CD, DVD a Blu-Ray encyklopédia
Všeobecná teória
Optické média v podobe CD, DVD, HD DVD aj Blu-ray toho majú veľa spoločného. Preto bude väčšina spoločných informácií zhrnutá v tejto časti a jednotlivé rozdiely sú vypísané nižšie do prehľadnej tabuľky. Všetky vyššie popísané technológie pracujú na rovnakom princípe s výnimkou formátu DVD-RAM, ktorého rozdiely sú popísané priamo v časti venovanej tomuto formátu.
Fyzikálne vlastnosti
Štandardný vnútorný priemer optických diskov je 120 mm. Existujú aj zmenšené verzie s 80 mm, ktoré sú vhodné pre prenosne zariadenia, medzi ktoré patria napríklad digitálne kamery, MP3 prehrávače atd. Menšie média majú pochopiteľne aj podstatne nižšiu kapacitu. Vnútorný otvor v médiu má priemer 15 mm a výška disku predstavuje 1,2 mm. Ako materiál pre výrobu týchto diskov slúži polykarbonát a lak ako ochranná vrstva, rôzne kovy (zlato, striebro, hliník) a ďalšie materiály sú potom používané ako záznamová vrstva. Na trhu sa vyskytujú aj média, ktoré nemajú guľatý tvar. Medzi takéto patrí napríklad médium v tvare obdĺžnika, ktoré slúži ako digitálna vizitka. Ich použitie by nemalo byť natoľko nebezpečné ako pri médiách s neštandardným tvarom.
Medzi neštandardné médium je možné zaradiť aj guľaté médium, z ktorého bola časť vyrezaná, alebo naopak niektorá časť pridaná. Nebezpečným médiom môžu byť aj tie štandardné, na ktorých je nalepený napríklad štítok s popisom obsahu. Pýtate sa, prečo tomu tak je? Médium sa v mechanike otáča rýchlosťou až 10 920 otáčok za minutú (platí pre rýchlosť 52x u CD). Pri tejto rýchlosti môže byť akékoľvek nevyváženie nebezpečné. Predovšetkým potom pri diskoch, ktoré sú poškodené (výrobné chyby, silné poškrabanie). V týchto prípadoch potom hrozí roztrieštenie disku. Okrem zničenia disku môže nasledovať aj poškodenie samotnaj mechaniky.
Kompatibilita
Dnešné mechaniky so šuplíkom (tray) si vo väcšine prípadov poradí aj s menšími médiami, než je 120 mm (teda 80 mm). To samozrejme neplatí pre mechaniky vybavené štrbinou (slot-in), pri týchto mechanikách je nutné použit redukciu. Redukcia samozrejme nebýva súcastou balenia a nie je bežne k zakúpeniu, preto užívatelia mechaník so štrbinou majú smolu. Nemôžu preto použit disky menšie než 120 mm.
Čítanie dát
Dáta na vyššie menovaných optických diskoch sú usporiadané na špirále, ktorá je rozložená po celom disku. Táto špirála sa nachádza vo fyzickej podobe ako predlisovaná drážka. Tá má za úlohu správne zaostrenie a vedenie laserového lúča po celom optickom disku. Dáta na týchto médiách sú uložené pomocou priehlbín (pit) a výstupkov (land). Kde priehlbina znamená 0 a výstupok 1. Dáta sú na disk ukladané od vnútornej časti smerom k vonkajšej.
Čítanie dát prebieha pomocou laserového lúča, ktorý prochádza cez polopriepustné zrkadlo a zaostrovaciu sústavu šošoviek až k samotnému disku. Tu je lúč buď rozostrený v priehlbine a systém zaznamená dátovú informáciu s hodnotou 0, alebo je od výstupku odrazený a putuje späť k polopriehľadnému zrkadlu. Toto zrkadlo odrazí laserový lúč cez kolimátor priamo k fotodióde, ktorá potom vyhodnotí stav ako 1.
V prípade že disk obsahuje viac vrstiev, čítací laser zvýši svoj výkon a zaostrovací systém zaostrí na nasledujúcu vrstvu. Laserový lúč teda prejde cez prvú vrstvu až do druhej od ktorej sa odrazí späť.
Zápis dát
Dáta môžu byť na médiu už od výroby, v tomto prípade sa hovorí o „lisovaných" médiách, alebo môžu byť zapísané („vypálené") pomocou príslušnej mechaniky a programu na prázdne médium.
