O DVD apresentado ao público em 1996, durante a Mostra Electrónica de Las Vegas, foi o resultado do desenvolvimento de novos lasers com maior comprimento de onda e melhorias substanciais na tecnologia de fabrico dos discos. Com uma capacidade de armazenamento de dados de 4,7 ou 17 GigaBytes, um DVD armazena tanta informação como 11 discos compactos (CD). Num disco destes já é possível armazenar um filme completo de alta qualidade, além de vários canais de áudio e outras características adicionais, como subtítulos e janela simultâneas.
Na América, Europa e Japão, a popularidade e as vendas de leitores de DVD cresceram muito nos dois últimos anos, principalmente devido à existência de filmes pré-gravados e concertos musicais e ao rápido abaixamento dos preços. Um bom leitor DVD-Vídeo já se pode adquirir hoje por cerca de 60 contos e os discos DVD gravados custam mais ou menos o mesmo que as cassetes de vídeo pré-gravadas.
Embora a Europa esteja um tanto atrasada em relação aos EUA, já existem mais de 1500 títulos DVD-Vídeo, e este número cresce de dia para dia. Nos EUA existem actualmente mais de 5000 títulos.
Nos computadores, O DVD ainda não obteve grande sucesso. Actualmente a maior parte dos leitores DVD incorporados num PC são apenas utilizados para ver filmes no monitor, com a ajuda de software especial.
Aliás, ainda existem poucos jogos de computadores disponíveis em DVD-ROM e poucas enciclopédias fazem uso deste meio de armazenamento. Por outro lado, algumas revistas de informática inglesas, já começaram a aparecer acompanhadas de um DVD-ROM em vez do tradicional CD-ROM.

Um pouco de história…

O desenvolvimento do CD de áudio durante as décadas de 70 e 80 constituiu em vários aspectos um tremendo progresso técnico. A técnica de gravação analógica que até então se baseava em sulcos feitos nos discos de vinil, ou em pistas gravadas nas fitas magnéticas, foi completamente abandonada.
O desenvolvimento dos primeiros conversores A/D (analógico/digital) e D/A foi uma tarefa difícil e para digitalizar os sinais de áudio escolheu-se uma codificação PCM multibit. Para se obter uma largura de banda áudio de 20kHz, a razão de amostragem foi definida em 44,1 kHz, com resolução de 16 bits. Nessa altura, tratava-se de especificações do topo de gama, que permitiam obter uma boa qualidade de som.

Alterações em várias frentes

A gravação de áudio digital não foi a única inovação. A utilização dos discos compactos como meio de suporte das gravações também foi uma grande conquista tecnológica. Pela primeira vez um feixe de laser de semicondutor foi utilizado em aparelhagens grande público para ler a grande velocidade os sinais digitais gravados nos discos. Hoje já é difícil imaginar o nosso dia-a-dia sem os discos compactos.
Entretanto, todos os fabricantes de sistemas de áudio admitiram que já tinha chegado a altura de melhorar a qualidade de reprodução sonora, mas infelizmente não conseguiram chegar a acordo sobre uma norma comum a todos. Assim, assistiu-se à aparição recente no mercado de dois sistemas, que se vão confrontar durante os próximos anos: o Super Áudio CD e o DVD-Audio. No âmbito deste trabalho apenas no debruçaremos nos DVD.

Suporte de alta densidade

Qualquer melhoramento na qualidade de som dá inevitavelmente origem ao aumento da quantidade de dados digitais que têm de ser gravados no meio de suporte. Como o tamanho dos discos compactos (12 cm) já se tornou uma norma industrial, não é provável que venham a ser lançados no mercado discos maiores. Além disso, a compatibilidade com os leitores de discos e software já existentes é uma característica fundamental para o sucesso de um novo sistema. Portanto, as melhorias na qualidade do som têm de ser principalmente conseguidas à custa de maior capacidade do meio de armazenamento de dados. Levou muito tempo até que a indústria chegasse a acordo sobre uma nova geração de discos compactos mas finalmente eles acabaram por surgir na forma de DVD (Digital Versatile Disc).

