L'intenzione di queste pagine è quello di mettere un pò di chiarezza su tutto quello che si dice, nel bene e nel male, sul .

• La storia del DVD

• La tecnica del DVD

• Il software del DVD

 La storia del DVD

Partirò da molto lontano per spiegare i motivi della nascita del DVD e per l'esattezza dal momento in cui la videocassetta ha fatto il suo ingresso sul mercato.
La videocassetta infatti coniuga caratteristiche positive come il costo bassissimo del supporto vergine, la possibilità di registrazione a casa e una enorme quantità di titoli disponibili a caratteristiche negative come la qualità non eccelsa delle immagini e dell'audio oltre al fatto che non è possibile accedere a parti del programma registrato in modo immediato. 

Per risolvere questi problemi nacque quindi il Laser Disc (LD) che offre una qualità delle immagini migliore rispetto alla videocassetta, l'audio di qualità CD, la indeteriorabilità del supporto e la possibilità di accedere alle differenti sezioni del film in modo immediato. Tutto ok quindi? 

No, il pubblico non è rimasto particolarmente impressionato forse a causa del costo elevato dei lettori, o delle dimensioni dei supporti (come un disco 33 giri in vinile) o forse perché questi dovevano essere girati per essere letti su entrambi i lati (anche se Pionner risolse il problema facendo girare il pick-up laser intorno al disco). Il LD non ha catturato il pubblico del VHS, ma è diventato il formato per gli appassionati che prediligono la qualità del suono e delle immagini al prezzo.

Il problema del VHS continuava ad esitere e per questo motivo nacque il VideoCD: dimensioni identiche a quelle dei CD audio standard (12cm), qualità audio pari ai CD audio e video compresso con standard MPEG-1. Forse lo standard di compressione  ne ha decretato il flop poichè le immagini erano di non alta qualità (MPEG-1=alta compressione) e oltretutto il numero di titoli era scarso.

Quello che era necessario era un formato che offrisse una capacità dell'ordine dei gigabytes su un singolo disco con immagini di alta qualità così come anche il suono. A questo nuovo supporto stavano lavorando due consorzi: uno era composto da 17 aziende (diventate 23 in seguito) fra queste vi erano Denon, Hitachi, Matsushita, MCA, MGM, Mitsubishi, Pioneer, Samsung, Thomson, Time Warner, Toshiba, Turner Home Entartainment, Warner Bros e Zenith che presentarono l'SD (Super Density disk) inciso su entrambe le facciate e l'altro consorzio composto da Sony e Philips che presentavano il MMCD (MultiMedia CD) che aveva come caratteristica il fatto che era inciso su un solo lato ma su due livelli.
I due supporti non erano compatibili e si prospettava una nuova situazione VHS-Betamax che avrebbe avuto risvolti disastrosi per i consumatori senonchè IBM riuscì a combinare i le due caratteristiche dei due supporti usando la doppia facciata e i due livelli di registrazione per lato: questo nuovo formato venne chiamato DVD e nacque nel 1995.
La sigla DVD inizialmente è stata tradotta in Digital Video Disc e in seguito ritradotta in Digital Versatile Disc con una capacità di 133 minuti di video e suono per livello compresso con l'MPEG-2, il che significa che la qualità delle immagini è superiore a quella del LD, non è necessario girare il disco perchè la maggior parte dei films sta su un unico livello.

La tecnica del DVD

Le caratteristiche

Il DVD ha lo stesso diametro dei CD (12cm) e lo stesso spessore (1,2mm), ma è stato sviluppato perché era necessario avere un supporto ottico di archiviazione di enorme capacità: infatti il 680 Mb dei CD Audio e i 650 Mb dei CD-ROM non sono più sufficienti per le applicazioni audio/video odierne. Chiaramente il problema era quello di aumentare la densità dei dati senza cambiare il formato dei 12 cm di diametro.
Lo scopo quindi era quello di aumentare di circa 10 volte la capacità degli attuali cd riducendo quindi la distanza fra le tracce e le dimensioni dei pit (non sono altro che piccole fossette all'interno delle tracce). Tutto questo non creava problemi dal punto di vista manufatturiero, ma la lunghezza d'onda del laser non poteva più essere utilizzata per le dimensioni eccessive nel punto focale di lettura. E' stato necessario introdurre un nuovo tipo di laser che proiettasse un raggio più luminoso  di color rosso rubino; in questo modo le dimensioni dei pit sono passate da 1,6 micron a 0,74 permettendo in questo modo di avvicinare le tracce.

