Optické cd. Skladovanie a používanie optických diskov

Externá pamäť

Optické disky

Optické (laserové) disky sú v súčasnosti najpopulárnejším pamäťovým médiom. Využívajú optický princíp zaznamenávania a čítania informácií pomocou laserového lúča.

Informácie na laserovom disku sú zaznamenané na jednej špirálovej stope, ktorá začína od stredu disku a obsahuje striedajúce sa oblasti priehlbín a výstupkov s rôznou odrazivosťou.

Pri čítaní informácií z optických diskov laserový lúč nainštalovaný v mechanike dopadá na povrch rotujúceho disku a odráža sa. Keďže povrch optického disku má oblasti s rôznou odrazivosťou, odrazený lúč mení aj svoju intenzitu (logická 0 alebo 1). Odrazené svetelné impulzy sú potom fotobunkami premenené na elektrické impulzy.

V procese zaznamenávania informácií na optické disky sa používajú rôzne technológie: od jednoduchého razenia až po zmenu odrazivosti oblastí povrchu disku pomocou výkonného lasera.

Existujú dva typy optických diskov:

CD disky (CD - Compact Disk, kompaktný disk), na ktoré je možné uložiť až 700 MB informácií;

DVD-disky (DVD - Digital Versatile Disk, digitálny všestranný disk), ktoré majú výrazne vyššiu informačnú kapacitu (4,7 GB), keďže optické stopy na nich sú tenšie a hustejšie.
DVD môžu byť dvojvrstvové (kapacita 8,5 GB), pričom obe vrstvy majú reflexný povrch, ktorý prenáša informácie.
Okrem toho je možné informačnú kapacitu diskov DVD ešte zdvojnásobiť (až do 17 GB), pretože informácie je možné nahrávať na obe strany.

Aktuálne (2006) vstúpili na trh optické disky (HP DVD a Blu-Ray), ktorých informačná kapacita je 3-5x vyššia ako u DVD diskov vďaka použitiu modrého lasera s vlnovou dĺžkou 405 nanometrov.

Existujú tri typy jednotiek optických diskov:

• Bez možnosti nahrávania- CD-ROM a DVD-ROM
  (ROM - Read Only Memory, read-only memory).
  Disky CD-ROM a DVD-ROM obsahujú informácie, ktoré boli na nich zaznamenané počas výrobného procesu. Napísať im nové informácie je nemožné.
• Raz napíš a veľakrát čítaj -
  CD-R a DVD ± R (R - zapisovateľné).
  Informácie je možné zaznamenať na disky CD-R a DVD ± R, ale iba raz. Dáta na disk zapisuje vysokovýkonný laserový lúč, ktorý ničí organické farbivo záznamovej vrstvy a mení jej reflexné vlastnosti. Riadením výkonu lasera sa na záznamovej vrstve získa striedanie tmavých a svetlých škvŕn, ktoré sa pri čítaní interpretujú ako logická 0 a 1.
• Prepisovateľné- CD-RW a DVD ± RW
  (RW - Rewritable) Disky CD-RW a DVD ± RW je možné zapisovať a mazať viackrát.
  Záznamová vrstva je vyrobená zo špeciálnej zliatiny, ktorú je možné zahrievaním zahrievať do dvoch rôznych stabilných stavov agregácie, ktoré sa vyznačujú rôznym stupňom priehľadnosti. Pri zápise (mazaní) laserový lúč zohreje časť stopy a prevedie ju do jedného z týchto stavov.
  Pri čítaní má laserový lúč nižší výkon a nemení stav záznamovej vrstvy a striedajúce sa úseky s rôznou priehľadnosťou sú interpretované ako logická 0 a 1.

Kľúčové vlastnosti optických jednotiek:

kapacita disku (CD - do 700 MB, DVD - do 17 GB)

rýchlosť prenosu dát z nosiča do RAM - meraná v zlomkoch násobkoch rýchlosti
150 kB/s pre jednotky CD (Toto je rýchlosť čítania informácií, ktorú mali prvé jednotky CD) a
1,3 MB/s pre jednotky DVD

V súčasnosti sú široko používané jednotky CD s rýchlosťou 52x - až 7,8 MB / s.
Disky CD-RW sa napaľujú nižšou rýchlosťou (napríklad 32x).
Preto sú jednotky CD označené tromi číslami „rýchlosť čítania X rýchlosť zápisu CD-R X rýchlosť zápisu CD-RW“ (napríklad „52x52x32“).
Jednotky DVD sú tiež označené tromi číslami (napríklad "16x8x6"

prístupový čas - čas potrebný na vyhľadávanie informácií na disku, meraný v milisekundách (pre CD 80-400 ms).

Pri dodržaní pravidiel skladovania (ukladanie v puzdrách vo zvislej polohe) a prevádzky (bez spôsobenia škrabancov a nečistôt) môžu optické médiá uchovávať informácie aj desiatky rokov.

Ďalšie informácie o rozložení disku

Priemyselne vyrábaný kotúč pozostáva z troch vrstiev. Na základňu disku z priehľadného plastu je razením nanesený informačný vzor. Na razenie existuje špeciálny matricový prototyp budúceho disku, ktorý vytláča stopy na povrch. Ďalej sa na základňu nastrieka reflexná kovová vrstva a na vrchu je tiež ochranná vrstva tenkého filmu alebo špeciálneho laku. Na túto vrstvu sa často aplikujú rôzne kresby a nápisy. Informácie sa čítajú z pracovnej strany disku cez priehľadnú základňu.

Nahrávateľné a prepisovateľné disky CD majú ďalšiu vrstvu. V takýchto diskoch základňa nemá informačný vzor, ​​ale medzi základňou a reflexnou vrstvou je umiestnená záznamová vrstva, ktorá sa vplyvom vysokej teploty môže meniť.Pri zázname laser zahrieva určené oblasti záznamu vrstva, vytvárajúca informačný vzor.

Disk DVD môže mať dve záznamové vrstvy. Ak sa jedna z nich vykonáva štandardnou technológiou, druhá je priesvitná, aplikuje sa pod prvú a má priehľadnosť asi 40%. Na čítanie dvojvrstvových diskov sa používajú zložité optické hlavy s premenlivou ohniskovou vzdialenosťou. Laserový lúč prechádzajúci polopriepustnou vrstvou sa najprv zameria na vnútornú informačnú vrstvu a po dokončení čítania sa preostrí na vonkajšiu vrstvu.

Všetku rozmanitosť optických diskov, ktoré sa v súčasnosti používajú v počítačoch a spotrebiteľských zariadeniach, možno rozdeliť do dvoch hlavných skupín: disky CD (Compact Disk) a digitálne univerzálne disky DVD (Digital Versatile Disk / Digital Video Disk). CD a DVD disky majú rovnaké fyzické rozmery (priemer 120/80 mm), líšia sa však hustotou záznamu dát a vlastnosťami optických hláv používaných na čítanie dát. Funkčne sú disky CD a DVD rozdelené do troch kategórií:

Nezapisovateľné (iba na čítanie);

Píšte raz a čítajte mnohokrát;

Prepisovateľné.

Princíp činnosti všetkých v súčasnosti existujúcich optických mechaník je založený na využití laserového lúča na záznam a čítanie informácií v digitálnej forme. Počas procesu záznamu zanecháva laserový lúč stopu na aktívnej vrstve optického nosiča, ktorú je možné následne prečítať pomocou rovnakého laserového lúča, avšak s menším výkonom ako pri zázname.

CD mechaniky využívajú na čítanie dát infračervený laser s vlnovou dĺžkou 780 nm a optický systém s numerickou apertúrou 0,45. (Číselná clona - z lat. clona- apertúra - rovná 0,5 n sinα, kde n je index lomu prostredia, v ktorom sa predmet nachádza, α je uhol medzi krajnými lúčmi kužeľového svetelného toku vstupujúceho do optickej sústavy.) Kapacita používaných štandardných CD pre ukladanie dát je 650 alebo 700 MB. Na kompaktné disky nahrané vo formáte AudioCD (ktorý bol vyvinutý pre spotrebné audio zariadenia) sa zmestí až 80 minút stereo záznamu.

Na načítanie údajov DVD-používajú sa pohony červený laser s vlnovou dĺžkou 650 nm a optickým systémom s numerickou apertúrou 0,6. Štandardná kapacita DVD sa pohybuje od 4,7 GB a viac.

CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) sú neprepisovateľné laserovo-optické disky alebo CD-ROM. CD sa vyrába pomocou veľmi výkonného infračerveného lasera, ktorý vypaľuje 0,8 mikrónové otvory na špeciálny sklenený testovací disk. V tomto prípade sa na povrchu vytvárajú priehlbiny - priehlbiny (angl. pit) - a ploché priestory - plošiny (angl. land). Záznam začína v určitej vzdialenosti od otvoru v strede a špirálovito sa posúva k okraju. Na tomto testovacom kotúči je vytvorená šablóna s výstupkami na tých miestach, kde laser vypálil otvory. Tekutá živica (polykarbonát) sa vstrekuje do šablóny, aby sa vytvorilo CD s rovnakou sadou otvorov ako sklenený disk. Na živicu je nanesená veľmi tenká vrstva hliníka, ktorá je pokrytá ochranným lakom. Disky CD-ROM sú zaznamenané u výrobcu a používajú sa na distribúciu veľkého množstva informácií určených len na čítanie. V tomto prípade používateľ nemá možnosť vymazať alebo zapísať informácie na takýto disk.

CD-R sa vyrábajú na báze polykarbonátových prírezov, ktoré sa používajú aj pri výrobe CD. Štruktúra je však trochu iná. Na kotúč je predbežne nanesená špirálová dráha, medzi polykarbonátovou vrstvou a reflektorom je vrstva farbiva. Vrstva farbiva je spočiatku priehľadná, čo umožňuje, aby laserové svetlo prechádzalo cez vrstvu reflektora a odrážalo sa od nej. Pri zaznamenávaní informácií sa výkon lasera zvyšuje a keď lúč dosiahne farbivo, farbivo sa zahrieva, v dôsledku čoho sa chemická väzba zničí. Táto zmena molekulárnej štruktúry vytvára tmavú škvrnu. Fotodetektor pri čítaní rozpoznáva rozdiel medzi tmavými škvrnami a priehľadnými oblasťami. Tento rozdiel je vnímaný ako rozdiel medzi korytami a plochami. Ako farbivá sa používa kovový dusík, cyanín, ftalokyanín, alebo najperspektívnejší formazan, zmes cyanínu a ftalokyanínu. Reflexná vrstva je najtenší film zo zlata alebo striebra.

CD-RW umožňujú opakovane zaznamenávať informácie na disky s reflexným povrchom, pod ktorým je nanesená vrstva typu Ag-In-Sb-Te (striebro-indium-antimón-telúr) s premenlivým skupenstvom. Táto zliatina má dva stavy: kryštalický a amorfný, ktoré majú rôznu odrazivosť. Napaľovačka CD je vybavená laserom s tromi stupňami výkonu. Pri najvyššom výkone laser roztaví zliatinu, transformuje ju z kryštalického stavu (vysoká odrazivosť) do amorfného stavu (nízka odrazivosť), čím sa vytvorí dutina. Pri strednom výkone sa zliatina roztaví a vráti späť do svojho prirodzeného kryštalického stavu, pričom žľab sa opäť zmení na platformu. Pri nízkom výkone laser číta informácie, určujúce stav materiálu (v tomto prípade nedochádza k žiadnemu prechodu stavu).

