Benjamin Britton, Cincinnatin yliopiston apulaisprofessori ja elektroniikkataiteilija, antaa seuraavan selityksen:
Teknologian välineet voivat tuntua sekavalta aakkoskeitolta. Sellaisia termejä kuin ZIP, CD tai DVD käytetään yleisesti kuvaamaan keinoja, joita on käytettävissä tiedon tallentamiseen ja jakamiseen, aina tekstistä ja äänestä täyspitkiin elokuviin. DVD, joka on lyhenne sanoista digital versatile disc (digitaalinen monipuolinen levy), on tulossa suosituimmaksi ja luotettavimmaksi välineeksi tietojen ja erityisesti korkealaatuisen digitaalisen videon tallentamiseen. DVD-levyt ovat nyt nopeasti leviämässä amerikkalaisiin koteihin uusimpana viihdevaihtoehtona Hollywood-julkaisujen katseluun.
Ennen kuin käydään läpi DVD-levyn toiminnan mekaniikkaa, on ehkä parasta selittää miksi. Toisin sanoen, miksi teollisuus on korvaamassa aiemmat tallennusyksikköstandardit, kuten CD:n (lyhenne sanoista compact disc)? DVD:n tallennuskapasiteetti on yksinkertaisesti paljon suurempi. Näin ollen DVD-levy on järkevä videoteollisuudelle ja muille teollisuudenaloille tavalla, jota CD-levy ei koskaan voinut olla. Laadukas digitaalinen video ei yksinkertaisesti koskaan mahtuisi CD-levylle. Se ei mahdu mukavasti edes tietokoneen kiintolevylle.
Laadukas digitaalinen video vaatii jopa 100 megatavua (MB) tallennustilaa joka minuutti, riippuen käytetystä pakkauksesta. MPEG2-formaatti, jota käytetään yleisesti videon toistamiseen tietokoneen kautta, pakkaa yhden minuutin visuaalisen datan noin 30 megatavuun. Kahden minuutin video vaatii siis 60 Mt, ja kahden tunnin elokuva vaatii 3 600 Mt. Vertaa tätä CD-levyn enimmäistallennustilaan, joka on noin 640 megatavua.
Datan koodaaminen DVD-levylle voi vaikuttaa mustalta taiteelta, mutta se ei oikeastaan eroa paljon videonauhan koodaamisesta. Videonauha tallentaa ja toistaa tietoa, joka perustuu rautaoksidihiukkasten fyysiseen sijoitteluun ja järjestelyyn nauhan materiaalissa. Vastaavasti DVD-levy tallentaa ja toistaa tietoa sen pinnalla olevan tietyn ”pistekuvion” perusteella. Erittäin tarkka laser polttaa nämä pisteet – itse asiassa uskomattoman pienet kuopat – DVD-levylle. Juuri pisteiden pienuus mahdollistaa DVD-levyn tilavan tallennuskapasiteetin.
Käytännöllisesti katsoen sanotaan, että minulla olisi 75 Mt:n kokoinen virtuaalitodellisuusprojekti levyllä. Jos haluan julkaista projektini yleisölle tai asettaa sen näytteille museoissa eri puolilla maata, tarvitsen luotettavan katseluvälineen. Minun on siis tallennettava se DVD-levylle, eikä vain yhdelle DVD-levylle, vaan tuhansille DVD-levyille jakelua varten.
Valmistan siis yhden DVD:n kotona ja vien levyn kopiointitaloon, kuten Panasoniciin, CinRamiin, Nimbusiin tai Dineriin. Suurin osa optisen alan palveluntarjoajista sijaitsee, ei yllättäen, länsirannikolla. Mutta myös alueellisia taloja on olemassa. Ne syöttävät levyn tiedot ohjelmistoalgoritmien avulla niin sanottuun polttimeen, joka ohjaa laseria, joka leimaa lasipintaisen DVD-levyn tietokuvioilla, jotka koostuvat pisteistä, joiden välit vaihtelevat sekä kirkkauden että tummuuden suhteen. Pisteiden välit ja kirkkauden ja tummuuden vaihtelu tekevät datasta tietokoneen tai television DVD-soittimen luettavissa olevaa samalla tavalla kuin näiden kirjainten ja sanojen erilaisten muotojen ja värien vaihtelu mahdollistaa tämän selityksen lukemisen.
Sitten tästä master-DVD:stä otetaan valokuva ja valokuvasta tehdään etsaus. Kaiverrusta puolestaan käytetään metallileimasimen tekemiseen. Sanotaan, että haluan tehdä 1 000 DVD-versiota virtuaalitodellisuustaideteoksestani tai 2 miljoonaa DVD-kopiota uusimmasta Hollywood-elokuvastani. Kopiotalo yksinkertaisesti käyttää metallileimasinta painaakseen kuvion kaikkien näiden DVD-levyjen muovipinnoitteeseen.
