Fueron las compañías cinematográficas las primeras en pensar en Cd de alta capacidad, con mejor calidad sonora y visual y más barato que las cintas VHS. Así, utilizando MPEG-2 como protocolo de compresión, el mismo de la televisión digital, es posible almacenar una película completa con sonido digital multicanal en un disco DVD.

La necesidad de una mayor capacidad, con juegos que ocupan varios CD's, enciclopedias de hasta 8 CD-ROM's y programas como Corel 11  con 4 CD-ROM's, hace del DVD una tecnología sumamente interesante para el PC.

Los formatos existentes actualmente del DVD son los siguientes:

 

 

* DVD-ROM: método de almacenamiento de sólo lectura de alta capacidad.
* DVD-Vídeo: almacenamiento digital para películas.
* DVD-Audio: similar al CD-Audio, pero de mayor capacidad.
* DVD-R: para una sola grabación y múltiples lecturas; similar al CD-R.
* DVD-RAM: variante grabable y re grabable del DVD; similar al CD-RW.
Además, con el mismo tamaño que los CD's, 120mm de diámetro y 1'2mm de grosor, el disco DVD puede llegar a almacenar hasta 17GB de información, con transferencias superiores al CD-ROM y con tiempos de acceso similares. Existen 4 versiones del DVD atendiendo a su capacidad:


* DVD-5: de una sola cara, con una sola capa y una capacidad de 4'7GB.
* DVD-9: de una sola cara, con doble capa y una capacidad de 8'5GB.
* DVD-10: de doble cara, con una sola capa y una capacidad de 9'4GB.
* DVD-18: de doble cara, con doble capa y una capacidad de 17GB.

¿Cómo funciona?

Se requieren dos moldes para hacer un disco DVD, que consta de dos discos de 0'6mm pegados, que se unen en un proceso de unión en caliente para los de una capa y con un proceso de unión UV para los de dos capas. En los de doble capa, se añade una capa semi-reflectante para que se puedan leer ambas capas desde una misma cara del disco.

El secreto para la alta capacidad en una superficie igual a la de los CD's es que el tamaño mínimo de una marca en un DVD de una cara es de 0'44 micras, frente a las 0'83 micras del CD; además, la distancia entre marcas es de 0'74 micras, frente a las 1'6 micras para el CD. Todo ello da lugar a la posibilidad de hacer hasta 4 veces más marcas que en un CD, es decir, a mayor densidad de datos, o lo que es lo mismo, mayor capacidad.

El tamaño más pequeño de cada marca, por tanto, implica tam,bien un láser de menor longitud de onda, que en el DVD es de 635 a 650 nanómetros, frente a los 780 nanómetros del láser del CD.

Otra característica importante es que la segunda capa de datos del disco DVD puede leerse desde la misma cara que la primera capa o desde la cara contraria, pero los datos se almacenan en una pista espiral inversa, de modo que el láser solamente tiene que hacer un pequeño ajuste muy rápido para leer la segunda capa.

Utilizando el estándar UDF, se puede almacenar en un disco DVD cualquier tipo de información (datos, vídeo, audio, mezcla de ellos) con un solo formato, de modo que cualquier dispositivo CD, ordenador o vídeo doméstico pueda acceder a los datos. Hasta Windows 98, el estándar UDF no era soportado por los sistemas operativos, por lo que se creo el UDF BRIDGE (puente UDF), soportado por Windows 95 OSR2.

Formatos y sus características

DVD-ROM


Las principales diferencias con el CD-ROM son su capacidad a partir de 4'7Gb, la posibilidad de utilizar las dos caras del disco, doblando así la capacidad anterior, y la posibilidad de grabar en cada cara dos capas de datos, multiplicando así la cantidad inicial y pudiendo llegar a alcanzar 17GB de almacenamiento.