DVD je rovnaké CD na báze polykarbonátu s drážkami a podložkami. Existuje však niekoľko rozdielov. DVD má menšie dutiny (0,4 mikrónov namiesto 0,8 ako zvyčajne), hustejšiu cievku (0,74 mikrónov namiesto 1,6) a používa kratší červený laserový lúč (650 nm namiesto 780 nm). Celkovo tieto vylepšenia viedli k sedemnásobnému zvýšeniu diskovej kapacity (4,7 GB).

V súčasnosti existujú 4 formáty DVD:

1. Jednostranná jednovrstvová (4,7 GB).

2. Jednostranná dvojvrstvová (8,5 GB).

3. Obojstranná jednovrstvová (9,4 GB).

4. Obojstranná dvojvrstvová (17 GB).

Pri dvojvrstvovej technológii je na spodnej reflexnej vrstve umiestnená polopriehľadná reflexná vrstva. V závislosti od toho, kde je laser zaostrený, sa odráža buď z jednej alebo druhej vrstvy. Na zabezpečenie spoľahlivého čítania informácií musia byť priehlbiny a oblasti spodnej vrstvy o niečo väčšie, preto je kapacita spodnej vrstvy o niečo menšia ako kapacita hornej vrstvy.

DVD majú nasledujúce výhody:

Výrazne väčšia kapacita v porovnaní s CD;

kompatibilita s CD;

Vysokorýchlostná výmena údajov s jednotkou DVD;

Vysoká spoľahlivosť ukladania dát.

Je potrebné poznamenať, že vznik nových technológií Blu-ray a HD-DVD umožňuje umiestniť informácie na disk niekoľkonásobne viac ako na bežné DVD. Tieto technológie sú založené na použití modrého lasera s vlnovou dĺžkou 405 nm. Formát HD-DVD zaznamenáva 15 GB informácií na jednu vrstvu a 30 GB na dve vrstvy. Na Blu-ray sa ukladá 25 GB a 50 GB.

Magneto-optické disky

Princíp činnosti magnetooptického pamäťového zariadenia (Magneto Optical) je založený na použití dvoch technológií – laserovej a magnetickej.

Základná štruktúra všetkých typov magneto-optických diskov je rovnaká, rozdiel je len v tom, že niektoré disky majú jednu pracovnú plochu, zatiaľ čo iné dve. Základná štruktúra jednostranného kotúča je znázornená na obrázku 2.17.

Povrch magnetooptického pamäťového zariadenia (MOE) je potiahnutý zliatinou, ktorej vlastnosti sa menia ako vplyvom tepla, tak aj vplyvom magnetického poľa. Ak sa disk zahreje nad určitú teplotu, potom je možné zmeniť magnetickú polarizáciu pomocou malého magnetického poľa. Toto je základ technológií čítania a zápisu MOD.

Počas nahrávania teda laserový lúč zahrieva oblasť disku, kde sa má záznam vykonať, na takzvaný „Curieho bod“ (u väčšiny použitých zliatin tento stav nastáva pri teplote okolo 200 °C). °C).

V Curieovom bode sa magnetická permeabilita znižuje a zmena magnetického stavu častíc môže byť vyvolaná relatívne malým magnetickým poľom. Pole uvedie všetky bitové bunky do rovnakého stavu. Týmto sa vymažú všetky informácie na disku.

Potom sa smer magnetického poľa obráti a laser sa zapne iba v tých okamihoch, keď je potrebné zmeniť orientáciu častíc v bitovej bunke (bitovú hodnotu). Potom sa zliatina ochladí a jej častice zamrznú v novej polohe.

Na čítanie sa používa laserový lúč s nízkym výkonom. Odrazené svetlo dopadá na fotocitlivý prvok, ktorý určuje smer polarizácie. V závislosti od tohto smeru vysiela fotocitlivý prvok do ovládača magneto-optickej mechaniky binárnu jednotku alebo binárnu nulu.

Magneto-optické mechaniky sú vstavané a externé. Popri klasických mechanikách sa čoraz viac rozširujú takzvané optické knižnice s automatickými meničmi diskov, ktorých kapacita môže byť stovky gigabajtov až niekoľko terabajtov. Čas výmeny disku je niekoľko sekúnd a časy prístupu a rýchlosti prenosu dát sú rovnaké ako pri konvenčných jednotkách.

Flash disky

Nosiče informácií založené na čipoch flash pamäte sa v súčasnosti široko používajú v digitálnych fotoaparátoch, mobilných telefónoch a počítačoch.

Flash pamäť je špeciálny typ energeticky nezávislej prepisovateľnej polovodičovej pamäte. Flash pamäťová bunka pozostáva z jedného tranzistora špeciálnej architektúry, v ktorom je možné uložiť niekoľko bitov. Prevažnú časť médií na báze flash tvoria takzvané flash karty, ktoré sú hlavným pamäťovým médiom pre moderné prenosné technológie. Druhou oblasťou, ktorá sa v súčasnosti rýchlo rozvíja, je USB flash pamäť pre priame pripojenie k počítaču. Výhodou flash pamäte oproti pevným diskom, CD-ROM a DVD je, že neexistujú žiadne pohyblivé časti, takže flash pamäť je kompaktnejšia a umožňuje rýchlejší prístup. Informácie zaznamenané na flash pamäti môžu byť uložené na veľmi dlhú dobu (od 20 do 100 rokov) a sú schopné vydržať značné mechanické zaťaženie (5-10 krát vyššie, ako je maximálne povolené pre bežné pevné disky). Nevýhodou oproti pevným diskom je relatívne malý objem, ako aj obmedzenie počtu prepisovacích cyklov (od 10 000 do 1 000 000 pri rôznych typoch).

Počítačové flash disky vo forme kľúčenky s USB portom sa používajú ako vymeniteľné médiá a majú objem 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB, 1 GB, 2 GB, 4 GB, 8 GB, čo je samozrejme nie je limit, takže ako sa technológie neustále zlepšujú.

Zariadenia na vstup informácií

Zariadenia na vstup informácií konvertujú informácie z periférnych zariadení do digitálnej podoby. Na zadávanie informácií sa používajú tieto zariadenia: klávesnice, manipulátory, skenery, digitizéry (digitálne tablety), dotykové obrazovky, zariadenia na zadávanie reči, digitálne fotoaparáty atď.

Klávesnica

Klávesnica je hlavným prostriedkom na zadávanie informácií do počítača. Ide o maticu kláves zlúčených do jedného celku a elektronickú jednotku na konverziu stlačenia klávesov na binárny kód. Každý kláves na klávesnici má sedemmiestny skenovací kód (skenovací kód). Po stlačení klávesu hardvér klávesnice vygeneruje jednobajtový uvoľňovací kód a po uvoľnení jednobajtový uvoľňovací kód. Push kód je rovnaký ako skenovací kód. Uvoľňovací kód sa líši od skenovacieho kódu prítomnosťou jednotky v najvýznamnejšom bite bajtu. Ak tlačidlo zostane stlačené dlhšie ako 0,5 s, potom sa automaticky generujú kódy stlačenia s frekvenciou 10-krát za sekundu. Automatické generovanie kódu sa zastaví po uvoľnení tlačidla alebo po stlačení iného tlačidla. Takže, keď je kláves „lepkavý“, na odstránenie následkov stačí stlačiť ktorýkoľvek iný kláves. Princíp činnosti klávesnice je znázornený na obrázku 2.19. Po stlačení klávesu je signál zaregistrovaný ovládačom klávesnice a iniciuje hardvérové ​​prerušenie, procesor prestane pracovať a vykoná procedúru analýzy skenovacieho kódu. Prerušenie je riešené špeciálnym programom zahrnutým v pamäti iba na čítanie (ROM). Každá klávesnica má 4 skupiny kláves:

Klávesy písacieho stroja na zadávanie veľkých a malých písmen, číslic a špeciálnych znakov;

Servisné klávesy, ktoré menia význam stlačenia zvyšku a vykonávajú ďalšie akcie na ovládanie vstupu z klávesnice (Alt, Ctrl, Shift, Tab, Backspace, Enter, Caps Lock, Num Lock, Print Screen atď.);

Funkčné klávesy (F1-F12), ktorých význam je stlačený, závisí od softvérového produktu;

Malé klávesy numerickej klávesnice s dvojitým režimom pre rýchle a pohodlné zadávanie čísel, ovládanie kurzora a prepínanie režimov klávesnice.

Manipulátory

Manipulátory sú zariadenia určené na ovládanie kurzora (ukazovateľa) na obrazovke monitora.

Manipulátory spríjemňujú prácu používateľa najmä v programoch s grafickým rozhraním. Ovládače zahŕňajú: myš, joystick, svetelné pero, trackball atď.

Myš je zariadenie na ukazovanie požadovaných bodov na obrazovke jej pohybom po rovnom povrchu. Súradnice umiestnenia myši sa prenášajú do počítača a spôsobujú zodpovedajúci pohyb kurzora myši (ukazovateľa). V súlade s princípom činnosti sa rozlišujú opto-mechanické a optické myši.

Princíp činnosti optomechanickej myši (obr. 2.20) spočíva v premene pohybu myši na elektrické impulzy vytvorené pomocou optočlena - LED (svetelné zdroje) a fotodiódy (prijímače svetla). Pri pohybe myšou sa rotácia loptičky prenáša cez valčeky na disky s "štrbinami". Otáčanie disku vedie k prekrývaniu svetelného toku medzi LED a fotodiódou, čo vedie k vzniku elektrických impulzov. Frekvencia impulzov zodpovedá rýchlosti pohybu myši.

V súčasnosti sú optické myši široko používané. Všetky moderné optické myši konštruktívne obsahujú miniatúrnu videokameru, v ktorej je ako svetlocitlivý prvok použitý snímač CMOS. (Obrazový snímač obsahujúci vrstvu kremíka citlivú na svetlo, v ktorej sa fotóny premieňajú na elektróny. CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor - CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor) Oproti snímaču na osvetlenie povrchu pod myšou je zdroj svetla, zvyčajne červená LED dióda. Keď pohnete myšou, snímač spracuje snímky povrchu a odošle ich vo forme signálov do špecializovaného procesora DSP (Digital Signal Processing), ktorý analyzuje zmeny v prijatých snímkach a podľa toho určí smer pohybu myši. Optické myši však nemožno použiť na sklenené alebo zrkadlové povrchy.

Existujú aj bezdrôtové myši, v ktorých sa informácie prenášajú infračervenými lúčmi alebo rádiovými signálmi pomocou vstavaného vysielača. Tieto signály sú zaznamenávané špeciálnym prijímačom a privádzané do počítača. Pri používaní infračerveného rozsahu musí mať myš priamu viditeľnosť na prijímač. Ak sa používa rádiové pásmo, potom je táto podmienka voliteľná.

