As mídias ópticas tem um princípio de funcionamento semelhante com particularidades próprias de cada tecnologia. Um CD (Compact Disc - Disco Compacto) faz a leitura de dados através de um feixe de Laser que reflete sobre uma superfície espelhada e é detectado por um sensor, exceto onde há saliências (orifícios) onde o feixe se dissipa na mudança de um nível para o outro e o sensor não o detecta. Nesse momento o leitor interpreta um 0 (zero) e quando há uma superfície lisa é detectado 1 (um), os dois estados possíveis da codificação binária.
Ao contrário dos discos rígidos, os CDs possuem uma única trilha em espiral, semelhantes aos antigos LPs. Além disso, possui velocidade diferente a medida que o sensor desloca-se do meio do CD (início) à borda (a velocidade de rotação diminue para a velocidade de leitura permanecer constante). Apesar dessa trilha possuir uma largura diminuta (menos de 5 micrômetros), seu comprimento chega 5 km de extensão.
Os DVDs (Digital Versatile Disc) funcionam de modo análogo, porém a densidade de dados gravados por polegada é bem maior (o que permite que ele seja do mesmo tamanho físico de um CD mas possuir capacidade de armazenamento até 13 vezes maior).
Além de um feixe de Laser ainda menor, os DVDs também conseguem ler duas camadas de dados, focalizando o feixe luminoso na superfície do polímero transparente e depois, focalizando a camada opaca, com mais dados gravados.
Os discos com tecnologia Blu-Ray possuem uma densidade ainda maior de informações gravadas e um laser ainda mais diminuto (com igual possibilidade de leitura em várias camadas, como no DVD). Tal precisão permite uma capacidade ainda maior de armazenamento com o mesmo diâmetro da mídia. Isso prevê o armazenamento de 25GB (com camada simples - single layer) e 50GB (com dupla camada - dual layer).
No termo Blu-Ray a palavra Blue é escrita sem o "e" no final. A fim de ser possível registrar a marca e garantir o direito de uso pela Sony.
Recentemente, a Pioneer desenvolveu um disco Blu-Ray com 20 camadas que teria a capacidade de 500GB. A novidade poderá estar no mercado entre dois a quatro anos.
Técnologia usada em cada midia:
Técnologia do CD
O CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory) é um disco com 4” de diâmetro (aprox. 10 cm) e feito de uma camada de alumínio entre uma camada de resina e outra de plástico policarbonato. No processo de moldagem a base de policarbonato é estampada com minúsculos ressaltos. A camada de alumínio altamente reflexiva é então aplicada à base de policarbonato, e selada com uma camada de resina para proteger a superfície do disco contra arranhões e poeira.
As informações ficam registradas nos minúsculos ressaltos na base de policarbonato, chamados de “pits” separados da superfície de alumínio, chamada de “land”. Esses pits são um dos menores objetos fabricados comercialmente pelo ser humano. Os pits e lands representam o “zero”, e a transição de um para outro representa o “um”, que são os dois únicos algarismos no sistema de numeração binário, utilizado pela tecnologia digital. Assim, quando um feixe de laser se move de um pit para uma land, ou vice-versa, a reflexão é modificada momentaneamente e interpretada como o dígito “um”. As sucessões de pits e lands informam os valores numéricos que representam o sinal de áudio original.
Para ler os dados no CD, o toca-discos direciona o feixe de laser através da base de policarbonato até a camada de alumínio. Como o CD é lido por baixo, os pits são vistos como ressaltos. A luz do laser é refletida na superfície de alumínio e dispositivos foto-detectores reconhecem as diferentes intensidades da luz refletida, causadas por pits ou lands e interpretadas como “zeros” ou “uns”. O toca-discos então processa esses dados digitais e os converte em som. Como nada além de luz chega aos pits, não há desgaste do material após repetidas leituras, e o conteúdo original nunca se deteriora.
Técnologia do CD-R
Enquanto nos CDs fabricados industrialmente existem pits que são moldados durante o processo de fabricação, nos CDs graváveis (CD-R) não há pits. Os CD-R possuem uma base de policarbonato, como nos CDs, mas em vez da camada de alumínio reflexivo eles são cobertos com uma camada de tinta orgânica. Existem dois tipos de tinta orgânica usada nos CD-Rs: cianina e fitalocianina.