Tanto externamente (sólo el logo DVD diferencia ambas unidades) como internamente las unidades CD-ROM y DVD-ROM son bastante similares: el método de inserción del disco, la conexión IDE/ATAPI o SCSI, la grabación desde el interior al exterior del disco, etc. Sin embargo, existe una diferencia importante en el láser: el láser tienen dos lentes sobre un eje que se intercambian, una para leer DVD's y la otra para leer CD's

En cuanto a la velocidad, tenemos que tener en cuenta que un DVD 1x transfiere datos a 1.250KB/s, equivalente a una unidad de CD-ROM 8x, y en 1998 se han hecho populares las unidades DVD 2x, con una transferencia de 2.700KB/s, equivalentes a un CD 18x (de hecho muchos de estos DVD 2x leen un CD-ROM, CD-R o CD-RW a una velocidad equivalente a un 24x) y han empezado a parecer las unidades DVD 5x, con una trasferencia de 3'5MB/s.

Sin embargo, para que una unidad DVD5 pueda reproducir una película comprimida con MPEG-2 sin cortes ni saltos, debemos tener instalada una tarjeta descompresora MPEG en nuestro equipo, aunque con la ayuda de un procesador rápido (por encima de un Pentium II 300MHz) no es imprescindible.

Las unidades DVD-ROM inicialmente tuvieron ciertos problemas de compatibilidad con los discos CD-R y CD-RW, porque la reflectividad de la superficie de estos discos los hacía imposibles de leer para la mayoría de las unidades DVD. Para los CD-RW, esto se resolvió con un láser de longitud de onda dual, y desde finales de 1998, disponemos de unidades DVD capaces de leer cualquier tipo de discos grabables o regrabables, tanto por CD como por DVD.

DVD-Vídeo


Los discos DVD-Vídeo utilizan la compresión MPEG-2 para almacenar vídeo, y en países como Estados Unidos, almacenan también sonido digital envolvente AC-3.

La calidad de una película almacenada en DVD con compresión MPEG-2 es muy superior a la de un vídeo VHS, ya que utiliza 480 líneas horizontales con una resolución de 780x420 píxeles, frente a 425 líneas del LASERDISC o las 250 a 270 líneas para VHS.

Además, una película DVD permite escoger entre formato estándar 4:3 y formato 16:9, y en cuanto a sonido, hasta 8 idiomas diferentes y hasta 32 diferentes subtítulos.

Un disco DVD de una sola cara puede almacenar 133minutos de vídeo comprimido de alta calidad, con sonido envolvente en tres idiomas y cuatro canales de subtítulos.

Por cuestiones de derechos de autor y Copyright, los discos DVD-Vídeo están protegidos contra copia mediante cuatro sistemas diferentes, y además para evitar que una película se distribuya en países diferentes a aquellos en los que se creó, existe un protocolo regional, que en el caso de Europa es la Región 2, lo que hace que mientras en Estados Unidos (región 1) existen cientos de títulos de vídeo en DVD, en Europa apenas una docena, no pudiendo utilizar las películas lanzadas en Estados Unidos.

DVD-Audio


Con el DVD se pueden obtener grabaciones con una frecuencia de muestreo de 96kHz de 24 bits, frente a los 16 bits y 44'1kHz del compact disc actual, pero de momento existen luchas entre diferentes estándares para imponerse en el mundo del audio digital, como el SACD (Súper Audio CD) y el DAD (Digital Audio Disc).

La ventaja más importante del DVD-Audio es la posibilidad de incorporar vídeo con la música y su capacidad de 2horas de sonido envolvente o 4 horas d e sonido estéreo con el estándar DVD5

 

DVD-R


El DVD-R o DVD grabable apareció poco después del DVD-ROM e inicialmente alcanzó una capacidad de 3'95Gb por cada cara y se espera que llegue a los 4'7GB a lo largo del año 1999.

La unidad grabadora DVD crea discos compatibles con casi todas las unidades DVD utilizando discos similares a los CD-R.

DVD-RAM


Esta unidad utiliza una tecnología de cambio de fase, e inicialmente sus discos eran incompatibles con las unidades DVD-ROM.

Los discos DVD-RAM vienen dentro de cartuchos, imprescindibles para realizar la grabación, pero solamente algunos tipos de cartuchos permiten sacar el disco una vez grabado para ser leído por la unidad DVD-ROM, por lo que mientras no se fabriquen unidades capaces de leer los discos dentro del los cartuchos, las unidades DVD-RAM quedan destinadas solamente a copias de seguridad personales pero no universalmente compatibles.