Mitä useimmat ihmiset löytävät paikallisesta elokuvavuokraamosta tai videovuokraamosta, kutsutaan DVD-5:ksi. Se on saanut nimensä siksi, että siihen mahtuu lähes viisi gigatavua (GB) tietoa. On olemassa myös DVD-9- ja DVD-18-levyjä. DVD-9:n kapasiteetti on kaksinkertainen DVD-5:een verrattuna, koska siinä on periaatteessa kaksi levyä, jotka on asetettu päällekkäin. Tietoja ”lukeva” laser tulkitsee ensin päällimmäisen levyn tiedot ja muuttaa sitten kulmaa kääntääkseen toisen levyn tiedot. DVD-18 toimii samalla tavalla, mutta molemmat levyt ovat kaksipuolisia. Sen sijaan, että laser lukisi vain toiselta puolelta tietoa, se lukee molemmilta puolilta, kuten vanhat vinyylilevyt.
Kaksi viimeistä huomautusta siitä, miksi Hollywood on siirtymässä DVD-levyihin tuotteidensa julkaisemiseen: Ensinnäkin DVD-levyt ovat kestävämpiä kuin tavallinen VHS-nauha. Jos olet elokuvavuokrausbisneksessä, se tarkoittaa enemmän pitkän aikavälin voittoja, koska sinun ei tarvitse maksaa korvaavista versioista useiden toistojen jälkeen. (Lisäetuna on se, että paikallisen toimipisteen ei tarvitse huolehtia siitä, kelasitko sen takaisin vai et). Lisäksi televisioiden DVD-soittimien erityisominaisuuksien ansiosta nämä laitteet eivät pysty ”lukemaan” ja toistamaan DVD:llä olevia elokuvien piraattikopioita, mikä on ongelma, joka on vaivannut Hollywoodin videomarkkinoita ulkomailla.
Lisätietoa DVD-levyistä on saatu Sylvia Moatsilta, Xiao Tangilta ja Victor McCrarylta Kansallisesta standardointi- ja teknologiainstituutista (National Institute of Standards and Technology (NIST)):
DVD (digital video disc) on CD-levyn (compact disc, CD) kaltaiseen optiseen tietovarastointiin perustuva tekniikka. Optinen tiedon tallennus on menetelmä, jossa digitaalinen tieto (1:t ja 0:t) tallennetaan käyttämällä valoa tiedon lukemiseen. Analoginen tieto muunnetaan digitaaliseksi tiedoksi, joka sitten koodataan levylle sisäreunasta ulospäin. Digitaalinen tieto koodataan levyn tallennuskerroksessa olevien kuoppien avulla. Koodauksessa käytetään tekniikkaa, jota kutsutaan CD-levyissä EFM-modulaatioksi (kahdeksasta neljääntoista modulaatio) ja DVD-levyissä EFMPlus-modulaatioksi (kahdeksasta kuudestatoista modulaatio).
Kuopat ja kuoppien väliset erot, joita kutsutaan maiksi, vaihtelevat pituudeltaan ja edustavat levylle tallennettua digitaalista tietoa. Pitsit on järjestetty radaksi, joka muodostaa spiraalimaisen kuvion levyn tallennuskerroksessa. Levy pyörii soittimen sisällä ympyränmuotoisessa liikkeessä, kun optisen pään laser liikkuu hitaasti ulospäin ja pysyy keskittyneenä kuoppiin. Lasersäde heijastuu takaisin ilmaisimeen, kun se osuu maata vasten, ja kuopat hajottavat sen pois ilmaisimesta. Siirtyminen kuopan ja maan välillä vastaa digitaalisen bittivirran ”1:tä”.
DVD-levylle voidaan tallentaa yli kaksi tuntia videokuvaa yhdelle levykerrokselle. Verrattuna CD-levylle mahtuvaan 74 minuutin tietomäärään tämä kapasiteetti merkitsee valtavaa parannusta. (Seitsemänkymmentäneljä minuuttia riittää juuri ja juuri Beethovenin yhdeksännen sinfonian tallentamiseen koko CD-levylle.) DVD-levyn pienimmät kuopat ovat noin 0,4 mikronia (0,0001575 tuumaa) leveitä, kun taas CD-levyn kuoppien leveys on vähintään 0,83 mikronia. Kuopat on järjestetty raitoihin (ns. raideväli), jotka ovat DVD-levyllä paljon lähempänä toisiaan (0,74 mikronia) kuin CD-levyllä (1,6 mikronia). Tällä rakenteella yksikerroksiselle, yksipuoliselle DVD-levylle mahtuu 4,7 gigatavua verrattuna 650 megatavuun, joka mahtuu yhdelle CD-levylle.
