Tecnologia Blu-ray

Introdução

O Blu-ray é o padrão de disco óptico que veio com a proposta de substituir o DVD, tanto em reprodutores de vídeo quanto em computadores. As medidas de um disco Blu-ray (ou BD, de Blu-ray Disc) são as mesmas que as dos CDs ou DVDs, no entanto, essa mídia é capaz de armazenar um volume muito maior de informação, permitindo que a indústria ofereça filmes com imagens em alta definição e recursos extras bastante interessantes. Além disso, usuários podem gravar em um único disco Blu-ray uma quantidade de dados que exigiria várias mídias caso a gravação ocorresse em CDs ou DVDs. Neste artigo, você conhecerá as principais características do Blu-ray, entenderá como a tecnologia consegue armazenar tantos dados e conhecerá um pouco de sua história.

O que é Blu-ray?

O Blu-ray é um padrão de disco óptico criado para aplicações de vídeos e de armazenamento de dados em geral, assim como o é DVD. No entanto, possui características mais avançadas que as deste último, razão pela qual é considerado o seu substituto. A principal diferença está na capacidade de armazenamento: em sua versão mais simples, com uma camada, pode guardar até 25 GB de dados, contra 4,7 GB do DVD. Há também uma versão com dupla camada capaz de armazenar 50 GB de dados. Fabricantes ainda podem criar versões com capacidades diferentes destas, para fins específicos.

O nome Blu-ray dá pistas sobre outra característica deste padrão. A ideia inicial é a de que fosse adotado o termo "Blue-ray", "raio azul" em inglês. Esse nome foi dado porque o feixe laser dos dispositivos responsáveis pela leitura dos discos é azul-violeta, ao contrário do CD e do DVD, onde o feixe é vermelho. Mas isso tem um bom motivo e mais à frente você saberá qual. A letra 'e' foi retirada da denominação porque a expressão "blue ray" é bastante utilizada, o que certamente impediria seu registro como uma marca. O nome completo para a mídia é Blu-ray Disc.

Assim como acontece com CDs e DVDs, há discos Blu-ray que podem ser gravados e regravados. A versão que sai de fábrica já gravada e não permite regravação é denominada BD-ROM. A versão que pode apenas ser gravada uma vez pelo usuário é o BD-R. Por sua vez, a versão que pode ser gravada e regravada é chamada de BD-RE.

No que se refere à velocidade de transferência de dados na gravação de um disco Blu-ray, tudo dependerá, essencialmente, do aparelho. Em sua menor velocidade, de 1X, é possível obter uma taxa de transferência de 36 Mbps (megabits por segundo), ou seja, cerca de 4,5 megabytes por segundo. Assim, basta conhecer a velocidade do aparelho (essa informação geralmente está disponível numa etiqueta ou no manual do produto) e multiplicar esse valor pelo equivalente em 1X. Por exemplo, se o aparelho trabalha com 8X, basta multiplicar 8 por 36, que será igual a 288 Mbps. A taxa de transferência nas operações de leitura segue um esquema semelhante, com velocidade de 36 Mbps, no entanto, pode-se chegar a 54 Mbps em execuções de vídeo.

Reprodutor de Blu-ray - Imagem gentilmente cedida por Jonny Ken (Infopod)

Breve história do Blu-ray

A história do Blu-ray começou no final da década de 1990, quando o assunto "vídeos em alta definição" começou a tomar forma. Na época, não havia nenhum tipo de disco capaz de armazenar conteúdo com essa característica, mas a situação começou a mudar depois que o pesquisador japonês Shuji Nakamura apresentou um diodo de laser azul que permitiria a criação de discos de maior densidade.

Por conta disso, algum tempo depois, a Sony começou a trabalhar em duas tecnologias de mídia óptica de alta densidade: UDO (Ultra Density Optical) e DVR Blue. Este último era um formato regravável e seu desenvolvimento se deu junto à Pionner.

O DVR Blue continuou sendo trabalhado, até que em fevereiro de 2002 foi renomeado para Blu-ray, época em que também foi criado o consórcio Blu-ray Disc Founders, formado pelas companhias responsáveis pela criação do projeto e outras que se interessaram posteriormente. Eis alguns desses integrantes: Sony, Pionner, LG, Dell, Philips, Samsung e 20th Century Fox.