Sin embargo, una posible ventaja de estas unidades es que además de permitir grabar, borrar y regrabar los datos alcanzando capacidades de hasta 4'7GB, son capaces de leer discos CD-ROM, CD-R y CD-RW, además de los discos DVD-ROM.

+RW


Debido a los múltiples desacuerdos para un estándar DVD-RAM, SONY, PHILIPS y HP crearon un nuevo estándar, el +RW (llamado inicialmente DVD+RW), que es un formato competidor del DVD-RAM basado en la tecnología DVD y CD-RW, pero incompatible con el estándar DVD-RAM.

Las unidades +RW son capaces de leer CD's y DVD-ROM's y con pequeños cambios una unidad DVD-ROm podrá leer discos +RW.

Una de las principales ventajas del +RW sobre el DVD-RAM es la posibilidad de grabar discos con o sin cartucho, pero los discos para los dos tipos de unidades no serán compatibles.

Las primeras unidades +RW saldrán al mercado en 1999, y se planea que en su segunda generación, las unidades +RW, además de grabar DVD, serán capaces de grabar CD-R's y CD-RW's.

Otros formatos


PIONEER ha presentado su formato DVD-R/W, basado en la tecnología CD-RW y con una capacidad de 3'95GB. Utilizan una tecnología de cambio de fase y los discos tienen mayor reflectividad que los DVD-RAM y los +RW, lo que les hace compatibles con los DVD-ROM actuales. Este estándar parece que será aceptado por el foro DVD y será incluido en la lista de estándares.

NEC ha creado el MMVF (archivo de vídeo multimedia), con una capacidad de 5'2GB por cara, que sería especialmente útil para almacenar vídeo

 

 

UN POCO DE HISTORIA




En la primera mitad de la década de los noventa dos grupos de empresas desarrollaban paralelamente un sistema de almacenamiento óptico que multiplicaba varias veces la capacidad del CD-ROM. Por un lado Sony y Philips con el sistema MMCD, y por otro Toshiba, Matsushita y Time Warner con el SD.


Un grupo compuesto por las principales compañías informáticas, con IBM a la cabeza, buscó la unificación de ambos formatos insistiendo en que ambos grupos se pusiesen de acuerdo y evitasen los gastos e inconvenientes de la confrontación que, en su día, se produjo con los sistemas VHS y Beta. Finalmente se alcanzó este acuerdo y se formó el denominado DVD Consortium, que más tarde pasaría a denominarse DVD Forum.




Esta organización internacional compuesta porB de capacidad de los DVD-Vídeo y DVD-ROM estándares. Ya entonces se estaban preparando los tres sistemas regrabables, DVD-RAM, DVD-RW y DVD+RW, que ahora se disputan el mercado y la compatibilidad de los lectores.




Fechas de aparición de los estándares de DVD


1995 Se anuncia el estándar que unifica los formatos MMCD y SD, el DVD
1996 Aparece el DVD, en un principio Digital Video Disc, modificó su nombre por Digital Versatile Disc debido a sus múltiples usos.
1997 -Se introduce el DVD-ROM, diseñado para almacenar todo tipo de datos.
-Se presenta la primera unidad grabadora de DVD-R de hasta 3,95 GB.
-Aparecen los primeros kits DVD para PC (unidad DVD-ROM y tarjeta descompresora).
-Aparece el DVD Forum, que aglutina más de 220 empresas.
1998 -Se alcanza el millón de películas vendidas en formato DVD.
-El formato DVD-R se mejora hasta conseguir los 4,7 GB.
-Aparece el DVD-RAM (versión 1), primer formato regrabable de DVD con una capacidad de 2,6 GB por cara.

1999 -Segunda versión del DVD-RAM que llega hasta los 4,7 GB por cara. -Aparece en Japón el formato DVD-RW.
-Se descubre y difunde por Internet el algoritmo de protección CSS.
-Aparece el formato DVD-Audio y los primeros lectores.
-Se presenta el formato SACD (Super Audio CD), compatible con los lectores CD Audio actuales.
-Se introduce la versión comercial del DVD-18, con 9,6 GB por cara.
-La primera versión del DVD+RW de 2,8 GB, se abandona.