DVD: Um conceito, quatro formatos

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Embora à vista desarmada um DVD pareça ser igual a um CD, na verdade ele é muito mais sofisticado. Em primeiro lugar, os discos DVD são lidos com um laser que gera radiação de 635 a 650nm, em vez dos 780nm utilizados nos CDs tradicionais.. Os novos laseres produzem um feixe de radiação muito mais estreito, pelo que as cavidades (pits) que representam os bits, puderam ser reduzidas de 0,83mm para 0,4mm. Portanto, como as pistas são mais estreitas, podem ser colocadas mais perto umas das outras. Assim em vez da densidade de 6300 pistas por centímetro dos CDs obtém-se 13400 nos DVDs. O espaçamento entre pistas no DVD foi reduzido para 0,74mm em comparação com os 1,6mm dos CDs tradicionais. Assim, um CD pode conter 7x109 cavidades (bits de informação), enquanto num DVD este valor sobe para 38x109 por camada. Como cada DVD pode conter até quatro camadas de informação, o número pode total de cavidades pode atingir cerca de 142x109 . O substrato de policarbonato dos discos DVD possui uma espessura inferior à dos discos CD (cerca de 0,55 mm) devido ao menor comprimento de onda do laser utilizado. O substrato é coberto com uma camada reflectora onde são feitas as cavidades.
Cada camada reflectora possui uma capacidade de 4,7Gbytes, mas o disco DVD pode ser fabricado com várias camadas para aumentar a capacidade. É possível fabricar discos de duas camadas situadas à distância de 0,5mm uma da outra. A exterior é semireflectora (30% de reflexão) pelo que o laser inicia a leitura da primeira camada do centro do disco para a periferia e depois a segunda camada da periferia para o centro.
Esta técnica permite reduzir ao mínimo o tempo de comutação do laser. A combinação destes novos valores permite aumentar a capacidade de armazenamento de dados digitais de 640 Mbytes para 4,7 Gbytes. No entanto, como para algumas aplicações este valor ainda não era suficiente, foram definidos quatro formatos diferentes de discos DVD: DVD-5, DVD-9, DVD-10, DVD-18
O DVD de menor capacidade pode armazenar 4,7 Gbytes enquanto o de maior capacidade atinge os 17,1 Gbytes.
Como a capacidade máxima de armazenamento em cada camada de informação é de 4,7 Gbytes, para se obterem discos de maior capacidade total, os fabricantes tiveram de descobrir técnicas para dotar um disco com várias camadas de informação. Qualquer que seja o número de camadas, um DVD é formado por dois substratos com 0,55mm de espessura, obtendo-se uma espessura total de 1,2mm, a mesma dos discos CD, como já foi dito anteriormente. Mas examinemos cada um dos formatos DVD com mais pormenor.

DVD-10 (9,4 Gbytes)
Duas faces, Uma camada em cada face

Nos discos deste formato utilizam-se as duas faces para armazenar informação digital. Portanto, o disco possui uma capacidade máxima de 2x4,7=9,4 Gbytes. Em princípio, para ler ambas as faces é necessário retirar o disco e voltá-lo ao contrário. Actualmente esse trabalho tem de ser feito manualmente pelo utilizador, mas já se começa a falar de leitores em que ambas as faces são lidas sem necessidade de voltar o disco.

DVD-18 (17,1 Gbytes)
Duas faces, Duas camadas em cada face

O formato DVD-18 é o que fornece maior capacidade de armazenamento (17,1 Gbytes), uma vez que em cada face possui duas camadas de informação. As camadas ópticas interiores são gravadas por um processo fotográfico, pelo que o sistema de produção, além da usual prensagem tem de utilizar um sistema de iluminação das camadas interiores fotosensíveis. A gravação deste formato é um processo complicado e dispendioso.

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Formatos de DVD

Dentro do formato DVD, existem os seguintes sub-formatos :

- DVD-Video - Este é o formato dos DVD que tem filmes e podem ser reproduzidos, nos leitores de DVD Vídeo, e nos leitores de DVD de ultima geração para PC. Uma só camada de dados pode conter 130 minutos de imagens com som envolvente (surround) de três canais e quatro subtítulos. No caso de duas camadas de dados, podem armazenar-se 240 minutos de imagens.
- DVD-ROM - Este formato contem dados de programas ou Vídeo e normalmente só pode ser lido por leitores de DVD para PC.
- DVD-R, DVD-RAM, DVD-RW - Estes são formatos emergentes e ainda há alguma discussão a volta deles, visto serem formatos que permitem a escrita uma ou varias vezes num DVD.
- DVD-Audio – Este é o formato dos DVD de musica e o seu standard só foi aprovado em Fevereiro de 1999. Como o protocolo de gravação do áudio é diferente do vídeo é necessário um leitor apropriado.

Os DVD-ROM utilizam em princípio a mesma estrutura de dados dos CD-ROM (norma ISO9660). No caso dos DVD-Vídeo e DVD-Áudio as normas definidas devem ser estritamente respeitadas pelos produtores. O directório Audio_ts destina-se aos ficheiros de áudio nos discos DVD-Áudio. No entanto até agora nenhum produtor a utilizou. Na verdade os actuais discos DVD-Áudio são de facto discos DVD-Vídeo, em que o som foi armazenado num ficheiro de vídeo com uma razão de amostragem de 49kHz, muitas vezes associado a uma imagem estática. Os ficheiros VTS (VideoTible Set) contêm os dados de controlo e as imagens dos menus e títulos. Um DVD pode conter vários ficheiros VTS. Os dados das imagens e som, bem como dados complementares, estão armazenados nos ficheiros .VOB. Durante a leitura, o aparelho leitor segue as instruções de navegação fornecidas pela estrutura do menu do disco.

