Blu-ray

Blu-ray on optinen digitaalisen datan tallennusväline, jota käyttävät enimmäkseen elokuvat ja pelit. Blu-ray-levy on fyysisesti samanlainen kuin DVD- ja CD-levyt, mutta sillä on niitä suurempi tila ja lukunopeus.

Blu-ray syntyi Philipsin ja Sonyn UDO- (Ultra Density Optical) ja Pioneerin DVDR Blue -tutkimushankkeiden yhteistyössä vuonna 2005. Nimi (engl. blue = sininen) tulee luentaan käytettävästä aallonpituudeltaan lyhyestä, violetin värisestä, ”sinisestä laserista”. Tämän myötä levylle voidaan tallentaa enemmän dataa kuin esimerkiksi DVD- ja CD-levyille.

Tekniikka 
Blu-ray on optinen levy, joka on ulkoisesti DVD-levyn kaltainen. Sen halkaisija on 12 senttimetriä ja paksuus 1,2 millimetriä. Blu-ray-tekniikassa käytetään kuitenkin huomattavasti pienempää lasersädepistettä kuin DVD-tekniikassa. Piste on noin viidesosan DVD:n laserpisteestä, ja se saadaan aikaan yhdistämällä 405 nanometrin sinivioletti lasertekniikka ja suuritiheyksinen datalinssi, jonka numeerinen aukko on 0,85. Tekniikan ansiosta Blu-ray-levylle mahtuu viiden DVD-levyn verran dataa.

Yksikerroksiselle Blu-ray-levylle mahtuu dataa noin 25 gigatavua ja kaksikerroksiselle 50 gigatavua. Monikerroksisten levyjen kapasiteetti voi yltää jopa 200 gigatavuun asti. Blu-ray-levyillä käytetään MPEG-2-, MPEG-4-, H.264/AVC- tai VC-1-koodekkia. Blu-rayn kirjoitusnopeus 1x:llä on 36 megabittiä sekunnissa (4,5 Mt/s) ja 2x:llä 72 megabittiä sekunnissa (9 Mt/s). Blu-ray-elokuvien suurin datavirta on 54 megabittiä sekunnissa (1,5x), josta korkeintaan 40 Mb/s on varattu kuvalle tai vastaavasti 48 Mb/s kuvalle ja äänelle yhteensä. Blu-ray-levyn kapasiteetti on 66 prosenttia suurempi kuin HD DVD:n per kerros.

Videomateriaalin tarkkuus on korkeintaan 1080p (1920x1080 pikseliä) ja esitystaajuus 60 ruutua sekunnissa.

Valmistajat 
Suomen markkinoille ensimmäiset Blu-ray-soittimet ilmaantuivat vuoden 2006 lopulla. Blu-rayta käyttävä PlayStation 3 -pelikonsoli tuli Suomen markkinoille maaliskuussa 2007. 

Seuraavat HDTV-valmistajat tekevät Blu-ray-soittimia: Hitachi, LG, Panasonic, Philips, Pioneer, Samsung, Sharp ja Sony. 
Lähes kaikki uusimmat tietokonemallit tukevat Blu-rayta.
Kaikki kahdeksan Hollywoodin suurinta studiota (Buena Vista Pictures Distribution, 20th Century Fox, Sony, Metro-Goldwyn-Mayer (MGM), Lions Gate Entertainment, Warner Bros, Universal Studios ja Paramount Pictures) julkaisevat elokuvia Blu-ray-levyillä.

Blu-ray vs. HD DVD
Blu-ray kilpaili HD-soittimien markkinoilla HD DVD:n kanssa. Blu-rayn eduksi nähtiin HD DVD:tä suurempi tallennuskapasiteetti, mutta haittana pidettiin kalliimpaa hintaa, aluekoodijärjestelmää sekä tuotantokustannuksia. 

Yhdysvalloissa Blu-ray-tallennemyynti ohitti HD DVD:n maaliskuussa 2007. Blu-ray-levyjen kauppaa edesauttoi PlayStation 3 -pelikonsoli. 

Helmikuussa 2008 Toshiba ilmoitti lopettavansa HD DVD -laitteiden valmistamisen, myymisen ja markkinoinnin, mikä käytännössä tarkoitti, että Blu-ray voitti näiden kahden formaatin välisen niin kutsutun formaattisodan.

