Informacje ogólne:
Kupuj¹c czyst¹
p³ytê CD-R, ma³o kto zdaje sobie sprawê, jak wyrafinowane technologie
musia³y byæ u¿yte do jej produkcji. Jeszcze bardziej zaawansowane techniki
potrzebne s¹ do wytwarzania coraz popularniejszych kr¹¿ków DVD-R/RW i
DVD+R/RW - procesy technologiczne s¹ w tym przypadku tak z³o¿one, ¿e do
dziœ z ich opanowaniem nie poradzi³o sobie wiele dalekowschodnich wytwórni.
Myli³by siê jednak ten, kto by s¹dzi³, ¿e wiedza o szczegó³ach zwi¹zanych z
budow¹ i sposobem produkcji czystych p³yt potrzebna jest wy³¹cznie
specjalistom pracuj¹cym w t³oczniach. Okazuje siê bowiem, ¿e technologia
wykonania czystych noœników ma zasadniczy wp³yw na wygodê nagrywania danych
oraz trwa³oœæ zgromadzonych tam informacji.
Barwniki i
p³yta CD-R
Kolor p³yty CD-R jest powi¹zany z kolorem barwnika, który by³ u¿yty w warstwie modyfikowalnej. Kolor tej warstwy zmienia siê po
dodaniu warstwy odbijaj¹cej. Niektóre p³yty po dodaniu tej warstwy zmieniaj¹ swój kolor na zielony, inne na niebieski a jeszcze inne na ¿ó³ty,
z³oty lub czarny. Kolory spodów noœników nie maj¹ wiêkszego znaczenia przy ich odczycie przez nowej generacji nagrywarki i napêdy CD-ROM.
W wyniku kombinacji metalicznej warstwy odbijaj¹cej i warstwy barwnej powstaj¹ ró¿ne odcienie powierzchni odczytywanej przez laser. Wspó³czesne
p³yty wystêpuj¹ w trzech kolorach, które s¹ efektem stosowania barwników o nazwach: cyjanina (b³êkitny), ftalocyjanina (bezbarwny) i azocyjanina (ciemnoniebieski).
Warstwa odbijaj¹ca mo¿e mieæ kolor z³oty lub srebrny. Jeœli na z³ot¹ powierzchniê odbijaj¹c¹ zostanie na³o¿ona cyjanina, p³yta bêdzie mia³a kolor ciemnozielony. Kombinacja
cyjaniny ze srebrn¹ warstw¹ metaliczn¹ da w efekcie jasnoniebiesk¹ barwê z lekkim odcieniem zieleni. Je¿eli warstwa odbijaj¹ca zostanie pokryta bezbarwn¹ ftalocyjanin¹, p³yta
CD-R uzyska srebrn¹ lub z³ot¹ barwê.
Podczas zapisu laser nagrywarki
oœwietla przez krótk¹ chwilê wybrane punkty p³yty, co powoduje ich ogrzanie
i prowadzi do nieodwracalnej zmiany stanu barwnika - wypalenia. Pierwotnie
przezroczysty dla œwiat³a u¿ywanego w napêdach CD o d³ugoœci fali 780 nm
zwi¹zek chemiczny ciemnieje, dziêki czemu na p³ycie powstaje seria obszarów
jasnych i ciemnych. Podczas odtwarzania danych z nagranego noœnika znacznie
s³abszy promieñ lasera odczytuj¹cego rozprasza siê na zaciemnionych
obszarach, bez przeszkód natomiast pokonuje punkty, gdzie barwnik pozostaje
w swej pierwotnej, jasnej postaci. Œwiat³o odbija siê od warstwy srebra i
powraca do fotodetektora, który interpretuje zmiany jego intensywnoœci jako
zera i jedynki.
