Feinwerktechnische Fertigung. CD und DVD

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1 Feinwerktechnische Fertigung CD und DVD

2 Inhaltsverzeichnis Allgemeines zur CD und DVD Aufbau eines CD Laufwerkes Auslesen der Daten mit Spurkorrektur Aufbau und Herstellung einer CD Aufbau einer DVD Herstellung und Auslesen einer DVD Das Ein mal Eins der DVD Technische Spezifikationen CD Standards DVD Standards - 2 -

3 Was ist eine CD-ROM Abkürzung für englisch Compact Disc - Read Only Memory Nicht beschreibbare Speicherplatte aus Kunststoff mit 12 cm Durchmesser, auf der Musik, Programme, Texte oder Grafiken nach einem optischen Verfahren gespeichert sind. Die Daten können durch CD-ROM Laufwerke gelesen werden. Die CD- ROM bietet sich mit einer Speicherkapazität von bis zu 700 MByte besonders als Datenträger für umfangreiche Programmpakete, Datenbanken und Nachschlagewerke an. Was ist eine DVD Abkürzung für Digital Versatile Disc Ein digitaler optischer Festspeicher in Form einer mit Aluminium beschichteten, runden Scheibe aus Kunststoff mit einem Durchmesser von 12 cm und einer Dicke von 1,2 mm; wird als Film-, Musik- und Datenspeicher verwendet. Die DVD ist eine Weiterentwicklung der Compactdisc und ist äußerlich von ihr nicht zu unterscheiden. Durch andere Fertigungstechniken und den Einsatz von Laserdioden mit kürzeren Wellenlängen ist die Datendichte der DVD höher als die der Compactdisc. Zudem können die Daten in zwei Schichten aufgebracht und die DVD zweiseitig beschrieben werden, so dass sich je nach Ausführung eine Datenkapazität von bis zu 17 GByte ergibt. Die Daten werden im DVD-Laufwerk durch den gebündelten Strahl einer Laserdiode abgetastet. Der Strahl nimmt die Informationen von der DVD auf und wird auf Fotodioden reflektiert. Von dort aus können die Daten elektronisch weiterverarbeitet werden. Die DVD-Video speichert in Verbindung mit bestimmten Datenkompressionsverfahren (MPEG-2) z. B. Spielfilme in brillanter Qualität mit Dolby-Surround-Sound und in bis zu acht verschiedenen Sprachversionen. Die DVD-ROM ist als Nachfolger der CD-ROM Datenspeicher für den Einsatz im Computer. Außerdem soll die DVD-Audio als Speicher für Musik dienen und die DVD-R und DVD-RAM vom Nutzer einmal bzw. beliebig oft beschrieben werden können

4 Aufbau eines CD Laufwerkes Das CD Laufwerk besteht im wesentlichen aus zwei Komponenten. Einem Motor mit einem Adapter, der die CD aufnimmt und zentriert, und der Leseeinheit mit der die Daten von der CD gelesen werden. Motor Nach dem Einlegen einer CD fährt die Laufwerksmechanik einen Bolzen durch das Loch in der Mitte der CD und zentriert diese. Von beiden Seiten wird die CD am inneren Rand festgehalten, damit eine Vertikalbewegung nicht mehr möglich ist. Danach sitzt die CD bombenfest und der Spindelmotor beginnt seine Arbeit. Dabei können heutige Laufwerke durchaus eine Geschwindigkeit von einigen Tausend Umdrehungen pro Minute erreichen. Dabei Unterscheidet man zwei Betriebsarten, wie der Motor ansteuern werden kann. CLV Constant Linear Velocity CAV Constant Angular Velocity - 4 -

5 CLV Constant Linear Velocity Da die ersten CD Laufwerke eigentlich für den Einsatz in CD Player gedacht waren, mußten die Daten der CD mit einer konstanten Geschwindigkeit gelesen werden. Dabei wird die Geschwindigkeit des Motors in Abhängigkeit der Position der Leseeinheit gesteuert, was bedeutet, das die Drehzahl abnimmt, wenn sich der Lesekopf nach außen bewegt. Mit dem Einzug der CD Laufwerke in die Computerwelt, wo nicht die Konstantheit zählt sondern Geschwindigkeit, hat man einen neuen Standart entwickelt. CAV Constant Angular Velocity In dieser Betriebsart wird nicht die Lesegeschwindigkeit konstant gehalten sonder die Winkelgeschwindigkeit mit der sich die CD dreht. Dabei wird der Datendurchsatz vom Innern der CD nach außen immer größer, was im Diagram auch zu sehen ist. Da die Datenmenge nicht beliebig gesteigert werden kann und die Laufwerke auch Musik CD s abspielen können, unterstützen alle heutigen Laufwerke beide Betriebsarten. Dabei wird nicht nur beim abspielen von Musik CD s und bei ereichen der kritischen Datenmenge in den CLV Betrieb umgeschaltet sondern z.b. auch bei Lesefehlern