DVD – Áudio

Além do Super Áudio CD, nos últimos anos também foi desenvolvido o formato de discos DVD e em Abril de 1999 foi publicada a respectiva norma. Na verdade trata-se de duas normas denominadas DVD-Áudio e DVD-ÁudioV. Estes dois formatos são diferentes do DVD-Video, desenvolvido para a distribuição de filmes. Além dos computadores, os futuros leitores de DVD deverão poder receber qualquer dos formatos DVD.
O DVD-Áudio oferece aos utilizadores melhor qualidade de som do que um CD tradicional, devido à maior frequência de amostragem e resolução mais elevada; som envolvente que utiliza vários canais, mais tempo de reprodução e outras funções adicionais. A capacidade de armazenamento dos discos DVD-Áudio de duas camadas, é suficiente para pelo menos duas horas de som envolvente de elevada qualidade ou quatro horas de som estereofónico. Nos discos que possuem apenas uma camada de informação digital, estes valores são reduzidos a metade. Para aumentar a capacidade de armazenamento, foi desenvolvida uma técnica de compressão de dados sem perdas, denominada Meridian Lossless Packing. Assim é possível armazenar pelo menos 74 minutos de áudio numa só camada dos discos DVD. O circuito electrónico dos leitores DVD pode manejar esta compressão sem impor muita sobrecarga de trabalho no microprocessador ai existente.
Tanto no DVD-Áudio como no Super Áudio CD, foram tomadas medidas para dificultar a execução de cópias pirata. Os utilizadores normais não poderão fazer cópias com a qualidade de som original e as organizações clandestinas também terão grande dificuldade em lançar no mercado cópias com aspecto de originais. Assim os compradores desprevenidos apercebem-se facilmente da fraude. Na face dos dados podem ser inseridas marcas de água visíveis e invisíveis que são muito difíceis de imitar.
No entanto, como o sistema de protecção anti-cópia do DVD-Video, que utiliza o sistema Content Scrambling System (CSS) foi recentemente furado e o programa que ultrapassa o código (DeCSS) até é distribuído gratuitamente na Internet, é caso para pensar até quando é que estes sistemas anti-cópia permanecerão eficazes. No DVD-Áudio está a ser usado um sistema semelhante ao CSS do DVD-Video.

DVD-Audio na prática

O máximo fluxo de dados do DVD-Audio é de 9,6 Mbits/s, pelo que a frequência de amostragem em áudio multicanal está limitada a 96 kHz.. No entanto, para se aproveitar ao máximo a largura de banda disponível, é possível atribuir diferentes especificações aos vários canais. Por exemplo, os sinais dos canais esquerdo, direito e central podem ser amostrados à razão de 96 kHz com resolução PCM de 24 bits, enquanto os sinais dos canais traseiros se satisfazem com uma amostragem de 48 kHz e codificação de 16 bits.
Além da codificação PCM também poderão ser utilizados, outros tipos, tal como o Dolby Digital (AC3), o Digital Theatre Sound (DTS), MPEG1 estéreo e MPEG2 multicanal. No entanto, parece que o MPEG3 já está fora da corrida.
O DVD-AudioV é uma norma suplementar que combina áudio e vídeo no mesmo disco, mas para a sua reprodução é necessário utilizar leitores especiais.

