Blu-ray Disc

Blu-ray-ketas (inglise Blu-ray Disc, lühendatult BD) on optiline andmekandja (andmekandja optilisel kettal), millelt loetakse ja millele kirjutatakse laseriga. BD-kettal müüakse muuhulgas ka kõrgtihedat (high-density) kõrglahutusega videot.

Nimi Blu-ray Disc viitab sinisele laserkiirele lainepikkusega 405 nm (ultraviolett), mida kasutatakse plaatide lugemiseks ning mis võimaldab salvestada sarnasele andmekandjale vähemalt 6 korda suuremas mahus andmeid kui tavalisele DVD-le, mille puhul kasutatakse 650 nm punast laserit. Kuna lühema lainepikkusega sinist laserkiirt saab täpsemini ja väiksemasse punkti fookustada, on võimalik andmeid suurema tihedusega salvestada ja lugeda.

Ajalugu
BD-ketta disainis elektroonikatootjate ja arvutifirmade grupp BDA (Blu-ray Disc Association), mille liikmed on Apple, Dell, Hitachi, HP, JVC, LG, Mitsubishi, Panasonic, Pioneer, Philips, Samsung, Sharp, Sony, TDK, Thomson jt. BD-tehnoloogiat toetab ka Sony Pictures Entertainment. Teistest filmikompaniidest on oma toetust Blu-ray standardile kuulutanud MGM Studios, The Walt Disney Company ja sellele kuuluv Buena Vista Home Entertainment. Peale selle on BDA-ga liitunud 20th Century Fox.

BD-toodete arendus
Esimesed BD-ketaste mängijad (BD-ROM-i mängijad) tulid turule 2006. aasta juuni keskel, ehkki märkimisväärset turuosa nad ei saavutanud.
Müügile tulid esimesed filmid BD-kettal 20. juunil 2006:

Sony
 "50 First Dates",
 "The Fifth Element",
 "Hitch",
 "House of Flying Daggers",
 "Underworld: Evolution",
 "xXx"
MGM
 "The Terminator".

Varasem väljalase kasutas MPEG-2 videopakkimist, mis on sama meetod, mida kasutatakse standardsel DVD-l. Esimene väljalase kasutab uuemat VC-1 ja AVC koodekit, mida tutvustati 2006. aasta septembris.
Esimesi filme, mis kasutasid 50 GB kahekihilisi plaate, tutvustati 2006. aasta oktoobris.

Esimene ainult helikandja anti välja 2008. aasta märtsis.

Esimene massidele mõeldud BD-ketta korduvkirjutav seade PC-arvutile oli BWU-100A Sonylt, mis lasti müüki 18. juulil 2006.
See suutis kõrvetada ühekihilisi ja kahekihilisi BD-R-e ning korduvkirjutatavaid BD-RE-sid. Soovituslik jaemüügi hind oli 699 dollarit.

Tehnoloogia 
BD-süsteemis kasutatakse andmete lugemiseks ja kirjutamiseks "sinist" laserit lainepikkusega 405 nm.
Kuna lainepikkus on lühem võrreldes DVD omaga (650 nm), siis võimaldab see 12 cm diameetriga plaadile rohkem andmeid salvestada. Väikseim punkt, millele saab laserkiirt fookustada, on piiratud difraktsiooniga (paindumine ehk diffraction) ning sõltub valguse lainepikkusest ja fokuseerimiseks kasutatavatest läätsedest ning nende numbrilisest apertuurist NA (numerical aperture). Vähendades lainepikkust, kasutades suuremat NA-d (0,85 asemel 0,6), kõrgema kvaliteediga kahe läätse süsteemi ning tehes plaadi kattekihi soovimatute optiliste efektide vältimiseks õhemaks, saab laserkiir plaadi pinnal kompaktsemalt fokuseeritud. Niiviisi on plaadi pinnal väiksemad punktid ja tänu sellele mahub DVD-ga sama pindalaga plaadile rohkem informatsiooni. Lisaks täiustatud optikale on BD-ketaste puhul rakendatud uuendused andmete kodeerimises, mis omakorda võimaldab veel rohkem andmeid kettale pakkida.

TDK arendas BD-ketastele välja kõvakatte (hard-coating) tehnoloogia, mis annab BD-ketastele parema kriimustuskindluse ja tagab parema andmesäilivuse võrreldes CD- ja DVD-dega.

BDA (Blu-ray Disc Association) on teinud kõikidele tootjatele soovituslikuks teha BD-mängijad tagasiühilduvaks CD- ja DVD-plaatidega.