Najnovším pokrokom v manipulátoroch s myšou je použitie laserovej technológie. Keď pohnete myšou, laserový lúč odrazený od povrchu narazí na senzor, ktorý premietne zistené zmeny povrchu do pohybu kurzora na obrazovke monitora. Použitie laserového lúča umožňuje, aby bola myš citlivejšia ako bežná optická myš a tiež ju môžete používať na akomkoľvek povrchu. Zároveň je laser neviditeľný a bezpečný pre človeka.

Kvalita konkrétneho modelu myši je určená rozlíšením myši, ktoré sa meria v dpi (bod na palec - počet bodov na palec), aj keď existuje iná jednotka cpi (počet na palec - počet vzoriek). na palec). Typicky sa rozlíšenie myši v závislosti od modelu pohybuje od 300 do 900 dpi. Čím vyššie rozlíšenie, tým presnejšie je umiestnený kurzor myši. Štrukturálne sú myši vyrobené vo forme plastovej škatule s tlačidlami, spravidla s dvoma - hlavným a doplnkovým.

Ďalším manipulátorom, v ktorom sa kurzor posúva ručným otáčaním guľôčky vyčnievajúcej nad rovný povrch, je trackball (obr. 2.22, a). Princíp činnosti je rovnaký ako pri opto-mechanickej myši. Trackball je v skutočnosti rovnaká myš, len otočená hore nohami.

Joystick je zariadenie, ktoré sa zvyčajne používa v herných konzolách a herných počítačoch (obr. 2.22, b). Ide o páku, ktorá pri pohybe posúva kurzor na obrazovke. Na páke sa nachádza jedno alebo viac tlačidiel. V tomto prípade má kurzor podobu pohybujúceho sa objektu.

Svetelné pero možno použiť na ukazovanie na bod na obrazovke alebo na vytváranie obrázkov. V hrote pera je nainštalovaná fotobunka, ktorá reaguje na svetelný signál vysielaný obrazovkou v mieste dotyku pera. Keďže obrazovka monitora pozostáva z mnohých bodov (pixelov), po stlačení tlačidla sa do PC prenesie signál, podľa ktorého sa vypočítajú súradnice elektrónového lúča v čase jeho registrácie. Ďalšou oblasťou použitia svetelného pera je spojenie s digitizérom. Digitalizátor (digitizér) je zariadenie určené na zadávanie grafických informácií. Keď pohybujete perom po tablete, jeho súradnice sa zafixujú v pamäti počítača, to znamená, že v tomto prípade svetelné pero vykonáva funkciu „písania“.

Dotykové obrazovky

Dotyková obrazovka je obrazovka, ktorá je kombinovaná s dotykovými zariadeniami a umožňuje zadávať informácie do počítača dotykom prsta.

Vo všeobecnosti sa pri práci s dotykovým zariadením používateľ dotkne prstom kurzora (povrchu tohto zariadenia), písmena, čísla alebo inej zvýraznenej číslice na obrazovke. Bez ohľadu na fyzickú povahu princípov fungovania senzorového zariadenia je s jeho povrchom spojený pravouhlý súradnicový systém, ktorý umožňuje zaznamenávať dotyk prsta a prenášať signál do počítača. Podľa princípu činnosti sa rozlišujú nasledujúce senzorové technológie : odporové, kapacitné, infračervené a technológie založené na povrchových akustických vlnách (PVA).

Odporová technológia. Odporová technológia je založená na metóde merania elektrického odporu časti systému v momente dotyku. Odporová obrazovka má vysoké rozlíšenie (300 dpi), dlhý zdroj (10 miliónov dotykov), krátky čas odozvy (asi 10 ms) a nízku cenu. No okrem kladov sú tu aj nevýhody, napríklad 20% strata svetelný tok.

Kapacitná technológia. Snímacím prvkom kapacitného dotykového displeja je sklo potiahnuté tenkým priehľadným vodivým povlakom. Keď sa dotknete obrazovky obrázok sa nazýva kapacitný; spojenie medzi prstom a obrazovkou, čo spôsobí impulz prúdu do bodu dotyku (obr. 2.24). Ďalšia kapacitná technológia NFI (Dynapro) (obr. 2.25) je založená na využití elektromagnetickej vlny. NFI používa špeciálny senzorový elektronický obvod, ktorý dokáže detekovať vodivý predmet - prst alebo vodivé vstupné pero - cez vrstvu skla, ako aj cez rukavice alebo iné potenciálne prekážky (vlhkosť, gél, farba atď.).

Technológia povrchovo aktívnych látok(povrchové akustické vlny). V rohoch takejto obrazovky je umiestnená špeciálna súprava prvkov z piezoelektrického materiálu, na ktorú sa privádza elektrický signál s frekvenciou 5 MHz. (Piezoelektrické materiály sú látky, ktoré majú piezoelektrický efekt, to znamená, že vytváranie elektrického poľa pod vplyvom elastických deformácií je priamym piezoelektrickým efektom.) Tento signál sa premieňa na ultrazvukovú akustickú vlnu smerujúcu pozdĺž povrchu obrazovky. Aj ľahký dotyk obrazovky v ktoromkoľvek bode spôsobuje aktívnu absorpciu vĺn, vďaka čomu sa obraz šírenia ultrazvuku po jej povrchu trochu mení.

Infračervená technológia. Pozdĺž okrajov dotykovej obrazovky sú inštalované špeciálne vyžarovacie prvky, ktoré generujú svetelné vlny infračerveného rozsahu, svetelné vlny infračerveného rozsahu sa šíria pozdĺž povrchu obrazovky a vytvárajú na jej pracovnej ploche akúsi súradnicovú mriežku.

Ak je jeden z infračervených lúčov zablokovaný cudzím predmetom, ktorý sa dostal do dosahu lúčov, lúč prestane dosahovať prijímací prvok, čo je okamžite zafixované mikroprocesorom. Stojí za zmienku, že infračervený dotykový displej sa nestará o to, aký druh objektu je umiestnený v jeho pracovnom priestore: stlačenie možno vykonať prstom, plniacim perom, ukazovateľom a dokonca aj rukou v rukaviciach. Dotykové obrazovky môžu byť sklopné a zabudované (obr. 2.28).

Za posledných pár rokov sa dotykové obrazovky etablovali ako najpohodlnejší spôsob interakcie človek-stroj. Aplikácia dotykové obrazovky má množstvo výhod, ktoré nie sú dostupné so žiadnym iným zariadením. Informačné systémy na báze dotykových kioskov tak pomáhajú pri získavaní potrebných alebo zaujímavých informácií vo výstavných halách, na vlakových staniciach, v štátnych, bankových, finančných a zdravotníckych inštitúciách a pod.

Skenery

Skener je zariadenie, ktoré umožňuje prenášať grafické informácie umiestnené v počítači do počítača. kúzelník alebo páska.

Môžu to byť texty, kresby, schémy, grafy, fotografie atď. Skener, podobne ako kopírka, vytvorí kópiu obrazu papierového dokumentu, nie však na papieri, ale v elektronickej podobe.

Princíp skenera je nasledovný. Skopírovaný obraz je osvetlený zdrojom svetla (zvyčajne žiarivkou). V tomto prípade lúč svetla skúma (skenuje) každú oblasť originálu. Odrazený svetelný lúč z listu papiera cez redukčnú šošovku vstupuje do nábojovo viazaného zariadenia (CCD). (Zariadenie, ktoré pri dopade svetelného toku akumuluje elektronický náboj. Úroveň nabitia závisí od trvania a intenzity osvetlenia. V anglickej jazykovej literatúre sa používa definícia CCD - Couple-Charget Device) Na povrchu CCD, skenovaním sa vytvorí zmenšený obraz kopírovaného objektu. CCD prevádza optický obraz na elektrické signály. CCD je matrica, ktorá obsahuje veľké množstvo polovodičových prvkov citlivých na svetelné žiarenie.

V čiernobielych skeneroch sa na výstupe každého CCD prvku vytvára niekoľko odtieňov sivej pomocou analógovo-digitálneho prevodníka.

Farebné skenery používajú farebný model RGB. Naskenovaný obraz je osvetlený cez otočný RGB svetelný filter alebo tri farebné lampy svietiace v sérii – červená, zelená, modrá. Signál zodpovedajúci každej primárnej farbe sa spracováva samostatne. Na tento účel existujú paralelné rady snímačov, z ktorých každý vníma svoju vlastnú farbu. Počet prenesených farieb sa pohybuje od 256 do 65 536 a dokonca 16,7 milióna.Rozlíšenie skenera sa meria v počte rozlíšiteľných bodov na palec obrazu. V tomto prípade sú uvedené dve hodnoty, napríklad 600 × 1200 dpi. Prvým je počet horizontálnych bodov, ktorý určuje CCD. Druhým je počet vertikálnych krokov motora na palec. Mala by sa vziať do úvahy prvá hodnota - minimálna hodnota.

Svojou konštrukciou sú skenery ručné, ploché, bubnové, projekčné a pod. Obr. 2.30).

Zariadenia na výstup informácií

Zariadenia na výstup informácií sú zariadenia, ktoré vydávajú informácie spracované počítačom na vnímanie používateľom alebo na použitie inými automatickými zariadeniami.

Výstupné informácie môžu byť zobrazené na obrazovke monitora, vytlačené na papieri, reprodukované vo forme zvukov, prenášané vo forme akýchkoľvek signálov.

Monitory a video adaptéry

Monitor (displej) je zariadenie určené na zobrazovanie textových a grafických informácií za účelom vizuálneho vnímania používateľom.

Monitor je hlavné periférne zariadenie a slúži na zobrazovanie informácií zadávaných pomocou klávesnice alebo iných vstupných zariadení (skener, digitizér a pod.). Monitor je pripojený k počítaču cez video adaptér. V súčasnosti sa používajú tieto typy monitorov:

Na základe katódovej trubice (CRT);

- tekutý kryštál;

Plazma (výboj plynu).

Rozdiel medzi týmito monitormi spočíva v odlišných fyzikálnych princípoch tvorby obrazu.

Monitory na báze CRT sa v princípe nelíšia od bežných televízorov. Pri vytváraní obrazu sa video dáta premieňajú na súvislý prúd elektrónov, ktoré sú „vystreľované“ katódovými kostrami kineskopu. Výsledné elektrónové lúče prechádzajú cez špeciálnu vodiacu mriežku, ktorá zaisťuje, že elektróny presne zasiahnu požadovaný bod a následne dosiahnu luminiscenčnú vrstvu. Pri bombardovaní elektrónmi vyžaruje fosfor svetlo.

Existuje niekoľko typov katódových trubíc, ktoré sa líšia dizajnom vodiacej mriežky a fosforovej vrstvy.

Najrozšírenejšie sú monitory s takzvanou tieňovou maskou. V kineskopu tohto typu sa na umiestnenie elektrónového lúča používa tenká kovová platňa, v ktorej je perforáciou vytvorených veľa otvorov (obr. 2.32, a). Fosfor v takomto kineskopu je vyrobený vo forme farebných triád, kde každá elipsa - svietiaci prvok červenej, zelenej a modrej látky - predstavuje jeden viditeľný pixel.

