Az új technológia mindennapi felhasználásban
Egy jelenlegi, egyoldalas, hagyományos DVD 4,7 GB adatot képes tárolni, ami elegendő egy átlagos 2 órás, normál felbontású filmnek és néhány extra adatnak. De egy nagy felbontású film, aminek sokkal tisztább képe van (HDTV – High-Definition Television), mint egy DVD filmnek körülbelül 5-ször több helyet követel, ezért nélkülözhetetlen olyan lemezek gyártása, amin sokkal több adat fér el, mint egy DVD-n, ahogy a stúdiók is egyre-inkább jobb minőségben gyártják a filmeket. Ahhoz, hogy a HDTV-ről felvegyünk egy több mint 2 órás műsort Blu-ray lemezt kell használnunk, amióta elkezdődött 2000-ben a BS (Broadcast Satellaview) digitális sugárzás és 2003-ban a földi digitális sugárzás.
 
 
Blu-ray lemez
Működése

 
A DVD felvevő által fogadott és dekódolt jeleket tömörítik egy MPEG kódolóval és úgy rögzítik a lemezre. Hogy a HDTV által sugárzott adást fel tudjuk venni HDTV MPEG2 kódoló szükséges. Azonban még ilyen eszközt nem gyártottak otthoni használatra. A BS digitális adás felvétele esetén a jelek egy program adatfolyamaként („program stream”) érkeznek fixált gyorsasággal, ami 24 Mbps-t jelent HDTV programonként. A BS digitális sugárzása esetén megvan a lehetőség arra, hogy a kiegészítő adatfolyam többszörös legyen, és kívánalom, hogy ezt az adatot felvegyük és olvassuk. Az ábra mutatja, a felvételi kapacitást az adatforgalom és a felvételi idő függvényében. Egy 2 órás felvételhez 22 GB szükséges, ami kb. 5-szöröse egy DVD-nek.
Eltérően a jelenlegi DVD-ktől, amik vörös lézert használnak az adatok írásához és olvasásához, a BD kék lézert használ (amiről egyébként a nevét is kapta). A kék lézer rövidebb hullámhosszon működik (405 nanométer), mint a vörös lézer (650 nanométer).

Blu-ray lemez felépítése

A kisebb fénynyalábbal pontosabban lehet fókuszálni, lehetővé téve, hogy olyan kis gödröcskéből („pits”) is kiolvassunk adatokat, amik csak 0,15 mikrométer (μm; 1 mikron = 10−6 méter) hosszúak – ez több, mint kétszer kisebb a DVD-n található kis gödrökhöz képest. Mindezen túl a Blu-ray lecsökkentette a sávok hüvelykméretét 0,74 mikronról 0,32 mikronra. A kisebb gödröcskék, a kisebb fénysugár, és a rövidebb sáv-hüvelyk együttesen azt eredményezte, hogy az egyrétegű Blu-ray lemezen több mint 25 GB információt tudunk tárolni – kb. ötször annyi információ, mint amennyit egy DVD képes tárolni; egy dupla rétegű Blu-ray lemezen, pedig mintegy 50 GB-nyi adat tárolható.
A lemezek a digitálisan kódolt videó és audió információt „gödrök”-ben tárolja. Ezek a gödrök („pits”) a lemezen spirálisan helyezkednek el a központból kiindulva a szélek felé. A lézer a gödrök másik oldalát olvassa, – azaz a dudorokat („bumps”), – hogy lejátssza a filmet, vagy a programokat, amit a lemezen tárolunk. Minél több adatot tárolunk a lemezen, annál kisebb és egymáshoz közelebb pakolt gödröknek kell lenniük. Minél kisebb a gödröcske (és ez által a dudor is), annál pontosabbnak kell lennie a lézerolvasónak.
Minden Blu-ray lemez megközelítőleg ugyanolyan vastagságú (1,2 milliméter), akárcsak a DVD-k. De ezen két lemez adattárolása különböző. A DVD-n az adat, mint egy szendvics, két 0,6 milliméter vastag polikarbonát réteg között helyezkedik el. Amelyik polikarbonát réteg az adat tetején helyezkedik el a kettős törés problémáját idézheti elő, amiben az alsó réteg megtöri a lézer fényét két elkülönült fénynyalábra. Ha a fénynyaláb túl szélesen hasad el, akkor a lemez olvashatatlan lesz. Egyébként ha a DVD felszíne nem pontosan sík és ezért nem pontoson merőlegesen a fénysugár rá, akkor arra a problémára vezethet, amint úgy neveznek, hogy „disc tilt”, amiben a lézer sugár eltorzított. Mindezen tulajdonságok, a nagyon körülményes előállításhoz vezetnek. A Blu-ray lemez felülkerekedik az előbb tárgyalt DVD előállítási módon úgy, hogy az adatot egy 1,1 milliméter vastag polikarbonát rétegre helyezi. Amiatt, hogy a tetején van elhelyezve az adat, ezáltal a kettős törés és az olvashatósági problémák nem léphetnek fel. Annak következtében, hogy az olvasó mechanizmusnál az írható réteg közelebb helyezkedik el az objektív lencséhez a „disc tilt” problémáját virtuálisan elimináltuk.
Az adat felszínhez közeli elhelyezkedéséből kifolyólag egy kemény védőréteggel van ellátva a lemez, hogy megvédje a karcolásoktól, illetve az ujjlenyomatoktól. Az eddig említett felépítésből az következik, hogy az előállítási költsége alacsonyabb, mint a DVD-nek.Az adatátviteli sebességben is a BD a gyorsabb. A DVD 10 Mbps gyorsaságával szemben a Blu-ray lemez mintegy 36 Mbps sebességet nyújt a használóknak.Ebből következik, hogy 25 GB adat másolásához elegendő csupán másfél óra. Ugyanakkor védelem szempontjából is jobb a Blu-ray lemez a mai DVD-knél. Egyedi biztonsági titkosító rendszerrel rendelkeznek, ami annyit jelent, hogy van egy egyedi ID-jük (azonosító), ami védelmet nyújt a film- és szoftverkalózok ellen, illetve a szerzői jogok megsértése ellen. Egyébként, már a Blu-ray technológiának is megjelentek különböző verziói. A Sony cég kifejlesztette az XDCAM-ot és a ProDatát (Profession Disc for Data). Az előbbit televízió társaságoknak és műsorszóróknak, az utóbbit pedig inkább kereskedelmi célra, adattárolónak (például szerverek biztonsági mentésére).