2000 -El DVD Forum autoriza el formato DVD-R.
-Pioneer comercializa a nivel mundial la primera unidad DVD-RW.
-Aparecen los primeros lectores para DVD-RAM 2.0.
2001 -Se lanzan las primeras unidades de DVD+RW de 4,7 GB.


Fuente : Terra


Características físicas de un DVD
Tecnología óptica digital



Los discos DVD utilizan el mismo fundamento para su funcionamiento que los CD de audio tradicionales: la tecnología digital. La información está almacenada mediante una serie de códigos representados por unos y ceros (01010100010010100101...) de tal forma que es posible almacenar imágenes y sonidos siguiendo determinadas reglas.

A la hora de grabar un disco, se realizan una serie de minúsculos agujeros (pits en inglés) en su superfície con un rayo laser, de forma que la presencia o no de dicha marca en el sustrato (parte del disco sensible a la acción del láser y donde se registra la información) nos indica si se trata de un 1 o un 0 en la codificación binaria. Estas marcas se realizan de manera lineal siguiendo una espiral desde el centro hasta el extremo exterior del disco.

En realidad lo que indica la presencia de un 1 es el paso de pit a no pit, de ahí que estos varien en longitud dependiendo del número de 0s seguidos que representen. (Figura 1)


Figura. 1

En la Figura 2 podemos observar la sección transversal de un CD. Como vemos la información registrada se encuentra directamente bajo el lado impreso del CD, de ahí que no se recomiende escribir con objetos de punta dura en esa cara del disco, ya que si dañamos la capa impresa estaremos destruyendo la información. El resto del espacio hasta la otra cara del disco se rellena con plástico transparente (policarbonato).
 

                        

Figura 2. Sección transversal de un CD

La capa de aluminio que se imprime encima de la información registrada juega un papel crucial en la lectura de la información contenida en un soporte óptico. Una vez que hemos fabricado el CD, a la hora de reproducirlo utilizamos nuevamente un rayo laser, de menor potencia que el de grabación, y que al incidir sobre la información grabada determinará la presencia o no de un pit en función del reflejo que se obtenga de la capa grabada, y es precisamente la imprimación de aluminio la que permite ese reflejo





A pesar de partir del mismo fundamento, los discos DVD suponen toda una evolución en la tecnología óptica digital, al conseguir registrar una cantidad mucho mayor de información en un soporte que tiene las mismas dimensiones que un CD tradicional.

La distribución de pits sobre la superfície del disco es mucho más densa, es decir, se ha disminuido el espacio libre entre los pits de forma que sobre una misma capa podamos grabar más datos. Además, el sustrato grabable es mucho más fino (0,6mm) de manera que es perfectamente posible poner dos donde antes solo cabía uno.

Como vemos en la Figura 3 el sustrato ha sido desplazado al centro del disco y duplicado, de manera que el DVD puede ser leído por las dos caras y almacenar de esta forma el doble de información.


Figura 3. Sección de un disco DVD

Además, en vez de metalizar directamente esos dos sustratos para que el laser se refleje en ellos, es posible utilizar una capa semi-reflectante de forma intermedia, todo ello en un mismo lado del disco. De esta forma, variando las características del haz del rayo laser lector es posible conseguir que se refleje únicamente en la capa que queramos de las dos que hemos dispuesto. Así logramos almacenar dos capas en una sola cara del disco.

De esta forma, según el número de capas y el número de lados grabados en el disco, obtenemos la clasificación de los distintos tipos de discos DVD disponibles en el mercado. (Figura 4)


Figura 4. Tabla de los tipos de discos DVD

Los discos tipo DVD-5 contienen dos sustratos adyacentes, uno de ellos grabado y metalizado y el otro en blanco (Figura 5). Los DVD-9 contienen dos capas grabadas, una semi-reflectiva y otra metalizada. Ambas se leen desde el mismo lado del disco (Figura 6). Los DVD-10 contienen dos capas metalizadas, orientadas a los lados opuestos del disco, por lo que no es posible rotular el disco ni etiquetarlo (Figura 7). Los DVD-18 contienen dos sustratos, uno semi-reflectivo y otro metalizado, en las dos caras. Tampoco llevan etiquetado ni serigrafía (Figura 8).


figura 5. DVD-5, una capa y una cara. con etiqueta

Figura 6. DVD-9, dos capas y una cara, con etiqueta

Figura 7. DVD-10, una capa y dos caras, sin etiqueta.

