Benjamin Britton, profesor asociado y artista electrónico de la Universidad de Cincinnati, ofrece la siguiente explicación:
Las herramientas de la tecnología pueden parecer una confusa sopa de letras. Términos como ZIP, CD o DVD se utilizan habitualmente para describir los medios disponibles para almacenar y compartir información, desde texto hasta audio o películas completas. De todos ellos, el DVD, que significa disco versátil digital, está llamado a convertirse en el medio más popular y fiable para almacenar datos, especialmente vídeo digital de alta calidad. Los DVD se están abriendo paso rápidamente en los hogares estadounidenses como la opción de entretenimiento más moderna para ver los estrenos de Hollywood.
Antes de entrar en la mecánica del funcionamiento de un DVD, quizá sea mejor explicar el porqué. En otras palabras, ¿por qué la industria está sustituyendo los estándares de unidades de almacenamiento anteriores, incluido el CD (abreviatura de disco compacto)? Sencillamente, la capacidad de almacenamiento del DVD es mucho mayor. Por lo tanto, el DVD tiene sentido para el vídeo y otras industrias de una manera que el CD nunca podría. Un vídeo digital de alta calidad nunca podría caber en un CD. Ni siquiera puede caber cómodamente en el disco duro de un ordenador.
De hecho, un vídeo digital de alta calidad requiere hasta 100 megabytes (MB) de espacio de datos cada minuto, dependiendo de la cantidad de compresión utilizada. El MPEG2, un formato comúnmente utilizado para reproducir vídeo por ordenador, comprime un minuto de datos visuales en unos 30 MB. Así que un vídeo de dos minutos requiere 60 MB, y una película de dos horas requiere 3.600 MB. Compárelo con el espacio máximo de almacenamiento de un CD, que es de unos 640 MB.
La codificación de datos en un DVD puede parecer un arte negro, pero en realidad no es muy diferente de la codificación de datos en una cinta de vídeo. Una cinta de vídeo almacena y reproduce información basándose en la colocación y disposición física de las partículas de óxido de hierro en el material de la cinta. Un DVD también almacena y reproduce información basándose en un determinado «patrón de puntos» en su superficie. Un láser muy preciso graba estos puntos -en realidad, unos pozos increíblemente pequeños- en el DVD maestro. Es la pequeñez de los puntos lo que permite la gran capacidad de almacenamiento del DVD.
En términos prácticos, digamos que tengo un proyecto de realidad virtual de 75 MB en un disco. Si quiero dar a conocer mi proyecto al público o exponerlo en museos de todo el país, voy a necesitar un medio fiable para su visualización. Por lo tanto, necesito colocarlo en DVD, y no sólo en un DVD, sino en miles para su distribución.
Así que hago un único DVD en casa y luego llevo mi disco a una casa de replicación, como Panasonic, CinRam, Nimbus o Diner. La mayoría de los proveedores de servicios de la industria óptica se encuentran, como es lógico, en la costa oeste. Pero también hay casas regionales. Ellos alimentarán la información de mi disco mediante algoritmos de software a lo que se llama una grabadora, que guía el láser que marca un DVD de cristal con el patrón de datos de puntos que varían en términos de espaciado y en términos de brillo y oscuridad. El espaciado y la variación de brillo y oscuridad de los puntos es lo que hace que los datos sean legibles para un ordenador o para un reproductor de DVD del televisor, del mismo modo que la variedad de formas y espaciado de estas letras y palabras permite leer esta explicación.
A continuación, se toma una fotografía de este DVD maestro y se realiza un grabado a partir de esa fotografía. A su vez, el grabado se utiliza para crear un estampador de metal. Digamos que quiero hacer 1.000 versiones en DVD de mi obra de arte de realidad virtual o 2 millones de copias en DVD de mi última película de Hollywood. La casa de replicación simplemente utiliza el estampador de metal para imprimir el patrón en el revestimiento de plástico de todos esos DVD.
Lo que la mayoría de la gente encuentra en el alquiler de películas o en el videoclub local se llama DVD-5. Se llama así porque almacena casi cinco gigabytes (GB) de información. También existen los DVD-9 y los DVD-18. Un DVD-9 tiene el doble de capacidad que un DVD-5 porque básicamente son dos discos, colocados uno encima del otro. El láser que «lee» la información interpreta primero los datos del disco superior y luego cambia de ángulo para traducir los datos del segundo. El DVD-18 funciona de la misma manera, salvo que los dos discos son de doble cara. En lugar de leer sólo una cara para obtener información, el láser lee ambas caras, algo así como nuestros antiguos discos de vinilo.
Dos apuntes finales sobre por qué Hollywood está recurriendo a los DVD como el medio elegido para lanzar sus productos: En primer lugar, los DVD son más duraderos que la cinta VHS estándar. Si usted está en el negocio de alquiler de películas, eso significa más beneficios a largo plazo, ya que no tendrá que pagar por versiones de reemplazo después de múltiples reproducciones. (Tiene la ventaja añadida de que la franquicia local no tendrá que preocuparse de si se rebobina o no). Además, gracias a las características especiales de las unidades reproductoras de DVD de los televisores, será imposible que estos aparatos «lean» y reproduzcan copias piratas de películas en DVD, un problema que ha asolado el mercado de vídeo de Hollywood en el extranjero.