Embora a Sony tenha lançado o primeiro gravador de Blu-ray em 2003, as especificações técnicas da tecnologia foram concluídas somente em 2004 e, posteriormente, alguns detalhes foram revistos. Nesse mesmo ano, o consórcio responsável pelo padrão mudou seu nome para Blu-ray Disc Association. Até hoje a entidade recebe a participação de novas empresas.

Funcionamento do Blu-ray

Os discos Blu-ray têm praticamente as mesmas dimensões de um disco de CD ou de DVD, mas armazena muito mais informações. Observado esse aspecto, como isso é possível? O segredo está justamente no tal do "raio azul". Nos dispositivos de DVD, o feixe de laser para leitura e gravação, na cor vermelha, tem um comprimento de onda de 650 nanômetros. Nos leitores de CD, essa medida é de 780 nanômetros. No laser azul-violeta, do Blu-ray, o comprimento de onda é de 405 nanômetros. Graças a isso, o feixe pode focalizar os pontos de informação do disco com maior precisão, permitindo que eles sejam menores. Como são menores, cabem mais pontos na mídia.

Esses pontos (ou cavidades) tem largura de 0,15 mícron no Blu-ray, enquanto que no DVD esse tamanho é de 0,4 mícron. Mas a "mágica" do Blu-ray" não se resume a isso: o track pitch (algo como passo da trilha), isto é, o espaço que há entre os pontos de gravação, é de 0,74 mícron no DVD, enquanto que no Blu-ray esse medida é de 0,32 mícron.

Track pitch do Blu-ray e do DVD - Imagem por TDK

Apesar de ter a mesma espessura que um CD ou um DVD (cerca de 1,2 mm), mídias Blu-ray são constituídas de forma diferente. No CD, a camada de gravação, isto é, onde os dados são "fixados", fica "debaixo" de uma estrutura de policarbonato (em poucas palavras, um tipo de plástico) de 1,2 mm. No DVD, essa camada fica entre duas estruturas de policarbonato de 0,6 mm cada, ou seja, no "meio" do disco. Por sua vez, a camada de gravação do Blu-ray fica por "cima" de uma estrutura de policarbonato de 1,1 mm:

Comparativo de discos de CD, DVD e Blu-ray - Imagem por LaCie

Essa característica do Blu-ray tem duas vantagens: a primeira é que, pelo menos teoricamente, o custo de produção desses discos é menor, pois o processo de fabricação exige uma única estrutura de policarbonato, ao contrário do DVD, que exige duas por sua forma de fabricação lembrar, comparando grossamente, um "sanduíche".

A principal vantagem, no entanto, está na leitura do disco Blu-ray. A forma como o DVD é constituído pode fazer com que, sob determinadas circunstâncias, a estrutura de policarbonato crie uma situação de refração que divide o feixe do laser em duas partes, ocorrência que pode dificultar a leitura dos dados. Além disso, certas irregularidades na superfície da mídia, como uma leve curvatura ou mesmo sujeira, pode fazer com que o feixe do laser perca sua precisão por causa de uma consequente distorção.

No Blu-ray, o fato de a camada de dados estar mais próxima do laser, sem que o feixe tenha que "atravessar" uma estrutura de policarbonato, diminui drasticamente problemas como os citados no parágrafo anterior.

Como informado no início do texto, há também mídias Blu-ray com duas camadas de gravação, permitindo, portanto, o armazenamento do dobro de dados: 50 GB. Assim, também é possível encontrar discos Blu-ray graváveis e regraváveis com as seguintes siglas: BD-R DL e BD-RE DL. O 'DL' é a sigla para "Dual Layer", isto é, "Dupla Camada".

É importante frisar que, além das camadas de policarbonato e de gravação, os discos Blu-ray contam com outras, como as camadas protetoras e refletoras, por exemplo.

Alta definição

Uma das características do Blu-ray é a sua capacidade de oferecer vídeos em alta definição (High-Definition - HD), o que resulta em conteúdo visual com excelente qualidade de imagem. Em praticamente qualquer tecnologia recente que trate de vídeos, essa é uma característica comum, o que faz com que termos como "720p" e "1080p" sejam encontrados facilmente. Mas, o que isso significa? Essas denominações facilitam a identificação da quantidade de pixels (um pixel corresponde a um ponto que representa a menor parte de uma imagem) suportada pelo dispositivo, além do uso de progressive scanou interlaced scan. No progressive scan, todas as linhas de pixels da tela são atualizadas simultaneamente. Por sua vez, no modo interlaced scan, primeiro as linhas pares recebem atualização e, em seguida, as linhas ímpares (ou seja, é um esquema do tipo: linha sim, linha não). Em geral, o modo progressive scan oferece melhor qualidade de imagem.

