Приводы лазерных дисков используют принцип чтения информации

Обновлено: 21.11.2024

Бенджамин Бриттон, доцент и художник-электронщик Университета Цинциннати, дает следующее объяснение:

DVD VS CD. Цифровые универсальные диски (DVD) могут хранить больше информации, чем компакт-диски (CD), потому что они имеют меньшие ямки, расположенные ближе друг к другу. Именно рисунок этих ямок, выжженных на поверхности диска, кодирует 1 и 0, которые проигрыватель переводит в звук и/или изображения.

Технологические инструменты могут показаться запутанным супом из алфавита. Такие термины, как ZIP, CD или DVD, обычно используются для описания средств, доступных для хранения и обмена информацией, от текста до аудио и полнометражных фильмов. Из всех них DVD, что означает цифровой универсальный диск, должен стать самым популярным и надежным средством для хранения данных, особенно высококачественного цифрового видео. DVD-диски теперь быстро проникают в американские дома как современное средство развлечения для просмотра голливудских фильмов.

Прежде чем углубляться в механизм работы DVD, было бы лучше объяснить почему. Другими словами, почему отрасль заменяет предыдущие стандарты единиц хранения, включая компакт-диски (сокращение от компакт-диска)? Проще говоря, емкость DVD намного больше. Таким образом, DVD имеет такое значение для видео и других отраслей, как компакт-диск. Высококачественное цифровое видео просто никогда не поместится на компакт-диск. Он даже не может удобно разместиться на жестком диске компьютера.

Действительно, для высококачественного цифрового видео требуется до 100 мегабайт (МБ) пространства данных каждую минуту, в зависимости от степени сжатия. MPEG2, формат, обычно используемый для воспроизведения видео на компьютере, сжимает одну минуту видеоданных примерно до 30 МБ. Таким образом, для двухминутного видео требуется 60 МБ, а для двухчасового фильма — 3600 МБ. Сравните это с максимальным объемом памяти компакт-диска, который составляет около 640 МБ.

Кодирование данных на DVD может показаться черной магией, но на самом деле это не так уж сильно отличается от кодирования данных на видеопленку. Видеокассета хранит и воспроизводит информацию, основанную на физическом размещении и расположении частиц оксида железа на материале ленты. Точно так же DVD хранит и воспроизводит информацию на основе определенного «точечного рисунка» на его поверхности. Очень точный лазер выжигает эти точки — на самом деле невероятно маленькие ямки — на мастер-DVD. Именно малый размер точек обеспечивает большую емкость DVD-диска.

На практике, скажем, у меня был проект виртуальной реальности размером 75 МБ на диске. Если я хочу опубликовать свой проект или выставить его в музеях по всей стране, мне понадобится надежное средство для просмотра. Таким образом, мне необходимо разместить его на DVD, и не на одном DVD, а на тысячах для распространения.

Поэтому я делаю один DVD дома, а затем отношу свой диск в компанию по тиражированию, такую ​​как Panasonic, CinRam, Nimbus или Diner. Неудивительно, что большинство поставщиков услуг оптической индустрии расположены на Западном побережье. Но есть и районные дома. Они передают информацию с моего диска с помощью программных алгоритмов тому, что называется записывающим устройством, которое направляет лазер, который наносит на стеклянный DVD-диск маркировку данных, состоящую из точек, которые различаются в зависимости от расстояния между ними, а также яркости и темноты. Интервал и изменение яркости и темноты точек — это то, что делает данные читаемыми на компьютере или на DVD-плеере телевизора точно так же, как разнообразие форм и интервалов между этими буквами и словами позволяет вам читать это объяснение.

Затем с этого мастер-диска делается фотография, и на ее основе делается гравировка. В свою очередь травление используется для создания металлического штампа. Допустим, я хочу сделать 1000 DVD-версий моих иллюстраций виртуальной реальности или 2 миллиона DVD-копий моего последнего голливудского фильма. Тиражный центр просто использует металлический штамп, чтобы отпечатать шаблон на пластиковом покрытии всех этих DVD-дисков.

ДАННЫЕ. Единственная ямка аудио компакт-диска, показанная на этой сканирующей электронной микрофотографии, шире, чем ямка DVD. Ямы меньшего размера позволяют хранить больше информации на DVD.

То, что большинство людей находит в местных прокатах фильмов или видеомагазинах, называется DVD-5. Он назван так потому, что хранит почти пять гигабайт (ГБ) информации. Есть также DVD-9 и DVD-18. DVD-9 имеет двойную емкость по сравнению с DVD-5, потому что это, по сути, два диска, помещенных один поверх другого. Лазер, который «считывает» информацию, сначала интерпретирует данные на верхнем диске, а затем меняет угол, чтобы перевести данные на второй. DVD-18 работает так же, за исключением того, что оба диска двусторонние. Вместо того, чтобы просто считывать информацию с одной стороны, лазер считывает обе стороны, что-то вроде наших старых виниловых пластинок.

Два заключительных замечания о том, почему Голливуд выбирает DVD как носитель для выпуска своей продукции. Первые DVD более долговечны, чем стандартная кассета VHS. Если вы занимаетесь прокатом фильмов, это означает более долгосрочную прибыль, поскольку вам не придется платить за замену версий после нескольких просмотров. (Дополнительным преимуществом этого является то, что местной франшизе не придется беспокоиться о том, перемотаете ли вы его назад или нет.) " и воспроизводить пиратские копии фильмов на DVD - проблема, от которой страдает голливудский видеорынок за границей.

