Benjamin Britton, professor associado e artista eletrônico da Universidade de Cincinnati, fornece a seguinte explicação:
As ferramentas da tecnologia podem parecer uma confusão de alfabeto-soup. Termos como ZIP, CD ou DVD são comumente usados para descrever os meios disponíveis para armazenar e compartilhar informações, desde texto a áudio até filmes completos. De todos eles, o DVD, que significa disco versátil digital, está pronto para se tornar o meio mais popular e confiável de armazenamento de dados, especialmente vídeo digital de alta qualidade. Os DVDs estão agora rapidamente a chegar aos lares americanos como a opção de entretenimento de última geração para assistir aos lançamentos de Hollywood.
Antes de entrar na mecânica de como funciona um DVD, talvez seja melhor explicar o porquê. Em outras palavras, por que a indústria está substituindo os padrões de unidades de armazenamento anteriores, incluindo o CD (abreviação de compact disc)? Muito simplesmente, a capacidade de armazenamento do DVD é muito maior. Assim, o DVD faz sentido para o vídeo e outras indústrias de uma forma que o CD nunca poderia fazer. Um vídeo digital de alta qualidade nunca poderia simplesmente caber num CD. Nem sequer cabe confortavelmente no disco rígido de um computador.
Indeed, um vídeo digital de alta qualidade requer até 100 megabytes (MB) de espaço de dados a cada minuto, dependendo da quantidade de compressão utilizada. MPEG2, um formato comumente usado para reproduzir vídeo via computador, comprime um minuto de dados visuais em cerca de 30 MB. Assim, um vídeo de dois minutos requer 60 MB, e um filme de duas horas requer 3.600 MB. Compare isso com o espaço máximo de armazenamento de um CD que é cerca de 640 MB.
A codificação de dados em um DVD pode parecer uma arte negra, mas realmente não é muito diferente da codificação de dados em uma fita de vídeo. Uma fita de vídeo armazena e reproduz informação baseada na colocação física e disposição de partículas de óxido de ferro no material da fita. Um DVD também armazena e reproduz informação baseada num “padrão de pontos” particular na sua superfície. Um laser muito preciso queima estes pontos -actualmente, poços incrivelmente pequenos- no DVD mestre. É a pequenez dos pontos que permite a espaçosa capacidade de armazenamento do DVD.
Praticamente falando, digamos que eu tinha um projeto de realidade virtual de 75 MB em um disco. Se eu quiser divulgar o meu projecto ao público ou exibi-lo em museus de todo o país, vou precisar de um meio fiável para o visualizar. Portanto, preciso colocá-lo em DVD, e não apenas em um DVD, mas em milhares para distribuição.
Então eu faço um único DVD em casa e depois levo meu disco para uma casa de réplicas, como Panasonic, CinRam, Nimbus ou Diner. A maioria dos fornecedores de serviços da indústria óptica estão, não surpreendentemente, localizados na Costa Oeste. Mas também há casas regionais. Eles alimentam as informações do meu disco através de algoritmos de software para o que é chamado de gravador, que orienta o laser que marca um DVD de vidro com o padrão de dados de pontos que variam em termos de espaçamento e em termos de brilho e escuridão. O espaçamento e variação de brilho e escuridão dos pontos é o que torna os dados legíveis para um computador ou para um aparelho de televisão, da mesma forma que a variedade de formas e espaçamento destas letras e palavras permite ler esta explicação.
Então, uma fotografia é tirada deste DVD mestre e uma gravura é feita a partir desta fotografia. Por sua vez, a gravura é usada para criar um stamper metálico. Digamos que eu quero fazer 1.000 versões em DVD da minha arte de realidade virtual ou 2 milhões de cópias em DVD do meu último filme de Hollywood. A casa de replicação simplesmente usa o stamper de metal para imprimir o padrão no revestimento plástico de todos aqueles DVDs.
O que a maioria das pessoas encontra na locadora de filmes ou loja de vídeo local é chamado de DVD-5. É assim chamado porque armazena quase cinco gigabytes (GB) de informação. Há também DVD-9s e DVD-18s. Um DVD-9 tem o dobro da capacidade de um DVD-5 porque são basicamente dois discos, colocados um bem em cima do outro. O laser que “lê” a informação primeiro interpreta os dados no disco superior e depois muda de ângulo para traduzir os dados no segundo. O DVD-18 funciona da mesma forma, excepto que ambos os discos são de dupla face. Ao invés de apenas ler um lado para informação, o laser lê ambos os lados, algo como nossos discos de vinil antigos.
Duas notas finais sobre o porquê de Hollywood estar se voltando para DVDs como o meio de escolha para lançar seus produtos: Os primeiros DVDs são mais duráveis do que a fita VHS padrão. Se você está no negócio de aluguel de filmes, isso significa mais lucros a longo prazo, pois você não terá que pagar por versões de reposição após várias reproduções. (Tem a vantagem adicional de que a franquia local não terá que se preocupar se você o rebobina ou não). Além disso, devido às características especiais dos aparelhos de DVD, será impossível para estes aparelhos “ler” e reproduzir cópias piratas de filmes em DVD, um problema que tem atormentado o mercado de vídeo de Hollywood no estrangeiro.