Assim sendo, a letra 'p' existente em 720p, 1080p e outras resoluções, indica que o modo usado é progressive scan. Se for utilizado interlaced scan, a letra usada é 'i' (por exemplo, 1080i). O número, por sua vez, indica a quantidade de linhas de pixels na horizontal. Isso significa que a resolução 1080p, por exemplo, conta com 1080 linhas horizontais e funciona com progressive scan. Eis alguns exemplos de resolução:

1080i = 1920x1080 pixels com interlaced scan;
1080p = 1920x1080 pixels com progressive scan;
720i = 1280x720 pixels com interlaced scan;
720p = 1280x720 pixels com progressive scan.

Essa explicação foi extraída deste texto sobre HDMI.

Blu-ray versus HD-DVD

A escolha do mercado pelo Blu-ray como sucessor do DVD não ocorreu de uma hora para a outra. O padrão, na verdade, disputou a preferência da indústria com outros formatos, especialmente o HD-DVD, sigla para High-Definition DVD (também chamado de High Density DVD). A "briga" entre essas duas tecnologias durou cerca de 4 anos. De um lado, a Sony defendia o Blu-ray junto de um consórcio formato por dezenas de empresas, entre elas, Apple, LG, Philips, Dell e Panasonic. Do outro, a Toshiba defendia o HD-DVD, também com o apoio de várias companhias, como Intel, NEC e Universal Pictures.

No laser do HD-DVD, o comprimento de onda é de 400 nanômetros, portanto, parecido com o do Blu-ray (405 nanômetros). A cor do feixe também é azulada e as dimensões dos discos sãos as mesmas. Além disso, a tecnologia também é capaz de oferecer conteúdo em alta definição. No entanto, o HD-DVD perde no quesito capacidade: um disco com uma camada de dados armazena 15 GB, sendo que uma mídia de dupla camada armazena até 30 GB. Isso porque as cavidades da camada de dados do HD-DVD tem 0,2 mícron (lembrando, no Blu-ray essa medida é de 0,15 mícron) e o seu track pitch é de 0,40 mícron (contra 0,32 mícron do Blu-ray).

No entanto, esse desvantagem não foi determinante para a "vitória" do Blu-ray, mesmo porque a capacidade do HD-DVD é suficiente para os propósitos das indústrias do entretenimento, sem contar que, pelo menos teoricamente, o custo de produção de mídias nesse formato é menor. O que aconteceu foi que o apoio ao Blu-ray por parte fabricantes, distribuidores de filmes e outras empresas foi aumentando de tal forma que acabou ficando claro para o mercado qual padrão se tornaria vencedor.

O "golpe final" contra o HD-DVD foi dado quando a Toshiba anunciou, em fevereiro de 2008, que deixaria de fabricar produtos com a tecnologia. Em agosto de 2009, a empresa solicitou afiliação ao consórcio Blu-ray Disc Association, conforme mostra esta nota publicada no InfoWester Notícias.

Controle geográfico

Assim como acontece com o DVD, discos Blu-ray para filmes contam com controle geográfico para dificultar práticas de distribuição ilegal. Com esse esquema, um disco Blu-ray fabricado para uma determinada região só funcionará em aparelhos produzidos para essa área ou em dispositivos que aceitam todas as divisões. Porém, enquanto o DVD conta com 6 regiões (o Brasil, por exemplo, é da região 4 e Portugal é da região 2), o Blu-ray conta com apenas três:

- Região 1 (ou A): para todo continente americano e para a Ásia Central;
- Região 2 (ou B): para a Europa, o Oriente Médio, a África e a Oceania;
- Região 3 (ou C): para a China, a Rússia, a Ásia meridional e a Ásia insular.

Assim sendo, ao Brasil é aplicada a região 1, enquanto que a Portugal é destinada a região 2.

