Benjamin Britton, a Cincinnati Egyetem docense és elektronikus művész a következő magyarázatot adja:
A technológia eszközei zavaros betűlevesnek tűnhetnek. Az olyan kifejezések, mint a ZIP, a CD vagy a DVD, általánosan használatosak az információk tárolására és megosztására rendelkezésre álló eszközök leírására, a szövegtől kezdve a hanganyagokon át az egész estés filmekig. Mind közül a DVD, amely a digitális sokoldalú lemez rövidítése, a legnépszerűbb és legmegbízhatóbb adattároló eszköznek ígérkezik, különösen a kiváló minőségű digitális videók tárolására. A DVD-k mostanában rohamosan terjednek az amerikai otthonokban, mint a hollywoodi filmek megtekintésének legkorszerűbb szórakozási lehetősége.
Mielőtt belemennénk a DVD működésének mechanikájába, talán a legjobb, ha elmagyarázzuk a miértet. Más szóval, miért váltja le az iparág a korábbi tárolóegység-szabványokat, beleértve a CD-t (a CD rövidítése a compact disc)? Egész egyszerűen azért, mert a DVD tárolókapacitása sokkal nagyobb. Így a DVD-nek olyan módon van értelme a videó- és más iparágak számára, ahogyan a CD-nek soha nem volt. Egy kiváló minőségű digitális videó egyszerűen nem férne el egy CD-n. Még egy számítógép merevlemezén sem fér el kényelmesen.
Egy jó minőségű digitális videó ugyanis percenként akár 100 megabájt (MB) adatterületet igényel, az alkalmazott tömörítés mértékétől függően. Az MPEG2, a számítógépen keresztül történő videólejátszáshoz általánosan használt formátum egy percnyi vizuális adatot körülbelül 30 MB-ba tömörít. Így egy kétperces videó 60 MB-ot, egy kétórás film pedig 3600 MB-ot igényel. Hasonlítsuk ezt össze egy CD maximális tárhelyével, amely körülbelül 640 MB.
Az adatok DVD-re történő kódolása fekete művészetnek tűnhet, de valójában nem sokban különbözik az adatok videokazettára történő kódolásától. A videoszalag a szalag anyagán lévő vasoxid-részecskék fizikai elhelyezése és elrendezése alapján tárolja és játssza le az információt. A DVD hasonló módon tárolja és játssza le az információkat a felületén lévő különleges “pontmintázat” alapján. Ezeket a pontokat – valójában hihetetlenül apró gödröcskéket – egy nagyon precíz lézer égeti a DVD-mesterlemezre. A pontok kicsinysége teszi lehetővé a DVD tágas tárolókapacitását.
Gyakorlatilag tegyük fel, hogy van egy 75 MB-os virtuális valóság projektem egy lemezen. Ha ki akarom adni a projektemet a nyilvánosságnak, vagy ki akarom állítani az ország múzeumaiban, akkor szükségem lesz egy megbízható eszközre a megtekintéshez. Ezért DVD-n kell elhelyeznem, és nem csak egy DVD-n, hanem több ezer DVD-n kell elhelyeznem a terjesztéshez.
Egyetlen DVD-t készítek tehát otthon, majd elviszem a lemezemet egy sokszorosító házba, például a Panasonichoz, a CinRamhoz, a Nimbushoz vagy a Dinerhez. Az optikai ipar legtöbb szolgáltatója, nem meglepő módon, a nyugati parton található. De vannak regionális házak is. Ők a lemezemről származó információkat szoftveres algoritmusokon keresztül betáplálják az úgynevezett égőbe, amely irányítja a lézert, amely egy üveglapos DVD-t megbélyegez a pontok adatmintájával, amelyek a távolság, valamint a fényerő és a sötétség tekintetében változnak. A pontok egymástól való távolsága és a fényesség és sötétség változása teszi az adatokat olvashatóvá egy számítógép vagy egy televíziós DVD-lejátszó számára, ugyanúgy, ahogyan e betűk és szavak formáinak és egymástól való távolságának változatossága teszi lehetővé, hogy ezt a magyarázatot elolvassák.
Azután erről a mester DVD-ről fényképet készítenek, és a fényképről metszetet készítenek. A metszetből pedig egy fém stamper készül. Tegyük fel, hogy 1000 DVD-változatot akarok készíteni a virtuális valóság művemből, vagy 2 millió DVD-kópiát a legújabb hollywoodi filmemből. A sokszorosító ház egyszerűen a fém stamperrel nyomja be a mintát az összes ilyen DVD műanyag bevonatába.
