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Como Funcionam os DVDs - Parte 1

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Os princípios básicos

Um DVD é muito similar a um CD , mas ele tem uma capacidade muito maior de armazenar dados Um DVD padrão guarda cerca de sete vezes mais dados do que um CD. Esta enorme capacidade significa que um DVD possui espaço suficiente para armazenar um filme completo codificado em MPEG-2 (em inglês), além de um monte de outras informações.

Eis o conteúdo típico de um filme em DVD:

  • até 133 minutos de vídeo em alta resolução, em formato letterbox ou pan-and-scan com 720 pontos de resolução horizontal (a taxa de compressão de vídeo é normalmente de 40:1 em MPEG-2);
  • trilha sonora apresentada em até oito idiomas usando canais 5.1 canais de som surround (ambiente) dolby digital;
  • legendas em até 32 idiomas.
O DVD também pode ser usado para armazenar quase oito horas de música de cada lado, com qualidade de CD.

O formato oferece muitas vantagens em relação às fitas VHS:

  • a qualidade da imagem do DVD é melhor e muitos DVDs possuem som Dolby Digital ou DTS , que é muito mais próximo do som que você vivencia em uma sala de cinema;
  • muitos filmes em DVD possuem um índice na tela em que o criador marcou muitas das partes significativas do filme, algumas vezes com uma foto. Se você selecionar a parte do filme que quer ver com seu controle remoto, o aparelho de DVD o levará diretamente àquela parte, sem necessidade de retroceder ou avançar rapidamente;
  • os aparelhos de DVD são compatíveis com os CDs de áudio;
  • alguns filmes em DVD possuem tanto o formato letterbox, que se adequa às TVs de tela larga (widescreen), quanto o formato de TV padrão, para que você escolha;
  • os filmes em DVD podem ter diversas trilhas sonoras e fornecer legendas em diferentes idiomas. Os filmes estrangeiros podem lhe dar a oportunidade de escolher entre a versão dublada em seu idioma ou a trilha sonora original com legendas traduzidas.

Armazenando dados em um DVD

Os DVDs possuem o mesmo diâmetro e espessura que os CDs e são feitos usando os mesmos materiais e métodos de fabricação. Assim como no CD, os dados em um DVD são codificados na forma de pequenas cavidades e saliências na trilha do disco.

Sobre o DVD

O primeiro aparelho de DVD chegou ao mercado em março de 1997.

Um DVD é composto de várias camadas de plástico que totalizam uma espessura de cerca de 1,2 milímetro. Cada camada é criada por injeção de plástico policarbonato moldado. Esse processo forma um disco que possui saliências microscópicas dispostas na forma de uma única, contínua e extremamente longa trilha espiral de dados. Falaremos sobre essas saliências ou ressaltos mais tarde.

Assim que as peças transparentes de policarbonato são formadas, uma fina camada refletora de alumínio é micropulverizada sobre o disco, cobrindo as saliências. O alumínio é usado por trás das camadas internas, mas uma camada de ouro semi-refletora é usada para as camadas externas, permitindo que o laser focalize através das camadas externas e atinja as camadas internas. Depois que todas as camadas são feitas, cada uma é revestida com uma laca, prensadas juntas e curadas sob luz infravermelha . Nos discos de face única, a etiqueta é aplicada por serigrafia sobre o lado não lido. Os discos de face dupla contêm impressão somente na área não lida próxima ao furo central. As seções transversais dos diversos tipos de DVDs finalizados (fora de escala) se parecem com isto:


Formatos de DVD

 


Trilhas de dados em um DVD
Cada camada gravável de um DVD possui uma trilha espiral de dados. Nos DVDs de camada única, a trilha sempre circula do lado interno para o externo do disco. O fato de a trilha espiral se iniciar no centro significa que um DVD de camada única poderia ser menor do que 12 centímetros, se desejado.