Дополнительную информацию о DVD предоставили Сильвия Моутс, Сяо Тан и Виктор Маккрари из Национального института стандартов и технологий (NIST):

ШТАМПОВКА CD-ROM. На этой микрофотографии показан коммерческий штамп, в который производители компакт-дисков заливают расплавленный поликарбонатный пластик, чтобы сформировать углубления и выступы на отдельном диске.

DVD (цифровой видеодиск) — это технология, основанная на оптическом хранении данных, аналогичная компакт-диску (CD). Хранение оптических данных — это метод хранения цифровой информации (единиц и нулей) с использованием света для считывания информации. Аналоговая информация преобразуется в цифровую информацию, которая затем кодируется на диске от внутреннего края к краю. Цифровые данные кодируются с помощью ям на записывающем слое диска. Кодирование выполняется с использованием метода, называемого EFM (модуляция от восьми до четырнадцати) на компакт-дисках и EFMPlus (модуляция от восьми до шестнадцати) на DVD.

Впадины и разделители между ними, называемые площадками, различаются по длине, чтобы представить цифровую информацию, хранящуюся на диске. Ямы расположены в виде дорожки, которая образует спиральный узор на записывающем слое диска. Диск вращается по кругу внутри проигрывателя, а лазер оптической головки медленно движется наружу и остается сфокусированным на ямах. Лазерный луч отражается обратно к детектору, когда попадает на землю, и рассеивается от детектора ямами. Переход между ямой и площадкой соответствует «1» в цифровом битовом потоке.

DVD может хранить более двух часов видео на одном слое диска. По сравнению с 74 минутами данных, которые может хранить компакт-диск, эта емкость представляет собой значительное улучшение. (Семидесяти четырех минут как раз достаточно, чтобы вместить Девятую симфонию Бетховена на весь компакт-диск.) Самые маленькие ямки на DVD имеют ширину около 0,4 микрона (0,0001575 дюймов), тогда как минимальная ширина ямок на компакт-диске составляет 0,83 микрона. Ямы расположены в дорожках (называемых шагом дорожек), которые на DVD (0,74 микрона) расположены намного ближе, чем на компакт-диске (1,6 микрона). При такой конструкции однослойный односторонний DVD-диск может содержать 4,7 ГБ по сравнению с 650 МБ на одном компакт-диске.

ОТСЛЕЖИВАТЬ ШАГ. Выемки, выжженные на записываемом компакт-диске, показанные на сканирующей электронной микрофотографии выше, имеют более грубые края по сравнению с выемками на компакт-дисках с коммерческими штампами.

Меньший размер ямы на DVD означает, что лазерный луч, используемый в проигрывателе DVD, должен иметь более короткую длину волны, чем в проигрывателе компакт-дисков. Но это требование допускает двойную совместимость: DVD-плееры предназначены для воспроизведения как DVD-дисков, так и компакт-дисков. К сожалению, эта совместимость является обратной, поэтому проигрыватели компакт-дисков не будут воспроизводить DVD-диски.

При таких малых площадях питов количество возможных ошибок при чтении диска безгранично. В результате быстро развивались хранилища с исправлением ошибок. В технологии компакт-дисков на диске используется кодирование с исправлением ошибок (ECC) как средство исправления проблем при их возникновении. Алгоритмы ECC настроены на обнаружение и полное исправление ошибок в данных. Этот же метод используется для исправления ошибок в технологии DVD.

Большой объем информации, хранящейся на DVD-видео, в основном связан с меньшим размером ячейки и более узким интервалом между дорожками, но в игру вступает еще один фактор, а именно сжатие. Группа экспертов по движущимся изображениям разработала усовершенствованный алгоритм сжатия видео, называемый MPEG2. Эта разработка основана на временном сжатии, которое сравнивает каждый кадр видео со следующим кадром и сохраняет только изменения в сцене. Он сохраняет один кадр в задержке, чтобы постоянно отображать фон сцены и иметь больше места для хранения изменений в сцене. MPEG2 также использует дискретное косинусное преобразование, которое берет изображения и определяет их частоту, а затем сжимает любые повторяющиеся частоты.

Сжатие видео дает больше места для хранения дополнительных параметров просмотра, и это большая часть того, что делает DVD таким невероятным достижением в технологии. DVD-видео, обеспечивающее полное впечатление от кинотеатра, поставляется с объемным звуком Dolby Digital (AC-3) [Dolby Digital (AC-3) является торговой маркой Dolby Laboratories Licensing Corporation]. Другие опции включают выбор широкоформатного (16:9) или полноэкранного (4:3) просмотра, звуковых дорожек на разных языках и просмотра с субтитрами.DVD-видео также может позволить зрителю выбрать рейтинг, R или PG, благодаря предварительно запрограммированным нарезкам сцен на самом диске. Зрители также могут посмотреть неразрезанную версию фильма или просмотреть дубли из оригинала. Все эти варианты можно выбрать в начале фильма. Затем DVD плавно переходит от одной сцены к другой в порядке, выбранном зрителем. Режиссер и продюсер определяют количество и тип доступных опций, поэтому каждый отдельный DVD может иметь некоторые, все или ни одной из этих опций.