A cianina é considerada como padrão e pode ser percebida pela sua cor verde esmeralda brilhante. Já a fitalocianina, que é amarelo-esverdeada, é considerada mais durável por alguns, mas na maioria das vezes é de qualidade igual à cianina. Para proteger a tinta e servir de condutor reflexivo, é aplicada uma fina camada de ouro à tinta. A função da tinta orgânica no CD-R é mesma do alumínio no CD: é a mídia de gravação. Em vez de criar os pits fisicamente como no CD, o laser do gravador de CD-R queima a tinta orgânica e cria marcas ópticas na superfície do disco. Da mesma maneira que nos CDs gravados, essas marcas ópticas no CD-R alteram a reflexividade da camada metálica de ouro no CD-R (que corresponderia à camada de alumínio do CD).
Para o toca-discos, as marcas ópticas no CD-R têm a mesma aparência dos pits do CD gravado industrialmente, e por isso os discos CD-R podem ser lidos praticamente por qualquer equipamento de leitura (toca-discos de CD ou drives de CD-ROM).
Existem dois tipos de padrão governando os CDs: físico e lógico. O padrão físico define a “mídia” em que a informação é armazenada; o padrão lógico define qual o tipo de informação que pode ser colocada na mídia e a maneira como ela é registrada.
Esses padrões são definifidos em especificações chamadas de “Books”, cada uma orientada a uma aplicação específica:
Red Book CD-DA (CD de áudio)
Yellow Book CD-ROM (CD-Read Only Memory)
Green Book CD-I (CD-Interactive)
Orange Book CD-R (CD Recordable)
Técnologia do DVD
Os DVDs possuem o mesmo diâmetro e espessura que os CDs e são feitos usando os mesmos materiais e métodos de fabricação. Assim como no CD, os dados em um DVD são codificados na forma de pequenas cavidades e saliências na trilha do disco.
Um DVD é composto de várias camadas de plástico que totalizam uma espessura de cerca de 1,2 milímetro. Cada camada é criada por injeção de plástico policarbonato moldado. Esse processo forma um disco que possui saliências microscópicas dispostas na forma de uma única, contínua e extremamente longa trilha espiral de dados.
Assim que as peças transparentes de policarbonato são formadas, uma fina camada refletora de alumínio é micropulverizada sobre o disco, cobrindo as saliências. O alumínio é usado por trás das camadas internas, mas uma camada de ouro semi-refletora é usada para as camadas externas, permitindo que o laser focalize através das camadas externas e atinja as camadas internas. Depois que todas as camadas são feitas, cada uma é revestida com uma laca, prensadas juntas e curadas sob luz infravermelha . Nos discos de face única, a etiqueta é aplicada por serigrafia sobre o lado não lido. Os discos de face dupla contêm impressão somente na área não lida próxima ao furo central.
Cada camada gravável de um DVD possui uma trilha espiral de dados. Nos DVDs de camada única, a trilha sempre circula do lado interno para o externo do disco. O fato de a trilha espiral se iniciar no centro significa que um DVD de camada única poderia ser menor do que 12 centímetros, se desejado.
Apenas 740 nanômetros separam uma trilha da próxima (um nanômetro é um bilionésimo de metro). E cada uma das saliências alongadas que compõem a trilha possui 320 nanômetros de largura, um comprimento mínimo de 400 nanômetros e uma altura de 120 nanômetros.
Você freqüentemente ouvirá falar de "cavidades" ("pits") em vez de saliências ("bumps") em um DVD. Elas aparecem como cavidades no lado do alumínio, mas no lado de leitura do laser , elas são saliências.
As dimensões microscópicas das saliências tornam a trilha espiral de um DVD extremamente longa. Se você pudesse arrancar a trilha de dados de um DVD e esticá-la em uma linha reta, ela teria quase 12 quilômetros de comprimento! Isso significa que um DVD de lado duplo e camada dupla teria 48 quilômetros de dados!
Para ler saliências assim tão pequenas você precisa de um mecanismo de leitura de disco incrivelmente preciso.
Armazenamento de dados:
Os DVDs podem armazenar muito mais dados do que os CDs por algumas razões:
• maior densidade de armazenamento de dados
• menos espaço sem dados, maior área útil
• armazenamento multi-camadas
Maior densidade de armazenamento de dados
Os DVDs de face única e camada única podem armazenar cerca de sete vezes mais dados do que os CDs. Uma grande parte desse aumento decorre do fato de as saliências e as trilhas serem menores nos DVDs.