Azt, amit a legtöbb ember a helyi filmkölcsönzőben vagy videotékában talál, DVD-5-nek hívják. Azért kapta ezt a nevet, mert közel öt gigabájt (GB) információt tárol. Léteznek DVD-9-esek és DVD-18-asok is. A DVD-9 kétszer akkora kapacitással rendelkezik, mint a DVD-5, mivel alapvetően két, egymásra helyezett lemezből áll. Az információt “olvasó” lézer először a felső lemezen lévő adatokat értelmezi, majd szöget változtat, hogy lefordítsa a második lemezen lévő adatokat. A DVD-18 ugyanígy működik, azzal a különbséggel, hogy mindkét lemez kétoldalas. Ahelyett, hogy csak az egyik oldalról olvasná az információt, a lézer mindkét oldalt beolvassa, hasonlóan a régi bakelitlemezekhez.
Két utolsó megjegyzés arról, hogy Hollywood miért fordul a DVD-hez, mint a termékei kiadásához választott médiumhoz: Először is a DVD-k tartósabbak, mint a hagyományos VHS-szalagok. Ha a filmkölcsönzéssel foglalkozol, ez nagyobb hosszú távú nyereséget jelent, mivel többszöri lejátszás után nem kell fizetned a csereváltozatokért. (Ez azzal a további előnnyel jár, hogy a helyi franchise-nak nem kell aggódnia amiatt, hogy visszatekeri-e vagy sem.) Ráadásul a televíziókészülékek DVD-lejátszó egységeinek speciális funkciói miatt ezek a készülékek nem tudják majd “beolvasni” és lejátszani a DVD-n lévő filmek kalózmásolatait, amely probléma külföldön Hollywood videópiacát sújtotta.
A DVD-kről további információkat Sylvia Moats, Xiao Tang és Victor McCrary a National Institute of Standards and Technology (NIST) munkatársai adtak:
A DVD (digitális video lemez) a kompakt lemezhez (CD) hasonló optikai adattároláson alapuló technológia. Az optikai adattárolás a digitális információk (1-ek és 0-k) tárolásának olyan módszere, amely az információ leolvasásához fényt használ. Az analóg információt digitális információvá alakítják, amelyet aztán a lemez belső élétől kifelé haladva kódolnak a lemezre. A digitális adatok kódolása a lemez rögzítő rétegén található lyukak segítségével történik. A kódolás a CD-k esetében EFM (nyolc-tizennégy moduláció), a DVD-k esetében pedig EFMPlus (nyolc-tizenhat moduláció) néven ismert technikával történik.
A lyukak és a lyukak közötti elválasztások, az úgynevezett sávok hossza a lemezen tárolt digitális információ megjelenítése érdekében változik. A pits egy sávban helyezkednek el, amely spirális mintázatot alkot a lemez rögzítő rétegén. A lemez körkörös mozgást végez a lejátszóban, miközben egy optikai fej lézere lassan kifelé mozog, és a pitsre fókuszál. A lézersugár visszaverődik egy detektorra, amikor a földekre ér, és a lyukak szórják el a detektortól. A gödör és a föld közötti átmenet egy “1”-nek felel meg a digitális bitfolyamban.
A DVD lemez egy rétegén több mint két órányi videót lehet tárolni. A CD-n tárolható 74 perces adatmennyiséghez képest ez a kapacitás hatalmas előrelépést jelent. (Hetvennégy perc éppen elég ahhoz, hogy Beethoven Kilencedik szimfóniáját egy teljes CD-n tároljuk). A legkisebb lyukak a DVD-n körülbelül 0,4 mikron (0,0001575 hüvelyk) szélesek, míg a CD-n a lyukak minimális szélessége 0,83 mikron. A lyukak sávokba rendeződnek (ezt nevezzük sávosztásnak), amelyek a DVD-n sokkal kisebb távolságra vannak egymástól (0,74 mikron), mint a CD-n (1,6 mikron). Ezzel a felépítéssel egy egyrétegű, egyoldalas DVD-n 4,7 GB tárolható, szemben az egy CD-n tárolható 650 MB-tal.