Iný typ kineskopov, skonštruovaný pomocou apertúrnej mriežky (obr. 2.32, b), sa líši od kineskopov s tieňovou maskou tým, že na presné umiestnenie elektrónového lúča slúži skôr množstvo oceľových vlákien ako objemná platňa. Fosfor v trubici s apertúrnou mriežkou je nanesený na vnútorný povrch obrazovky vo forme striedajúcich sa vertikálnych pruhov.

V CRT so štrbinovou maskou je vodiaca mriežka doska s vertikálnymi dlhými štrbinami-štrbinami (obrázok 2.32, c). Fosfor v takýchto kineskopoch je aplikovaný buď vo forme súvislých striedajúcich sa pásikov, alebo vo forme eliptických pásikov, ktoré majú podobný tvar ako štrbiny v štrbinovej maske.

Uvažované typy obrazoviek majú svoje výhody a nevýhody. Obrazovka s tieňovou maskou má teda vďaka niektorým svojim konštrukčným vlastnostiam oproti iným typom obrazoviek množstvo výhod: husté usporiadanie trojíc farieb, ktoré umožňuje vysokú čistotu obrazu, a osvedčenú výrobnú technológiu. Nevýhodou je zníženie životnosti monitora - perforovaná maska ​​kvôli veľkej ploche pohltí cca 70-85% všetkých elektrónov emitovaných katódami elektrónového dela kineskopu, v dôsledku čoho sa rozsah jasu a kontrast klesá. Pre dosiahnutie vysokého farebného obrazu je potrebné zvýšiť intenzitu toku elektrónov, čo neovplyvňuje práve najlepším spôsobom životnosť monitora (spravidla životný cyklus zariadenia na báze CRT s tieňová maska ​​nepresahuje 7-8 rokov). Oblasťou použitia takýchto monitorov je spracovanie veľkých polí textového materiálu, layout, retuš fotografií, korekcia farieb a CAD (systémy automatického návrhu).

Medzi hlavné výhody CRT s apertúrnou mriežkou patrí vysoký jas a kontrast vďaka vyššej prenosovej kapacite elektrónov k fosforu a zväčšenej ploche pokrytia obrazovky fosforom.

Medzi nevýhody treba poznamenať výskyt deformácií obrazu pri zobrazovaní veľkého počtu krátkych ťahov, inými slovami, pri zobrazovaní textu v malej veľkosti.

Monitory využívajúce tubusy štrbinovej masky spájajú výhody predchádzajúcich dvoch typov zariadení a sú bez nevýhod. Jasné, živé farby, dobrý kontrast, ostrá grafika a text – to všetko ich robí vhodnými na uspokojenie potrieb všetkých typov používateľov. Katódové trubice navrhuje a vyrába veľmi obmedzený počet spoločností. Všetci ostatní, ktorí vyrábajú monitory, používajú komerčné riešenia. Medzi najznámejšie vývojárske spoločnosti patria: Hitachi a Samsung - trubice na báze tieňovej masky; Sony, Mitsubishi a ViewSonic - CRT s mriežkou clony; NEC, Panasonic, LG - zariadenia, ktoré používajú štrbinovú masku.

Monitory z tekutých kryštálov (LCD) alebo LCD monitory (LCD - Liquid Crystal Display) sú digitálne ploché monitory. Tieto monitory používajú priehľadnú látku z tekutých kryštálov, ktorá je vložená medzi dve sklenené dosky vo forme tenkého filmu. Film je matrica, v ktorej sú umiestnené kryštály. Vedľa každej platne je umiestnený polarizačný filter, ktorého polarizačné roviny sú navzájom kolmé.

Z kurzu fyziky viete, že ak prechádzate svetlom cez dve platne, ktorých polarizačné roviny sa zhodujú, potom je zabezpečený plný prenos svetla. Ak sa však jedna z platní pootočí voči druhej, t.j. zmeniť rovinu polarizácie, množstvo prepusteného svetla sa zníži. Keď sú roviny polarizácie navzájom kolmé, prenos svetla je šokujúci.

V LCD monitoroch sa svetlo z lampy, dopadajúce na prvý polarizačný filter, polarizuje v jednej z rovín, napríklad vertikálnej, a potom prechádza vrstvou tekutých kryštálov. Ak tekuté kryštály otočia rovinu polarizácie svetelného lúča o 90 °, potom voľne prechádzajú cez druhý polarizačný filter, pretože polarizačné roviny sa zhodujú. Ak nedôjde k obratu, svetelný lúč neprejde. Privedením napätia na kryštály teda môžete zmeniť ich orientáciu, to znamená regulovať množstvo svetla prechádzajúceho cez filtre. V moderných LCD monitoroch je každý kryštál riadený samostatným tranzistorom, to znamená, že sa používa technológia TFT (Thin Film Transistor). Pixel v LCD monitore je tiež vytvorený z červenej, zelenej a modrej farby a rôzne farby sa získajú zmenou aplikovaného napätia, čo vedie k rotácii kryštálu, a teda k zmene jasu svetelného toku. .

V plazmových monitoroch (PDP - Plasma Display Panel) vzniká obraz v dôsledku vyžarovania svetla plynovými výbojmi v pixeloch panelu. Obrazový prvok (pixel) v plazmovom displeji je veľmi podobný bežnej žiarivke. Elektricky nabitý plyn vyžaruje ultrafialové svetlo, ktoré dopadá na fosfor a excituje ho, čo spôsobí, že príslušná bunka žiari viditeľným svetlom. V moderných plazmových monitoroch sa používa takzvaná technológia plazmového videnia - ide o súbor buniek, inými slovami pixelov, ktoré pozostávajú z troch subpixelov, ktoré prenášajú farby - červenej, zelenej a modrej.

Konštrukčne sa panel skladá z dvoch plochých sklenených dosiek umiestnených vo vzdialenosti asi 100 mikrónov od seba. Medzi nimi je vrstva inertného plynu (zvyčajne zmes xenónu a neónu), na ktorú pôsobí silné elektrické pole. Najtenšie priehľadné vodiče (elektródy) sú aplikované na prednú priehľadnú dosku a recipročné vodiče sú aplikované na zadnú. Zadná stena má mikroskopické bunky naplnené fosformi troch základných farieb (červená, modrá a zelená), tri bunky pre každý pixel. Princíp činnosti plazmového panelu je založený na žiare špeciálnych luminoforov pri vystavení ultrafialovému žiareniu, ku ktorému dochádza pri elektrickom výboji v prostredí vysoko riedkych plynov. Pri takomto výboji sa medzi elektródami vytvorí vodivá „šnúra“ s riadiacim napätím, pozostávajúca z molekúl ionizovaného plynu (plazmy). Preto sa panely fungujúce na tomto princípe nazývajú plazmové panely. Ionizovaný plyn pôsobí na špeciálny fluorescenčný povlak, ktorý následne vyžaruje svetlo viditeľné pre ľudské oko.

Kvalitu konkrétneho monitora je možné posúdiť podľa nasledujúcich hlavných parametrov:

Rozhodnutie;

Veľkosť obrazovky;

Počet reprodukovateľných farieb;

Obnovovacia frekvencia obrazovky.

Rozlíšenie monitora. Monitory môžu zvyčajne fungovať v dvoch režimoch: textový a grafický. V textovom režime sa na obrazovke monitora zobrazuje znak ASCII. Maximálny počet znakov, ktoré je možné zobraziť na obrazovke, sa nazýva informačná kapacita obrazovky. V normálnom režime obsahuje obrazovka 25 riadkov po 80 znakov, preto je informačná kapacita 2000 znakov. V grafickom režime sa na obrazovke zobrazujú obrázky, tvorené z jednotlivých prvkov – pixelov. V grafickom režime sa rozlíšenie meria podľa maximálneho počtu pixelov horizontálne a vertikálne na obrazovke monitora. Rozlíšenie závisí od vlastností monitora a grafického adaptéra. Čím vyššie sú tieto hodnoty, tým viac objektov je možné umiestniť na obrazovku, tým lepšie sú detaily obrazu. Napríklad rozlíšenie 800 × 600 znamená, že na obrazovku môžete podmienečne nakresliť 800 zvislých a 600 vodorovných čiar (obr. 2.35). Každý pixel obrazovky sa podieľa na tvorbe obrazu, preto pri rozlíšení 800 × 600 je počet adresovateľných buniek 480 000 pixelov. Pri LCD monitoroch je rozlíšenie určené počtom buniek umiestnených pozdĺž šírky a výšky obrazovky. Moderné LCD monitory majú väčšinou rozlíšenie 1024 × 768 alebo 1280 × 1024.

Najdôležitejšou vlastnosťou, ktorá určuje rozlíšenie a čistotu obrazu na obrazovke, je veľkosť
zrná (rozstup bodov - rozstup bodu) fosforu obrazovky monitora. Zrnitosť moderných monitorov sa pohybuje od 0,25 do 0,28 mm. Zrno znamená vzdialenosť medzi dvoma bodmi fosforu rovnakej farby. U tubusov s maskou tieňa sa zrno meria diagonálne, u ďalších dvoch vodorovne. Štandardné hodnoty rozlíšenia: 640 × 480, 800 × 600, 1024 × 768, 1600 × 1200, 1800 × 1440 atď.

Veľkosť obrazovky. Ako miera sa zvyčajne používa dĺžka uhlopriečky viditeľnej oblasti obrazu. V prípade displejov z tekutých kryštálov (LCD) má viditeľná oblasť rovnakú veľkosť ako panel. Pri monitoroch s katódovou trubicou (CRT) je viditeľná oblasť o niečo menšia. Je to spôsobené konštrukčnými vlastnosťami samotnej CRT. CRT monitory sú dostupné vo veľkostiach obrazovky 14", 15", 17", 19" a 22". Pre LCD panely sa používajú 15, 17, 18, 19, 20 a viac palcov.

© stránka 2015-2019
Všetky práva patria ich autorom. Táto stránka si nenárokuje autorstvo, ale poskytuje bezplatné používanie.
Dátum vytvorenia stránky: 2016-02-12

Rýchlosť a spoľahlivosť moderných rekordérov vám bude závidieť každé auto Formuly 1. ComputerBild vysvetľuje, ako sa údaje dostávajú na disky CD, DVD a Blu-ray.

Nahrávanie hudby a filmov na optické médiá je známy proces, ako používanie magnetických kaziet pred dvadsiatimi rokmi, len to stojí oveľa menej. Aký je rozdiel medzi typmi médií a ako sa na nich zaznamenávajú informácie?

Razenie a pálenie

Pri priemyselnej výrobe diskov s hudbou, filmami alebo hrami sa dáta na médium zapisujú razením – proces podobný výrobe gramofónových platní. Informácie na diskoch sú uložené v malých priehlbinách. Počítačové a spotrebiteľské DVD rekordéry plnia túto úlohu inak – využívajú laserový lúč.