Hogy helyettesíteni fogják-e a DVD-ket a Blu-ray lemezek? A gyártók remélik. Időközben a JVC kifejlesztett egy Blu-ray/DVD Combo lemezt megközelítőleg 33,5 GB kapacitással, ami lehetőséget teremt arra, hogy mindkét formátumú filmet tároljunk egyetlen lemezen.

Ki lesz a befutó?

A BD nincs egyedül, versengés van a DVD piacért. Az egyik ilyen versenytárs például a HD-DVD, amit szoktak AOD-nak (Advanced Optical Disc) is nevezni, amit olyan nagy elektronikai óriások fejlesztettek ki, mint a Toshiba és a NEC. Valójában a HD-DVD már korábban létezett, mint az átlagos mai DVD, de az igazi fejlesztésüket nem kezdték meg 2003-ig. A HD-DVD előnye, hogy ugyanolyan formátumot használ, mint a „hagyományos” DVD-k és ezért ugyanolyan előállítási feltételeket is követel meg, mindezt alacsonyabb áron. Ennek ellenére mégis hátránya van a Blu-ray lemezekkel szemben, méghozzá a tároló kapacitásban. Nem veheti fel a versenyt a HD-DVD a Blu-ray lemezzel, mivel egy egyoldalas lemezen csupán 15 GB adatot képes tárolni a BD 25 GB-jával szemben – duplaoldalas lemez esetén is alul marad, a maga szerény 30 GB-jával (Blu-ray lemez megközelítőleg 50 GB). A Toshiba 2008. február 19-én bejelentette, hogy nem fejleszti tovább a HD-DVD formátumot, és leállítja a lejátszók, és felvevők gyártását is. Így a HD-DVD formátum végül alul maradt a Blu-ray-el szemben. További említésre méltó versenytársak még a Warner Bros. Pictures a saját fejlesztésű HD-DVD-9-ével, ami magasabb tömörítési rátát használva lehetővé teszi, hogy egy hagyományos DVD-re standard felbontású film helyett magas felbontású filmet rögzítsünk. Tajvanban megkonstruálták a Forward Versatile Discet (FVD), ami egy upgrade-elt változata a mai DVD-knek, 4,7 GB helyett már 5,4 GB-ot képes tárolni – a dupla oldalas pedig 9,8 GB-ra képes. Kína is bemutatta a saját fejlesztésű termékét az Enhanced Video Disc-et (EVD), ami ugyancsak egy magas felbontású videók tárolására alkalmas lemez.