Tajemnice spiralnej œcie¿ki
Opisuj¹c sposób zapisywania p³yty CD-R, pominêliœmy dwie wa¿ne kwestie: w
jaki sposób promieñ lasera zapisuj¹cego jest prowadzony po powierzchni
czystego noœnika i jak nagrywarka powinna regulowaæ prêdkoœæ wirowania
dysku. Podczas normalnej pracy przy odczycie kr¹¿ków zawieraj¹cych ju¿ dane
sprawa jest prosta - laser œledzi spiraln¹ œcie¿kê reprezentuj¹c¹ kolejne
zera i jedynki. Na podstawie szybkoœci zmian miêdzy obszarami jasnymi i
ciemnymi mo¿na te¿ ustaliæ prêdkoœæ, z jak¹ obraca siê p³yta, i w razie
potrzeby wprowadziæ odpowiednie korekty.
Podczas zapisu na p³ycie brakuje jednak obszarów ró¿nie odbijaj¹cych
œwiat³o, gdy¿ ich utworzenie jest w³aœnie celem nagrywania. Problem ten
rozwi¹zano, t³ocz¹c na poliwêglanowym kr¹¿ku CD-R spiraln¹ œcie¿kê o nieco
wiêkszej szerokoœci od œcie¿ki spotykanej na zwyk³ych p³ytach CD-ROM.
Dziêki temu podczas nagrywania wystarczy kontrolowaæ promieñ lasera
zapisuj¹cego, tak aby nie opuœci³ on wyznaczonego "koryta", a otrzymamy
idealnie nawiniêt¹ seriê jasnych i ciemnych punktów - pitów i landów. Aby
rozwi¹zaæ nasz drugi problem, czyli ustaliæ, z jak¹ prêdkoœci¹ wiruje
nagrywana p³yta, œcie¿ka prowadz¹ca jest dodatkowo pofalowana. Mówi¹c
najproœciej, wyt³oczona na czystej p³ycie œcie¿ka przypomina nieco rzekê,
która p³yn¹c, skrêca raz w lewo, a raz w prawo. Poniewa¿ szybkoœæ zmian
wymiarów rowka jest œciœle okreœlona, analizuj¹c podczas zapisu fazê
odbitego od p³yty œwiat³a, mo¿na obliczyæ, jak szybko obraca siê noœnik nad
laserem. Na podstawie tych informacji zmienia siê moc lasera albo reguluje
szybkoϾ wirowania dysku.
P³yty wielokrotnego u¿ytku
Barwniki organiczne zmieniaj¹ce kolor pod wp³ywem temperatury doskonale
sprawdzaj¹ siê w przypadku p³yt jednokrotnego zapisu. Wytworzenie noœnika
typu RW, czyli kr¹¿ka wielorazowego zapisu, wymaga u¿ycia zupe³nie innych
materia³ów. Warstwa barwnika musi byæ zast¹piona substancj¹, która mo¿e
wielokrotnie zmieniaæ stopieñ przepuszczalnoœci œwiat³a. Funkcjê tê pe³ni
mieszanina metali, w sk³ad której wchodz¹ srebro, ind, antymon i tellur.
DVD
Bardzo ju¿ popularne nagrywalne kr¹¿ki DVD pod pewnymi
wzglêdami przypominaj¹ p³yty CD-R i CD-RW. Dyski DVD jednokrotnego zapisu
zawieraj¹ warstwê mieszaniny ró¿nych barwników organicznych, która pe³ni
podobn¹ rolê jak na noœnikach CD. Oczywiœcie, barwniki te s¹ odpowiednio
"dostrojone" do œwiat³a laserowego o d³ugoœci fali 650 nm, jakie stosowane
jest w technologii DVD, co nadaje p³ytom charakterystyczny fioletowy kolor.
Powa¿n¹ zmian¹ jest natomiast znacznie lepsze zabezpieczenie warstwy
przechowuj¹cej dane przed nieumyœlnymi uszkodzeniami i wp³ywem œrodowiska.
W przypadku noœników CD-R i CD-RW pow³oka barwnika lub mieszanina metali
znajduje siê niemal na samej powierzchni p³yty, a przed zniszczeniem chroni
j¹ wy³¹cznie cieniutki lakier. W rezultacie nawet u¿ycie do opisania p³yty
d³ugopisu z tward¹ koñcówk¹ mo¿e doprowadziæ do zniszczenia kr¹¿ka.