Prvými zapisovateľnými optickými médiami boli disky CD-R s jedným zapisovaním. Pri ukladaní údajov na takéto disky laserový lúč zohreje pracovnú vrstvu polotovaru pozostávajúcu z farbiva na približne 250 °C, čo spôsobí chemickú reakciu. V mieste laserového ohrevu sa tvoria tmavé nepriehľadné škvrny. Odtiaľ pochádza slovo „horieť“.

Podobne sa údaje prenesú na jednorazový zápis DVD. Na povrchu prepisovateľných CD, DVD a Blu-ray diskov sa však netvoria žiadne tmavé škvrny. Pracovná vrstva týchto akumulátorov nie je farbivo, ale špeciálna zliatina. Pri zahriatí laserom na cca 600 °C prechádza z kryštalického stavu do amorfného. Oblasti vystavené laseru majú tmavšiu farbu, a preto majú iné reflexné vlastnosti.

Nosiče informácií

Domáce disky majú rovnakú hrúbku (1,2 mm) a rovnaký priemer (12 alebo 8 cm) ako priemyselné disky. Optické médiá majú viacvrstvovú štruktúru.

Substrát. Základ pre disky, ktorý je vyrobený z polykarbonátu, je priehľadný, bezfarebný a voči vonkajším vplyvom pomerne odolný polymérny materiál.

Pracovná vrstva. Pri zapisovateľných CD a DVD diskoch je zložený z organického farbiva, pri prepisovateľných CD, DVD (RW, RAM) a Blu-ray diskoch je tvorený špeciálnou zliatinou schopnou meniť fázový stav. Pracovná vrstva je z oboch strán obklopená izolačnou látkou.

Reflexná vrstva. Na vytvorenie vrstvy, ktorá odráža laserový lúč, sa používa hliník, striebro alebo zlato.

Ochranná vrstva. Sú ním vybavené iba disky CD a Blu-ray. Ide o tvrdý lakový náter.

Označenie. Na vrch disku je nanesená vrstva laku - takzvaný štítok. Táto vrstva je schopná absorbovať vlhkosť, takže atrament, ktorý počas tlače skončí na povrchu substrátu, rýchlo schne.

Rozdiely medzi CD, DVD a Blu-ray diskami

Tieto médiá majú rôzne vlastnosti. V prvom rade rôzne kapacity. Na Blu-ray disk je možné uložiť až 25 GB údajov, na disk DVD je možné uložiť 5-krát menej informácií, na disk CD - 35-krát menej. Jednotky Blu-ray používajú na čítanie a zápis údajov modrý laser. Jeho vlnová dĺžka je asi 1,5-krát kratšia ako u červených laserových DVD a CD jednotiek. To umožňuje zaznamenať oveľa väčšie množstvo informácií na rovnakú plochu povrchu disku.

Formáty médií

V súčasnosti sú na trhu nasledujúce typy optických médií.

CD-R. Nahrávateľné disky CD môžu obsahovať až 700 MB informácií. Existujú aj 800 MB disky, ktoré však nepodporujú všetky rekordéry a spotrebiteľské prehrávače. Na osemcentimetrové miniCD sa zmestí 210 MB dát.

CD-RW. Prepisovateľné médiá majú rovnakú úložnú kapacitu ako CD-R.

DVD-R / DVD + R. Nahrávateľné disky DVD môžu obsahovať 4,7 GB informácií. 8 cm miniDVD - 1,4 GB.

DVD-R DL / DVD + R DL. Predpona DL znamená Dual Layer (DVD-R) alebo Double Layer (DVD + R), čo zodpovedá dvojvrstvovému médiu. Kapacita - 8,5 GB. Na osemcentimetrový disk sa zmestí až 2,6 GB.

DVD-RW / DVD + RW. Jednovrstvové médiá tohto typu môžu vydržať niekoľko stoviek cyklov zápisu. Rovnako ako pri DVD s jednorazovým zápisom je kapacita prepisovateľných diskov 4,7 GB a diskov s priemerom 8 cm približne 1,4 GB.

DVD-RAM. Tieto médiá majú rovnakú úložnú kapacitu ako jednovrstvové disky DVD. Existujú aj dvojvrstvové disky, ktoré obsahujú dvakrát toľko informácií. DVD-RAM dokáže vydržať až 100 000 cyklov zápisu, no s týmito diskami pracuje len niekoľko DVD prehrávačov. Údaje sa nezapisujú do špirálovej stopy, ale do sektorov na kruhové stopy, ako na platne pevného disku. Značky vymedzujúce hranice sektorov sú na povrchu DVD-RAM jasne viditeľné - ich prítomnosťou je ľahké rozlíšiť tento typ média od ostatných.

BD-R / BD-R DL... Skratka pre zapisovateľné disky Blu-ray. Médiá BD-R majú jednu pracovnú vrstvu, ktorá pojme 25 GB údajov. BD-R DL sú vybavené dvoma pracovnými vrstvami, takže ich kapacita je 2x vyššia.

BD-RE / BD-RE DL. Prepisovateľné Blu-ray disky sú dimenzované na 1000 cyklov zápisu. Môžu obsahovať rovnaké množstvo údajov ako neprepisovateľné médiá.

"Plus a mínus"

Prítomnosť „plusových“ a „mínusových“ médií je dôsledkom vojny starého formátu. Spočiatku sa počítačový priemysel spoliehal na formát „plus“ a priemysel spotrebnej elektroniky propagoval formát „mínus“ ako štandard pre zapisovateľné DVD. Moderné rekordéry a prehrávače podporujú oba formáty.

Žiadny z nich nemá jasné výhody oproti druhému. Oba typy médií používajú rovnaké materiály. Medzi „plusovými“ a „mínusovými“ diskami od rovnakého výrobcu teda nie sú výrazné rozdiely.

Kvalita záznamu

Kvalita záznamu médií rovnakého formátu sa môže výrazne líšiť. Veľa závisí od modelu rekordéra, ktorý používate. Dôležitú úlohu zohráva aj rýchlosť záznamu: čím je nižšia, tým je menej chýb a tým vyššia je kvalita.

Kompatibilita rekordéra a médií

Nie každý rekordér je schopný nahrávať na disky všetkých formátov bez výnimky. Existujú určité obmedzenia.

CD rekordéry. Nedá sa pracovať s diskami DVD a Blu-ray.

DVD rekordéry. Napaľujte disky CD a DVD, ale nepodporujte formát Blu-ray.

Blu-ray rekordéry. Môžu nahrávať ako Blu-ray, tak akékoľvek CD a DVD.

Podpisy diskov

Je lepšie podpísať nosič, na ktorom sa informácie nachádzajú, aby nedošlo k neskoršiemu zmätku. Dá sa to urobiť rôznymi spôsobmi.

Prírezy s možnosťou tlače. Vrchná strana týchto diskov je lakovaná. Na takýto povrch môžete tlačiť text a obrázky pomocou atramentových tlačiarní a multifunkčných zariadení vybavených špeciálnym zásobníkom. Cenovo sa disky nelíšia od bežných.

Podpis so záznamníkom. Podpora rekordéra pre technológiu LightScribe alebo Labelflash umožňuje zapisovať monochromatické obrázky a text na povrch špeciálne navrhnutých médií. Je pravda, že tento proces môže trvať až 30 minút a náklady na disky LightScribe sú približne dvakrát vyššie ako náklady na bežné disky. Médiá s podporou Labelflash budú stáť ešte viac.

Nová technológia LabelTag. Vyvinutý výrobcom rekordérov Lite-On a zahŕňa aplikáciu textu na pracovnú plochu disku. Odpadá tak potreba používania špeciálnych médií. Miesto na disku je však zbytočné, pretože text sa aplikuje priamo na stopu. Áno, a nápis je dobre čitateľný iba vtedy, ak oblasti s textom jasne kontrastujú s prázdnymi fragmentmi.

Vlastnoručný podpis. Aby ste to dosiahli, musíte si zakúpiť špeciálne popisovače s mäkkým zaobleným hrotom a atramentom bez rozpúšťadiel. Iné značkovače môžu erodovať povrch disku a spôsobiť škrabance.

Použitie nálepiek.Štítky môžete tlačiť na akejkoľvek tlačiarni. Neodporúča sa ich však lepiť, pretože to často vedie k poškodeniu povrchu disku a tým aj k strate dát. Môže sa stať, že sa štítok pri prehrávaní disku odlepí. V tomto prípade je pravdepodobné poškodenie optickej jednotky.

Doba uchovávania údajov

Výrobcovia diskov často uvádzajú trvanlivosť údajov na médiách 30 a viac rokov. Toto trvanie je však možné len za ideálnych skladovacích podmienok – na suchom, chladnom a tmavom mieste. Kvalita záznamu by mala byť vysoká.

Časté používanie výrazne skráti životnosť samostatne napálených diskov. Počas prehrávania sú médiá vystavené vysokým teplotám a mechanickému namáhaniu. Stratu dát môžu spôsobiť aj škrabance alebo nečistoty.

Prenos informácií na disk

Všetky optické médiá, s výnimkou DVD-RAM, majú špirálovú stopu, ktorá vedie od stredu disku k vonkajšiemu okraju. Informácie sa na túto stopu zaznamenávajú laserovým lúčom. Laserový lúč pri horení vytvára na reflexnej vrstve drobné bodky – jamky (z anglického pit – jamka). Oblasti, ktoré neboli vystavené laseru, sa nazývajú zem (z anglického land – povrch). V preklade do jazyka binárneho systému ukladania údajov pita zodpovedá 0 a pevnine - 1.

Pri prehrávaní disku sa informácie čítajú pomocou lasera. Vďaka rozdielnej odrazivosti jamiek a plôch rozoznáva mechanika tmavé a svetlé oblasti disku. Z média sa teda načíta postupnosť núl a jednotiek, ktoré tvoria všetky fyzické súbory bez výnimky.

S rozvojom technológie sa vlnová dĺžka laserového lúča používaného v rekordéroch postupne zmenšovala, čím sa výrazne zlepšila presnosť zaostrovania. Trať sa zúžila, jamky sú menšie a väčšie množstvo údajov je umiestnené na rovnakej ploche disku. Čím je vlnová dĺžka kratšia, tým menšia je vzdialenosť medzi pracovnou vrstvou a laserom.

Mediálna produkcia

ComputerBild na príklade DVD vysvetľuje, ako sa vyrábajú optické médiá a ako sa líši výroba iných typov diskov.

1. Na odlievanie plastového substrátu sa do formy vstrekovaním vstrekuje polykarbonát zahriaty na 350 °C. Na povrchu základne je pomocou matrice vytvorená mikroskopická špirálová dráha vo forme drážky (Pre-Groove). Táto stopa nielen zapisuje dáta, ale obsahuje aj signál na synchronizáciu pohonu vretena rekordéra. Po ochladení substrátu na 60 ° C sa vytvorí stredový otvor, potom sa teplota zníži na 25 ° C a začne sa ďalšie spracovanie. DVD sa zvyčajne skladajú z dvoch polykarbonátových vrstiev s hrúbkou 0,6 mm. Jednovrstvové zapisovateľné DVD disky majú len jednu z vrstiev ďalej spracovanú podľa popisu v krokoch 2-3, zatiaľ čo dvojvrstvové DVD majú obe. Disky CD a Blu-ray majú iba jednu 1,2 mm vrstvu.