DVD-Vídeo

As imagens estão comprimidas de acordo com a norma MPEG-2. Se assim não fosse, cada camada de dados conteria apenas cerca de 3 minutos de vídeo.
Na norma MPEG-2 a resolução das imagens é de 720x480 pixels no caso do sistema TV NTSC e 720x576 pixels no caso do sistema PAL.
A norma também prevê outras resoluções mais fracas, mas poucos produtores as utilizam.
A máxima razão de transmissão de bits permitida é de 9,8Mbits/s, valor raramente utilizado. Normalmente o valor usado é de 4,7Mbits/s. Além de outras razões, este valor depende do número de canais de áudio utilizados. As imagens podem estar codificadas para o sistema NTSC ou PAL, facto que não só influencia a resolução mas também o número de imagens que têm de ser apresentadas por segundo.
O sistema NTSC utiliza 30 imagens por segundo ao passo que o sistema PAL só utiliza 25.
O processo de conversão das 24 imagens por segundo do cinema em 50 ou 60 meias imagens é descrito em caixa separada.
É possível utilizar imagens com várias relações de dimensões. Para garantir compatibilidade com os ecrãs normais e alargados da televisão, no DVD podem ser armazenados vários tipos de imagem; imagens no formato 4:3, com ou sem bandas negras, imagens alargadas do formato 16:9, ou imagens deformadas segundo o método anamórfico.
Como actualmente se utilizam vários tipos de imagens, nem sempre é possível reproduzi-las fielmente num dado ecrã, sem recorrer ao truque das bandas negras (laterais ou superior/inferior) ou cortando os bordos da imagem.
Nos bons leitores DVD existem várias opções para a apresentação das imagens, conforme o desejo do utilizador e o formato do ecrã utilizado. Mesmo nos leitores mais baratos é possível utilizar a conversão 16:9 para 4:3 e vice-versa.
Está previsto na norma, que um DVD possa conter até nove ângulos diferentes de tomadas de vista simultâneas. Assim, o utilizador pode comutar de uma câmara para a outra, para observar uma dada cena segundo 9 ângulos de visão diferentes, uma característica muito interessante para os apaixonados do futebol. As sequências de imagens correspondentes às várias câmaras são armazenadas em séries no ficheiro .VOB. Também podem ser utilizados subtítulos na forma de imagens estáticas sobrepostas nas imagens normais. Cada DVD pode conter até 32 subtítulos (por exemplo em 32 linguagens).
Também existem algumas características de áudio interessantes. Muitos filmes modernos utilizam som envolvente (surrond) com 5 a 7 canais, além de um canal de contrabaixos (subwoofer). A gravação sonora pode ser feita segundo várias normas: sistema Dolby Digital, também designado AC-3, sistema DTS e sistema MPEG-2 (actualmente pouco usado).
Os sistemas AC-3 e DTS oferecem praticamente as mesmas possibilidades, mas os audiófilos dizem que a técnica de compressão e a maior corrente de dados do sistema DTS dão origem a melhor restituição do som. No entanto, actualmente é praticamente impossível obter na Europa discos DVD-Vídeo com som DTS.
Também se pode obter boa qualidade de som estereofónico com codificação PCM linear de dois canais. Neste sistema podem usar-se uma razão de amostragem de 48kHz ou 96kHz e resolução 16, 20 ou 24 bits.
Os produtores de filmes podem utilizar várias câmaras situadas a ângulos diferentes, vários canais de som, vários subtítulos e outras possibilidades, desde que não seja excedido o máximo débito de dados estipulado na norma.

DVD-Video usado para Áudio

É interessante saber que os discos DVD-Video podem armazenar oito canais de áudio. O fabricante do disco pode optar por múltiplos canais de som monofónico, por exemplo para voz, ou som multicanal. No mínimo com um sinal de vídeo podem ser combinadas três gravações de som multicanal. Entretanto, alguns editores de música tal como a Denon e a Chesky já distribuem há algum tempo DVDs de vídeo contendo duas pistas de áudio de boa qualidade (amostragem de 96 kHz e resolução de 24 bits). Assim e enquanto não existir hardware e software para DVD-Audio, estas gravações especiais constituem uma boa alternativa.

**** Será que o consumidor estará impaciente e interessado em comprar tudo isto? Não há dúvida que o DVD-Video está a ser bem recebido pelo grande público, mas parece pouco provável que nos tempos mais próximos muita gente esteja interessada em comprar mais dois sistemas de áudio.********************

O Futuro

Os discos DVD-Vídeo têm grandes possibilidades de vir a substituir totalmente as cassetes magnéticas de vídeo, para distribuir filmes cinematográficos, concertos e documentários. Por outro lado, para se tornar o sucessor dos gravadores analógicos de vídeo, só falta aparecerem no mercado gravadores DVD a um preço razoável.
Na verdade alguns fabricantes já os começaram a produzir e já existe no mercado o DVD-RW da Pioneer, o DVD-RW da Philips e o DVD-RAM da Panasonic, mas tal como já aconteceu no passado com o sistema Beta e VHS, o público tem de esperar algum tempo até que uma das normas acabe por vencer a concorrência.
Os preços destes aparelhos são por enquanto muito elevados (cerca de 500 contos para um leitor e 4 contos para um disco regravável.)
De qualquer forma, os preços vão acabar por baixar e nessa altura as vendas do gravador de vídeo VHS vão entrar em declínio.