O espaçamento entre as trilhas de um DVD é 2,16 vezes menor e o comprimento mínimo da saliência para um DVD de camada única é 2,08 vezes menor do que em um CD. Multiplicando esses dois números, descobrimos que há espaço para cerca de 4,5 vezes mais saliências em um DVD.
Menos espaço sem dados, maior área útil
Em um CD, há muita informação extra codificada no disco para permitir a correção de erros - essa informação é, na verdade, apenas uma repetição da informação que já está contida no disco. O esquema de correção de erros que um CD utiliza é bastante antigo e ineficiente em comparação ao que é utilizado nos DVDs. O formato DVD não desperdiça tanto espaço, o que o habilita a armazenar mais informações reais. Outra maneira pela qual os DVDs obtêm maior capacidade é por meio da codificação de dados em uma área ligeiramente maior do disco do que a área utilizada num CD.
Armazenamento multicamadas
Para aumentar ainda mais a capacidade de armazenamento, um DVD pode ter até quatro camadas, duas de cada lado (face). O laser que lê o disco, na verdade, pode focalizar a segunda camada através da primeira.
Você pode estar imaginando por que a capacidade de um DVD não dobra quando se adiciona uma segunda camada ao disco. Isso acontece porque as saliências de um disco de camada dupla precisam ser um pouco mais longas, em ambas as camadas, em relação a um disco de camada única. Isso ajuda a evitar a interferência entre as camadas, que poderiam causar erros durante a execução do disco.
Técnologia do Blu-ray
Blu-ray, também conhecido como BD (de Blu-ray Disc) é um formato de disco óptico da nova geração de 12 cm de diâmetro (igual ao CD e ao DVD) para vídeo de alta definição e armazenamento de dados de alta densidade.
É o sucessor do DVD e capaz de armazenar filmes até 1080p Full HD de até 4 horas sem perdas. Requer uma TV full HD de LCD, plasma ou LED para exibir todo seu potencial e justificar a troca do DVD.
Sua capacidade varia de 25 (camada simples) a 50 (camada dupla) Gigabytes. O disco Blu-Ray faz uso de um laser de cor azul-violeta, cujo comprimento de onda é 405 nanometros, permitindo gravar mais informação num disco do mesmo tamanho usado por tecnologias anteriores (o DVD usa um laser de cor vermelha de 650 nanometros).
Blu-ray obteve o seu nome a partir da cor azul do raio laser ("blue ray" em inglês significa "raio azul"). A letra "e" da palavra original "blue" foi eliminada porque, em alguns países, não se pode registrar, para um nome comercial, uma palavra comum. Este raio azul mostra um comprimento de onda curta de 405 nm e conjuntamente com outras técnicas, permite armazenar substancialmente mais dados que um DVD ou um CD.
A Blu-ray Disc Association (BDA) é responsável pelos padrões e o desenvolvimento do disco Blu-ray e foi criada pela Sony e Panasonic. Disputou uma guerra de formatos com o HD DVD e em 2008 venceu com o apoio exclusivo da Warner Bros., MGM, Fox e Columbia Pictures.
Especificações Blu-ray
Tipo de mídia Disco óptico de alta densidade
Uso em Vídeos de alta definição
Armazenamento de dados
Codificação MPEG-2, MPEG-4 AVC (H.264), e VC-1
Capacidade 25 GB (camada simples)
50 GB (camada dupla)
Mecanismo de leitura Laser 405 nm laser, 1x@36 Mbit/s & 2x@72 Mbit/s & 4x@144 Mbit/s & 6x@216 Mbit/s[1]
Desenvolvido por Sony, Blu-ray Disc Association
Dimensões 12 cm de diâmetro
Precedido por DVD
Enquanto nos CDs fabricados industrialmente existem pits que são moldados durante o processo de fabricação, nos CDs graváveis (CD-R) não há pits. Os CD-R possuem uma base de policarbonato, como nos CDs, mas em vez da camada de alumínio reflexivo eles são cobertos com uma camada de tinta orgânica. Existem dois tipos de tinta orgânica usada nos CD-Rs: cianina e fitalocianina.