Figura 8. DVD-18, dos capas y dos caras, sin etiqueta.

Los DVD-18 son extremadamente difíciles de fabricar y tienen un coste bastante elevado, por lo que en la práctica no se utilizan y las empresas distribuidoras prefieren editar paquetes con dos DVD-9 en vez de un DVD-18.

 

 

                                                              

Por lo que respecta a distribución física de los datos en las distintas capas, existen dos formas principales de hacerlo. Pueden grabarse las dos capas de forma paralela, comenzando ambas desde el centro del disco hacia el exterior, o bien puede comenzar en el interior la primera capa, y la segunda hacerlo justo donde termina la primera, para avanzar en sentido contrario hacia el inicio del disco. Ésta es la forma habitual de los DVD-9 de dos capas y una cara, ya que así no se produce una pausa en el cambio de capa durante la película, al no tener que desplazarse el láser de lectura de nuevo al centro del disco desde el extremo (Figura 9)


                                                 


El formato DVD-Video
La especificación del formato DVD-Video se diseñó para suplir una serie de necesidades establecidas en los años 90 por el Motion Picture Studio Advisory Commitee para el nuevo formato llamado a sustituir al VHS. Estas especificaciones incluyen:

133 minutos de vídeo con compresión MPEG-2 y sonido envolvente multi-canal en cada capa del DVD.
Formatos panorámico y pantalla completa en el mismo disco.
Hasta 8 idiomas por disco.
Hasta 32 subtítulos.
Sistema interactivo de menús con acceso directo a escenas.
Hasta 9 ángulos de cámara a criterio del espectador.
Protección anti-copia digital y analógica.

 

 

Carte du monde avec les zones pour les DVD

 



Con estas especificaciones, y teniendo en cuenta las características físicas de los discos DVD que hemos visto anteriormente, tendríamos los siguientes tipos de DVD-Video.

Un DVD-5 podría almacenar hasta 133 minutos de vídeo MPEG-2 de alta calidad, junto a tres pistas de sonido envolvente y cuatro subtítulos.
El DVD-9 sería similar, pero la duración del vídeo aumentaría hasta los 240 minutos.
El DVD-10 almacenaría 133 minutos en cada cara (266 minutos en total), pero sería necesario dar la vuelta al disco.
Un DVD-18 almacenaría 240 minutos en cada cara, pero también sería necesario dar la vuelta al disco

Es importante indicar que la duración del vídeo no está predeterminada, ya que existe una relación directa entre la calidad de la imagen obtenida y la capacidad disponible. Reduciendo la calidad sería posible almacenar más minutos en un mismo DVD, y aumentándola, por el contrario, reduciríamos su capacidad.

Para cuantificar la calidad de la imagen se utiliza el concepto de bitrate. Es la cantidad de información que se transmite por segundo desde el disco hasta el reproductor. Este caudal de datos es compartido por todas las pistas incorporadas en el DVD, tanto el vídeo, como el audio y los subtítulos.

Por lo tanto, cuanto menor sea el número de idiomas y de subtítulos, mayor será la calidad del vídeo que podremos incorporar, o bien si mantenemos constante dicha calidad, mayor será la duración de la película que podremos grabar.



 

                                    Seguridad en los DVD



Los discos DVD disponen de tres mecanismos de seguridad: códigos regionales, protección anti-copia digital y protección anti-copia analógica.

Los códigos regionales son un requisitio impuesto por la MPAA (Motion Picture Association of America) que agrupa a las principales compañías productoras de cine, a fin de poder lanzar la misma película en diferentes países en distintas fechas, de forma que no sea posible comprar un DVD norteamericano en Europa ya que no funcionará en los reproductores que se pueden adquirir en el viejo continente. (Figura 15).