Modificação de leitores de DVD

Os discos e leitores DVD vendem-se cada vez em maior número, mas pressionados pela indústria cinematográfica, os fabricantes foram forçados a incluir nos aparelhos do tipo doméstico um código para só funcionarem em determinadas regiões geográficas.
O mundo foi dividido em seis regiões, com a Europa e o Japão a pertencerem à região 2 enquanto os EUA pertencem à região 1. Assim, um leitor adquirido na Europa recusa-se a ler um disco comprado nos EUA, desde que ele esteja dotado com o código regional 1. Esta situação é particularmente gravosa para os cinéfilos, uma vez que têm de esperar largos meses pela chegada à Europa, de filmes que entretanto já foram lançados no comércio no outro lado do Atlântico.
Mas como o que um homem faz pode ser desfeito por outros, não tardou muito que aparecesse uma solução para este problema (Com reputação de inviolável, este sistema foi quebrado em Outubro de 1999 por um estudante de 15 anos). A maior parte dos leitores DVD é projectada de forma que o fabricante com um mínimo de modificações possa adaptá-los para as várias regiões geográficas.
Em alguns países europeus, até já existem casas comerciais a oferecer leitores DVD sem código regional e a propor a modificação de um aparelho mediante retribuição choruda é claro.
No entanto, na Internet não só encontramos os endereços dessas casas, como também manuais completos para qualquer pessoa com conhecimentos de electrónica suficientes proceder às necessárias modificações.
Algumas das soluções mais engenhosas limitam-se a alterar o firmware, isto é, o programa executado pelo microprocessador do aparelho e existem sites onde se podem descobrir os bits que têm de ser modificados. Para começar visite as páginas Data Testlab (http://www2.datatestlab.com/regionhacks/regionhacks_players.htm) onde encontrará uma série de marcas e modelos bem como ligações a outros sites, como o PlanetDVD (http://www.planet-dvd.ch/), o CineHome (http://www.cinehome.de) e o Dézoneage em língua francesa (http://perso.club-internet.fr/hitcher/dezone.html).
Existe outro site com muita informação para modificação de leitores DVD, chamado DVD-utils e que pode ser visitado no endereço (http://www.devutils.com/homedvd.htm).
Fotografias nítidas mostram por exemplo onde ligar um cabo extra, ou remover uma resistência. Também existe um site dedicado à conversão de aparelhos Sony: Sony DVD codefree (http://members.xoom.com/sonydvd/).
Se o leitor pretender mais informação sobre este assunto visite as páginas DVD Information de Eric Smith (http://www.brouhaha.com/~eric/video/dvd/).
A modificação do seu leitor DVD, de forma a ficar compatível com determinada região geográfica não é ilegal, desde que apenas seja utilizado para seu uso pessoal.
No entanto, note que qualquer modificação pode fazer caducar imediatamente a garantia do fabricante contra mau funcionamento.
Também existem DVDs dotados de protecção Macrovision, que provoca interferências se alguém pretender copiar o conteúdo para um gravador analógico de cassetes de vídeo.

Como são feitos os DVDs?

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O DVD rápidamente emergiu como o próximo passo na tecnologia dos discos e estabeleceu-se como o formato de alta qualidade no video digital. Envolve uma solução complexa de armazenamento de dados, com o intuito de aumentar as aplicações dos computadores. O DVD-Video e o DVD-ROM foram os primeiros formatos a atingir o mercado, são ideais para filmes e jogos de computador interactivos, com gráficos de alta definição.
A maior parte das pessoas nunca imaginou que o CD-ROM necessita-se mais do que 650MB. A revolução digital levou a tecnologia do CD aos seus limites. Rapidamente se percebeu da necessidade de um instrumento capaz de armazenar e processar as avançadas aplicações da actualidade.
Em Setembro de 1995, duas grandes filiações (Sony/Philips e Toshiba/Time Warner), desenvolveram cada uma o seu formato, de acordo com o intuito de criar um disco óptico de alta densidade, a melhor aproximação ‘Sony/Philips’ salientou a importância da modulação EFM+ (eight to fourteen modulation plus) e da compatibilidade com os formatos de compact discs que já existiam; os aparelhos de DVD deveriam tocar CDs de musica e as drives de DVD-ROM deveriam tocar a maior parte dos formatos de CD. A Toshiba/Time Warner também adoptou o formato standard de dois substratos com 0,6 mm, criando assim um disco de duas faces, onde em ambas, poderia ser implementada uma ou duas camadas.
Um DVD tem muito mais densidade de informação por área do que um CD. Esta densidade é de aproximadamente 4 vezes superior à do CD. Durante o processo de “Mastering”, o laser cria cavidades “pits” (mais pequenas do que no CD) ao longo de uma fina pista em espiral.
Os DVDs são muito semelhantes aos CDs. Os dados são escritos numa pista em espiral. Os discos, têm 12 cm de diâmetro e, são ambos lidos com um laser. Tal como o CD, o DVD é produzido em 5 fases: Mastering, Electroforming, Replication, Printing e Packaging.
O DVD-Video envolve uma fase de pré-fabricação, que consiste na compressão dos dados, antes destes serem enviados para a réplica. Depois de um filme ser transferido de película para a cassete, têm de ser formatado para DVD. Os Técnicos procuram as várias mudanças de imagem, inserem códigos “pan-and-scan” e introduzem informação “close-capture”.
Como se sabe, o vídeo digital é uma repetição de zeros e uns e, a maior parte dos dados podem ser removidos através de codificação. O filme é codificado no formato MPEG2 e, em seguida, o áudio é comprimido no formato “Dobly AC3 Surround Sound”. Os sinais de vídeo e áudio já codificados, são juntos de forma a criar um único sinal. Os dados são manipulados em poderosas estações de computadores com software de DVD para criar as chamadas DLT (Cassetes Digitais Lineares), já com os dados comprimidos de áudio e vídeo.
As cassetes DLT, são um tipo de cassetes SCSI de tamanho médio. Estas cassetes têm um formato robusto, cuja capacidade pode ascender a mais de 20GB, ligeiramente maiores do que as cassetes de 8mm mas, mais pequenas do que as cassetes VHS.
As cassetes DLT são enviadas para os locais onde serão produzidos os DVDs e são preparadas para o Mastering. É efectuada uma fase de verificação do formato e, é verificada uma tabela que contém o essencial do DDP ( Protocolo de Descrição dos Discos ), os códigos de região a implementar, os títulos dos filmes e os sectores necessários. É também nesta fase que a protecção contra cópia (MacrovisionTM e/ou Content Scramble System) é verificada. A cassete DLT está agora pronta para a fase do Mastering.