O que a imagem à direita não pode transmitir é a idéia de quão incrivelmente fina é a trilha de dados: apenas 740 nanômetros separam uma trilha da próxima (um nanômetro é um bilionésimo de metro). E cada uma das saliências alongadas que compõem a trilha possui 320 nanômetros de largura, um comprimento mínimo de 400 nanômetros e uma altura de 120 nanômetros. A seguinte figura ilustra o que se veria ao olhar as saliências através da camada de policarbonato.


Arranjo das saliências de um DVD

Você freqüentemente ouvirá falar de "cavidades" ("pits") em vez de saliências ("bumps") em um DVD. Elas aparecem como cavidades no lado do alumínio, mas no lado de leitura do laser , elas são saliências.

As dimensões microscópicas das saliências tornam a trilha espiral de um DVD extremamente longa. Se você pudesse arrancar a trilha de dados de um DVD e esticá-la em uma linha reta, ela teria quase 12 quilômetros de comprimento! Isso significa que um DVD de lado duplo e camada dupla teria 48 quilômetros de dados!

Para ler saliências assim tão pequenas você precisa de um mecanismo de leitura de disco incrivelmente preciso.

Armazenamento de dados: DVD X CD

Os DVDs podem armazenar muito mais dados do que os CDs por algumas razões:
  • maior densidade de armazenamento de dados
  • menos espaço sem dados, maior área útil
  • armazenamento multi-camadas

Maior densidade de armazenamento de dados
Os DVDs de face única e camada única podem armazenar cerca de sete vezes mais dados do que os CDs. Uma grande parte desse aumento decorre do fato de as saliências e as trilhas serem menores nos DVDs.

Especificação CD DVD
Espaçamento entre as trilhas 1600 nanômetros 740 nanômetros
Comprimento mínimo da saliência
(DVD de camada única)
830 nanômetros 400 nanômetros
Comprimento mínimo da saliência (DVD de camada dupla) 830 nanômetros 440 nanômetros

Vamos tentar ter uma idéia do quanto mais de dados a mais podem ser armazenados no espaçamento mais apertado das saliências de um DVD. O espaçamento entre trilha de um DVD é 2,16 vezes menor e o comprimento mínimo da saliência para um DVD de camada única é 2,08 vezes menor do que em um CD. Multiplicando esses dois números, descobrimos que há espaço para cerca de 4,5 vezes mais saliências em um DVD. Então de onde vem o restante do aumento de capacidade?

Menos espaço sem dados, maior área útil
Em um CD, há muita informação extra codificada no disco para permitir a correção de erros - essa informação é, na verdade, apenas uma repetição da informação que já está contida no disco. O esquema de correção de erros que um CD utiliza é bastante antigo e ineficiente em comparação ao que é utilizado nos DVDs. O formato DVD não desperdiça tanto espaço, o que o habilita a armazenar mais informações reais. Outra maneira pela qual os DVDs obtêm maior capacidade é por meio da codificação de dados em uma área ligeiramente maior do disco do que a área utilizada num CD.

Armazenamento multicamadas
Para aumentar ainda mais a capacidade de armazenamento, um DVD pode ter até quatro camadas, duas de cada lado (face). O laser que lê o disco, na verdade, pode focalizar a segunda camada através da primeira. Aqui está uma lista das capacidades dos diferentes formatos de DVDs:

 

Formato Capacidade Tempo aproximado de filme
Face única/camada única 4,38 GB 2 horas
Face única/camada dupla 7,95 GB 4 horas
Face dupla/camada única 8,75 GB 4,5 horas
Face dupla/camada dupla 15,9 GB Mais de 8 horas

Você pode estar imaginando por que a capacidade de um DVD não dobra quando se adiciona uma segunda camada ao disco. Isso acontece porque as saliências de um disco de camada dupla precisam ser um pouco mais longas, em ambas as camadas, em relação a um disco de camada única. Isso ajuda a evitar a interferência entre as camadas, que poderiam causar erros durante a execução do disco.

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Fonte: www.howstuffworks.com

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