2. Pracovná vrstva zapisovateľných CD a DVD diskov vzniká centrifugáciou. Pomocou dávkovača sa farbivo vstrekuje na povrch kotúča rotujúceho konštantnou rýchlosťou v oblasti stredového otvoru a je rovnomerne rozložené po povrchu nosiča.

3. Reflexná vrstva sa na disk nanáša iónovo-plazmovým nástrekom. Vo vákuovej komore je hliníková, strieborná alebo zlatá platňa bombardovaná nabitými iónmi, ktoré z nej vyrazia atómy kovu - zostáva na povrchu pracovnej vrstvy polotovaru. Pri prepisovateľných CD, DVD a Blu-ray diskoch sú všetky pracovné a reflexné vrstvy vytvorené pomocou iónovo-plazmového naprašovania. V štyroch komorách sú na disk postupne nanesené prvá izolačná vrstva, pracovná vrstva, druhá izolačná vrstva a reflexná vrstva. Pri výrobe diskov Blu-ray sa tieto operácie vykonávajú v opačnom poradí.

4. Dve polykarbonátové podložky sú zlepené. CD a Blu-ray disky majú namiesto druhého substrátu lak, ktorý sa suší pod ultrafialovou lampou. Lakovaná vrstva Bly-ray diskov je obzvlášť odolná, zatiaľ čo DVD disky nepotrebujú ochrannú vrstvu laku.

5. V poslednej fáze sa prírezy označia a na potlačené disky sa nanesie vrstva savého laku.

Minulý rok sa zariadenia vybavené optickými pamäťovými zariadeniami na báze modrofialového lasera konečne dostali na trh mimo Japonska. Konfrontácia medzi HD-DVD a Blu-ray Disc vstúpila do fázy plného úväzku. A v Číne vážne uvažujú o prechode na vlastný formát optických jednotiek - tento krok môže výrazne oslabiť pozíciu DVD v ázijsko-pacifickom regióne a pripraviť držiteľov práv na príslušné patenty o značný podiel získaného zisku vo forme licenčných poplatkov. O týchto a ďalších udalostiach si povieme v tejto recenzii.

EVD sa stáva realitou

Povesti o tom, že Čína vyvíja vlastný formát optických mechanik, svojimi parametrami podobný DVD, no zároveň s ním nekompatibilný, sa začali šíriť už pred niekoľkými rokmi. V polovici roku 2002 Konzorcium pre výskum pokročilých optických úložísk (AOSRC), vytvorené na Taiwane s podporou vlády, oznámilo vývoj vlastného štandardu optických médií Enhanced Versatile Disc (EVD), podobne ako DVD. Hlavným dôvodom, ktorý podnietil čínskych a taiwanských výrobcov k tomuto vývoju, bola nespokojnosť s vysokými sadzbami licenčných poplatkov. Faktom je, že výrobcovia DVD mechaník musia previesť autorské honoráre na vývojárov štandardu DVD a v prípade DVD prehrávačov aj na spoločnosti MPEG LA a Dolby Laboratories. Celkové licenčné poplatky v rozmedzí od 15 do 20 USD za DVD zariadenie sú z pohľadu čínskej vlády a výrobcov pridružených k AOSRC neprimerane vysoké. Okrem toho je prechod na proprietárny formát optických médií celkom v súlade s plánom čínskej vlády z roku 1999, ktorý zabezpečuje rozsiahle nahradenie zahraničných technológií ich vlastnými štandardmi.

Po práci na príprave základného štandardu EVD bolo rozhodnuté použiť červený laser v mechanikách (ako na DVD). Kapacita jednovrstvových EVD je 6 GB, dvojvrstvová - 11 GB. Pre záznam videa do EVD vyvinula americká spoločnosť On2 Technologies nové kodeky VP5 a VP6. Podľa predbežných informácií sa maloobchodná cena EVD-prehrávačov bude pohybovať od 75 do 150 dolárov.

Domáce video prehrávač
Formát EVD

K možnosti ázijského klonu DVD boli spočiatku mnohí odborníci, ale aj zástupcovia amerických a európskych spoločností veľmi skeptickí. V novembri 2003 však prebehlo oficiálne predstavenie štandardu EVD a vo februári 2005 ITRI (Industrial Technology Research Institute – Taiwan Technology Research Institute) oznámilo EVD ako národný čínsky štandard pre optické úložisko s vysokou hustotou.

Koncom novembra 2006 výkonný riaditeľ AOSRC oznámil, že 19 členov konzorcia (z 21) do začiatku roku 2008 úplne ukončí výrobu DVD prehrávačov. V tejto súvislosti je vhodné spomenúť, že v roku 2006 vyrábal modely s podporou EVD iba jeden čínsky výrobca videoprehrávačov, ktorý dodal celkovo asi 700 tisíc takýchto zariadení. Podľa agentúry iSuppli to predstavuje menej ako 30 % z počtu predaných DVD prehrávačov za rovnaké obdobie.

Ak sa však formátu EVD podarí preukázať svoju životaschopnosť, je dosť pravdepodobné, že sa rozšíri aj mimo Číny, napríklad na trhy rozvojových krajín (predovšetkým v Indii). Každopádne, indické filmové štúdiá už dali súhlas zverejniť svoje filmy na EVD.

HD-DVD a Blu-ray Disc: dlho očakávaný debut

V polovici roku 2006 sa prvé komerčné zariadenia vybavené vysokokapacitnými modrofialovými laserovými optickými mechanikami – HD-DVD a Blu-ray Disc – konečne dostali na trh v Európe a Spojených štátoch. Ako sa očakávalo, ceny za počítačové jednotky a spotrebiteľské prehrávače týchto formátov sa ukázali byť dosť vysoké: v priemere od 600 do 1 000 dolárov a ešte vyššie. Napríklad v septembri začala spoločnosť Sony Europe dodávať PC mechaniky BWU-100A (Blu-ray Disc). Zariadenie dokáže prehrávať a zapisovať jedno a dvojvrstvové médiá BD-R a BD-RE (2x), ako aj čítať a zapisovať médiá CD a DVD. BWU-100A má cenu 949 eur, aj keď jeho možnosti sú dosť obmedzené. Majitelia tohto ultradrahého disku ho zatiaľ môžu využívať len na zápis a čítanie dát, ako aj na sledovanie videoklipov nahratých priamo v PC. Sledovanie filmov distribuovaných na Blu-ray disku sa však vo väčšine prípadov ukazuje ako nemožné kvôli problémom so „surovým“ softvérom a ochrannými systémami (High-Bandwidth Digital Content Protection, HDCP) – na prehrávanie videa reprodukovaného v priemyselnom Prinajmenšom potrebujete video adaptér vybavený výstupom DVI alebo HDMI s podporou HDCP.

Rekordér Sony BWU-100A podporuje
pracovať s médiami Blu-ray Disc, DVD a CD

Pozitívni odborníci sľubujú takmer dvojnásobné (v porovnaní so súčasnou úrovňou) zníženie cien pre Blu-ray Disc mechaniky do začiatku roka 2008, čo by malo byť spôsobené vstupom nových hráčov na tento trh. Optická mechanika za 400 eur však možno len ťažko zaradiť do kategórie rozpočtu – najmä preto, že nie najhoršie zapisovateľné DVD teraz stojí len okolo 50 dolárov. Bežný používateľ navyše zatiaľ nemá vážne podnety na prechod na optické mechaniky nové generácie: objemové a rýchlostné charakteristiky DVD-médií úplne postačujú pre veľkú väčšinu každodenných úloh a jednotkové náklady na ukladanie dát na nich sú stále oveľa nižšie ako pri HD-DVD alebo Blu-ray Disc.

Domáce video prehrávač Samsung BD-P1000
sa začal predávať v júni 2006
za cenu okolo 1000 dolárov

Japonskí výrobcovia už na jeseň 2006 demonštrovali svoju druhú generáciu Blu-Ray rekordérov. Pioneer napríklad predstavil model BDR-202, vybavený rozhraním SATA a umožňujúcim nahrávanie BD-R maximálnou rýchlosťou 4x a BD-RE 2x. Podporuje tiež nahrávanie DVD ± R (12x) a DVD ± R DL (4x). Vývojári nevylučujú možnosť implementácie funkcií nahrávania na médiá CD-R / RW a DVD-RAM v masovo vyrábaných zariadeniach.

Kino v HD

Spolu s uvedením prvých spotrebiteľských videoprehrávačov a počítačových jednotiek sa na pultoch začali objavovať pilotné edície filmov nahratých vo vysokom rozlíšení na médiá novej generácie.

Štúdiá Universal a Warner Home Video, ktoré už vydali viac ako 80 filmov na nosičoch HD-DVD, plánujú pred Vianocami vydať ďalších 150 filmov. Podľa aliancie propagujúcej formát HD-DVD bolo od apríla do októbra 2006 na tomto formáte vydaných viac ako 110 filmov a celkový počet predaných diskov presiahol 1,5 milióna kusov. A to aj napriek tomu, že pre potešenie zo sveta kinematografie s vysokým rozlíšením musíte vynaložiť značné sumy: priemerná cena filmu vo formáte HD v Spojených štátoch je asi 40 dolárov.

Prirodzene, v tejto fáze zohráva dôležitú úlohu faktor novosti. Podľa štatistík je teraz najväčší dopyt po filmoch s dynamickými scénami a špeciálnymi efektmi. Napríklad „The Fast and the Furious: Tokyo Drift“ sa v októbri stal najpredávanejším HD-DVD filmom v USA, pričom takmer 30 % jeho celkového nákladu bolo vypredaných len v prvý deň.

20th Century Fox je prvým veľkým vydavateľom, ktorý premiéruje nové filmy pre domáce sledovanie súčasne na dvoch typoch médií – DVD a Blu-ray Disc. Takže 21. novembra 2006 sa Ice Age The Meltdown začal predávať na DVD a Blu-ray Disc. Následne sa 12. decembra konala podobná „dvojitá“ premiéra filmu „Diabol nosí Pradu“.

Začiatkom októbra vyšlo prvé komerčné vydanie filmu na dvojvrstvovom Blu-ray disku, pričom Sony Pictures odhalilo Click.

Vzhľadom na túto tému nemožno nespomenúť, že najväčšie hollywoodske štúdiá, ktoré uvoľňujú skúšobné prevádzky svojich produktov na HD-DVD, začínajú vyvíjať čoraz väčší tlak na členov DVD fóra a trvajú na zavedení regionálneho kódovacieho systému. podobný tomu, ktorý sa používal pred časom.pre DVD Video disky. Vyzerá to dosť zvláštne, najmä keď pokusy bojovať proti pirátstvu a nelegálnemu dovozu filmov na DVD pomocou regionálneho kódovacieho systému zlyhali. Vývojári navyše poukazujú na to, že implementácia takýchto bezpečnostných opatrení môže ohroziť interaktívnu funkčnosť spotrebiteľských HD-DVD prehrávačov.