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Os DVD-ROM requerem uma fase de pré-Mastering completamente diferente. Os dados são verificados em vários locais, tal como, discos rígidos, cassetes de backup, múltiplos CD-Rs, DVD-Rs, etc. Os dados são recolhidos e colocados de acordo com a estrutura de directorias.
O processo de criação da imagem começa e, os dados são formatados segundo o pedido do cliente, por exemplo, opções incluindo o Micro UDF (Formato Universal dos Discos – compatível com o ISO 9660), só o ISO (para o DOS), Joliet naming, colocamento de ficheiros, transições e quebra de camadas (só no DVD-9, especificando os ficheiros em certas camadas). O formato dos dados vão para as DLTs segundo as especificações do DDP 2,0. Agora, está tudo pronto para o processo de Mastering. O Micro UDF é inicialmente combinado com o ISO 9660, o standard do PC actual. O UDF, é o actual formato standard do DVD e já começou a estender-se e a modificar-se com o ISO.
O resto deste processo de fabricação é igual tanto para o DVD-Video como para o DVD-ROM. Os Técnicos começam pela preparação do glass master (vidro principal). O vidro é limpo quimicamente com ácido nítrico (e outros solventes), lavado usando uma água sem iões e finalmente, é cuidadosamente seco. O vidro limpo é coberto com um químico sensível à luminosidade, de 130 nm de espessura e cozido durante 20 min. para remover o solvente.
Usando um código binário, o computador traduz os dados da DLT para uma série de zeros e uns (cavidades ou não cavidades). Um material fotosensivel é exposto a um feixe de laser, em cada pulso. O feixe ultravioleta queima uns pequenos pontos, que vão corresponder às cavidades, numa pista em espiral, desde o centro para o exterior.
Uma camada de 4,7 GB, demora cerca de 90 min. neste processo. Cada camada requer o seu próprio processo de Mastering e, um DVD pode ter até 4 camadas. O processo de produção de um DVD é claramente mais caro do que CD, mas as vantagens são enormes.
Depois de gravar, o glass master é desenvolvido com alcalina. O químico é apagado a cada leitura de um “1”, criando um pequeno “pit” de informação na superfície do vidro. O glass master é depois colocado numa câmara de vácuo e a sua superfície é coberta por uma fina camada de níquel. Este processo, sputtering, gera uma camada metálica de modo a conduzir a electricidade durante o próximo passo, electroforming. Os CDs têm muitas vezes cobertura de prata mas o níquel leva a uma melhor definição dos “pits”, o que é muito importante na produção de DVDs.

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A Electroforming começa quando o glass master, já metalizado, leva um banho de uma solução composta por níquel e enxofre. Uma corrente eléctrica é gerada através deste banho e a carga positiva dos iões de níquel da solução, são libertados na superfície do vidro, e funcionam como um cátodo. Bolas de níquel são colocadas no ânodo, que transformam os átomos de níquel em iões restabelecendo a solução. Consequentemente, a camada de níquel aumenta na superfície do vidro. Quando o vidro é retirado do tanque, o níquel é separado do vidro. Esta fina camada de níquel, é a imagem inversa dos dados, e é designado por father (pai) ou metal master.
O metal master é separado do vidro e pode ser usado para fazer réplicas do disco. O father é colocado novamente no banho composto por níquel e enxofre e, duas camadas sucessivas são criadas. A primeira camada, mother (mãe), que é a imagem positiva dos dados, é criada a partir do metal master e o molde é retirado directamente da mother. O molde tem uma imagem negativa dos dados assim como o father. Após o aperfeiçoamento do molde, este encontra-se pronto para ser colocado na máquina que irá executar o processo injection-molding. O father e a mother são guardados para fazer mais moldes, para futuras produções de réplicas, poupando assim muito tempo de produção.
O processo injection-molding consiste em produzir uma imagem a partir do molde. São necessários 2 moldes para a produção de um DVD, cada molde produz 0,6mm de disco. O policarbonato é aquecido até estar num estado amoldável e, em seguida, é colocado no molde. O plástico é comprimido contra o molde e os “pits” são cravados no molde. O plástico, com os dados intactos, é em seguida retirado do molde.