Na p³ytach DVD dane s¹ zawsze oddzielone od œrodowiska grub¹ warstw¹
plastiku. Okazuje siê, ¿e ka¿da p³yta DVD powstaje w wyniku sklejenia ze
sob¹ dwóch poliwêglanowych kr¹¿ków, a warstwa danych umieszczana jest
pomiêdzy nimi. Mówi¹c inaczej, dysk DVD mo¿na porównaæ do p³yty
kompaktowej, do której doklejono dodatkow¹ warstwê poliwêglanu po stronie
napisów. Dziêki temu zabiegowi informacje na "gêstych kr¹¿kach" s¹ znacznie
lepiej chronione przed zniszczeniem ni¿ w przypadku p³yt CD, a górna
(kolorowa) strona p³yt DVD--R/RW lub DVD+R/RW okazuje siê wyj¹tkowo odporna
na wszelkie uszkodzenia.
Rowek podzielony na sektory
Na potrzeby zapisywalnych p³yt DVD opracowano równie¿ ulepszony sposób
prowadzenia lasera nagrywaj¹cego po powierzchni czystych dysków. Podstawowa
idea nie uleg³a co prawda zmianie i ka¿dy pusty noœnik DVD zawiera
fabrycznie wyt³oczon¹ œcie¿kê prowadz¹c¹, lecz gdy przyjrzymy siê bli¿ej
sposobowi jej "falowania", dostrze¿emy pewne znacz¹ce ró¿nice dziel¹ce
noœniki kompaktowe i kr¹¿ki DVD. Co wiêcej, to w³aœnie sposób t³oczenia
spirali stanowi jeden z podstawowych elementów odró¿niaj¹cych konkurencyjne
standardy DVD-R/RW i DVD+R/RW.
"Plusy" zawieraj¹ zawsze rowek, którego zafalowania maj¹ du¿¹ czêstotliwoœæ
i nios¹ w sobie informacje o adresie ka¿dego sektora na p³ycie. W efekcie
nagrywarka jest w stanie dok³adnie odszukaæ dowolny obszar noœnika jeszcze
przed jego nagraniem. W systemie DVD-R/RW rola œcie¿ki prowadz¹cej jest
znacznie mniejsza. Pozwala ona ogniskowaæ laser w odpowiednim miejscu i
s³u¿y do generacji sygna³ów zegarowych umo¿liwiaj¹cych m.in. synchronizacjê
obrotów p³yty, lecz nie niesie w sobie pe³nej informacji o adresach
sektorów. Zamiast tego w pewnej odleg³oœci od siebie umieszczane s¹ tzw.
pre-pity (patrz: rysunek na pierwszej stronie), czyli wyt³oczenia
przegradzaj¹ce ci¹gn¹cy siê rowek na krótsze fragmenty. Niestety, technika
ta pozwala na adresowanie tylko ca³ych bloków, a nie pojedynczych sektorów,
jak ma to miejsce w przypadku urz¹dzeñ DVD+RW.
P³yty BLU-RAY
Ten nowy typ noœnika pozwala na zapisanie 25 GB danych na p³ytach jednowarstwowych. W u¿ytku s¹ równie¿ p³yty dwuwarstwowe o pojemnoœci 50 GB. Istniej¹ p³yty czterowarstwowe mieszcz¹ce do 100 GB oraz oœmiowarstwowe, na których mo¿na zapisaæ 200 GB informacji.
Pioneer opatentowa³ p³ytê szesnastowarstwow¹, która mieœci do 400 GB danych. Do zapisywania na tym noœniku jest u¿ywany niebieski laser (w nagrywarkach DVD u¿ywany jest laser czerwony).