Blu-ray on vakiintunut teräväpiirto-ohjelmien tallennusformaatiksi. Samsungin Britannian johtaja Andy Griffiths ennusti vuonna 2008, että verkkojen kautta ladattavien IPTV-palvelujen voi odottaa korvaavan fyysisen levyn. Ensimmäinen yhtiö, joka ilmoitti lopettamisesta oli Oppo, vuonna 2018. Sen jälkeen myös Samsung ilmoitti lopettavansa Blu-ray-soittimien valmistuksen.

Suojaus
Blu-ray käyttää HD DVD:n tapaan AACS- eli Advanced Access Content System -salausta levyn sisällön suojaamiseen. Jokaisella lisensoidulla mediasoittimella on omat salausavaimensa (player key). Levyn sisältö avataan title keyllä, lasketaan media keystä ja levyn Volume ID:stä, joka on levylle tallennettu sarjanumero. Näiden yhdistelmä avattuna on Volume Unique Key (Kvu). Volume ID:n lukemiseen tarvitaan Blu-ray-asemassa AACS LA:n allekirjoittama sertifikaatti, Private Host Key. Luvulla avataan title key, jota käytetään salatun sisällön avaamiseen. Title key on tallennettu levylle muutamaan sataan kertaan käyttäen eri soittimien media keyitä. Näin levyvalmistajat voivat ”peruuttaa” tietyn soittimen lisenssin, jos sen salausavain paljastuu, ja jättää uusilta levyiltä pois kyseisen soitinmallin avaimella avautuvan salausavaimen.

AACS:n lisäksi Blu-ray tukee varakeinona BD+-suojausta, jolla oli tarkoitus korvata ajan mittaan murtuva AACS. AnyDVD HD -ohjelmaa kehittävä SlySoft ilmoitti marraskuussa 2007 ohjelman pystyvän ohittamaan myös BD+:n.

Suojausavainten päivitysten takia Blu-ray-soittimien ohjelmisto ja sen sisältämät avaimet on päivitettävä silloin tällöin, jotta uutta sisältöä voidaan toistaa.

Murtaminen

Tammikuussa 2007 uutisoitiin, että Muslix64-nimeä käyttävä krakkeri oli löytänyt keinon kiertää AACS-suojaus, aluksi samaa suojausta käyttävillä HD-DVD-levyllä. Muutaman viikon päästä ilmestyi myös ohjelma, jolla oli mahdollisuus varmuuskopioida Blu-ray-levy tietokoneen kiintolevylle. Ensimmäiset HD DVD -elokuvan kopiot julkaistiin netissä 17. tammikuuta 2007.

Krakkerit löysivät joidenkin HD DVD- ja Blu-ray-nimikkeiden salausavaimia mediasoitinten jäljiltä tietokoneen muistista, jolloin levyjen sisältö on pystytty kopioimaan. Tämä osoittaa kuitenkin PC:n suojaukseen kiinteästi liittyvän puutteen – mediasoittimen on pidettävä salausavainta jossakin kohdassa RAM-muistia, jolloin se voidaan aina löytää, viimeistään virtuaalikoneen avulla. Tämän estämiseksi koko PC:n arkkitehtuuri pitäisi muuttaa, tai sitten levyn toistaminen PC:llä pitäisi estää kokonaan jättämällä avaimet myöntämättä yhdellekään mediasoittimelle. Sisällön avaaminen ei sinänsä tarkoita, että kopioituja levyjä voisi toistaa esimerkiksi PlayStation 3:ssa tai erillisessä Blu-ray-soittimessa.

Huhtikuussa 2007 AACS LA lähetti useille verkkosivuilla vaatimuksia, joissa vaadittiin Yhdysvaltain Digital Millennium Copyright Actin perusteella poistamaan niillä esiintyvä 128-bittinen luku, joka oli ensimmäinen paljastunut processing key. AACS LA ilmoitti myös 16. huhtikuuta, että eräiden mediasoittimien avaimet on peruutettu, ja niillä ei voi toistaa 23. huhtikuuta jälkeen masteroituja levyjä. 17. huhtikuuta Internetissä julkaistiin kuitenkin uusi The Matrix Trilogy -levyn arvosteluversiosta saatu avain. Kaikki käyttöön tulleet uudet avaimet ovat paljastuneet muutaman päivän viiveellä.