A cianina é considerada como padrão e pode ser percebida pela sua cor verde esmeralda brilhante. Já a fitalocianina, que é amarelo-esverdeada, é considerada mais durável por alguns, mas na maioria das vezes é de qualidade igual à cianina. Para proteger a tinta e servir de condutor reflexivo, é aplicada uma fina camada de ouro à tinta. A função da tinta orgânica no CD-R é mesma do alumínio no CD: é a mídia de gravação. Em vez de criar os pits fisicamente como no CD, o laser do gravador de CD-R queima a tinta orgânica e cria marcas ópticas na superfície do disco. Da mesma maneira que nos CDs gravados, essas marcas ópticas no CD-R alteram a reflexividade da camada metálica de ouro no CD-R (que corresponderia à camada de alumínio do CD).
Para o toca-discos, as marcas ópticas no CD-R têm a mesma aparência dos pits do CD gravado industrialmente, e por isso os discos CD-R podem ser lidos praticamente por qualquer equipamento de leitura (toca-discos de CD ou drives de CD-ROM).
Existem dois tipos de padrão governando os CDs: físico e lógico. O padrão físico define a “mídia” em que a informação é armazenada; o padrão lógico define qual o tipo de informação que pode ser colocada na mídia e a maneira como ela é registrada.
Esses padrões são definifidos em especificações chamadas de “Books”, cada uma orientada a uma aplicação específica:
Red Book CD-DA (CD de áudio)
Yellow Book CD-ROM (CD-Read Only Memory)
Green Book CD-I (CD-Interactive)
Orange Book CD-R (CD Recordable)
Técnologia do DVD
Os DVDs possuem o mesmo diâmetro e espessura que os CDs e são feitos usando os mesmos materiais e métodos de fabricação. Assim como no CD, os dados em um DVD são codificados na forma de pequenas cavidades e saliências na trilha do disco.
Um DVD é composto de várias camadas de plástico que totalizam uma espessura de cerca de 1,2 milímetro. Cada camada é criada por injeção de plástico policarbonato moldado. Esse processo forma um disco que possui saliências microscópicas dispostas na forma de uma única, contínua e extremamente longa trilha espiral de dados.
Assim que as peças transparentes de policarbonato são formadas, uma fina camada refletora de alumínio é micropulverizada sobre o disco, cobrindo as saliências. O alumínio é usado por trás das camadas internas, mas uma camada de ouro semi-refletora é usada para as camadas externas, permitindo que o laser focalize através das camadas externas e atinja as camadas internas. Depois que todas as camadas são feitas, cada uma é revestida com uma laca, prensadas juntas e curadas sob luz infravermelha . Nos discos de face única, a etiqueta é aplicada por serigrafia sobre o lado não lido. Os discos de face dupla contêm impressão somente na área não lida próxima ao furo central.
Cada camada gravável de um DVD possui uma trilha espiral de dados. Nos DVDs de camada única, a trilha sempre circula do lado interno para o externo do disco. O fato de a trilha espiral se iniciar no centro significa que um DVD de camada única poderia ser menor do que 12 centímetros, se desejado.
Apenas 740 nanômetros separam uma trilha da próxima (um nanômetro é um bilionésimo de metro). E cada uma das saliências alongadas que compõem a trilha possui 320 nanômetros de largura, um comprimento mínimo de 400 nanômetros e uma altura de 120 nanômetros.
Você freqüentemente ouvirá falar de "cavidades" ("pits") em vez de saliências ("bumps") em um DVD. Elas aparecem como cavidades no lado do alumínio, mas no lado de leitura do laser , elas são saliências.
As dimensões microscópicas das saliências tornam a trilha espiral de um DVD extremamente longa. Se você pudesse arrancar a trilha de dados de um DVD e esticá-la em uma linha reta, ela teria quase 12 quilômetros de comprimento! Isso significa que um DVD de lado duplo e camada dupla teria 48 quilômetros de dados!
Para ler saliências assim tão pequenas você precisa de um mecanismo de leitura de disco incrivelmente preciso.
Armazenamento de dados:
Os DVDs podem armazenar muito mais dados do que os CDs por algumas razões:
• maior densidade de armazenamento de dados
• menos espaço sem dados, maior área útil
• armazenamento multi-camadas
Maior densidade de armazenamento de dados
Os DVDs de face única e camada única podem armazenar cerca de sete vezes mais dados do que os CDs. Uma grande parte desse aumento decorre do fato de as saliências e as trilhas serem menores nos DVDs.