Еще одним значительным улучшением видеохранилища DVD является разрешение 525 строк, которое намного превышает разрешение, предлагаемое лазерными дисками, и почти вдвое превышает разрешение стандартной видеокассеты VHS. Это разрешение зависит от возможностей используемого телевизионного монитора, но монитор не обязательно должен иметь высокое разрешение, чтобы зритель мог пользоваться преимуществами DVD. Еще одним преимуществом является то, что к DVD-диску не прикасаются физически, пока он вращается в проигрывателе, поэтому нет износа или потери точности воспроизведения с течением времени. Напротив, видеокассеты затрагивают механизм воспроизведения и в конечном итоге ломаются, что ухудшает качество изображения.

Тем не менее, DVD и CD не являются непроницаемыми. Поскольку данные хранятся по спирали, пользователям следует избегать стирания диска круговыми движениями; при очистке диска протирайте его изнутри в радиальном направлении к краю. По сравнению с видеокассетами, долговечность и простота хранения DVD-дисков делают их гораздо более разумным и удобным для пользователя носителем.

Если вы читали статью HowStuffWorks «Как работают компакт-диски», вы знаете, что основная идея хранения данных на обычном компакт-диске проста. Поверхность компакт-диска содержит одну длинную спиральную дорожку данных. Вдоль трассы есть ровные отражающие участки и неотражающие неровности. Плоская отражающая область представляет собой двоичную 1, а неотражающая выпуклость представляет собой двоичный 0. Привод компакт-дисков освещает лазером поверхность компакт-диска и может обнаруживать отражающие области и выпуклости по количеству отражаемого ими лазерного излучения. Привод преобразует отражения в 1 и 0 для считывания цифровых данных с диска. Дополнительную информацию см. в разделе Как работают компакт-диски.

Обычные компакт-диски нельзя модифицировать — они предназначены только для чтения. Диск CD-R должен позволять приводу записывать данные на диск. Чтобы диск CD-R работал, лазер должен создавать неотражающую область на диске. Таким образом, диск CD-R имеет дополнительный слой, который может модифицироваться лазером. Этот дополнительный слой представляет собой зеленоватый краситель. В обычном компакт-диске у вас есть пластиковая подложка, покрытая отражающим слоем алюминия или золота. В CD-R у вас есть пластиковая подложка, слой краски и отражающий золотой слой. На новом диске CD-R вся поверхность диска отражающая — лазер может светить сквозь краску и отражаться от золотого слоя.

Когда вы записываете данные на CD-R, пишущий лазер (гораздо более мощный, чем считывающий лазер) нагревает слой красителя и изменяет его прозрачность. Изменение красителя создает эквивалент неотражающей выпуклости. Это постоянное изменение, и приводы CD и CD-R могут позже считывать измененный краситель как удар.

Оказалось, что краситель достаточно чувствителен к свету — это необходимо для того, чтобы лазер мог быстро изменить его. Поэтому не следует подвергать диски CD-R воздействию солнечных лучей.

Первоначально опубликовано: 1 апреля 2000 г.

Часто задаваемые вопросы о CD-R

Что такое диск CD-R?

Диск CD-R, также известный как записываемый компакт-диск, представляет собой цифровой диск, используемый для записи данных с помощью устройств записи компакт-дисков. В отличие от USB, большинство дисков CD-R нельзя перезаписать после того, как они были записаны, и они содержат значительно ограниченное пространство, около 700 МБ. Они использовались для записи звуковых дорожек продолжительностью до 80 минут.

Используются ли еще CD-R?

Диски CD-R по-прежнему используются для аудиозаписи, хотя продажи компакт-дисков резко упали в последние годы, поэтому их производится и используется меньше.

Плохие CD-R портятся?

Согласно оценке Ассоциации оптических технологий хранения, чистый CD-R хорошего качества может храниться в красивой упаковке примерно от пяти до десяти лет.

В чем разница между CD-R и CD-RW?

И CD-R, и CD-RW имеют одинаковую емкость: 700 МБ и 80 минут. Разница заключается в том, сколько раз данные могут быть записаны. На CD-R данные можно записать только один раз, а на CD-RW можно перезаписать, что позволяет вам стирать и перезаписывать данные столько раз, сколько вы хотите.

Чистая марка CD-R какой марки лучше?

Согласно списку бестселлеров Amazon, Verbatim 52x для данных и музыки является лучшим вариантом. Упаковка из пятидесяти дисков стоит примерно 18 долларов без учета доставки.

Процитируйте это!

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

оптическое запоминающее устройство, электронный носитель информации, использующий маломощные лазерные лучи для записи и извлечения цифровых (двоичных) данных. В технологии оптического хранения лазерный луч кодирует цифровые данные на оптический или лазерный диск в виде крошечных ямок, расположенных по спирали на поверхности диска. Для «считывания» этих ямок используется маломощный лазерный сканер, при этом вариации интенсивности отраженного от ямок света преобразуются в электрические сигналы. Эта технология используется в компакт-дисках, на которые записывается звук; на компакт-диске (постоянная память компакт-диска), который может хранить текст и изображения, а также звук; в WORM (однократная запись, многократное чтение) тип диска, на который можно записать один раз и прочитать любое количество раз; и в более новых дисках, полностью перезаписываемых.