JVC arendas välja kolme kihi tehnoloogia, mis võimaldab kombineeritud BD/DVD-kettale (BD/DVD combo disc) salvestada andmeid nii tavapärases DVD- kui ka HD-vormingus.

Piraatlusvastane tehnoloogia 

HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection ehk kõrgekvaliteetse digitaalse meedia kaitse) eesmärk on takistada krüptimata kõrgekvaliteedilise heli- või videofailide kopeerimist. Et seda tagada, töötati välja kolm süsteemi.
 Kontrollitakse andmekandja ehtsust ja kui andmekandja on piraatkoopia, siis takistatakse andmekandja sisu kättesaamist.
 Andmed krüptitakse, mistõttu läbi DVI (Digital Visual Interface) või HDMI (High-Definition Multimedia Interface) takistatakse informatsiooni nn pealtkuulamist. See välistab ka võimaluse, et keegi (programm) loeks infot ja edastaks seda muudetud kujul ilma, et saatja seda teaks.
 Kolmandaks meetmeks on lepingu reegleid rikkunud seadme blokeerimine.
Kõigile BD-plaate tootvatele seadmetele lisatakse seade, kuhu peab plaadi paljundamise ajal sisestama riistvaralise turvaelemendi, mis salvestab vesimärgi. Siit tuleneb ka nõue, et kõik BD-seadmed peavad oskama vesimärki lugeda.

AACS kasutab krüptograafiat ja plaadile kantud seerianumbrit ning seadmele antud numbrit. Tänu sellisele lahendusele on võimalik lahtimurtud seadmetel keelata uute väljaantavate plaatide esitamine.

Regioonikoodid

BD-ketaste mängijaid, mida müüakse teatud geograafilises asukohas, on mõeldud mängima vaid selle regiooni andmekandjaid. See on tehtud selleks, et tootjal oleks võimalik regiooni põhjal reguleerida sisu, hinda, väljalaskekuupäeva, jne. Blu-ray Disc Association nõuab, et "kõik BD-ketaste mängijad... (ja) BD-lugeriga varustatud arvutid peavad toetama regioonipiiranguid." Samas pole sisupakkujad kohustatud regioonipiiranguid kasutama. On välja pakutud, et umbes 70% BD-filmikettaid suuremate filmitööstuste poolt on regioonivabad. Seetõttu saab neid filme vaadata igas BD-mängijas, ükskõik, mis regioonis ollakse.

Erinevatel filmitööstushiidudel on erinev regioonipoliitika. USA stuudiotest on Paramount Pictures ja Universal Studios kõik filmid välja andnud regioonivabalt. Sony Pictures ja Warner Bros. on regioonivabalt välja andnud enamiku filme. 20th Century Fox ja MGM on välja andnud enamiku oma andmekandjatest regioonipiirangutega.

Blu-ray regioonipoliitika jaguneb järgmiselt:
Regiooni A kuulub enamik Põhja-, Kesk- ja Lõuna-Ameerikat ning Lõuna-Aasia, lisaks Taiwan, Hongkong, Jaapan ja Korea.
Regiooni B kuulub enamik Euroopast, Aafrika ja Kagu-Aasia, lisaks Austraalia ja Uus-Meremaa.
Regiooni C kuuluvad ülejäänud Kesk- ja Lõuna-Aasia riigid. Sinna hulka kuuluvad ka Hiina ja Venemaa Föderatsioon.

Vahetevahel modifitseerivad videotehnika entusiastid BD-mängijaid, et need mängiks plaate kõikidest regioonidest. Juhised selleks on leitavad foorumitest. Nendes kirjeldatakse, kuidas nullida regiooniluger ja teha seadmed multiregionaalseteks. Erinevalt DVD-st on BD-lugeri regioonivabaks tegemine lihtsam, kuna regioonipiiranguid kontrollitakse Blu-ray puhul ainult tarkvaraliselt, mitte riistvaraliselt.

Füüsiline meedia

Salvestamise kiirus

Variatsioonid

Mini-BD-ketas
Mini-BD-ketas (tuntud ka kui MiniBD ja Mini-ray) on 8 cm läbimõõduga ketas, millele saab salvestada ligikaudu 7,5 GB andmeid. Selle eesmärk on sarnane MiniDVD ja MiniCD omaga. Mini-BD-versioonid BD-R (ühekordselt salvestatav) ja BD-RE (korduvkirjutatav) töötati välja kasutamiseks väikestes videokaamerates ja teistes väikestes seadmetes.