Aluekoodit 

Blu-rayn aluekoodaus on toteutettu samaan tapaan kuin DVD-aluekoodaus. Maapallo on jaettu kolmeen alueeseen. Tarkoituksena on antaa sisällöntuottajille, kuten elokuvia julkaiseville yhtiöille, mahdollisuus julkaista eri alueilla eri aikaan ja eri hinnoilla. Blu-ray-levy-yhdistyksen mukaan ”kaikkien Blu-ray soitinten...(ja) Blu-ray levyjä lukevien tietokoneiden on tuettava aluekoodausta.” Kuitenkin ”Aluekoodin käyttö on sisällöntuottajille vapaaehtoista...” Joidenkin nykyisten arvioiden mukaan 70 prosenttia saatavilla olevista suurimpien studioiden Blu-ray-elokuvista on aluekoodivapaita, ja ne toimivat kaikissa Blu-ray soittimissa kaikilla alueilla.

Elokuvastudioilla on aluekoodauksessa toisistaan poikkeavia käytäntöjä. Suurista yhdysvaltalaisista elokuvastudioista Warner Bros., Paramount Pictures, Universal Studios, Sony Pictures ja Walt Disney Pictures ovat julkaisseet suurimman osan elokuvistaan aluekoodivapaina. MGM ja Lions Gate Entertainment ovat julkaisseet osan elokuvistaan aluekoodattuina ja osan aluekoodivapaina. 20th Century Fox on julkaissut suurimman osan elokuvistaan aluekoodattuina.

Blu-ray 3D 

Blu-ray 3D julkaistiin vuonna 2009. Tekniikka perustuu stereoskooppiseen kuvatekniikkaan, jossa molemmille silmille näytetään hieman erilainen kuva. Tekniikka vaatii tuen sekä Blu-ray soittimelta että televisiolta, jonka lisäksi videomateriaalin pitää olla 3D-muodossa. Suurin osa Blu-ray 3D-materiaalista on pakattu 1080p/24 tasolla ja molemmille silmille tuotetaan oma 1920x1080 pikselin kuva. Erilliset kuvat liitetään videovirtaan päällekkäin ja väliin jätetään 45 pikselin tyhjä alue, jolloin syntyy yksi 1920x2205 pikselin kuva. Materiaali puretaan TV:ssä tai videoprojektissa takaisin kahdeksi eri kuvaksi, joita näytetään vuorotellen yhteensä 48fps kuvataajuudella. Syy 30fps valtavirrasta poikkeavaan 24fps johtuu 45 pikselin tyhjästä alueesta, joka aiheuttaa lopullisen kuvan suurenemisen yli standardin 1080p/30. Tällöin osa etenkin vanhemmista Blu-ray soittimista ei pysty toistamaan materiaalia, kun lopullinen datavirta ylittää 1080p/60.

Ultra HD Blu-ray 

Ultra HD -resoluutiota tukeva versio on julkaistu vuonna 2015.

Suurin ero normaaliin Blu-ray levyyn nähden on tuki 4K-videomateriaalille (Ultra-HD), jonka tarkkuus on korkeintaan 3840x2160 pikseliä ja 60 ruutua sekunnissa. Tarkkuus on tällöin neljä kertaan suurempi kuin perinteisellä Blu-ray levyllä. Lisäksi tekniikka tukee korkeintaan 32 äänikanavaa aiemman 8 sijaan. Formaatti käyttää H.265-pakkausta, eikä se ei ole yhteensopiva edeltäneiden laitteiden kanssa.

Ultra HD Blu-ray ei tue 3D-materiaalia.

Katso myös 
 BackupHDDVD
 Teräväpiirtotelevisio
 IPTV

Lähteet

Aiheesta muualla 

 Blu-ray.com. 
 Difference Blu-ray and HD-DVD. 

Digitaaliset tallennusvälineet
Media-alan tuotemerkit
Seulonnan keskeiset artikkelit