Оптический накопитель обеспечивает большую емкость памяти, чем магнитный накопитель, потому что лазерные лучи можно контролировать и фокусировать гораздо точнее, чем крошечные магнитные головки, что позволяет сжимать данные в гораздо меньшем пространстве. Например, весь набор энциклопедий можно хранить на стандартном 12-сантиметровом (4,72 дюйма) оптическом диске. Помимо большей емкости, технология оптического хранения также обеспечивает более достоверное воспроизведение звуков и изображений. Оптические диски также недороги в изготовлении: пластиковые диски представляют собой просто формы, выдавленные из мастера, как и грампластинки. Данные на них не могут быть уничтожены перебоями в подаче электроэнергии или магнитными помехами, сами диски относительно невосприимчивы к физическим повреждениям, и, в отличие от магнитных дисков и лент, их не нужно хранить в плотно закрытых контейнерах для защиты от загрязнений. Оборудование для оптического сканирования также долговечно, поскольку в нем относительно мало движущихся частей.

Ранние оптические диски нельзя было стирать, то есть данные, закодированные на их поверхности, можно было прочитать, но нельзя стереть или перезаписать. Эта проблема была решена в 1990-х годах с разработкой WORM и записываемых/перезаписываемых дисков. Главный остающийся недостаток оптического оборудования — более низкая скорость поиска информации по сравнению с обычными магнитными носителями. Несмотря на свою медлительность, ее превосходная емкость и характеристики записи делают оптические накопители идеально подходящими для приложений с интенсивным использованием памяти, особенно тех, которые содержат неподвижную или анимированную графику, звук и большие объемы текста. Мультимедийные энциклопедии, видеоигры, обучающие программы и каталоги обычно хранятся на оптических носителях.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​Эриком Грегерсеном.

Узнайте, как работают диски Blu-ray и почему они по-прежнему стоят денег по сравнению с онлайн-платформами для потоковой передачи, такими как Netflix.

Сегодня многие пользователи обычно транслируют контент на таких сайтах, как Netflix и Amazon Prime. Тем не менее, массовая практика просмотра носителей на дисках (например, Blu-ray) по-прежнему очень популярна среди людей, которые любят фильмы.

Что такое диск Blu-Ray?

Blu-ray – это формат оптических дисков, такой как CD и DVD. Он был разработан для записи и воспроизведения видео высокой четкости (HD) и для хранения больших объемов данных. Blu-ray использует другой тип лазера для чтения дисков, что позволяет хранить больше данных на одном диске.

Поскольку Blu-ray может хранить больше данных, он может обеспечить гораздо лучшее качество изображения и звука по сравнению с форматом DVD. Лучшие чистые диски Blu-ray имеют большую емкость и могут быть быстро записаны. Цены на диски Blu-ray обычно доступны, а емкость диска Blu-ray может достигать 100 ГБ.

Преимущества диска Blu-Ray

Существует множество преимуществ дисков Blu-ray Проверить последнюю цену . Тем не менее, основным преимуществом, с которым согласятся многие пользователи, является его невероятная емкость. Стандартный DVD содержит 4,7 гигабайта (ГБ) данных, что достаточно для хранения одного фильма. Если фильм длится более двух часов, вам понадобятся два DVD-диска или двухслойный DVD-диск объемом около 9 ГБ. С другой стороны, двухслойный диск Blu-ray Check Latest Price может содержать до 50 ГБ данных.

Еще одним преимуществом дисков Blu-ray является разрешение изображения. Разрешение изображения просто означает, как выглядит изображение при просмотре диска. Обычно это то, что волнует многих людей, когда дело доходит до просмотра фильмов и телепередач дома. На DVD вы не получите фильм высокой четкости по сравнению с диском Blu-ray.Blu-ray создан для HD, поэтому вы можете быть спокойны, зная, что вы получите наилучшее изображение с поддержкой 1080 HD. Проверьте последнюю цену на свои фильмы Blu-ray.

Как работает диск Blu-Ray?

В отличие от современных DVD, в которых для чтения и записи данных используется красный лазер, в Blu-ray используется синий лазер. Синий лазер имеет более короткую длину волны (405 нанометров), чем красный лазер (650 нанометров). Меньший луч фокусируется более точно, что позволяет ему считывать информацию, записанную в ямках длиной всего 0,15 микрона. Это более чем в два раза меньше ям на DVD.

Каждый диск Blu-ray примерно такой же толщины (1,2 миллиметра), что и DVD, но эти два типа дисков хранят данные по-разному. В DVD данные зажаты между двумя слоями поликарбоната толщиной 0,6 мм. Наличие слоя поликарбоната поверх данных может вызвать проблему, называемую двулучепреломлением, при которой слой подложки преломляет лазерный свет на два отдельных луча. Если луч разделяется слишком широко, диск не может быть прочитан. Кроме того, если поверхность DVD не совсем плоская и не перпендикулярна лучу, это может привести к проблеме, известной как наклон диска, когда лазерный луч искажается.

Диск Blu-ray устраняет проблемы с чтением DVD, поскольку данные помещаются поверх поликарбонатного слоя толщиной 1,1 мм. Наличие данных сверху предотвращает двойное лучепреломление и, следовательно, предотвращает проблемы с читаемостью. А поскольку записывающий слой располагается ближе к линзе объектива считывающего механизма, проблема наклона диска практически устраняется. Поскольку данные находятся ближе к поверхности, на внешней стороне диска есть твердое покрытие, защищающее его от царапин и отпечатков пальцев.

Какой тип файловой системы используется на дисках Blu-Ray?