Či sa tento nápad zrealizuje, zatiaľ nie je známe. Napriek tomu sa o tejto problematike diskutovalo už začiatkom októbra 2006 na konferencii členov DVD fóra v Japonsku. Na základe výsledkov diskusie bolo rozhodnuté predbežne preštudovať túto problematiku pracovnou komisiou, ktorá bude musieť začiatkom roka 2007 predložiť konkrétne návrhy na zavedenie regionálneho kódovania.

Na tej istej konferencii sa uvažovalo o možnosti nahrávania HD-DVD Video / VR video formátu na klasické DVD médiá. Čoskoro sa podobná funkcia objaví v spotrebiteľských prehrávačoch a počítačových rekordéroch, ako aj v DVD videokamerách.

Ďalšou dôležitou témou, o ktorej sa na konferencii hovorilo, bola štandardizácia médií DVD TWIN. Memory-Tech a Toshiba začali vyvíjať túto hybridnú ROM, ktorá dokáže zaznamenávať dáta vo formáte HD-DVD alebo DVD už v roku 2004. Ako navrhli tvorcovia, toto riešenie umožňuje, aby bol prechod z jednej generácie optických jednotiek na inú pre koncových používateľov bezbolestný: film zakúpený na hybridnom médiu je teraz možné prehrať na akomkoľvek DVD prehrávači a pri prechode na technológiu HD nie je potrebné aktualizovať filmovú knižnicu, aby ste mohli naplno využiť potenciál zariadení s vysokým rozlíšením. Aktuálna špecifikácia DVD TWIN umožňuje až tri vrstvy: dva HD DVD (30 GB) a jeden DVD (4,7 GB), alebo jeden HD-DVD (15 GB) a dva DVD (8,5 GB). Podľa rozhodnutia bude proces štandardizácie pre formát DVD TWIN ukončený v prvej polovici roku 2007 a vydávanie takýchto médií sa začne v lete.

Vojna formátov: Možné varianty

Keď sa na trhu objavili zariadenia a médiá dvoch konkurenčných štandardov (HD-DVD a Blu-ray Disc), začalo sa nové kolo diskusie o problematike ich konfrontácie – teraz osobne. V polovici októbra 2006 analytici Forrester Research vyjadrili názor, že Blu-ray Disc nakoniec vyhrá, pričom uviedli, že víťazstvo bude Pyrrhovo a fáza konfrontácie bude dosť dlhá. Ted Schadler, senior z Forrester Research, povedal: „Po dlhom a únavnom čakaní je teraz jasné, že vyhrá Blu-ray Disc pod vedením Sony. Avšak po tom, čo skupina HD-DVD opustí bojisko, potrvá ešte minimálne pár rokov, kým sa spotrebitelia definitívne presvedčia o víťazstve Blu-ray Disc a vážne uvažujú o kúpe prehrávača v novom formáte. Podľa pána Schadlera bude tento proces brzdiť aj konzervatívnosť koncových používateľov: kvalita záznamu na DVD v súčasnosti celkom vyhovuje potrebám väčšiny z nich.

Analytici poukazujú na to, že jedným z vážnych argumentov v prospech Blu-ray disku je jeho univerzálnosť – na médiách tohto formátu sa budú distribuovať nielen videá, ale aj hry. Herné konzoly Sony PlayStation 3 tak môžu zohrať dôležitú úlohu vo „vojne formátov“.

Zatiaľ čo niektorí sa pýtajú, kto vyhrá „vojnu formátov“, ktorá sa už stala realitou, iní presviedčajú potenciálnych kupcov HD systémov, že tento problém sa vyrieši sám s príchodom prehrávačov, ktoré dokážu prehrávať ako Blu-ray Disc, tak aj HD-DVD disky. Je pravdepodobné, že multiformátové zariadenia budú dostupné koncom roka 2007. V každom prípade spoločnosti NEC, Broadcom a STMicroelectronics, ktoré vyvíjajú a vyrábajú špecializované čipsety pre optické mechaniky, už oznámili svoju pripravenosť začať dodávať produkty, na základe ktorých bude možné vytvárať multiformátové videoprehrávače a počítačové mechaniky. . Shigeo Niitsu, viceprezident NEC Electronics, je presvedčený, že vznik multiformátových zariadení je len otázkou času. „Veľkí výrobcovia počítačov ako HP hľadajú riešenia, ktoré sú kompatibilné s oboma formátmi médií. A technicky sme plne pripravení na výrobu takýchto zariadení."

Napriek tomu dostupnosť technických riešení pripravených na použitie nie je dostatočnou podmienkou pre vznik multiformátových zariadení – veľa závisí od postavenia popredných výrobcov. Napríklad na jar 2006 Samsung Electronics a LG opakovane oznámili vývoj prehrávačov vo formáte HD s viacerými formátmi (dokonca aj názvy modelov boli zverejnené), ale neskôr od týchto plánov upustili. Podľa viacerých analytikov sa kórejskí elektronickí giganti pod tlakom BDA (Blu-ray Disc Association), ktorej sú členmi, rozhodli upustiť od uvádzania multiformátových zariadení. Približne v rovnakom čase zástupcovia Pioneer popreli, že sa predtým objavili správy o plánovanom vydaní optickej mechaniky BDR-103, ktorá by mala podporovať Blu-ray Disc aj HD-DVD.

Schéma optického systému čítačky VMD

Je možné, že riešenie problému s kompatibilitou sa nájde v úplne inej rovine: napríklad vytvorením hybridných diskov, ktoré umožňujú ukladať záznamy rôznych formátov na jedno fyzické médium.

V roku 2006 inžinieri Warner vyvinuli princípy vytvárania optických médií, ktoré dokážu ukladať informácie v troch rôznych štandardoch naraz: DVD, HD-DVD a Blu-Ray Disc. Takýto disk je obojstranný: na jednej strane je zaznamenaná vrstva formátu DVD, na druhej strane - HD-DVD a Blu-Ray Disc. Hlavné tajomstvo spočíva v technológii výroby vrstvy Blu-Ray Disc, ktorá je bližšie k povrchu disku (0,1 mm oproti 0,6 mm pri HD-DVD). Bol vyrobený ako priesvitný, aby odrazený laserový lúč v Blu-ray mechanike zostal dostatočne silný na stabilné čítanie. V zariadení HD-DVD lúč prechádza vrstvou Blu-Ray, odráža sa od povrchu vrstvy HD-DVD, znova prechádza vrstvou Blu-Ray a vracia sa do optického prijímača. Tvorcovia multištandardného disku už dostali patent na nový vynález a Warner plánuje na takomto nosiči vydať skúšobnú várku jedného z filmov.

V septembri hovorca britskej spoločnosti New Medium Enterprises (NME), ktorá vyvinula technológiu na priemyselnú výrobu viacvrstvových multiformátových diskov pre Warner, uviedol, že sa našli riešenia, ktoré výrazne znižujú náklady na takéto médiá. Podľa prezentovaných údajov budú náklady na výrobu „trojitého“ disku len 1,5-krát vyššie ako náklady na jednostranný jednovrstvový DVD-ROM. Táto správa sa stretla s veľkým ohlasom verejnosti a niektoré médiá dokonca uverejnili články s titulkami: „Vojna formátu môže byť zabitá už v zárodku“.

Vzhľadom na to, že v tejto fáze hlavný záujem o HD-DVD a Blu-Ray Disc súvisí najmä s distribúciou videonahrávok vo formáte HD, môže do procesu zasiahnuť aj tretí, konkrétne HD VMD (High Definition Versatile Multilayer Disc). ich boj. V minuloročnej recenzii sme už hovorili o formáte VMD vyvinutom spomínanou spoločnosťou NME. V krátkosti si pripomeňme vlastnosti tohto riešenia.

Technológia VMD je v skutočnosti logickým vývojom formátu DVD9. Zvýšenie kapacity optických médií sa realizuje nie zvýšením špecifickej hustoty záznamu (ako v systémoch na báze modrofialového lasera), ale zvýšením počtu informačných vrstiev pri zachovaní základných fyzikálnych parametrov základného DVD štandardu. (najmä šírka stopy a veľkosť jamky, ako aj vlnová dĺžka svetelného zdroja použitého v čítacej jednotke).

Na vytváranie informačných vrstiev nosičov VMD sa používa špeciálny reflexný materiál, ktorého vlastnosti umožňujú minimalizovať interferenciu laserového lúča a jeho odrazy. Chemické zloženie a technológia výroby tohto materiálu je know-how spoločnosti NME. Médiá VMD majú rovnaké fyzické rozmery (priemer a hrúbku) ako disky DVD. Hrúbka každej vrstvy vytvorenej na plastovom podklade je len 20-30 mikrónov. Stojí za zmienku, že technológia vstrekovania, široko používaná pri priemyselnej replikácii médií CD-ROM a DVD-ROM, je použiteľná na výrobu vrstiev médií ROM. To umožňuje použitie existujúcich výrobných liniek DVD-ROM na výrobu VMD-ROM. Pokiaľ ide o náklady na médiá VMD-ROM, podľa odborníkov z NME budú porovnateľné s nákladmi na výrobu dvojvrstvového DVD.

Spotrebiteľský prototyp prehrávača videa
DVD / EVD / HD VMD

Podľa tvorcov VMD technológia, ktorú vyvinuli, umožňuje (aspoň teoreticky) zvýšiť počet informačných vrstiev zabalených na jednom disku na 20. Každá vrstva disku VMD obsahuje o niečo viac ako 5 GB dát; teda maximálna kapacita týchto médií (pri použití systémov založených na červenom laseri) dosahuje 100 GB. V súčasnosti sú už vytvorené prototypy VMD ROM-nosičov s kapacitou 20, 40 a 50 GB.

Vďaka minimálnym konštrukčným rozdielom oproti bežným DVD-ROM mechanikám je možné HD VMD mechaniky vyrábať na existujúcich výrobných linkách DVD. Jednotky HD VMD sú teda na výrobu len o niečo drahšie ako jednotky DVD-ROM.

Formát HD VMD má teda kapacitu dostatočnú na záznam celovečerných filmov vo formáte HD, no zároveň poskytuje možnosť použiť oveľa dostupnejšie (v porovnaní s HD-DVD a Blu-Ray Disc) médiá a video prehrávače. Samozrejme, v súčasnej fáze je možné vytvárať iba HD VMD ROM médium, čo výrazne obmedzuje možnosti použitia mechanik tohto formátu v PC. V očiach predstaviteľov filmového priemyslu, znepokojených problémom pirátstva, zároveň nemožnosť kopírovania HD VMD médií koncovými používateľmi vyzerá skôr ako výhoda. Takže pokiaľ ide o použitie médií na replikáciu filmov, HD VMD vyzerá v súčasnom prostredí atraktívnejšie ako HD-DVD a Blu-Ray Disc.

Porovnanie hlavných parametrov čítacích systémov optických jednotiek rôznych formátov

V novembri 2006 zástupca NME oznámil, že plánuje vydať HD VMD prehrávač pred Novým rokom. Zariadenie, ktoré sa odhaduje na približne 175 dolárov, bude prehrávať médiá DVD, EVD a HD VMD. V minulom roku HD VMD vydalo pilotné série mnohých čínskych a indických filmov, ako aj niekoľkých amerických filmov upravených pre čínsky trh. Ale napriek jasnému „ázijskému“ zameraniu tvorcovia HD VMD dúfajú, že čoskoro začnú boj o miesto na slnku na trhoch západnej Európy a Spojených štátov.