Con questa semplice compressione delle dimensioni delle tracce dei dati si è ottenuta una capacità della singola facciata di circa 7 volte maggiore (da 680Mb a 4,7Gb).
Più strati per varie configurazioni.

Il DVD è disponibile in varie configurazioni che offrono varie capacità di immagazzinamento, i formati disponibili sono:

Le varie versioni

Il DVD andrà a sotituire con un unico standard diversi formati. Una distinzione netta rimarrà soltanto tra i DVD nati per la riproduzione, cioè per leggere ciò che è stato impresso in fabbrica, e quelli scrivibili e riscrivibili più volte e ovviamente leggibili in casa. Tecnicamente la distinzione sarà tra i Playback-Exlusive Type, che comprendono i DVD Video, i DVD Audio e i DVD-ROM e i Read and Write Type che comprendono i DVD-R (Write Once) e il DVD-RAM (Rewritable).

I DVD Video sono destinati alla riproduzione di film o in generale a contenere video e suono, dovrebbero sostituire i LD, i VideoCD e le videocassette preregistrate.
I DVD Audio del tipo singolo strato-singola facciata sono destinati ad applicazioni puramente audio con una qualità pari o superiore a quella degli attuali CD Audio.

I rimanenti tre formati sono destinati al mondo dell'informatica e conterranno dati, video e audio; il DVD Rom sostituirà l'attuale CD-Rom e sarà disponibile nella versione SSSL da 4,7Gb e SSDL da 8,5Gb. Il DVD-R sostituirà gli attuali CD scrivibili una sola volta permettendo un passaggio da 650Mb di capacità a circa 3,9GB per il tipo SSSL e 7,8Gb per il DSSL. Non è disponibile per il DVD-R la versione a doppio strato per motivi derivanti dal metodo con cui vengono scritti i bit.
Nebulosa ancora la situazione dei DVD-Ram, scrivibili e riscrivibili più volte, poichè solo in questo periodo sono stati rilasciati i CD riscrivibili; probabilmente la loro capacità sarà inferiore a quella dei preregistrati: 2,6Gb contro 4,7Gb per il SSSL e 5,2Gb contro 9,4Gb per il DSSL.

La tecnologia adottata per scrivere sui riscrivibili si chiama phase change: durrante la registrazione il laser scalda la superficie del disco, che in base alla potenza ottica emessa subisce una trasformazione di fase che durrante il raffreddamento manterrà una struttura amorfa o cristallina variante da punto a punto. La struttura così ottenuta infuirà sul modo con cui l'alluminio sottostante rifletterà o assorbirà il raggio luminoso, la struttura del materiale può poi essere mutata durrante le successive registrazioni.
A causa del notevole aumento dei dati registrati il file format utilizzato non sarà più l'attuale ISO9660 usato nei CD-ROM ma il nuovo UDF Bridge; così pure il sistema di correzione degli errori che  stato riprogettato e chiamato RSPC e ha permesso un miglioramento del sistema di correzi di un fattore 10.

Il sistema di lettura garantisce la piena compatibilità con i CD-ROM e i CD Audio di vecchia generazione purchè prestampati, mentre per i CD-R la lettura non sarà possibile con tutti gli apparecchi ma solo con alcuni opportunamente equipaggiati di doppio pick-up (emettitore/ricettore del raggio laser), anche se Sony ha recentemente realizzato un pick-up bivalente.
 

La compressione MPEG

Sin dall'inizio si è capito che per ottenere immagini di qualità bisognava in qualche modo comprimere i dati poichè per registrare 133 minuti con lo standard PAL sarebbero stati necessari 253Gb di spazio, un pò troppi anche per il DVD.
Per questo motivo si è ricorso all'MPEG2, discendente diretto dell'MPEG1 del VideoCD.
Questo tipo di compressione si basa sul fatto che nell'evoluzione di una scena i vari quadri che la compongono mutano molto poco e che ogni fotogramma ha molte parti in comune con il precedente. In parole molto povere possiamo dire che vengono registrate solo le differenze rispetto al fotogramma precedente.
Con questo sistema non si potrà mai sapere quanto si potrà comprimere poichè possono esserci scene statiche, in cui le variazioni sono minime (massima compressione) e sequenze molto dinamiche in cui le variazioni sono tante ed al limite anche tutti i pixel possono cambiare: non si potrebbe mai sapere quanto spazio è necessario. Si è deciso allora di deteminare un flusso massimo di bit per ogni secondo che per il DVD è di 10Mb/sec. (audio e video) e quello medio di 3,5 Mb/sec. (solo video).
Considerado il valore medio di 3.5Mb/sec., i 133min. del video occupano 3,5Gb di dati (3,5Mb/sec.x133min.x60sec.x1/8 byte/bit), i restanti 1,2Gb di spazio possono essere usati per l'audio multicanale del video in almeno 3 lingue e per 32 sottotitoli in lingue differenti contemporaneamente.
Teoricamente quindi con questa compressione "intelligente" si avrà nell'immagine una parte poco significativa che avrà risoluzione anche inferiore alle 190 linee (ma a cui noi non faremo caso) in contemporanea ad una altra parte dell'immagine con una definizione di oltre 500 linee, il tutto in movimento senza che il nostro occhio si soffermi sui particolari sorvolando quindi sulle magagne del sistema di compressione; comunque più alto rimane il flusso e meno la qualità finale ne risente tanto che per i films è stato previsto anche il DVD a doppio strato più capiente.