Название файловой системы, используемой дисками Blu-ray, называется UDF, что является сокращением от Universal Disk Format. Хотя использование UDF наиболее распространено, когда речь идет о DVD, он также используется для более новых форматов оптических дисков.

Можете ли вы воспроизвести диск Blu-Ray на компьютере?

Из-за строгого лицензирования Sony в отношении Blu-ray крайне сложно воспроизводить Blu-ray на компьютере без проигрывателя Sony Blu-Ray или проигрывателя Samsung Blu-Ray. Windows — единственная операционная система, которая может воспроизводить такие диски. Однако есть несколько обходных путей, которые вы можете попробовать. Приведенные ниже методы являются лучшим способом воспроизведения Blu-ray на ПК. Обратите внимание, что пользователи Windows могут использовать все три метода, а пользователям Mac или Linux придется выбрать несколько более сложные методы (см. второй и третий способы).

Первый способ: программное обеспечение Blu-Ray

Единственным официально поддерживаемым способом воспроизведения Blu-ray в Windows является использование коммерческой программы, такой как CyberLink PowerDVD Check Latest Price . Однако, если ваш компьютер поставляется с дисководом Blu-ray, на вашем компьютере уже должно быть какое-то программное обеспечение с поддержкой Blu-ray. Очень немногие производители поставят компьютер с приводом Blue-ray без совместимого программного обеспечения. Вам нужно будет проверить, не было ли предустановлено в вашей системе программное обеспечение проигрывателя Blu-ray, о котором вы просто не знали. Если вы переустановили чистую копию Windows, вам придется либо переустановить ее с DVD-дисков восстановления вашего компьютера.

Если в комплекте с вашим компьютером не поставлялся дисковод Blu-ray, и вы добавили его самостоятельно, к дисководу должен был прилагаться компакт-диск с чем-то вроде PowerDVD. Рекомендуется, чтобы пользователи всегда сохраняли компакт-диски, которые поставляются с их компьютерами и оборудованием, на случай, если они содержат важные вещи, которые могут понадобиться вам позже. Если вы выбросили его случайно, вам придется покупать программное обеспечение заново.

Второй способ: просмотр фильма за 30 минут с помощью VLC

Самый простой способ смотреть Blu-ray без какого-либо коммерческого программного обеспечения — использовать программу MakeMKV для копирования фильма, а затем смотреть его с помощью VLC. Вы можете выполнить шаги, описанные ниже:

  • Установите MakeMKV
  • Вставьте диск Blu-ray. Убедитесь, что на вашем диске достаточно места (в зависимости от диска это может быть до 50 ГБ).
  • Запустите MakeMKV, выберите «Файл» > «Открыть диск» и выберите привод Blu-ray. MakeMKV откроет диск, а затем представит вам заголовки на диске. Нажмите кнопку MakeMKV, и ваш фильм должен начать копироваться.
  • Когда это будет сделано, дважды щелкните полученный файл, и он будет воспроизведен в VLC.

Это один из самых простых способов просмотра фильмов Blu-ray, но вам придется подождать, пока фильм будет скопирован. Однако это не должно занять слишком много времени.

Метод третий: посмотрите фильм прямо сейчас с помощью XBMC

Один из более сложных методов включает в себя программное обеспечение медиацентра XBMC с подключаемым модулем Blu-ray, которое работает аналогично второму методу. Вам по-прежнему понадобится MakeMKV, но его довольно легко настроить:

  • Установите MakeMKV
  • Установите подключаемый модуль Blu-ray в XBMC 10.
  • Вставьте диск Blu-ray. Убедитесь, что на вашем диске достаточно места (в зависимости от диска это может быть до 50 ГБ).
  • Откройте XBMC и выберите «Видео» > «Видео дополнения» > «Проигрыватель BluRay с MakeMKV». Оттуда вы сможете воспроизвести основной фильм на диске. Буферизация может занять некоторое время, но в прошлом этот метод доказал свою эффективность.

Этот метод требует ручной работы только в первый раз, когда вы его используете, так как впоследствии это станет проще. Между тем метод VLC требует каждый раз вручную настраивать поток. Как вы, возможно, заметили, проблемы с лицензированием, связанные с Blu-ray, затрудняют воспроизведение на вашем компьютере по сравнению с DVD. Надеюсь, один из этих методов работает для вас. Вскоре вы сможете начать смотреть эти фильмы в высоком разрешении на своем компьютере или домашнем кинотеатре.

Blu-Ray или Blu-Ray. DVD

Хотя диски Blu-ray выглядят точно так же по форме и размеру, как и DVD, между носителями существует много различий. Это включает емкость хранилища, лазерную технологию, конструкцию диска, разрешение изображения и совместимость с плеером.

Емкость хранилища

Емкость хранилища измеряется в ГБ. Чем больше ГБ на диске, тем больше информации на нем может храниться. Однослойный DVD-диск может хранить около 4,7 ГБ данных, а однослойный диск Blu-ray может хранить около 25 ГБ данных. Это около двух часов в высоком разрешении или 13 часов в стандартном разрешении.

Лазерная технология

Оба носителя используют лазеры для считывания информации, хранящейся на диске. Когда диск вращается, лазер считывает информацию и передает изображение и звук на телевизор. DVD-плееры Проверить последнюю цену используют красный лазер с длиной волны 650 нм для чтения DVD-дисков. Когда диск вращается, лазер считывает информацию, закодированную на носителе, и воспроизводит изображение и звук на вашем телевизоре.