Más información sobre los DVD procede de Sylvia Moats, Xiao Tang y Victor McCrary, del Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST):
El DVD (disco de vídeo digital) es una tecnología basada en el almacenamiento óptico de datos similar al disco compacto (CD). El almacenamiento óptico de datos es un método de almacenamiento de información digital (1 y 0) que utiliza la luz para leer la información. La información analógica se convierte en información digital, que luego se codifica en el disco desde el borde interior hacia fuera. Los datos digitales se codifican por medio de fosas en la capa de grabación del disco. La codificación se realiza mediante una técnica denominada EFM, modulación de ocho a catorce, en los CD y EFMPlus, modulación de ocho a dieciséis, en los DVD.
Las fosas y las separaciones entre fosas, llamadas tierras, varían en longitud para representar la información digital almacenada en el disco. Las fosas están dispuestas en una pista que forma un patrón en espiral en la capa de grabación del disco. El disco gira en un movimiento circular dentro del reproductor, mientras un láser del cabezal óptico se desplaza lentamente hacia el exterior y permanece enfocado en las fosas. El rayo láser se refleja en un detector cuando choca con las tierras, y se dispersa lejos del detector por las fosas. La transición entre una fosa y una tierra corresponde a un «1» en el flujo de bits digital.
Un DVD puede almacenar más de dos horas de vídeo en una sola capa del disco. En comparación con los 74 minutos de datos que puede contener un CD, esta capacidad supone una gran mejora. (Setenta y cuatro minutos es lo justo para contener la Novena Sinfonía de Beethoven en un CD entero). Los puntos más pequeños de un DVD tienen una anchura de unas 0,4 micras (0,0001575 pulgadas), mientras que los puntos de un CD tienen una anchura mínima de 0,83 micras. Los puntos están dispuestos en pistas (denominadas track pitch) que están mucho más espaciadas en un DVD (0,74 micras) que en un CD (1,6 micras). Con esta construcción, un DVD de una sola capa y una sola cara puede contener 4,7 GB frente a los 650 MB que puede contener un solo CD.
El menor tamaño de los huecos en un DVD significa que el rayo láser utilizado en un reproductor de DVD debe tener una longitud de onda más corta que el de un reproductor de CD. Pero este requisito permite la doble compatibilidad: Los reproductores de DVD están diseñados para reproducir tanto discos DVD como CD. Desgraciadamente, esta compatibilidad es hacia atrás, por lo que los reproductores de CD no reproducen DVDs.
Con áreas de foso tan pequeñas, el número de errores posibles en la lectura del disco es ilimitado. Por ello, el almacenamiento con corrección de errores ha experimentado un rápido desarrollo. En la tecnología de CD, existe una codificación de corrección de errores (ECC) en el disco como medio para corregir los problemas cuando se producen. Los algoritmos ECC están configurados para detectar y corregir perfectamente los errores en los datos. Este mismo método se utiliza para la corrección de errores en la tecnología DVD.
La mayor cantidad de información almacenada en un vídeo DVD se debe principalmente al menor tamaño de la fosa y al menor espacio entre las pistas, pero hay otro factor que entra en juego: la compresión. El Grupo de Expertos en Imágenes en Movimiento (Moving Picture Experts Group) ha presentado un algoritmo avanzado de compresión de vídeo denominado MPEG2. Este desarrollo se basa en una compresión temporal que compara cada fotograma de vídeo con el siguiente y sólo almacena los cambios en la escena. Almacena un solo fotograma en diferido, para así poder eliminar continuamente el fondo de una escena y tener más espacio para almacenar los cambios en la misma. MPEG2 también utiliza la transformada de coseno discreto, que toma las imágenes y encuentra su frecuencia y luego comprime cualquier frecuencia repetitiva.
La compresión de vídeo permite más espacio para almacenar opciones de visualización adicionales, una gran parte de lo que hace que el DVD sea un avance tecnológico tan increíble. El DVD-Vídeo, que permite disfrutar de una experiencia cinematográfica completa, se ofrece con sonido envolvente Dolby Digital (AC-3). Otras opciones son la visualización en pantalla ancha (16:9) o en pantalla completa (4:3), pistas de sonido en diferentes idiomas y visualización con subtítulos. El DVD de vídeo también permite al espectador decidir la clasificación, R o PG, gracias a los cortes de escena preprogramados en el propio disco. Los espectadores también pueden optar por ver una versión sin cortes de la película o ver tomas fuera del original. Todas estas selecciones pueden elegirse al principio de la película. El DVD salta de una escena a otra en la disposición elegida por el espectador. El director y el productor deciden la cantidad y el tipo de opciones disponibles, por lo que cada DVD individual puede tener algunas, todas o ninguna de estas opciones.
Otra gran mejora del almacenamiento de vídeo en DVD es su resolución de 525 líneas, que es mucho mayor que la resolución ofrecida por los soportes de discos láser y casi el doble de la resolución de las cintas de vídeo VHS estándar. Esta resolución depende de las capacidades del monitor de televisión utilizado, pero no es necesario que el monitor tenga una alta resolución para que el espectador disfrute de las ventajas del DVD. Otra ventaja es que un disco DVD no se toca físicamente mientras gira en el reproductor, por lo que no hay desgaste ni pérdida de fidelidad con el tiempo. En cambio, las cintas de vídeo sí tocan el mecanismo de reproducción y acaban rompiéndose, lo que degrada la calidad de la imagen.
Dicho esto, los DVD y los CD no son impermeables. Dado que los datos se almacenan en forma de espiral, los usuarios deben evitar limpiar el disco con un movimiento circular; cuando se limpie un disco, hágalo desde el interior de forma radial hacia el borde. En comparación con las cintas de vídeo, la longevidad y la facilidad de almacenamiento de los DVD los convierte en un soporte mucho más razonable y fácil de usar.