A kisebb lyukméret a DVD-n azt jelenti, hogy a DVD-lejátszóban használt lézersugárnak rövidebb hullámhosszúnak kell lennie, mint a CD-lejátszóban. Ez a követelmény azonban lehetővé teszi a kettős kompatibilitást: A DVD-lejátszókat úgy tervezték, hogy a DVD-lemezeket és a CD-ket is le tudják játszani. Sajnos ez a kompatibilitás visszafelé működik, így a CD-lejátszók nem játszanak le DVD-ket.
Az ilyen kis lyukfelületek miatt a lemez olvasásakor a lehetséges hibák száma korlátlan. Ennek eredményeképpen a hibajavító tárolás gyors fejlődésnek indult. A CD-technológiában a lemezen hibajavító kódolás (ECC) található, amely a felmerülő problémák kijavításának eszköze. Az ECC algoritmusok úgy vannak beállítva, hogy felismerjék és tökéletesen kijavítsák az adatokban lévő hibákat. Ugyanezt a módszert alkalmazzák a DVD-technológiában is a hibajavításra.
A DVD-videón tárolt nagyobb mennyiségű információ elsősorban a kisebb gödörméretnek és a szorosabb sávközöknek köszönhető, de egy másik tényező is szerepet játszik – nevezetesen a tömörítés. A Moving Picture Experts Group egy fejlett videotömörítési algoritmussal állt elő, amelyet MPEG2 néven emlegetnek. Ez a fejlesztés időbeli tömörítésen alapul, amely a videó minden egyes képkockáját összehasonlítja a következő képkockával, és csak a jelenetben bekövetkezett változásokat tárolja. Egyetlen képkockát késleltetve tárol, hogy folyamatosan kitegye a jelenet hátterét, és több hely maradjon a jelenet változásainak tárolására. Az MPEG2 a diszkrét koszinusz transzformációt is használja, amely a képeket veszi és megtalálja a frekvenciájukat, majd az ismétlődő frekvenciákat tömöríti.
A videótömörítés nagyobb helyet biztosít a további megtekintési lehetőségek tárolására, ami nagyban hozzájárul ahhoz, hogy a DVD olyan hihetetlen technológiai előrelépésnek számít. A teljes színházi élményt lehetővé téve a DVD-videó Dolby Digital (AC-3) Surround Sound . További lehetőségek közé tartozik a széles (16:9) vagy teljes képernyős (4:3) megjelenítés, a különböző nyelvű hangsávok és a zárt feliratos megjelenítés. A DVD-videón a néző döntheti el, hogy milyen minősítésű (R vagy PG) legyen a film, a lemezen előre beprogramozott jelenetvágásoknak köszönhetően. A nézők dönthetnek úgy is, hogy a film vágatlan változatát nézik meg, vagy az eredetiből kivágott felvételeket látnak. Mindezek a választási lehetőségek a film elején választhatók ki. A DVD ezután zökkenőmentesen ugrik át egyik jelenetről a másikra a néző által kiválasztott elrendezésben. A rendező és a producer dönti el, hogy mennyi és milyen típusú opció áll rendelkezésre, így minden egyes DVD-n lehet néhány, az összes vagy semmilyen ilyen opció.
A DVD videotárolás másik nagy előrelépése az 525 soros felbontás, amely jóval nagyobb, mint a lézerlemezek által kínált felbontás, és majdnem kétszerese a szabványos VHS videokazetta felbontásának. Ez a felbontás a használt televíziós monitor képességeitől függ, de a monitornak nem kell nagy felbontással rendelkeznie ahhoz, hogy a néző élvezhesse a DVD előnyeit. További előnye, hogy a DVD-lemezhez fizikailag nem nyúlnak hozzá, miközben a lejátszóban forog, így az idő múlásával nem kopik és nem veszít a hűségéből. Ezzel szemben a videokazetták megérintik a lejátszó mechanizmust, és idővel tönkremennek, ami rontja a képminőséget.
Ezzel együtt a DVD-k és a CD-k sem sérthetetlenek. Mivel az adatok spirális módon tárolódnak, a felhasználóknak kerülniük kell a lemez körkörös törlését; a lemez tisztításakor belülről sugárirányban kifelé, a perem felé kell törölni. A videokazettákhoz képest a DVD-k hosszú élettartama és egyszerűbb tárolhatósága miatt sokkal ésszerűbb és felhasználóbarátabb adathordozónak számítanak.