С другой стороны, проигрыватели Blu-ray используют синий лазер для считывания сохраненной информации. Длина волны синего лазера короче, чем у красного, и составляет 405 нм, а диаметр примерно в два с половиной раза меньше, чем у красного лазера. Это позволяет ближе и точнее читать информацию, хранящуюся на диске.

Конструкция диска

Физически диски Blu-ray и DVD выглядят одинаково. Оба носителя имеют канавки или ямки на нижнем слое, которые позволяют лазеру проникать сквозь них и считывать сохраненную информацию. Поскольку DVD-диски считываются красным лазером, канавки на его нижней стороне должны быть достаточно широкими, чтобы вместить большую длину волны. Поскольку канавки расположены так далеко друг от друга, на каждом слое диска можно хранить только 4,7 ГБ информации.

Однако диски Blu-ray намного тоньше и ближе друг к другу. Синий лазер, используемый для чтения диска, имеет более короткую длину волны и в два с половиной раза тоньше красного лазера. Это позволяет дискам Blu-ray сжимать почти в пять раз больше канавок на диске точно такого же размера, как DVD.

Разрешение изображения

Разрешение изображения измеряется произведением количества вертикальных линий на количество горизонтальных световых линий на изображении. Он представлен количеством горизонтальных линий, проходящих через экран, например 480, 720 или 1080. Чем выше число, тем выше разрешение. Почти все DVD имеют общее разрешение 480 или расширенное разрешение 520. Эти разрешения отлично смотрятся на стандартном телевизоре, используя все доступные пиксели на экране.

Однако изображение может выглядеть зернистым после увеличения для широкоэкранного HDTV. Проверить последнюю цену . Однако Blu-ray был разработан для дисплея высокой четкости 1080. Поскольку они могут хранить 25 ГБ данных, на однослойном диске можно разместить целый фильм в формате HD.

Совместимость игроков

Важно отметить, что диски Blu-ray нельзя воспроизводить на стандартном проигрывателе DVD. Однако все проигрыватели Blu-ray, представленные в настоящее время на рынке, обратно совместимы и по-прежнему будут воспроизводить стандартные DVD. Тем не менее, отображаемое изображение DVD, хотя и достойное, не будет иметь качество высокой четкости, как на диске Blu-ray.

Стоит ли покупать диски Blu-Ray?

В 2021 году неудивительно, что большинство пользователей потребляют мультимедийные материалы в потоковом режиме через Интернет. Однако многих может удивить то, что многие пользователи по-прежнему ищут Blu-ray-версии популярных фильмов на Amazon. Очевидно, что пользователи по-прежнему признают ценность лучшего качества Blu-ray и готовы платить за привилегию наслаждаться им.

Многие любители кино и телевидения, которые следят за карьерой актеров или режиссеров или уделяют особое внимание кинематографии, ценят фильмы на дисках Blu-ray (будь то диск Blu-ray 4K или HDR Blu-ray). Проверьте последнюю цену). Для этих пользователей это единственный способ получить материал, который действительно осязаем, если не смотреть его в кинотеатре.

Кроме того, многие пользователи замечают несоответствие между качеством изображения на своем телевизоре (особенно если это более новый телевизор с разрешением 4K, проверьте последнюю цену ) и его аудиовыходом. Для них нет смысла транслировать фильмы и телепередачи, если они не полностью используют технологии телевизора. В то время как есть также много людей, которым нечего сказать о качестве контента, предоставляемого такими сервисами, как Netflix, специальный проигрыватель Blu-ray просто лучше. Даже проводное подключение к Интернету через Ethernet приводит к сжатию содержимого при потоковой передаче.

Контент с разрешением 1080p на Netflix может выглядеть лучше, чем DVD с разрешением ниже 1080p, но диски Blu-ray и Blu-ray 4K гарантированно выглядят лучше. Особенно, когда вы смотрите качественный и детализированный контент.

Несмотря на то, что количество потокового контента увеличилось по сравнению с потреблением мультимедиа на DVD и Blu-ray дисках, покупать диски Blu-ray по-прежнему стоит. Это если вы верите в потребление высококачественного контента, а не в потоковую передачу сжатого мультимедиа. Если вы готовы инвестировать в превосходное кино, вот лучшие проигрыватели Blu-ray без региональных ограничений.

Просмотры статей — это сумма загрузок полных текстов статей с ноября 2008 года (как в формате PDF, так и в формате HTML) в соответствии со СЧЕТЧИКОМ для всех организаций и частных лиц. Эти показатели регулярно обновляются, отражая использование за последние несколько дней.

Цитирование — это количество других статей, цитирующих эту статью, подсчитываемое Crossref и ежедневно обновляемое. Узнайте больше о подсчете цитирований Crossref.

