Blu-Ray & HD-DVD: De nye HD-formater

Af: Af: Andy Philipp - 21/1-2008

Et overblik over de nye HD-videoformater.

Introduktion. Philips og SONY fortsatte samarbejdet og i starten af 1990’erne var man klar med endnu et digital medie: MMCD’en (MultiMedia Compact Disc). Samtidig havde Toshiba udviklet et format kaldet SD (Super Density Disc), som havde en større industriel opbakning, bl.a. fra Hitachi, Matsushita (Panasonic), Mitsubishi, Pioneer, Thomson. IBM Præsident Lou Gerstner blev mægler mellem de to lejre, og udfaldet blev formatet DVD, som i realiteten var Toshibas format. Toshiba kom ud af krigen med næsen højest, mens SONY og Philips kun fik en lille andel i patenterne og de dertilhørende royalties. Bitre som de var, begyndte de straks udviklingen af et nyt format, ProData (Professional Disc for DATA). Grundlaget var en skive som SONY i forvejen havde udviklet på, som senere skulle vise sig, at blive til Blu-ray. Toshiba ville dog ikke stå tilbage for dette,

og begyndte at videreudvikle den oprindelige DVD skive til AOD (Advanced optical disk), som senere er blevet til HD-DVD. I modsætning til fødslen af DVD formatet var industristøtten denne gang størst til det SONY/Philips baserede format. Blu-ray støttes af Pioneer, Hitachi, Matsushita (Panasonic), Mitsubishi, Thomson, Sharp, Samsung og Apple. HD-DVD støttes af Toshiba, NEC og Microsoft. Der blev gentagne gange forhandlet mellem parterne, men det skulle vise sig, at historien ikke ville gentage sig. Forhandlingerne brød sammen, parterne gik hver til sit, to næstegenerations formater blev født; Blu-ray og HD-DVD, sammen med dem startede en formatkrig om forbrugernes penge og filmindustriens støtte. En krig som af mange sammenlignes med krigen med Betamax og VHS som startede sidst i 1970’erne.

Krigen har nu raset i et år, og formaterne er stille begyndt sit indtog i Danmark. Forbrugerne har nu endelig muligheden for HD materiale til deres fladskærme, og de nye medier tilbyder i flere henseender store forbedringer over DVD formatet. Men hvad skal man vælge? Det vil jeg ikke svare på, men gennem artiklen vil nogle af forskellene mellem de to nye formater blive introduceret. Lidt Teknik. Efter introduktionen til de to nye formater og dykker vi lidt dybere ned i de tekniske detaljer som adskiller de nye formater fra DVD og hinanden. For at kunne lagre materiale i high-definition er det vigtigt med ekstra kapacitet og begge nye formater kan indeholde betragteligt mere data end den efterhånden velkendte DVD skive. Blu-ray skiverne indeholder 25GB per lag, hvilket er standarden for enkeltlagsskiver i dag. Der findes også dobbeltlags Blu-ray skiver og disse kan indeholde 50GB. For HD-DVD skiver er det 15GB for enkeltlags og 30GB for dobbeltlagsskiver. For at producere disse nye skiver, har producenterne måtte investere i nyt udstyr. Da produktionen af HD-DVD skiven minder mere om produktionen af gammeldags DVD, kunne producenterne af disse skiver nøjes med opgradering og omstilling af eksisterende anlæg, og de sparede dermed omkostninger i starten. Argumentet om billigere skiver blev blandt andet brugt som argument for at man skulle vælge HD-DVD mediet. Historien var en anden for Blu-ray. Produktionen af Blu-ray er fundamentalt anderledes end DVD, og der måtte investeres i helt nyt produktionsudstyr. Normalt er en skive lavet som en sandwich konstruktion.

Man støber to 0,6mm plastskiver, mens disse stadigt er på smeltepunktet bliver datalaget limet fast på den ene skive, hvorefter den anden skive limes ovenpå som beskyttelseslag. Denne proces er dyr, og skal udføres meget nøjagtigt. Bliver den ekstra skive ikke placeret præcist, kan skiven ikke bruges. Blu-ray skiven derimod, bliver produceret i én samlet støbningsproces, hvor datalaget bliver integreret i en 1,1mm skive. De ekstra investeringsomkostninger bliver dermed opvejet af prisen ved ikke at skulle tilføje det ekstra beskyttelseslag. Datalaget på Blu-ray skiven kommer til at ligge i toppen frem for midten. Det gør, at der kun er 0,1mm beskyttelse ovenpå datalaget. Beskyttelse mod ridser og snavs foregår ved hjælp af en ekstra hård plastik, samt en speciel coating udviklet af TDK. Blu-ray skivens beskyttelsesoverflade på kun 0,1mm er derfor reelt mere modstandsdygtigt end 0,6mm overfladen fra DVD. Da datalaget er placeret i toppen gør det samtidigt, at data er placeret tættere på laseren og de er derfor nemmere at læse og man undgår lettere fejllæsning. Vertikal tilt af afspilleren betyder endnu mindre end før, netop fordi laseren er tættere på datalaget. Til at læse data brugte det gamle DVD format en rød laser med en bølgelængde på 650nm. Både Blu-ray og HD-DVD bruger blå violet laser, men med en bølgelængde på kun 405nm. Når laserstrålen ikke er så lang, læser den mere præcist. Da datalaget ligger toppen af Blu-ray skiven er laseren en smule svagere hos Blu-ray (0,35mW) end hos HD-DVD (0,5mW).