De mindezen tervek ellenére nem lehet biztosan állítani, hogy a Blu-ray és a HD-DVD a jövő, ugyanis a Pioneer cég túlment a Blu-ray technológián, ami csak 20-50 GB adatot képes tárolni. A Pioneer cég fejleszt egy optikai lemezt, ami le fogja váltani a PC-kben található merevlemezt a hatalmas méretű kapacitásának köszönhetően, ami képes 500 GB adatot tárolni. Hogy minderre hogy lenne képes a Pioneer cég fejlesztése? Ultraviola lézert használnak, aminek még a kék lézernél is rövidebb lenne a hullámhossza. ^[forrás?]

Otthoni lejátszás

Az 50 GB-nyi tárhely tökéletes Full HD-s filmek tárolására 1920×1080-as felbontásban (a DVD 720×576). Ezt visszaadni csak a Full HD (HD Ready 1080) televíziók tudják. A Dolby és DTS szabványainak köszönhetően a hangot sok esetben akár tömörítetlen formában, tökéletes minőségben élvezhetjük. A Blu-ray filmeknél alapvető a HDMI kapcsolat a felbontás és a másolásvédelem miatt, ezért ilyen csatlakozással ellátott TV-re is szükség van. Viszont ez a tökéletes lejátszáshoz kevés. A Blu-ray lemezekre a moziban is alkalmazott 24 fps sebességgel rögzítenek, ezért fontos tényező a televízió képfrissítési sebessége. A 24 fps-t 1:1-ben megjeleníteni csak úgy lehetne, ha a a TV is 24 Hz-zel frissítene, viszont erre egy TV sem képes. Ezért egy képkockát többször is megjelenítenek. Ezt a technikát Pulldownnak hívják. A DVD-nél az európai PAL rendszerrel 50 Hz-es frissítésnél 2-szer jelenik meg ugyanaz a képkocka, így 25 fps a tényleges lejátszási sebesség, de ez a növekedés leginkább csak a hangon észrevehető. Az amerikai és japán NTSC rendszer viszont 60 Hz-en működik, ami további problémát okoz. Ott a képkockákat 2-szer, illetve 3-szor jelenítik meg felváltva, ezáltal másodpercenként 12-szer változik a lejátszás sebessége, ami alig érzékelhető szaggatást eredményez. A legnagyobb hibája, hogy a mozifilmek készítésekor a gyors mozgású jeleneteknél egy-egy képkockát direkt elmosnak, ezzel is fokozva a folyamatosság érzetét. Ezeknél a részeknél viszont pont ezért erősebben érezzük a szaggatást. A HD DVD, és a Blu-ray lejátszók nem támogatják a 25 fps-t, ezért az első lejátszók mind az NTSC-nél megszokott 3:2-es módszert használták. A natív 24 fps-t alkalmazó lejátszók gyártását a Pioneer támogatta szinte a megjelenése óta, ezt a rendszert vette át a többi gyártó is. A modernebb lejátszók ezért már támogatják a natív 24 fps-t, de ez viszont azzal jár, hogy a régebbi LCD TV-k nem tudják ezt feldolgozni. Ebben az esetben a lejátszó átvált 3:2 módra, tehát minőségi javulás nincs. A 2007-ig gyártott televíziók pedig ha támogatják is a 24 fps lejátszási sebességet, ennek mikéntjét sokszor nem tüntetik fel, és sok esetben szintén 3:2-es pull-down rendszerben működnek. A különbség csak annyi, hogy nem a lejátszó, hanem a TV alakítja át a jelet 3:2-es megjelenítésre. A tökéletes megoldást azok a TV-k nyújtják, amelyek a 24 fps-nek a többszörösét használják képfrissítésnél, plazmatévénél 72 Hz, LCD TV-nél 96 vagy 120 Hz. Az ilyen TV-knél a régebbi lejátszók is valamivel szebb képet adnak a modernebb elektronika miatt. A képi megjelenítés mellett fontos, hogy a hangrendszerünk is támogassa a HD hangszabványokat. A Blu-ray lemezek is régiókódoltak, de PC-n használt lejátszóprogramok között van amelyik megkerüli. A BD fejlesztései miatt verziószámmal is találkozhatunk. A legrégebbi az 1.0, a legújabb pedig a 2.0 (BD Live), ami már internetkapcsolatra is képes, akár további extrákat is tölthetünk le az éppen lejátszott filmhez. Jelenleg háromféle másolásvédelem létezik. A legmegbízhatóbb a BD+, mely elméletileg arra is képes, hogy ha egy lejátszóban illegálisan másolt lemezt játszottak le, azt megjelöli, és internetről, vagy egy eredeti lemezbe beépített programmal akár le is zárja. De ezt a technológiát valószínűleg sosem fogják alkalmazni, ugyanis a hibalehetőség nem zárható ki teljesen.