Il formato delle immagini con cui i DVD saranno incisi sarà per il PAL il 16:9 wide screen, ma a differenza degli altri supporti il formato è anamorfico (cioè con la deformazione nel senso della larghezza) e visibile sui normali televisori con schermo largo; se si usa un TV Color con schermo 4:3 è possibile scegliere fra la visualizzazione "letterbox" con bande nere sopra e sotto o un'immagine a tutto schermo che viene tagliata delle parti laterali (Pan&Scan).
 

L'audio del DVD-Video

Il DVD nasce con l'audio digitale AC3 Dolby Digital già ampiamente utilizzato nelle sale cinematografiche attrezzate di tutto il mondo ,Italia Compresa.
Il sistema permette di ottenere 5.1 canali: tre canali frontali, due canali di surround completamente separati (surround stereofonico) ed un canale destinato al subwoofer (il .1) che trasporta la gamma bassa.
I 5 canali hanno una risposta in frequenza da 20Hz a 20kHz e anche la separazione dei canali è elevatissima (80dB).
I decoder AC3 sono disponibili già da diverso tempo sul mercato perchè la tecnologia era già stata implementata nei laser disc in standard NTSC e quindi il prezzo, grazie anche alla diffusione del DVD dovrebbe calare. Le colonne sonore saranno rese disponibili anche in formato analogico Dolby Surround così che anche i possessori degli attuali impianti non dovranno modificare nulla dei loro sistemi. Un sistema dunque molto semplice e già avviato. Ma la cosa non è così semplice; infatti come già detto il DVD nasce da un ragruppamento industriale e probabilmente durrante le fasi di formazione di questo standard Philips è riuscita a fare in modo che nei DVD in vendita in Europa con il sistema Pal fosse inserito un audio digitale copresso di sua concezione: il sistema audio multicanale MPEG detto anche MPEG II, da non confondere con il sistema digitale video che ha lo stesso nome. Allo stato attuale delle cose esiste solo un lettore (ancora prototipo) in grado di decodificare l'audio MPEG II e indovinate da chi è prodotto? Esatto da Philips, tutti gli altri lettori decodificano l'audio  AC3.
Per l'Europa non c'è ancora nulla di certo.
Di certo, qualunque sia il sistema audio esso sarà compresso e quindi verrà elaborato  da un opportuno algoritmo.
 

Il confronto

Come si può dedurre dalla tabella il LD ha la registrazione della parte video in analogico su singola facciata 60 min e 120 sui LD doppia faccia, la risoluzione max è di 425 linee e l'audio è codificato come nei normali CD Audio a 44kHz e 16 bit.
Per il VideoCD la regitrazione è digitale ma con la codifica MPEG1 che determina fattori di compressione maggiore e quindi una scadimento della qualità delle immagini, la risoluzione è di 270 linee e la capacità di 74 min con l'audio inglobato nella codifica MPEG con frequenza di campionamento di 44kHz su due canali.
 

I formati audio per i DVD Audio

Gli standard dei DVD Audio non sono stati ancora definiti.
Il punto di partenza sembra essere la codifica PCM lineare, anche se a differenza dei CD Audio, in cui la frequenza di campionamento è fissa a 44,1KHz e 16 bit, nei DVD le frequenze di campionamento saranno di 48 KHz e 96 KHz con quantizzazione a 16, 20 o 24 bits.
I Dolby Labs hanno presentato un DVD demo in cui la codifica della musica presentava non solo i 2 canali stereo ma 5 o addirittura 8 canali usando l'AC3 anche contemporaneamente; i primi lettori riusciranno a decodificare i DVD con entrambe le frequanze di campionamento di 48 e 96 KHz ma solo a 16 e 20 bit, per i 24 bit ed il multicanale se ne parlerà nella prossima generazione di lettori DVD.
Rimane chiaro, come già detto, che i lettori DVD rimangono compatibili con gli attuali CD Audio.