Korduvkirjutatav BD-ketas
Korduvkirjutatav BD-ketas viitab kahele optilise ketta formaadile, millele saab salvestada. BD-R-kettale saab salvestada ühe korra, BD-RE kettalt saab kustutada mitu korda ning kirjutada mitu korda. Seni on praktiline maksimumkiirus korduvkirjutavatel BD-ketastel 12×. Suurematel kiirustel tekib liiga palju värisemist, et korralikult lugeda.

Septembrist 2007 on olemas väiksem korduvkirjutatav Mini-BD-ketas diameetriga 8 cm.

BDXL
BDXL-vorming toetab 100 GB ja 128 GB ühekordselt kirjutatavaid kettaid ja 100 GB korduvkirjutatavaid kettaid äriotstarbeks. See määratleti 2010. aasta juunis.

BD-R 3.0 vormingu spetsifikatsioon (BDXL) kirjeldab BDAV-vormingus mitmekihilist korduvkirjutatavat ketast kiirustega 2× ja 4× ja mahutavusega 100/128 GB, mis kasutab UDF2.5/2.6.

BD-RE 4.0 vormingu spetsifikatsioon (BDXL) kirjeldab BDAV-vormingus mitmekihilist korduvkirjutatavat ketast kiirustega 2× ja 4× ja mahutavusega 100 GB, mis kasutab failisüsteemina UDF2.5.

Meedia formaadid

Video
Kõrglahutusega videot saab salvestada BD-ROM kettale lahutusega kuni 1920×1080 ja 59,94 välja sekundis, kui tehakse ülereaskaneerimist (Interlaced video). Alternatiiv on astmeline skaneerimine, mis suudab salvestada kuni 1920×1080 pikslit ja 24 kaadrit sekundis või siis kuni 1280×720 pikslit 59,94 kaadrit sekundis.

Ülerealaotuse puhul (i – interlaced) on toodud kiirus väljades sekundis, muudel juhtudel (p – progressiivne) on tegemist kaadritega sekundis.

Edasised arendustööd

Hoolimata sellest, et BD-ketta tehniline kirjeldus on lõplikult kirja pandud, töötavad insenerid selle kallal, et BD-tehnoloogiat edasi arendada. Neljakihilisi kettaid (100 GB) on demonstreeritud kasutades modifitseeritud optikat
 ja standardset muutmata optikat. 
Hitachi väitis, et selline ketas suudab salvestada 7 tundi 32 Mbit/s videot (HDTV) või 3 tundi ja 30 minutit 64 Mbit/s videot (Cinema 4K). 2006. aasta augustis teatas TDK, et nad on suutnud luua prototüübi, mis suudab salvestada 200 GB infot ühe külje peale kasutades kokku kuut kihti, millest igaüks mahutab 33 GB andmeid.
2007. aasta jaanuaris tutvustas Hitachi 100 GB BD-ketast, mis sisaldab nelja 25 GB kihti. Nad väidavad, et erinevalt TDK ja Panasonicu 100 GB ketastest on nende toode loetav ka seni ringluses olevate BD-lugeritega, vajalik on vaid püsivara uuendus.
2008. aasta detsembris tutvustas Pioneer 400 GB BD-ketast, mis koosneb 25 kihist ning mille iga kiht on 25 GB. Peale selle väidab Pioneer, et nende lahendus töötab pärast firmware'i uuendust. Nende edasised arendustööd käivad selle kallal, et välja arendada 1 TB BD-ketas (2013).

3D Blu-ray
3D-filmide kasvav populaarsus tekitas vajaduse 3D-BD-ketaste järele. Seetõttu organiseeris BDA töörühma, mis kehtestas 3D-filmide ja 3D-televisiooni BD-standardid.
 17. detsembril 2009 tegi BDA teatavaks 3D-BD-ketaste tehnilise kirjelduse, mis tagab ühildumise praeguste 2D-BD-ketaste mängijatega.
 
Sony on välja andnud uuenduse PlayStation 3 konsoolide jaoks, mis võimaldab lugeda 3D-BD-kettaid. Enne seda töötati välja 3D-mängude tugi 21. aprillil 2010. Seni on müügil umbes 35 3D-ühilduvat PlayStation 3 mängu.

Viited

Välislingid 

 The Authoritative Blu-ray Disc (BD) FAQ Hugh Bennett
 www.blu-ray.net
 Blu-Ray is pissing me off. Again.
 128Gb Blu-ray XL Specification finalised
Blu-ray Disc from Wikipedia english version free encyclopedia
Tallinna Ülikooli õppejõu Andrus Rinde artikkel Blu-ray Disci kohta
Blu-ray ja HD DVD videoline.ee artikkel (arhiiviversioon)
HD-DVD- ja BD-plaatidest varukoopiate tegemine
HDMI from Wikipedia

Optilised andmekandjad