Mapa do controle geográfico - Imagem por Wikipedia

Proteção contra cópias

O Blu-ray não tem apenas o controle geográfico para lidar com supostas cópias ilegais. O padrão também pode contar com outros meios de proteção. Eis uma breve descrição delas:

- AACS (Advanced Access Content System): tecnologia que "protege" o conteúdo da mídias de filmes através de criptografia para evitar cópias indevidas de discos. Para isso, os fabricantes de unidades Blu-ray recebem chaves de decodificação que servem de comunicação com uma chave existente na mídia. Dessa forma, o aparelho consegue executar o conteúdo do disco. Obtendo-se esta última chave, é possível fazer cópia do conteúdo, mas sua obtenção geralmente depende da chave do fabricante. Se esta for "capturada" e isso se tornar conhecido, mídias Blu-ray fabricadas posteriormente poderão não ser executadas nos aparelhos que utilizam essa chave. Como essa medida pode penalizar usuários inocentes, a indústria afirma utilizar o AACS apenas em dispositivos industriais. Essa tecnologia também foi empregada no HD-DVD;

- BD+: baseado em um sistema chamado Self-Protecting Digital Content, utiliza uma "máquina virtual" para verificar chaves criptográficas nos discos e assim identificar quais são originais. Cópias indevidas apresentarão códigos incorretos, impedindo a perfeita utilização do conteúdo;

- ROM Mark: também chamada de BD-Rom Mark, trata-se de um tipo especial de marca d'água que deve estar presente em todos os discos Blu-ray originais e que deve ser lido por qualquer aparelho reprodutor. É necessário um mecanismo especial para que essa marca seja inserida em mídias de cópia;

- ICT (Image Constraint Token): este recurso limita a resolução do vídeo do Blu-ray em transmissões não protegidas e que, portanto, podem permitir cópias indevidas. Técnica polêmica, pois pode prejudicar o usuário que utiliza um cabo mais simples para ligar seu aparelho Blu-ray à televisão, por exemplo.

Na verdade, todos esses mecanismos são considerados polêmicos, pois podem prejudicar a experiência do usuário com a tecnologia Blu-ray. Além disso, esses recursos não são infalíveis: o AACS e o BD+, por exemplo, já foram "quebrados".

Blu-ray 3D

Salas de cinema com projeção 3D estão surgindo em vários países. No momento de fechamento deste artigo, o Brasil já contava com uma sala do tipo na cidade de São Paulo (SP) e outra em Curitiba (PR). Mas que tal poder ver vídeos com efeitos 3D bastante interessantes na tela da sua TV? Essa é a proposta do Blu-ray 3D.

Trata-se de uma especificação aprovada pela Blu-ray Disc Association no final de 2009 capaz de aproveitar todo o potencial da tecnologia Blu-ray para reproduzir conteúdo 3D em alta definição (full HD).

Para isso, o Blu-ray 3D faz uso do codec Multiview Video Coding (VMC), uma espécie de evolução do ITU-T H.264/MPEG-4, padrão utilizado no Blu-ray "normal". O VMC é capaz de proporcionar uma resolução de 1080p para cada olho e também de otimizar determinados efeitos que reforçam ainda mais a sensação de tridimensionalidade.

Uma característica interessante do Blu-ray 3D é que filmes nessa tecnologia, de maneira geral, podem rodar em aparelhos Blu-ray "normais", mas obviamente sem os efeitos tridimensionais.

O único problema fica por conta da tela: o usuário precisa utilizar monitores ou televisores compatíveis com reproduções em 3D, o que é difícil de se encontrar, pelo menos por enquanto, podendo haver também a necessidade de uso de óculos especiais para a perfeição visualização das imagens.

Finalizando

As suas chances de que não alcance o mesmo sucesso que este último são grandes. E há uma série de razões para isso. Para começar, o excesso de proteção faz com que alguns usuários "torçam o nariz" para a tecnologia, sem contar que todo esse aparato anticópias pode aumentar os custos de produção, pelo menos teoricamente. Além disso, as conexões à internet estão cada vez mais rápidas, o que faz com que muita gente prefira receber vídeos em alta definição pela internet. Ainda há o fato de que serviços de TV paga também estão oferecendo conteúdo em alta definição, especialmente em países de primeiro mundo. Isso ainda se soma aos dispositivos que permitem que o usuário grave vídeos desses canais e os veja depois. O que acontecerá, de fato, só saberemos com o tempo.O Blu-ray pode ter vencido a disputa para se tornar o sucessor do DVD,

Disco Blu-ray - Imagem por Wikipedia

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