O espaçamento entre as trilhas de um DVD é 2,16 vezes menor e o comprimento mínimo da saliência para um DVD de camada única é 2,08 vezes menor do que em um CD. Multiplicando esses dois números, descobrimos que há espaço para cerca de 4,5 vezes mais saliências em um DVD.
Menos espaço sem dados, maior área útil
Em um CD, há muita informação extra codificada no disco para permitir a correção de erros - essa informação é, na verdade, apenas uma repetição da informação que já está contida no disco. O esquema de correção de erros que um CD utiliza é bastante antigo e ineficiente em comparação ao que é utilizado nos DVDs. O formato DVD não desperdiça tanto espaço, o que o habilita a armazenar mais informações reais. Outra maneira pela qual os DVDs obtêm maior capacidade é por meio da codificação de dados em uma área ligeiramente maior do disco do que a área utilizada num CD.
Armazenamento multicamadas
Para aumentar ainda mais a capacidade de armazenamento, um DVD pode ter até quatro camadas, duas de cada lado (face). O laser que lê o disco, na verdade, pode focalizar a segunda camada através da primeira.
Você pode estar imaginando por que a capacidade de um DVD não dobra quando se adiciona uma segunda camada ao disco. Isso acontece porque as saliências de um disco de camada dupla precisam ser um pouco mais longas, em ambas as camadas, em relação a um disco de camada única. Isso ajuda a evitar a interferência entre as camadas, que poderiam causar erros durante a execução do disco.
Técnologia do Blu-ray
Blu-ray, também conhecido como BD (de Blu-ray Disc) é um formato de disco óptico da nova geração de 12 cm de diâmetro (igual ao CD e ao DVD) para vídeo de alta definição e armazenamento de dados de alta densidade.
É o sucessor do DVD e capaz de armazenar filmes até 1080p Full HD de até 4 horas sem perdas. Requer uma TV full HD de LCD, plasma ou LED para exibir todo seu potencial e justificar a troca do DVD.
Sua capacidade varia de 25 (camada simples) a 50 (camada dupla) Gigabytes. O disco Blu-Ray faz uso de um laser de cor azul-violeta, cujo comprimento de onda é 405 nanometros, permitindo gravar mais informação num disco do mesmo tamanho usado por tecnologias anteriores (o DVD usa um laser de cor vermelha de 650 nanometros).
Blu-ray obteve o seu nome a partir da cor azul do raio laser ("blue ray" em inglês significa "raio azul"). A letra "e" da palavra original "blue" foi eliminada porque, em alguns países, não se pode registrar, para um nome comercial, uma palavra comum. Este raio azul mostra um comprimento de onda curta de 405 nm e conjuntamente com outras técnicas, permite armazenar substancialmente mais dados que um DVD ou um CD.
A Blu-ray Disc Association (BDA) é responsável pelos padrões e o desenvolvimento do disco Blu-ray e foi criada pela Sony e Panasonic. Disputou uma guerra de formatos com o HD DVD e em 2008 venceu com o apoio exclusivo da Warner Bros., MGM, Fox e Columbia Pictures.
Especificações Blu-ray
Tipo de mídia Disco óptico de alta densidade
Uso em Vídeos de alta definição
Armazenamento de dados
Codificação MPEG-2, MPEG-4 AVC (H.264), e VC-1
Capacidade 25 GB (camada simples)
50 GB (camada dupla)
Mecanismo de leitura Laser 405 nm laser, 1x@36 Mbit/s & 2x@72 Mbit/s & 4x@144 Mbit/s & 6x@216 Mbit/s[1]
Desenvolvido por Sony, Blu-ray Disc Association
Dimensões 12 cm de diâmetro
Precedido por DVD
2 comentários:
Thank you for the info. It sounds pretty user friendly. I guess I’ll pick one up for fun. thank u
3 de agosto de 2011 às 05:57Sensores Laser
no DVD eles usam luz vermelha, no blue-ray luz azul, se eles fosse usado luz violeta ou ultravioleta que tem menor comprimento de onda poderia armazenar muito mas, seria tipo um purple-ray.
14 de maio de 2018 às 12:04Postar um comentário