Hvorfor mere plads? Hvorfor er der så mere plads pr. lag i forhold til DVD? Det er faktisk ret nemt at forstå. Når man gemmer digitale data, så gør man det i pits. Det er spiral formede riller, som bevæger sig ud fra skivens midte. På den anden side, udgør de derfor et ”bump”, og laseren læser disse bump for at kunne afspille lyd og billede fra skiven. Desto mere data der skal ligge på skiven, desto tættere og mindre skal de enkelte pits være. Og desto mindre de enkelte pits er, desto mere præcis skal laseren være. Begge formater kan indeholde mere end DVD, men Blu-ray kan dog indeholde 67 % mere pr. lag i forhold til HD-DVD. Dette er konsekvens af mindre og tættere placerede pits. På den baggrund skal Blu-ray laseren også være mere præcis, og derfor bruger den et ekstra laserhoved. Det har gjort Blu-ray laserhovederne dyrere at producere end HD-DVD hovederne. I øjeblikket arbejder man på en 3 lags HD-DVD skive på 51GB. Blu-ray lejren arbejder også på nye skiver. Den nye støbeteknik med det tynde beskyttelses lag på Blu-ray gør, er der er plads til mange lag, Fx har TDK færdiggjort en 6-lags 200GB Blu-ray skive.

Bit-rates. Lad os sige, at hvert enkelt 1920*1080P (2megapixel) billede i filmen fylder 2MB (megabytes), hvilket vil sige 16 megabit. Er filmen lageret som 24fps,(frames per second) giver det 384 megabit pr. sekund. En sådan kvalitet vil hverken kunne lagres på Blu-ray eller HD-DVD, derfor skal filmen stadig komprimeres kraftigt. Her vil vi se på, hvor stor dataoverførsel de to formatet kan håndtere. Det gamle DVD format havde en maksimal bit-rate på 10,08Mbps (megabit per second). Blu-ray har en maksimal bit-rate på 54Mbps, hvor HD-DVD har en maksimal bit-rate på 36Mbps, men det hele er lidt mere kompliceret end det. For det første repræsenterer ”maksimal bit-rate” videodelen + alle lydspor + undertekster som måtte ligge på skiven. ”Maksimal bit-rate” er også inklusiv overhead, som repræsenterer et ubrugeligt datatab. Blu-ray kan derfor (inkl. alt) maksimalt overføre cirka 50Mbps, og video bit-raten kan ikke overstige 40Mbps (peak). HD-DVD kan (inkl. alt) overføre 30,4Mbps, og videodelen kan ikke overstige 29,4Mbps (peak). Blu-ray har en dobbelt så stor VBV buffer som HD-DVD. Det betyder at video bit-raten kortvarigt kan overstige peak grænsen på 40Mbps. Teoretisk vil video bit-raten på HD-DVD typisk ligge omkring 18Mbps, så er der stadig plads til enkelte stigninger ind mellem, fx i komplekse scener med mange farver, eksplosioner osv. Og så er der også plads til et HD-lydspor, undertekster m.m. Den teoretiske video bit-rate på Blu-ray burde ligge på omkring 33Mbps, med plads til peak og HD-lydspor m.m. Opsummering. Begge de nye formater repræsenterer en forbedring over DVD. HD-DVD har haft en omkostningsfordel ved billigere produktion af afspillerne, og ved ikke at skulle bruge det ekstra laserhoved som Blu-ray skal bruge. Derimod er produktionen af Blu-ray film billigere, idet støbeprocessen angiveligt er simplere. Blu-ray skiverne kan samtidigt indeholde 67 % mere data per lag, og Blu-ray er i stand til, at overføre mere data per sekund, hvilket giver mulighed for bedre billede og lyd. I den nærmeste fremtid vil der komme flere artikler omkring hardware support, studie support og ikke mindst de nye lyd- og billedecodecs. [table:100% border=1">

[u]Efterskrift (red.)[/u] Efter denne artikel er skrevet og publiceret, tyder alt nu på, at HD-formatkrigen er overstået til fordel for Blu-Ray. Læs mere her.