Sľubný vývoj

V záverečnej časti recenzie si povieme o niekoľkých sľubných novinkách v oblasti optických úložísk, o ktorých sa informácie objavili v otvorených zdrojoch za posledný rok.

SVOD

Hitachi Maxell predviedla na jeseň na CEATEC 2006 funkčný prototyp stohovaného volumetrického optického disku (SVOD). Pravda, na rozdiel od vyššie spomínaného vývoja NME sa v tomto prípade nepoužíva monolitický viacvrstvový nosič, ale sada tenkých diskiet uzavretých v ochrannej kazete, veľkosťou podobných tým, ktoré sa používajú v magnetooptických knižniciach. Použitie technológie nanorazenia pri výrobe médií umožnilo znížiť hrúbku jedného disku len na 92 ​​mikrónov, čo je 13-krát menej ako pri bežnom DVD. Priemer kotúča zostáva rovnaký - 120 mm. Napriek tomu, že sú tenké, je možné takéto disky čítať pomocou štandardných optických systémov a elektronických komponentov používaných v bežných DVD mechanikách.

Sto týchto diskiet je obsiahnutých v kazete SVOD

Prezentovaný prototyp SVOD pracuje s kazetami obsahujúcimi 100 ultratenkých DVD, s celkovou kapacitou 940 GB na médium. Disky sa z kazety vyberajú automaticky pomocou špeciálneho mechanizmu, ktorý je nainštalovaný vo vnútri jednotky. Na zabezpečenie stability diskety pri jej otáčaní pri čítaní alebo zápise dát používa SVOD tanier vyrobený zo skla. Po vybratí z kazety je tenký disk umiestnený na tanieri ako flexibilná platňa na gramofóne. Na upevnenie diskety je k dispozícii magnetická svorka. Vzduchové prúdy vznikajúce pri otáčaní spoľahlivo tlačia pružný kotúč na nosný kotúč.

Keďže výmena jednej diskety za inú z rovnakej kazety trvá približne 10 sekúnd, je mechanika vybavená priestranným vyrovnávacím pamäťovým modulom, ktorý umožňuje zabezpečiť kontinuitu procesu čítania a zápisu dát pri práci s veľkým množstvom informácií.

Vývojári Hitachi Maxell tvrdia, že prechod na používanie systému na báze modrofialového laserového rozsahu umožní záznam až 50 GB na jeden tenký disk, čo v budúcnosti umožní zvýšiť celkovú kapacitu SVOD médiá do 10 TB.

V blízkom poli

Ako je známe, je možné zvýšiť špecifickú záznamovú hustotu optických médií konvenčnej konštrukcie zmenšením veľkosti bodu vytvoreného laserovým lúčom na reflexnej vrstve média. To sa dá dosiahnuť jednak znížením vlnovej dĺžky použitého lasera, jednak zvýšením numerickej apertúry optického systému. CD mechaniky využívajú infračervený laser (vlnová dĺžka 780 nm) a optiku 0,45 NA, DVD mechaniky červený laser (650 nm) a 0,6 NA optiku, Blu-ray mechaniky modrofialový laser (405 nm) a optiku s numerickým clona 0,85.

Optický záznam v blízkom poli, vyvinutý spoločnosťou Philips Research, znižuje veľkosť bodu výrazným znížením vzdialenosti medzi hlavou optickej mechaniky a povrchom disku, čo zase umožňuje použiť optický systém s veľkou numerickou apertúrou.

V experimentálnom usporiadaní založenom na laseri s vlnovou dĺžkou 405 nm sa vedcom podarilo zmenšiť vzdialenosť medzi optickou hlavou mechaniky a povrchom disku na 25 nm (čo je celkom porovnateľné s výkonom komerčne dostupných pevných diskov). diskové jednotky). Vďaka tomu bolo možné vybaviť čítaciu jednotku mechaniky optickým systémom s numerickou apertúrou 1,45. Výsledkom je, že zmenšenie veľkosti spotu nám umožnilo zvýšiť kapacitu jednovrstvového média s priemerom 120 mm na 75 GB, čo je trikrát viac ako pri systémoch Blu-Ray Disc, ktoré využívajú laser s rovnakú vlnovú dĺžku.

Na ceste implementácie tejto technológie do komerčne dostupných zariadení je síce množstvo problémov, no podľa vývojárov už boli nájdené spôsoby ich riešenia.

Podobné riešenie použili aj vývojári zo Sony, ktorí vytvorili technológiu Near Field Communication (NFC). Prototyp optickej mechaniky postavenej pomocou technológie NFC bol predstavený na medzinárodnej výstave ODS v kanadskom Montreale 2006. Medzera medzi hlavou optickej mechaniky a povrchom disku je len asi 20 nm. Využitím NFC sa zvýšila kapacita jednovrstvového média s priemerom 120 mm na 60 GB.

Nanorúdy namiesto šošoviek

Zaujímavý vývoj predstavila skupina vedcov z Harvardskej univerzity pod vedením Kena Croziera. Podľa informácií, ktoré sa dostali na verejnosť, môže technológia, ktorú vytvorili, výrazne zvýšiť hustotu záznamu informácií na optických médiách. Vedci hovoria o 3 TB na vrstvu na 120 mm disku pomocou lasera s vlnovou dĺžkou 830 nm.

Podľa vývojárov je v súčasnosti potenciál na zvýšenie hustoty záznamu v tradičných optických mechanikách takmer vyčerpaný. Hlavným problémom je, že optické systémy vybavené obyčajnými šošovkami ani teoreticky neumožňujú získať číry bod, ktorého priemer by bol menší ako polovica vlnovej dĺžky použitého svetelného zdroja – tomu bráni difrakcia.

Aby sa tento problém vyriešil, vedci navrhli použiť na zaostrenie lúča nie šošovky, ale špeciálne nanooptické zariadenie. Jeho dizajn pozostáva z dvoch pozlátených nanorúd umiestnených vo vzdialenosti 30 nm od seba. Toto zariadenie umožňuje sústrediť energiu laserového lúča do bodu, ktorého priemer sa rovná vzdialenosti medzi koncami tyčí. Vzdialenosť medzi nanorúdkami a "ohniskovým bodom" (teda rovinou, na ktorej je polomer bodu minimálny) je asi 10 nm. Samozrejme, zabezpečiť takúto presnosť pomocou vymeniteľných médií nebude jednoduché. Napriek tomu experimenty využívajúce optické nahrávanie v blízkom poli ukazujú, že tento problém nie je neriešiteľný.

Záznam a čítanie informácií v optických mechanikách prebieha bezkontaktne pomocou laserového lúča. Medzi tieto zariadenia patria predovšetkým jednotky CD-ROM, CD-R, CD-RW a DVD (ROM, R a RW).

CD-ROM mechaniky. V zariadeniach CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory) je pamäťovým médiom optický disk (CD), vyrobený in-line pomocou raziacich strojov a určený len na čítanie.

Kompaktný disk je priehľadný polymérový disk s priemerom 12 cm a hrúbkou 1,2 mm, na jednej strane ktorého je nastriekaná reflexná vrstva hliníka, chránená pred poškodením vrstvou transparentného laku. Hrúbka nánosu je niekoľko desaťtisícin milimetra.

Informácie na disku sú reprezentované ako sled priehlbín a výstupkov (ich úroveň zodpovedá povrchu disku) umiestnených na špirálovej dráhe vychádzajúcej z oblasti blízko osi disku (na povrchu je umiestnených len niekoľko stoviek stôp pevného disku na palec pozdĺž polomeru). Kapacita takéhoto CD dosahuje 780 MB, čo umožňuje na jeho základe vytvárať systémy pomoci a vzdelávacie komplexy s veľkou názornou základňou. Jedno CD sa z hľadiska informačnej kapacity rovná takmer 500 disketám. Čítanie informácií z CD-ROM prebieha pomerne vysokou rýchlosťou, aj keď výrazne pomalšou ako rýchlosť pevných diskov.

CD-R mechaniky (nahrávateľné CD). Umožňujú popri čítaní bežných CD jednorazovo zaznamenať informácie na špeciálne optické CD-R disky. Informačný objem takýchto diskov je 700 MB.

Nahrávanie na takéto disky sa vykonáva vďaka prítomnosti špeciálnej svetlocitlivej vrstvy vyrobenej z organického materiálu, ktorá pri zahrievaní stmavne. Počas procesu záznamu laserový lúč zahrieva vybrané body vrstvy, ktoré stmavnú a prestanú prepúšťať svetlo do reflexnej vrstvy, čím vznikajú oblasti podobné priehlbinám.

Zápis informácií na disky CD-R je lacný a rýchly spôsob ukladania veľkého množstva údajov.

CD-RW mechaniky (prepisovateľné CD). Poskytuje možnosť robiť viacero záznamov na disk. Informačný objem takýchto diskov je 700 MB.

CD-ROM mechanika - len číta informácie z akéhokoľvek CD-ROM. V súlade s tým sa takéto zariadenia budú líšiť rýchlosťou čítania a vyrovnávacou pamäťou. CD-R mechanika - čítanie a zápis a CD-RW mechanika nielen číta, ale aj prepisuje (vymazáva informácie a prepisuje ich novými informáciami). Takéto jednotky sa líšia rýchlosťou čítania / zápisu / prepisovania (druhá je len pre CD-RW) a veľkosťou vyrovnávacej pamäte.

Jednotky DVD (Digital Versatile Disc). Prvé DVD sa objavili na trhu niekedy v 96-97 rokoch minulého storočia. DVD je vynikajúce pamäťové médium pre akýkoľvek typ údajov a používa sa ako bežné počítačové pamäťové médium.

Zvonku DVD vyzerá ako bežné CD a aj pri bližšom pohľade je ťažké rozpoznať rozdiel. DVD má však oveľa viac možností. Na disky DVD je možné uložiť 26-krát viac údajov ako na disky CD-ROM.

Technológia DVD sa stala obrovským skokom vpred v oblasti pamäťových médií. Na štandardný jednostranný jednovrstvový disk je možné uložiť 4,7 Gb dát. Ale DVD je možné vyrobiť podľa dvojvrstvového štandardu, ktorý umožňuje zvýšiť objem dát uložených na jednej strane až na 8,5 Gb.

DVD disky sú navyše obojstranné, čo zvyšuje kapacitu disku až na 17 Gb. Pravda, na čítanie disku DVD potrebujete nové zariadenie (DVD-ROM), ale technológia DVD je kompatibilná s technológiou CD a jednotka DVD-ROM tiež číta disky CD v rôznych formátoch.

Na trhu sú dostupné rôzne kombinované optické mechaniky. Napríklad DVD-CD R/RW vám umožňuje čítať disky DVD a CD a zapisovať/prepisovať na disky CD. Ďalšou možnosťou je DVD-RW – CD-RW. Umožňuje čítať, zapisovať a prepisovať disky DVD a CD.