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Moldar um DVD demora cerca de 5 segundos. Depois de um ou ambos os substratos (conforme o formato) serem comprimidos, são cobertos por uma camada de alumínio ou ouro e são colados com verniz e, em seguida, são curados com luz ultravioleta. O DVD5 só contem um lado, o outro é um substrato opaco “dummy substrate”. A face com dados leva uma camada de alumínio e, caso a outra face tenha alguma cavidade, também terá que ser banhada com alumínio. Como o DVD-10 tem dados em ambas as faces, estas terão que ser banhadas a alumínio antes de serem coladas.
O DVD-9 é composto por duas camadas e, ambas só podem ser acedidas por uma única face do disco. A parte exterior é coberta por uma camada de ouro semi-reflectiva e, a parte interior, por uma de alumínio. Assim, o laser pode ler dados da camada exterior e quando necessário, passar através da camada de ouro e ler os dados da segunda camada.
Após ser aplicada uma fina camada de metal, o substrato está pronto para ser colado. A cobertura de verniz é aplicada à parte interior da face e é posta a rodar e, através da força centrifuga o verniz cobre todo o substrato. O verniz serve de cola e ambas as faces do disco são pressionadas, uma contra a outra e são colocadas sobre luz ultravioleta. A luz ultravioleta cura, endurece e sela a cola. A colagem acrescenta ao CD, um passo adicional no processo de fabricação.
Ambos os processos standard de impressão: offset e silkscreen são possíveis para o DVD. Estes dois processos têm as suas próprias opções. No DVD5 pode ser implementado outros tipos de impressão na sua face opaca, em vez dos dois processos acima referidos. A imagem proveniente do cliente é impressa num modelo de papel fotográfico, que é usado para queimar a camada fotoresistente do glass master. A imagem é transferida para um carimbo e, o plástico já moldado, contém a imagem a imprimir. A luz reflecte na estrutura do disco já acabado e cria uma imagem em tons de cinzento. Esta, é a decoração e técnica de identificação do DVD mais cara.
Como o DVD-10 e o DVD-18 têm dados em ambas as faces do disco, a impressão nestes DVDs só é possível na parte interior do disco, numa área circular de 4mm de largura à volta do orifício central. No processo silkscreen, as opções de escrita no DVD-9 são reduzidas, por causa do efeito prejudicial da luz ultravioleta no disco plano. A luz ultravioleta seca a tinta. Certas tintas endurecem o disco até um certo ponto, que podem mesmo dobrá-lo ligeiramente. Devido às reduzidas dimensões dos seus “pits”, os DVDs têm que ser mecanicamente e fisicamente mais precisos do que os CDs. Isto é especialmente verdade para o DVD-9, devido à sua camada semi-reflectivel. No processo de offset, a impressão é perfeitamente viável no DVD-9.
A tentativa de criar um disco plano começa por ser o maior desafio de produção. A espessura do mesmo tem que ser uniforme desde a pista exterior, até ao centro. A tecnologia de colagem torna-se crucial para produzir um disco plano. O próprio disco é o componente mais critico devido às pequenas cavidades que têm que ser lidas pelo laser. Há uma necessidade de acertar mecanicamente os dois substratos antes de serem colados. Tudo isto leva a mais um passo na produção de DVDs e, a um maior controlo de qualidade.
Durante o fabrico do DVD, vários processos de controlo de qualidade são realizados, estes testes incluem um teste DVS (Sistema de Verificação dos Dados) e, um teste de verificação dos sinais. O DVS garante que o produto final é idêntico à imagem original, através de um processo de comparação bit por bit. A verificação dos sinais confirma que os parâmetros de playback do disco estão de acordo com as especificações do DVD.
Os testes dos DVDs com o ambiente, incluem o teste de armazenamento e resistência ao calor, que garantem que o DVD se mantém legível e que tem a mesma longevidade do CD. Existe ainda um teste para garantir que o disco se encontra plano e um teste DPD ( Differential Phase Dettection ). Existe um teste especial no DVD9, para testar a camada que semi-reflete o laser, ou seja a camada exterior. Também é importante testar o DVD em leitores de DVD diferentes para testar a compatibilidade do hardware.

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Após esta extensa lista de testes, o disco está pronto para embalar e vender. A fase de embalagem dos DVDs, foi imposta pelo mercado. O VSDA recomendou que o DVD-Video adoptasse uma embalagem similar à embalagem das cassetes de vídeo de modo a que os vendedores não tivessem de alterar a configuração das prateleiras das suas lojas. As opções mais aceitáveis são a Amaray Box, a AlphaPakTM e o SuperJewel Box. Para o DVD-ROM, o standard Jewel-Box é o que tem o melhor custo vs. durabilidade; existem várias opções disponíveis. No entanto, é muito importante que a embalagem seja robusta e que proteja o disco de qualquer estrago durante o transporte. Finalmente o DVD está pronto para usar.