Аннотация

Блок оптического датчика (OPU) в приводе CD/DVD/Blu-ray объединяет лазеры с длиной волны 780, 650 и 405 нм, оптику с ограничением дифракции, широкополосный оптоэлектронный преобразователь с частотой до 400 МГц и наноразрешение. Оси x, z и привод наклона компактного размера. Кроме того, OPU является замечательным инженерным достижением и может использоваться в различных научных приложениях, таких как измерение субангстремного смещения, микро- и наноизображение и нанолитография. Хотя готовые OPU можно легко получить, производители защищают свои спецификации в соответствии с соглашениями о неразглашении, чтобы предотвратить их доступность для общественности. Таким образом, OPU — это черные ящики, которые мало кто может использовать для исследований, и только опытные исследователи могут получить доступ ко всем их функциям. В этом обзоре подробно описаны механизм и компоненты OPU. Кроме того, мы объясняем, как с нуля использовать три имеющихся в продаже OPU с тремя длинами волн и оптимизировать качество считывания. Затем мы обсудим научные исследования с использованием OPU, от стандартного считывания готовых массивов биомаркеров на основе оптических приводов и прямых биоприложений OPU (цитометрия, оптический пинцет, биовизуализация) до модифицированного биосенсора на основе OPU (флуоресцентное сканирование ДНК-чипа, биомолекулярная диагностика). В заключение мы представляем будущие тенденции в области оптических запоминающих устройств и потенциальных приложений. Взлом недорогих и высокопроизводительных OPU может распространить микро- и наномасштабные исследования биосенсоров из исследовательских лабораторий на гражданских ученых по всему миру.

Несколько лет назад мировой рынок цифровых носителей музыки, видео и данных довел емкость и скорость оптических приводов до предела, что потребовало огромных инвестиций в исследования и разработки. От компакт-дисков (CD), универсальных цифровых дисков (DVD) до новейших дисков Blu-ray емкость данных увеличилась с мегабайта (МБ) до гигабайта (ГБ). Точно так же массовое производство и выдающиеся продажи значительно снизили стоимость оптических накопителей, сохранив при этом высокое качество и производительность.В настоящее время проигрыватели Blu-ray (12-кратная скорость, 432 Мбит/с) — это доступные устройства, которые надежно считывают 150-нанометровые ячейки данных с вращающегося диска со скоростью 10 000 об/мин.

Компоненты дисковода для оптических дисков использовались в исследованиях в течение последних десятилетий, поскольку они соответствуют доступным стандартам дисков CD/DVD/Blu-ray, а двигатель шпинделя можно использовать для центробежных приложений «лаборатория на диске». (1,2) Большая часть этих исследований опирается либо на коммерчески доступные оптоэлектрические сенсорные системы, либо на индивидуальные сенсорные механизмы. (3−8) Редко рассматриваемым компонентом внутри оптических приводов является оптический датчик (OPU), который необходим для преобразования физических ям данных в электрические сигналы. OPU дисковода CD/DVD/Blu-ray оснащен как минимум одним лазером с тремя длинами волн и оптимизированными оптическими компонентами для достижения дифракционного предела света для считывания данных с высокой плотностью. Чтобы идеально сфокусировать лазерное пятно на вращающемся и качающемся диске, линза объектива приводится в действие прецизионным приводом с высокой пропускной способностью по трем осям. Сигнал интенсивности света, отраженный от ячеек данных, затем преобразуется специализированным оптоэлектрическим компонентом с высокой пропускной способностью. Эти функции компактно интегрированы в коробку размером с ластик, что представляет собой недорогое и высокопроизводительное инженерное достижение.

Хотя готовые OPU можно приобретать без ограничений, получить доступ ко всем их функциям может быть гораздо сложнее. На самом деле, каждый производитель защищает технические описания OPU и назначение аппаратных выводов в секрете, и, следовательно, любой исследователь должен либо подписать соглашение о неразглашении информации, либо выполнить обратный инжиниринг OPU, чтобы получить доступ к его функциям. Этот технический барьер не позволяет исследователям, особенно тем, кто не имеет инженерного образования, использовать OPU в исследовательских целях, и лишь немногим группам удалось получить доступ ко всем функциям OPU для его использования в таких приложениях, как измерение субангстремного смещения, (9) микро - и наноизображение, (10) и нанолитография. (11) Интересно, что недорогой атомно-силовой микроскоп (АСМ) на базе OPU уже демократизировал нановизуализацию до такой степени, что даже дети могут самостоятельно выполнять наноразмерные измерения. (12,13)

Прежде чем использовать весь потенциал OPU в приводе CD/DVD/Blu-ray, мы должны понять его механизм и основные компоненты. Мы выделяем типы OPU, которые подходят для научных исследований, и объясняем, как увеличить отношение сигнал/шум и соединить внешние оптические датчики для повышения качества считывания. Затем мы далее опишем, как управлять OPU на практике, используя либо специальные программные средства, либо специализированные схемы. Мы посвящаем другую часть обзора обзору исследований биозонда с использованием OPU, включая стандартное биосенсорное исследование на основе оптического привода «под ключ», прямое биовизуализацию OPU и модифицированные системы на основе OPU для продвинутых биоприложений.

Открытие черного ящика: механизм OPU

От компакт-дисков до дисков Blu-ray более высокая емкость данных требует меньших ячеек данных на одном и том же диске диаметром 12 см, как показано на рис. 1. (14) Аналогичным образом, более высокая плотность данных требует более короткой длины волны лазера λ ( CD: 780 нм, DVD: 650 нм, диск Blu-ray: 405 нм) и более высокие числовые апертуры (NA) объективов (CD: ~0,5, DVD: ~0,63, диск Blu-ray: 0,85) для фокусировки лазера на наноразмерных ямах данных (CD: 800 нм, DVD: 400 нм, диск Blu-ray: 150 нм). OPU фокусирует поляризованный лазер до предела дифракции света, при этом полная ширина на половине максимума составляет примерно 800 нм для CD, 530 нм для DVD и 250 нм для дисков Blu-ray. (15) Кроме того, каждая ямка данных имеет глубину λ/4, и когда лазер попадает в ямку, отражение деструктивно интерферирует, и OPU получает слабое отражение, соответствующее цифровому сигналу «0», тогда как если ямка отсутствует попадание, более интенсивное отражение преобразуется в цифровой сигнал «1».