DVD-levyn pienemmät kuopat merkitsevät sitä, että DVD-soittimessa käytettävän lasersäteen aallonpituuden on oltava lyhyempi kuin CD-soittimessa. Tämä vaatimus mahdollistaa kuitenkin kaksoisyhteensopivuuden: DVD-soittimet on suunniteltu soittamaan sekä DVD-levyjä että CD-levyjä. Valitettavasti tämä yhteensopivuus on taaksepäin, joten CD-soittimet eivät toista DVD-levyjä.
Näin pienillä kuoppapinta-aloilla mahdollisten virheiden määrä levyn lukemisessa on rajaton. Tämän vuoksi virheenkorjaustallennus on kehittynyt nopeasti. CD-tekniikassa levyllä on virheenkorjauskoodaus (ECC), jonka avulla ongelmat korjataan, kun niitä ilmenee. ECC-algoritmit on konfiguroitu havaitsemaan ja korjaamaan täydellisesti datassa olevat virheet. Samaa menetelmää käytetään virheenkorjaukseen DVD-tekniikassa.
DVD-videolle tallennetun tiedon suurempi määrä johtuu pääasiassa pienemmästä kuoppakoosta ja tiukemmista raideväleistä, mutta toinenkin tekijä, nimittäin pakkaaminen, vaikuttaa asiaan. Moving Picture Experts Group on kehittänyt kehittyneen videopakkausalgoritmin, jota kutsutaan MPEG2:ksi. Tämä kehitys perustuu ajalliseen pakkaukseen, jossa jokaista videokuvaa verrataan seuraavaan kuvaan ja tallennetaan vain kohtauksessa tapahtuvat muutokset. Se tallentaa yhden kuvan viiveellä, jotta kohtauksen tausta voidaan jatkuvasti poistaa ja jotta kohtauksessa tapahtuville muutoksille jää enemmän tilaa. MPEG2 käyttää myös diskreettiä kosinimuunnosta, joka ottaa kuvat ja etsii niiden taajuuden ja sitten pakkaa kaikki toistuvat taajuudet.
Videonpakkaus antaa enemmän tilaa ylimääräisten katseluvaihtoehtojen tallentamiselle, mikä on suuri osa siitä, mikä tekee DVD:stä niin uskomattoman edistysaskeleen tekniikassa. Mahdollistaa täydellisen teatterikokemuksen, DVD-video tulee Dolby Digital (AC-3) Surround Sound . Muita vaihtoehtoja ovat laajakuvan (16:9) tai koko ruudun (4:3) katselu, ääniraidat eri kielillä ja kuvatunnukset. DVD-video voi myös antaa katsojan päättää elokuvan luokituksen, R tai PG, itse levylle esiohjelmoitujen kohtausleikkausten ansiosta. Katsoja voi myös valita elokuvan leikkaamattoman version tai katsoa alkuperäisen elokuvan otoksia. Kaikki nämä valinnat voidaan tehdä elokuvan alussa. DVD-levyllä siirrytään sitten saumattomasti kohtauksesta toiseen katsojan valitsemassa järjestyksessä. Ohjaaja ja tuottaja päättävät käytettävissä olevien vaihtoehtojen määrästä ja tyypistä, joten kullakin yksittäisellä DVD-levyllä voi olla joitakin, kaikkia tai ei mitään näistä vaihtoehdoista.
Toinen DVD-videotallennuksen suuri parannus on sen 525-rivinen resoluutio, joka on paljon suurempi kuin laserlevyjen tarjoama resoluutio ja melkein kaksi kertaa suurempi kuin tavallisen VHS-videonauhan resoluutio. Tämä resoluutio on riippuvainen käytetyn televisiomonitorin ominaisuuksista, mutta monitorissa ei tarvitse olla suurta resoluutiota, jotta katsoja voi nauttia DVD:n eduista. Yksi etu on myös se, että DVD-levyyn ei kosketa fyysisesti, kun se pyörii soittimessa, joten se ei kulu tai heikkene ajan mittaan. Sitä vastoin videonauhat koskettavat toistomekanismia ja lopulta hajoavat, mikä heikentää kuvanlaatua.
DVD- ja CD-levyt eivät kuitenkaan ole läpäisemättömiä. Koska tiedot on tallennettu spiraalimaisesti, käyttäjien tulisi välttää levyn pyyhkimistä ympyränmuotoisesti; levyä puhdistettaessa pyyhitään sisäpuolelta säteittäisesti ulospäin reunaan. Videokasetteihin verrattuna DVD-levyjen pitkäikäisyys ja helpompi säilytys tekevät niistä paljon järkevämmän ja käyttäjäystävällisemmän median.
