy része hazánkban illegális (torrent és egyéb adatmegosztók segítségével). Ezen a törvénytelen helyzeten segített a streaming-szolgáltatók elterjedése, akik elérhető áron adtak jó minőségű filmeket.

Habár a DVD maga számos képformátumot támogat, de a felhasználók leginkább a 4:3-as, illetve a 16:9-es arányú felbontást (MPEG-2 tömörítéssel) használják leginkább az otthoni tévézéskor. Lehetséges kép-formátumok: 720/704*480 (NTSC), illetve 720/704*576 (PAL). Hangzásban minden tekintetben a sztereó hangzás az alapkövetelmény, de gyakorlatilag még a legolcsóbb rendszerek is támogatják az 5.1-es hangzást. Lehetségesek még a Dolby Digital (AC-3) vagy a Digital Theater Sound (DTS) formátumok is. Mintavételezési frekvencia 16 biten 48 kHz, míg 24 biten 96 kHz. Csúcsminőségű rendszereknél előfordul a Surround Sound, illetve az MPEG-1 Layer 2 és/vagy az LPCM Stereophonic hangzás támogatása is. A felhasználók kényelme érdekében a DVD Videó formátum támogatja a lemezek kódolt menük, választható feliratfájlok, illetve hangsávok választását is.

A különböző gyártók (és filmforgalmazók) a teljes világot felosztották 6 különböző régióra. Így elérhető vált, hogy az egyes régiókban külön-külön piac jöjjön létre. Ráadásul megoldották azt is, hogy az egyes régiók csak a saját kódolású filmeket tudják lejátszani. A legtöbb asztali DVD-játszónál eleinte pár alkalommal átállítható a régiókód, de az utolsó átállítás előtt a lejátszó figyelmeztetni szokott, hogy innentől már végleges lesz a kódolása.

Érdekes, hogy a számítógépes lejátszók esetén ez a felosztás már koránt sem olyan éles, mivel ott a legtöbb lemez 0-s kódú, azaz szabadon lejátszható bárhol.

DVD regions

(Kép eredetije: http://en.wikipedia.org/wiki/DVD_region_code)

0-ás régió: régiófüggetlen kiadványok, bárhol lejátszhatóak.

1-es régió: Kanada, USA, Bermuda, USA külterületek

2-es régió: Európa (kivéve: Oroszország, Ukrajna és Fehéroroszország), Közel-Kelet, Egyiptom, Japán, Dél-Afrika, Sváziföld, Lesotho, Francia külterületek, Grönland

3-as régió: Dél-Kelet Ázsia, Dél-Korea, Taiwan, Makaó

4-es régió: Mexikó, Közép- és Dél-Amerika, Karibi térség, Ausztrália, Új-Zéland, Óceánia

5-ös régió: Ukrajna, Fehéroroszország, Oroszország, Afrika (a fentiek kivételével), Közép- és Dél-Ázsia, Mongólia, Észak-Korea

6-os régió: Kína, Hong Kong.

7-es régió: Későbbi felhasználásra fenntartva.

8-as régió: Nemzetközi területek, pl.: repülők, hajók, stb.

 

Érdekes, hogy a DVD-játszók és felvevők többsége nem csupán a DVD Video formátumot támogatja, hanem a DVD±R(W), DVD±RW DL, DVD-RAM lemezeket is; valamint a következő kép- és hangformátumokat: MP3, WMA, SVCD, JPEG, PNG, SVG, MPEG-4 (DivX/Xvid). 2009-ben jelent meg már az olcsóbb lejátszókon is az USB-bemenet, így már nem kell használni mindenképpen a lemezeket, hanem a (min. 2.0-ás) PenDrive-ok is előtérbe kerültek. A videójátékok (konzolok) piacán is komoly előrelépés történt, mivel a DVD-lejátszást támogatja a (Sony) PS2 és 3, (MS) Xbox360, (Nintendo) Wii.

A folytatás 2020-ban egyértelmű: az optikai tárolóknak befellegzett, gyakorlatilag pár éven belül a piac tört részét (pár százalékot) fogják csak megtartani. Helyettük eleinte a PenDrive-ok váltak népszerűvé, amit gyorsan átvett az egyre olcsóbbá és elérhetőbbé váló felhő alapú tárolóhelyek és az online streaming-szolgáltatások. A tendencia további erősödése figyelhető meg 2022-ben, amikorra egyértelmű lett az optikai adattárolók hanyatlása, valamint a pendrive-ok háttérbe szorulása, viszont  a felhő-tárolók, illetve a streaming-szolgáltatók soha nem látott módon erősödtek.

Folytatás: Blu-Ray Diszk!


Felhasznált irodalom:

 

© TFeri.hu, 2013.

Felújítva: 2016, 2018. okt., 2019.jan., 2020.aug.és 2022.jan.