Le precauzioni delle majors cinematografiche

Con delle caratteristiche audio e video di tutto rispetto tutti noi ci aspetteremmo di poter fare delle copie dei nostri DVD su nastro, magari su nastro digitale e invece no.
Proprio grazie alle pressioni delle majoers cinematografiche, si è pensato ad un sistema efficente antipirateria: sembra infatti che i DVD Video saranno dotati di codici di criptaggio con un elevato livello di protezione che ne impedirà la copia abusiva anche in formato industriale da parte di pirati. Quando saranno disponibili i DVD-R, che permetteranno di realizzare i DVD in casa come oggi avviene per i CD-ROM sarà previsto un sistema che non abiliterà alla copia il materiale coperto da copyright. Anche le copie su nastro saranno impedite con un sistema simile a quello utilizzato oggi per evitare le copie da VCR a VCR, inserendo dei disturbi (Macrovision) all'uscita video a cui i televisori saranno immuni.
Se questo vi sembra molto sappiate che sempre i produttori di software hanno deciso di dividere il mondo in 6 grandi aree geografiche alle quali è stato associato un numero progressivo. In questo modo i lettori di un'area non potranno leggere il software venduto in un'altra.
Un approfondimento su questo discorso lo potete trovare nella sezione dedicata al software.
 

DVD ROM e CD ROM

Con l'arrivo dei lettori DVD per il mercato dei computer, si è generata un pò di confusione sulla loro velocità.
Attualmente il lettore di DVD Rom più veloce viene identificato dalla sigla 2x mentre per i CD Rom si parla di 24x e 32x. Questo fattore di moltiplicazione indica che un DVD Rom 2x è due volte più veloce di un DVD standard mentre che un CD 24x è 24 volte più veloce di un normale CD tradizionale; non è però vero, come molti pensano che un CD ROM 24x sia 12 volte più veloce di un DVD 2x. Il termine di riferimento infatti non è lo stesso; infatti per i CD ROM si utilizza come unità di misura la velocità dei primi compact disc che era di 150 kb/s, con il DVD invece si fa riferimento allo standard del primo DVD che aveva una velocità di trasferimento di 1,3 Mb/s.
In sostanza si può dire che un DVD 1x corrisponde circa ad un CD ROM 10x, si spiega quindi come un lettore DVD 2x riesca a leggere i CD ROM fino ad una velocità di 20x.
 
 
Il DIVX

Negli Stati Uniti una grande catena di negozi di elettronica, la Circuit City, vuole lanciare un nuovo formato di DVD: il DIVX appunto.
Si tratta di un particolare DVD che necessita di un lettore compatibile con lo standard, il cui costo dovrebbe essere di circa 100 dollari superiore; il disco funziona per due o tre giorni dopo che è stato visto per la prima volta dopodichè non funziona più fino a che non viene rinnovato per un nuovo ciclo di visione collegandosi con un modem per ottenere i codici di sblocco.
Tutti i maggiori rivenditori e gestori di videonoleggio degli Stati Uniti sono insorti insieme agli appassionati del settore affinchè questo nuovo standard non prenda piede.
Staremo a vedere.
 

Il futuro

Dopo quanto detto sopra sappiate che esiste già allo studio una tecnologia che probabilmente manderà in pensione il non ancora nato DVD; infatti Pioneer ha allo studio una sorta si super DVD chiamato DVD-HD con un sistema di lettura a laser blu.

Il software del DVD

Prima di tutto bisogna dire che per desiderio dei produttori di software, il modo è stato diviso in sei aree in modo che il lettore di una area non potrà leggere il software venduto in un'altra area; questo per scongiurare, ad esempio, che un film appena uscito su DVD negli Stati Uniti e non ancora uscito nelle sale cinematografiche italiane possa essere visto tranquillamente in Italia in casa propria. Questa caratteristica è nota con il nome di Regional Code o Country Code o Zone Lock.
Bisogna comunque anche dire che molti lettori già in commercio sono in grado di leggere i DVD provenienti da aree di appartenenza diverse da quelle del lettore.

Le 6 aree in cui il mondo è stato diviso per la diffusione del software. L'Italia appartiene all'area 2 con tutta l'Europa, ma sopratutto con il Giappone, il che potrebbe essere interessante dal punto di vista software.

Marchi che certificano l'appartenenza di un DVD a più di una area geografica.