Na výrobu lisovaných diskov je potrebné špeciálne zariadenie v hodnote niekoľko miliónov Sk. Výhodou tohto postupu je maximálna kompatibilita so všetkými prehrávačmi a mechanikami pre daný typ disku. Ďalším nesporným plusom je vyššia trvanlivosť a kvalita záznamu. Lisované disky by mali udržať dáta až po dobu 100 rokov. Tejto doby je možné dosiahnuť iba v podmienkach vhodných pre archiváciu optických diskov a tak v bežnom živote vydrží menej. U veľkého objemu lisovaných diskov môže ich cena klesnúť pod cenu zapisovateľných diskov. Pri technológii DVD môže byť na disk (DVD-18) vylisovaný 2x väčší objem dát, ako ponúkajú zapisovateľné disky (DVD-9). Nevýhodou tohto riešenia je vyššia cena pri menšom objeme diskov a skutočnosť, že všetky disky musia obsahovať rovnaký obsah. V prípade, že by mal byť jeden súbor na každom disku rozdielny, je potrebné vyrobiť ďalšiu matricu, čím výrazne rastú náklady na jeden disk. Tento spôsob výroby je teda ideálny iba pre väčšie množstvo rovnakých diskov. Lisované disky môžu obsahovať ochranu proti neoprávnenému kopírovaniu.
Druhou možnosťou uloženia dát je ich „vypálenie" na zapisovateľný alebo prepisovateľný disk. Tento spôsob ukladania dát je ideálne pre menšie množstvo kópií rovnakého disku, alebo viac rozdielnych diskov. Vďaka nízkej cene zapisovacej mechaniky a záznamových médií je tento spôsob veľmi populárny v domácnostiach a menších firmách. „Vypaľovanie" prebieha opäť pomocou laseru, ktorý má samozrejme vyšší výkon, ako je tomu pri čítaní. Laserový lúč sa zameria na požadované miesto a krátkym impulzom uskutoční zápis do záznamovej vrstvy, ktorá je zložená z organického farbiva. V tejto sa vytvorí priehlbina, ktorá neodráža laserový lúč pri čítaní. Kvalita týchto médií je závislá predovšetkým na použitom organickom farbive, ktoré slúži ako záznamová vrstva.
Prepisovateľný disk pracuje na trochu odlišnom princípe. Čítanie tohto disku prebieha rovnako ako je tomu u iných médií. Dáta sú ukladané do záznamovej vrstvy, ktorá je zložená zo zliatiny Ag-In-Sb-Te (CD-RW) alebo Ge-Sb-Te (DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW). Táto zliatina môže byť na disku v dvoch stavoch a to v kryštalickom a amorfnom. Kryštalická štruktúra prepúšťa laserový lúč až k odrazovej, odkiaľ sa odrazí k zrkadlu a následne ku snímaču. Amorfná fáza lúč rozptýli. Zápis na tento druh disku prebieha opäť laserovým lúčom, ktorý zahreje materiál na 500-700 stupňov Celsia. Pri tejto teplote sa materiál začína taviť a pri následnom ochladení dochádza k fázovej premene do amorfného stavu. Aby bolo možné na disk znovu zapisovať, je nutné ho zmazať. To prebieha opäť zahriatím záznamovej vrstvy pomocou laserového lúču, tento krát ale len na 200 stupňov Celsia. Táto teplota je tiež nazývaná ako kryštalizačná, v tejto teplote musí materiál zostať dostatočne dlhú dobu. Následne sa chová médium ako prázdne a je možné zapisovať nové dáta.
Využitie rôznych metód ukladania dát v praxi
Tieto metódy zápisu môžu nájsť využitie napríklad v spoločnosti, ktorá sa zaoberá vývojom software. Pokiaľ bude ukladaná akákoľvek zmena v programe, je vhodné použiť CD-RW disk. Na tento disk bude nahraná vždy posledná verzia programu a pomocou tohto média bude aplikácia rozšírená medzi ďalších spolupracovníkov. Pokiaľ už bude program vo fáze betaverzie, teda vo chvíli keď zostáva doladiť poslední chyby. Je vhodné zapojiť viac testerov. Príliš mnoho zmien už sa neočakáva a tak bude program „vypálený" na CD-R média, ktoré budú rozoslane testerom. Pre finálnu verziu programu, ktorá sa bude predávať v radách stoviek až tisícov je vhodné zvoliť metódu lisovaných médií.