Do filme ao vídeo

Converter um filme cinematográfico para vídeo, é uma tarefa complicada, uma vez que o filme utiliza 24 imagens por segundo, enquanto a norma de TV NTSC prevê 60 meias imagens por segundo e a norma PAL 50 por segundo. Eis como o problema foi resolvido.
No caso do NTSC, cada imagem do filme é repetida duas ou três vezes alternadamente, para formar as meias imagens. Assim se criam 12x2+12x3=60 meias imagens, ou seja 30 imagens por segundo. Na verdade, a frequência de imagens é de 59,97 Hz em vez dos 60 Hz da norma, mas a diferença é tão pequena que não causa qualquer problema.
No caso do sistema PAL, as coisas complicam-se porque 50 a dividir por 24 não dá um número exacto. No entanto encontrou-se uma solução bastante curiosa. Cada imagem do filme é repetida durante duas meias imagens, dando origem a 48 meias imagens, ou seja 24 imagens por segundo. Quando este vídeo PAL é reproduzido, tanto as imagens como o som desfilam a uma velocidade que é 4% mais elevada do que no filme cinematográfico. Portanto, um filme com duração de uma hora é reproduzido em apenas 57,6 minutos, diferença que não é entendida pelo espectador no caso das imagens. Quanto ao som, durante a produção do disco DVD ele é convenientemente adaptado às imagens.

Adeus, barras negras?

Um filme produzido para ecrã alargado pode ser visto de várias formas num ecrã de TV com dimensão 4:3. O método habitual é enquadrar o filme no ecrã deixando em cima e em baixo uma barra negra, mas existem outras alternativas.

- Letterbox e pan&scan

Muitos leitores DVD possuem uma função denominada letterbox. Se esta função for activada, os lados das imagens alargadas são cortados e um ecrã 4:3 é completamente preenchido com a parte central das imagens. Como este método é por vezes bastante inconveniente, foi desenvolvido outro processo denominado pan&scan. Neste caso também se perde uma secção lateral da imagem, mas durante a produção do DVD, cada imagem é dotada de um indicador de centragem horizontal (mais à esquerda ou mais à direita), para não se perderem pormenores importantes da cena. Esta é uma boa solução, mas são poucos os fabricantes de DVDs que se dão ao trabalho de a implementar.

- Anamorfose ou barras negras?

A norma de TV PAL foi criada para ecrãs do tipo 4:3. Portanto, quando um filme produzido para ecrã alargado é visto num ecrã 4:3, aparecerão barras negras em cima e em baixo. No caso dos televisores de ecrã alargado (16:9), uma imagem do formato 4:3, pode ser adaptada para ocupar todo o ecrã, mas isso afecta a resolução uma vez que algumas linhas da imagem não são usadas.
Como os leitores de DVD-Vídeo têm de descomprimir os dados MPEG-2 para criar imagens PAL ou NTSC, os fabricantes inventaram um truque. No DVD as imagens do filme são guardadas com uma compressão horizontal (anamorfose) comparável à do cinemascope, de forma que a imagem alargada original se encaixe perfeitamente num ecrã 4:3. Depois quando da reprodução, o utilizador pode escolher o formato adequado para o ecrã que possui. Num ecrã alargado (16:9) o leitor DVD estica as linhas restituindo a imagem para o formato original, utilizando-se todas as linhas horizontais disponíveis. No caso de um ecrã 4:3, o leitor DVD também pode converter os dados de forma a apresentar toda a imagem com barras negras em cima e em baixo.

Varrimento sequencial

Os monitores de computador fornecem uma imagem muito mais nítida que os receptores de TV, porque utilizam varrimento sequencial das imagens, isto é, toda a imagem é apresentada de uma só vez ao passo que os aparelhos de TV apresentam meia imagem de cada vez, formada com linhas alternadas da mesma imagem (entrelaçamento das imagens). Se existir precisão no entrelaçamento, como o fósforo do ecrã possui uma certa persistência, a vista humana não se apercebe de que na realidade está a ver duas meias imagens diferentes que se vão alternando a grande velocidade. Este entrelaçamento é necessário, devido à limitada largura de banda dos canais de televisão.
Nos computadores, a placa gráfica envia para o monitor 60, 75, ou mesmo 100 imagens completas por segundo, dando origem a uma imagem muito mais nítida. Nos DVD-Vídeo as imagens do filme são guardadas completas, mas depois o leitor DVD tem de as dividir em meias imagens para poderem ser reproduzidas num aparelho de TV. Felizmente, o varrimento sequencial já começou a ser utilizado nos aparelhos de TV, existindo alguns no mercado capazes de apresentar imagens completas de uma só vez (Hitachi por exemplo), mas os actuais leitores DVD têm de ser modificados para enviar imagens completas para esses receptores de TV. Os fabricantes dos leitores dos DVD não tiveram esse facto em consideração, mas existem firmas especializadas que podem executar a necessária modificação.