Podstawow¹ ró¿nic¹ pomiêdzy tymi laserami jest d³ugoœæ fali – czerwony ma 650 albo 635 nm (nanometrów), podczas gdy niebieski tylko 405 nm. Mniejsza d³ugoœæ fali pozwala na zmniejszenie rozmiaru pitów, a co za tym idzie daje to mo¿liwoœæ gêstszego zapisywania danych na jednostce powierzchni noœnika.
Dysk Blu-ray ma dwie warstwy: pierwsza o gruboœci 1,1 mm, druga – zapisywalna – o gruboœci 0,1 mm. Minimalna d³ugoœæ wg³êbienia wynosi 0,15 µm. Przerwa miêdzy œcie¿kami to 0,32 µm, a œrednica plamki lasera wynosi 0,48 µm. BD-ROM wymagaj¹ specjalnej, mocnej warstwy ochronnej dla œcie¿ki zapisu, która le¿y na g³êbokoœci zaledwie 0,1 mm.
Na wyprodukowanie jednej p³yty potrzeba 10 sekund.
Istniej¹ wersje BD-ROM (Read Only Memory), BD-R (Recordable) i BD-RE (REwritable, do 1000 zapisów)
Na kr¹¿kach Blu-ray obraz filmów mo¿na zapisywaæ w trzech formatach kompresji. Tradycyjny MPEG-2 oferuje niski stopieñ kompresji, ale zapewnia bardzo dobr¹ jakoœæ obrazu. MPEG-4 AVC gwarantuje porównywaln¹ jakoœæ obrazu przy dwukrotnie wy¿szej kompresji. Microsoft promuje format VC-1, znany wczeœniej, jako Windows Media 9. DŸwiêk mo¿e zostaæ zakodowany z u¿yciem jednego z obowi¹zkowych kodeków DTS, Dolby Digital i LPCM. Do kodeków opcjonalnych nale¿¹: Dolby Digital Plus, DTS-HD High Resolution Audio, Dolby TrueHD i DTS-HD Master Audio.

Technologia LIGHTSCRIBE
Metoda ta zosta³a opracowana przez firmê Hewlett-Packard, a licencjê na jej u¿ywanie wykupi³o wiele firm produkuj¹cych nagrywarki DVD, producentów noœników CD-R, DVD-R i DVD+R oraz twórców oprogramowania.
Do wydrukowania etykiety konieczna jest zarówno pokryta specjaln¹ warstw¹ p³yta CD lub DVD, jak i nagrywarka obs³uguj¹ca ten system zapisu oraz specjalne oprogramowanie, które taki zapis umo¿liwia. Wad¹ tej warstwy jest podatnoœæ na zarysowania nawet paznokciem. Na p³ycie powstaj¹ smugi oraz odciski palca.
Po wypaleniu p³yty i odwróceniu jej na drug¹ stronê na wierzchniej stronie wypalany jest zaprojektowany przez u¿ytkownika napis lub elementy graficzne. Powierzchnia dysku pokryta jest specjalnym barwnikiem reaguj¹cym, który zmienia kolor po wch³oniêciu wi¹zki podczerwonej o d³ugoœci fali 780nm (tyle samo, ile jest u¿ywane do nagrywania p³yt CD). Obecnie nie jest mo¿liwe skasowanie obrazka, ale po wypaleniu mo¿na dodaæ kolejne elementy graficzne. Wypalanie obrazka odbywa siê od œrodka do zewn¹trz, wiêc czym wiêksza œrednica obrazu, tym d³u¿ej p³yta bêdzie wypalana. Pierwszym programem implementuj¹cym tê technologiê by³ Nero Burning ROM w wersji 6.6.0.8.
Na œrodku ka¿dej p³ytki LightScribe wyt³oczony jest specjalny kod, który umo¿liwia napêdowi precyzyjne ustalenie pozycji dysku. To umo¿liwia wielokrotny zapis tej samej etykiety w celu polepszenia kontrastu.
Istniej¹ dwie wersje tej technologii: LightScribe 1.0 oraz LightScribe 1.2. Czas potrzebny na wypalenie etykiety w nowszej wersji jest od 25 do 30 procent krótszy ni¿ w wersji poprzedniej.
|