Рисунок 1

Рисунок 1. Выемка данных диска CD/DVD/Blu-ray, шаг и размеры лазерного пятна. (14)

Прозрачный поликарбонатный защитный слой с твердым покрытием (16) (CD: 1,1 мм, DVD: 0,6 мм, Blu-ray: толщина 0,1 мм) защищает ячейки данных от разрушения при царапании и имеет показатель преломления 1,6. . Этот слой является важным оптическим компонентом системы хранения данных, поскольку его отсутствие может вызвать сферическую аберрацию, создающую разность оптических путей, которая может превышать 0,2 длины волны света. Следовательно, разность оптических путей может уменьшить более чем на 20% интенсивность отраженного лазера. (17)

На рис. 2 показана структура типичного OPU CD/DVD/Blu-ray. (18) Полупроводниковый лазерный диод с тройной длиной волны, его самый дорогой компонент, излучает лазерный луч, который коллимирован, линейно поляризован и фокусируется на диске с помощью коллиматора, поляризованного светоделителя и линзы объектива соответственно. Лазер, отраженный от диска, проходит по тому же оптическому пути обратно к астигматической линзе и попадает на интегральную схему фотодиода (PDIC).

Рисунок 2

Рисунок 2.Схема оптического пути в типичном OPU с тремя длинами волн. (18)

Для достижения лучшей целостности сигнала и снижения шума относительной интенсивности лазерный диод модулируется в диапазоне частот от 300 до 500 МГц для снижения когерентности лазера. (19) Рядом с лазерным диодом дифракционная решетка разделяет лазер на три луча для генерации управляющих сигналов обратной связи для отслеживания данных. (20,21) Затем линза коллиматора, которая линейно приводится в движение миниатюрным шаговым двигателем вдоль направления лазерного луча, регулирует свое положение для точного изменения фокусного расстояния OPU. Эта тонкая настройка компенсирует влияние как различной толщины слоя покрытия диска, так и переключения целевых слоев данных (для односторонних двухслойных дисков DVD и Blu-ray) при чтении диска. Линза объектива объединяет асферическую и дифракционную оптическую конструкцию для фокусировки лазерных лучей 780, 650 и 405 нм до дифракционного предела света. (22) Дихроичный фильтр отражает лазерный свет на линзу объектива, которая имеет отражающие покрытия для рабочих длин волн OPU. Некоторые OPU имеют прозрачную апертуру в задней части дихроичного фильтра для обеспечения внешнего оптического доступа, несмотря на то, что предпочтительнее избегать рабочих длин волн OPU. Эта апертура обеспечивает внешнее соединение оптических компонентов для таких приложений, как оптическая визуализация (23) и определение флуоресцентного света. (24)

Во время считывания данных с быстро вращающегося диска, оси x-, z- и электромагнитный привод наклона, известный как двигатель звуковой катушки (VCM), позволяет фокусировка лазера на слое данных. Три пары подвесных тросов механически подвешивают держатель объектива и электрически передают управляющие сигналы к осям x, z и катушкам наклона внутри держателя. VCM имеет рабочую полосу пропускания 20 кГц для перемещения линзы объектива вдоль оси z- (±1000 мкм) для фокусировки слоя данных и оси x- (±350 мкм). мкм) для отслеживания спиральных дорожек данных, тогда как наклон (±1°) компенсирует угловое изменение слоя данных из-за качания диска. Оси x и z- обычно имеют чувствительность 1 мкм/мВ для достижения наноразмерного разрешения с точными сигналами погружения, которые можно использовать в различных приложениях. (25−27)

PDIC состоит из современных предусилителей для фотодиодов от A до H на рис. 2 (CXA2875GA, Sony Co., Токио, Япония), которые имеют рабочую полосу пропускания до 400 МГц. Учитывая лазерную расщепляющую решетку, на PDIC отражаются три лазерных пятна, а фотодиоды от A до H контролируют лазерные пятна и выдают сигналы от SA до S< /i>H соответственно.

На рис. 3 показана форма центрального лазерного пятна в соответствии с лазерной фокусировкой, описанной как астигматический метод. (28) Когда лазер сфокусирован на объекте (z = 0), лазерное пятно на PDIC проецирует круглую форму. Когда фокус находится не в центре, лазерное пятно проецирует эллиптическую форму с большой осью вдоль фотодиодов A–C (SFE > 0) или B–D ( SFE < 0). Это изменение формы может быть выражено как сигнал ошибки фокусировки SFE = (SA + S< /i>C) – (SB + SD), что используется для управления VCM для точной фокусировки лазера на цели и, как было доказано, демонстрирует субатомное разрешение для приложений AFM. (28,29)

Рисунок 3

Рис. 3. Фокусировка, обнаруженная астигматическим методом. (A) Астигматическая оптика внутри OPU. (B) Сигнал ошибки фокусировки SFE в соответствии с расстоянием расфокусировки. Перепечатано с разрешения ссылки (28). Авторские права принадлежат издательству AIP, 2007 г.

Читайте также: