В битву стандартов цифровых видеодисков будущего, Blu-ray и HD DVD, основанных на голубом лазере, вступил «краснолазерный» участник — VMD.

Во время выставки CEBIT 2005 в Ганновере на стенде мало кому известной американской компании New Medium Enterprises можно было увидеть скромную надпись, гласившую: «Первый в мире видеодиск высокой четкости». Проходя мимо, один из инженеров Sony, искренне считавший, что единственный существующий сегодня продукт такого рода — это Blu-ray, решил просветить хозяев стенда и снисходительно продемонстрировал им двухслойный диск емкостью 50 Гб. Для полноты картины он добавил, что компания Sony работает над увеличением количества слоев. Последнее утверждение произвело совершенно неожиданный эффект. Японцу показали 8-слойный диск (40 Гб) нового стандарта VMD, который читался внешне совершенно обычным оптическим приводом. «Таких круглых глаз я не видел даже в японских мультфильмах!» — смеется один из сотрудников NME.

А началось все довольно прозаично. В январе 2003 года в NME обсуждали недавно анонсированный группой компаний (во главе с Sony) стандарт Blu-ray. Поскольку окончательные спецификации Blu-ray на тот момент еще не были известны, специалисты компании стали прикидывать, каким образом Sony собирается обеспечивать столь большие емкости. Заодно посчитали примерную цену привода и диска, и цифры получились весьма внушительные. Так родилась безумная на первый взгляд идея — улучшить уже имеющийся стандарт (DVD) до такой степени, чтобы он смог конкурировать с многомиллионной разработкой Sony.

Мир высокой четкости

Уже в текущем десятилетии мир начнет переходить к цифровому телевещанию высокой четкости. Сейчас в США более 50 каналов вещают в стандарте HDTV (High Definition TV) 1080i (в Европе — более десяти каналов идет в 1080p). В следующие 2−3 года производители просто перестанут выпускать плазменные и ЖК-панели, неспособные принимать и отображать ТВВЧ. Производители телепрограмм тоже не собираются плестись в хвосте прогресса: например, корпорация BBC уже с этого года все свои передачи снимает только в HDTV.

Именно этими причинами и вызвана необходимость новых стандартов цифровых носителей видеозаписи, рассчитанных на запись и воспроизведение программ HDTV. Между тем исследования, проведенные по заказу DVD-консорциума, показывают, что пик продаж DVD придется на 2008 год. Поэтому для большинства компаний — носителей HD-видеозаписей нет смысла выпускать на потребительский рынок аппаратуру для их воспроизведения ранее 2006−2007 года: это может серьезно ударить по продажам обычных DVD.

Синий луч

Все дело в том, что Blu-ray Disc — стандарт, пока не предназначенный для конечных потребителей. И первым продуктом этого стандарта станут перезаписываемые диски BD-RE.

Минимальная длина метки записи в Blu-ray Disc уменьшена до 0,16 мкм. Это позволило увеличить плотность записи более чем в четыре раза, доведя емкость однослойного диска до 25 Гб. Но перед разработчиками встали несколько серьезных технических проблем. Чтение таких меток нельзя осуществить красным лучом — длина волны слишком велика для фокусировки в столь маленький размер пятна. Поэтому длину волны пришлось уменьшить до 405 нм (синий цвет), что и дало имя всей технологии. Но даже луч синего лазера трудно сфокусировать в нужный размер — мешает так называемый дифракционный предел: свет начинает проявлять волновые свойства, и пятно «размывается». По этой причине пришлось увеличить числовую апертуру фокусировочной линзы, или, говоря проще, сделать линзу более светосильной. Из-за этого она получилась и короткофокусной, поэтому слой записи в Blu-ray Disc пришлось расположить прямо под защитным слоем толщиной всего 0,1 мм, что приводит к необходимости использовать защитный картридж. Поскольку структура диска Blu-ray (основа 1,1 мм, защитный слой 0,1 мм) не совпадает со структурой DVD (основа 0,6 мм и защитный слой 0,6 мм), для производства дисков потребуется серьезная модернизация фабрик. По этой же самой причине оптическая головка Blu-ray не может читать обычные DVD, и для обеспечения совместимости приходится оснащать приводы второй головкой на основе обычного красного лазера.

Технически Blu-ray реализован на основе синего лазера с длиной волны 405 нм, выпускаемого единственной фирмой в мире — японской компанией Nichia. Стоимость одной только записывающей оптической головки (лазер + оптика) составляет более $500. Кроме того, по некоторым данным, срок службы такого лазера пока не так уж высок: около 400 часов в режиме записи (с мощностью 15 мВт) и 2000 часов при чтении (2 мВт). Все это в настоящее время сильно сказывается на цене — приводы, выпускаемые фирмами Sony и Panasonic, продаются примерно за $2500. Но первых покупателей это вряд ли сможет испугать: скорее всего, ими станут крупные телевизионные компании.