Mais informações sobre DVDs vêm de Sylvia Moats, Xiao Tang e Victor McCrary do National Institute of Standards and Technology (NIST):
DVD (digital video disc) é uma tecnologia baseada no armazenamento de dados ópticos semelhante ao disco compacto (CD). O armazenamento óptico de dados é um método de armazenamento de informação digital (1’s e 0’s) utilizando a luz para ler a informação. A informação analógica é convertida em informação digital, que é depois codificada no disco de dentro para fora. Os dados digitais são codificados por meio de pits na camada de gravação do disco. A codificação é feita usando uma técnica chamada EFM, modulação de oito a quatro, em CDs e EFMPlus, modulação de oito a dezesseis, em DVDs.
Os pits e as separações entre pits, chamadas lands, variam em comprimento para representar a informação digital armazenada no disco. As fossas estão dispostas numa faixa que forma um padrão em espiral na camada de gravação do disco. O disco gira em um movimento circular dentro do leitor, enquanto um laser de cabeça óptica se move lentamente para fora e permanece focado nas cavidades. O raio laser é reflectido de volta para um detector quando atinge as terras, e é espalhado para longe do detector pelas fossas. A transição entre um fosso e uma terra corresponde a um “1” no fluxo de bits digital.
Um DVD pode armazenar mais de duas horas de vídeo em uma camada do disco. Em comparação com os 74 minutos de dados que um CD pode armazenar, esta capacidade marca uma grande melhoria. (Setenta e quatro minutos são suficientes para segurar a Nona Sinfonia de Beethoven em um CD inteiro). Os pits menores em um DVD têm cerca de 0,4 microns (0,0001575 polegadas) de largura, enquanto os pits de CD têm uma largura mínima de 0,83 microns. Os fossos estão dispostos em faixas (chamadas de track pitch) que são espaçadas muito mais próximas em um DVD (0,74 microns) do que em um CD (1,6 microns). Com esta construção, um DVD de uma só camada, de uma só face, pode conter 4.7 GB contra os 650 MB que podem ser mantidos em um único CD.
O tamanho menor da caixa em um DVD significa que o feixe laser usado em um DVD player deve ter um comprimento de onda menor do que o de um CD player. Mas este requisito permite uma dupla compatibilidade: Os leitores de DVD são concebidos para reproduzir discos de DVD, bem como CDs. Infelizmente, esta compatibilidade é ao contrário e, portanto, os leitores de CD não reproduzirão DVDs.
Com áreas de fosso tão pequenas, o número de possíveis erros na leitura do disco é ilimitado. Como resultado, o armazenamento de correção de erros tem tido um rápido desenvolvimento. Na tecnologia de CD, há uma codificação de correção de erros (ECC) no disco como um meio de corrigir problemas quando eles ocorrem. Os algoritmos de ECC são configurados para detectar e corrigir perfeitamente os erros nos dados. Este mesmo método é usado para correção de erros na tecnologia DVD.
A maior quantidade de informação armazenada em um vídeo DVD é principalmente devido ao tamanho menor do poço e ao espaçamento mais apertado entre as faixas, mas outro fator entra em jogo – principalmente, a compressão. O Moving Picture Experts Group (Grupo de Especialistas em Imagens em Movimento) saiu com um algoritmo avançado de compressão de vídeo referido como MPEG2. Este desenvolvimento é baseado na compressão temporal que compara cada quadro do vídeo com o quadro seguinte e armazena apenas as mudanças na cena. Ele armazena um único quadro em um único atraso, de modo a colocar continuamente o fundo de uma cena e ter mais espaço para armazenar as mudanças na cena. MPEG2 também usa a discreta transformação cossena, que tira imagens e encontra sua freqüência e depois comprime qualquer freqüência repetitiva.
Compressão vídeo permite mais espaço para armazenar opções adicionais de visualização, uma grande parte do que faz do DVD um avanço tão incrível na tecnologia. Permitindo a experiência teatral completa, o DVD-vídeo vem em Dolby Digital (AC-3) Surround Sound . Outras opções incluem a opção de visualização ampla (16:9) ou em tela cheia (4:3), faixas de som em diferentes idiomas e visualização em capas fechadas. O DVD vídeo também pode deixar o espectador decidir a classificação, R ou PG, graças aos cortes de cena pré-programados no próprio disco. Os espectadores também podem optar por assistir a uma versão não cortada do filme ou ver tomadas do original. Todas estas selecções podem ser escolhidas no início do filme. O DVD salta de uma cena para a outra no arranjo que o espectador escolheu. O diretor e o produtor decidem a quantidade e o tipo de opções disponíveis, portanto cada DVD individual pode ter algumas, todas ou nenhuma dessas opções.
Outra grande melhoria no armazenamento de vídeo em DVD é sua resolução de 525 linhas, que é muito maior do que a resolução oferecida pela mídia de disco a laser e quase o dobro da resolução da fita de vídeo VHS padrão. Esta resolução depende das capacidades do monitor de televisão utilizado, mas o monitor não precisa ter alta resolução para que o espectador possa desfrutar dos benefícios do DVD. Uma outra vantagem é que um disco DVD não é tocado fisicamente enquanto gira no leitor, pelo que não há desgaste ou perda de fidelidade ao longo do tempo. Em contraste, as fitas de vídeo tocam um mecanismo de reprodução e eventualmente quebram, degradando a qualidade da imagem.
Dito isto, os DVDs e CDs não são impermeáveis. Como os dados são armazenados em espiral, os usuários devem evitar limpar o disco em um movimento circular; ao limpar um disco, limpe de dentro para fora radialmente até a borda. Em comparação com as fitas de vídeo, a longevidade e a facilidade de armazenamento dos DVDs torna-os uma mídia muito mais razoável e fácil de usar.