Figura 15. Tabla de la relación de regiones

No obstante, la inmensa mayoría de los reproductores disponen de algún mecanismo más o menos oculto para permitir su conversión en un reproductor multi-región. Por lo tanto, en la práctica, el sistema de codificación por regiones ha supuesto un fracaso. En un próximo artículo dedicado exclusivamente a los reproductores DVD y sus características analizaremos en profundidad esta cuestión.

Respecto a las protecciones digitales anti-copia, la intención es evitar que las películas puedan ser registradas en soporte informático a través de lectores DVD-ROM, y para ello existe la posibilidad de encriptar el contenido del DVD con una clave de 56 bits y un algoritmo denominado CSS (Content Scrambling System).

Cada disco DVD tiene una clave de identificación única y encriptada. Además, cada uno de los capítulos de la película puede estar encriptada con su propia clave, hasta un total de 99 distintas. Al introducir el disco en el reproductor, el decodificador MPEG-2 lee del DVD su identificador, lo desencripta y obtiene la llave para decodificar cada uno de los capítulos de la película. Esto asegura además que sólo reproductores DVD que hayan pagado los corresponientes royalties y estén aprobados por el DVD-Consortium podrán leer discos protegidos con CSS.

Al igual que el sistema de regiones, el algoritmo CSS fue abierto (es decir, se obtuvo el medio de decodificarlo) al poco de aparecer el DVD en el mercado, por lo que ha surgido todo un sistema de copias ilegales basadas en el tratamiento informático de los DVD que ha convertido, de nuevo, en un fracaso la intención de los desarroladores de evitar la difusión no deseada de los contenidos.

Finalmente, las películas DVD pueden estar equipadas (y en su mayoría lo están) con un sistema de protección anti-copia analógico, denominado Macrovisión 7.

Este sistema pretende impedir que la señal de un reproductor DVD puede dirigirse hacia un vídeo VHS para obtener una copia de gran calidad de la película. El funcionamiento es relativamente sencillo, y se basa en ciertas características de las señales de televisión.

 



De las 625 líneas que componen una señal de televisión PAL, hay un cierto número de ellas que no contienen información de imagen, ya que por cuestiones técnicas no aparecen en la pantalla del televisor. Es precisamente en estas líneas donde se codifica la señal del teletexto que emiten muchas estaciones de TV.

Por otra parte, todos los vídeos VHS están equipados con entradas para conectar cámaras, otros vídeos y toda clase de dispositivos, tanto de vídeo como de audio. Dada la enorme variedad de estos, es necesario disponer de algún circuito que determine la intensidad de la señal que está entrando en el euroconector (en su caso), es decir, si está más o menos amplificada para poder regularla debidamente y evitar que se dañen los circuitos de grabación del vídeo. Estos circuitos se conocen como GAC (Control Automático de Ganancia) y su misión es detectar la intensidad máxima de la señal de entrada y hacer las correciones necesarias.

Pues bien, el sistema Macrovisión se fundamenta en insertar en las líneas que no aparecen en pantalla una señal de una intensidad muchísimo mayor de la habitual, y cada cierto tiempo desactivarla. Así, el circuito GAC al detectar tanta intensidad (que en realidad no se ve en pantalla) actúa sobre el control de brillo de la imagen para disminuirlo: como resultado, la imagen en pantalla se oscurece. Al ser la señal perturbadora de Macrovision variable en el tiempo, la película grabada recupera su brillo normal y se oscurece alternativamente, haciendo imposible su correcto visionado por parte del usuario de la copia no autorizada.

No obstante, una vez más, existen unos dispositivos electrónicos en el mercado denominados regeneradores de sincronismos que eliminan las señales anti-copia de Macrovision, al extraer las líneas correpondientes al teletexto, borrarlas y volver a insertarlas en la señal de televisión.

Por tanto, todas las medidas de seguridad de los DVD han resultado inútiles y es por ello que la MPAA está buscando un nuevo formato que en breve plazo sustituya al DVD y garantice la seguridad de los contenidos.



                                                                                        FUENTE : .Miradas.net

 



 

 

Taller 54 ® 19-05-2005