Между строк

Компания Toshiba, разработчик стандарта HD DVD, рассчитывает выйти на гораздо более массовый рынок — потребительский. Первый продукт стандарта — записанные на фабрике диски HD DVD-ROM.

Для чтения дисков HD DVD используется такой же лазер, как и в приводах Blu-ray. Но минимальная длина метки записи на диске HD DVD — 0,2 мкм (в два раза меньше, чем у DVD, но больше, чем у дисков Blu-ray). Поэтому для фокусировки достаточно оптики с такой же апертурой, как и у DVD. В результате оптическая головка получилась более дешевой, чем у Blu-ray, и позволяет обеспечить полную обратную совместимость — приводы нового стандарта будут легко читать и старые добрые DVD. Кроме того, структура диска осталась прежней — основа 0,6 мм и защитный слой 0,6 мм, что значительно удешевляет и упрощает процесс перехода фабрик на производство дисков HD DVD.

В HD DVD используется кодировка с более высоким, чем у DVD, сжатием информации, что позволило еще больше увеличить плотность записи. Чтобы ослабить влияние перекрестных помех, для обработки сигнала используется система PRML (Partial Response Maximum Likelihood), широко применяемая ныне для этой же цели в конструкции жестких дисков. В результате инженерам удалось разместить на однослойном носителе 15 Гб.

Чуть позднее планируется выпустить и перезаписываемый диск HD DVD-ARW. На одном слое этого носителя можно будет записать даже больше — 20 Гб. Для достижения такой емкости инженеры Toshiba придумали очень хитрый ход: они решили записывать информацию не только на самих дорожках, но и между ними! Сделать это в одной плоскости просто невозможно, поэтому слой записи HD DVD-ARW — профилированный и представляет собой что-то вроде гребенки: промежутки, разделяющие дорожки, вынесены из плоскости самих дорожек. Таким образом, перефокусируя лазер, можно записывать и читать метки, расположенные либо на дорожках, либо на верхней поверхности разделяющего дорожки «заборчика»: фактически это «два слоя в одном».

Многослойный DVD

«Почему бы не добавить в традиционный DVD еще несколько слоев?» — такова была основная идея «альтернативщиков». Идея многослойных оптических дисков не нова, эту технологию пытались разработать многие. Наиболее обнадеживающие результаты были получены в конце 1990-х годов компанией C3D: были продемонстрированы многослойные флуоресцентные оптические диски (в настоящее время идею таких дисков продолжает развивать компания D Data).

Увы, легко сказать, но сложно сделать — полупрозрачное металлическое напыление, отражающее луч лазера, позволяет заложить в конструкцию максимум два слоя: при большем числе возникают помехи, обусловленные прохождением луча через слои. «С самого начала мы решили увеличить количество слоев, и нам пришлось разработать собственную технологию подавления перекрестных помех. И конечно, мы отказались от традиционного для DVD напыления», — рассказал «Популярной механике» один из экспертов NME Том Бланк, в свое время работавший в команде Philips по созданию дисков CD-R. «Почти два года мы экспериментировали с сотнями различных материалов, подбирая нужную комбинацию свойств — отражающая способность и пропускание должны сочетаться с относительно невысокой стоимостью и технологичностью нанесения. Подобранный нами материал удовлетворяет всем этим свойствам, — Том таинственно улыбается. — Но, к сожалению, пока я не могу раскрыть секрет».

Первым продуктом NME станет записанный на фабрике VMD-ROM (Versatile Multilayer Disk, универсальный многослойный диск). Структура VMD полностью идентична структуре двухслойного DVD (совпадает даже шаг дорожек и размер меток записи), только слоев больше, и это дает возможность выпускать их на тех же фабриках, при этом позволяя записывать на один диск информацию объемом до 100 Гб.

Более того, технологии, заложенные в VMD, обеспечивают полную обратную и частично прямую совместимость: даже обычный DVD-привод сможет прочитать верхний слой VMD-ROM! А сам VMD-привод — это, по сути, слегка модернизированный DVD-привод: тот же лазер, та же оптическая система, только он должен уметь фокусироваться не на одном (втором), а на нескольких глубоких слоях. Как рассказали нам в NME, некоторые современные приводы DVD можно превратить в приводы VMD путем смены прошивки (NME сейчас договариваются с ведущими производителями о включении поддержки нового стандарта в новые модели приводов).

Но самое главное достоинство стандарта VMD — это его расширяемость. «Мы надеемся, что усилия разработчиков Blu-ray и HD DVD со временем сделают синий лазер дешевым и массовым продуктом, — улыбается на прощание Том Бланк. — Тогда мы просто масштабируем нашу технологию под новую длину волны».

Статья «» опубликована в журнале «Популярная механика» (№6, Июнь 2005).