6 Leseeinheit Die Leseeinheit eines CD Laufwerks besteht aus mehreren Teilen und ist auch eine der wichtigsten Einheiten im Laufwerk. Sie besteht aus einer Laserdiode mit einer Wellenlänge von 780nm, die als Lichtquelle dient. Da der Strahl der Laserdiode leicht divergent ist, wird er zunächst mit einer Linse parallel gerichtet. Die zweite Linse, die beweglich angebracht ist, fokussiert den Strahl auf die reflektierende Schicht (Lands) der CD. Nach der Reflexion durchläuft der Strahl in umgekehrter Richtung die Linsen und wird am Prisma zur Fotodiode umgelenkt

7 Auslesen der Daten und Spurkorrektur Das Auslesen der binären Informationen auf einer CD erfolgt mit Hilfe eines Galliumarsenidhalbleiterlasers. Dieser erzeugt einen ovalen Strahl von fast infrarotem Licht. Dieser ovale Strahl wird in einen roten Strahl von 0,6 µm Durchmesser transformiert. Beim Lesevorgang wird der stark fukussierte Laserstrahl durch den teildurchlässigen Spiegel auf die Spur der sich drehenden CD gerichtet. Dabei folgt der Laser exakt der spiralförmigen Spur (Channel). Sowohl von den Pits als auch von den Lands, wird das eintreffende Laserlicht reflektiert. Bei den Pits allerdings - da diese etwas tiefer liegen - mit einer kleinen zeitlichen Differenz. Dabei wurde die Tiefe der Pits so gewählt, daß die Differenz genau eine halbe Wellenlänge beträgt. Dadurch löschen sich zwei reflektierte Laserstrahlen an den Übergängen von Pits und Lands gegenseitig aus. Bei Pits und Lands wird das Laserlicht vollständig reflektiert, und an den Übergängen überhaupt nicht. Die reflektierten Laserstrahlen werden von dem teildurchlässigen Spiegel zu dem Photodetektor gelenkt, welcher ein elektrisches Singnal erzeugt, daß im CD-ROM- Laufwerk von einem Mikroprozessor umgewandelt wird. Bei einem Audio-CD-Player wird das Signal an einen Digital- Analogwandler (D/A-Wandler) geleitet, der es direkt in ein Analoges Stereosignal umwandelt. Um den Fokus exakt auf der Informationsschicht zu halten ist die Fotozelle in vier Bereiche aufgeteilt. Ist der Fokus genau ausgerichtet wird der reflektierte Strahl als Kreis abgebildet und jeder Bereich der Fotozelle wird gleich beleuchtet. Liegt der Brennpunkt vor bzw. hinter der zu lesenden Schicht verformt sich der Kreis und die Bereiche der Fotozelle werden unterschiedlich beleuchtet. Dieses Signal wird mit einer Elektronik ausgewertet, die dann die verstellbaren Fokusierlinse nachregelt. Für die Spurkorektur werden die außenbereiche des reflektierten Strahls auf zwei separate Fotozellen geleitet, die je nach Lage des Laserstrahls auf der Spur unterschiedliche Intensitäten haben

8 Aufbau der Compact Disc Aufbau und Herstellung einer CD-ROM Die CD besteht aus einer Polycarbonatscheibe mit einem Durchmesser von 120mm und einer Dicke von 1,2mm in der sich in der Mitte ein Loch von 15mm befindet, das zur Zentrierung dient. Die Datenablage beginnt bei einem Durchmesser von 46mm und geht normalerweise bis 117mm. Auf der refektierenden Substratsschicht jeder CD befindet sich eine Spur, die von innen nach außen reicht. Diese enthält sogenannte Pits und Lands (Vertiefungen). Sie repräsentieren logisch gesehen die digitalen Einser und Nullen. Durch die Pits und Lands wird der Laserstrahl unterschiedlich abgelenkt. Die reflektierten Informationen werden über ein Prisma zur fotoelektrischen Zelle geführt. In der Fotozelle werden die optischen Signale in elektrische umgewandelt, danach elektronisch aufbereitet und über Schnittstelle dem Rechner zugeteilt oder über einen D/A Wandler in analoge Signale umgewandelt (nur zur Wiedergabe von Musik). Die auf der CD befindlichen Pits (Vertiefungen) haben eine breite von 0,5µm und eine Länge von 0,83 bis 3,56µm. Der Abstand der Spur von Mitte der Pits her gesehen beträgt 1,6µm

9 Der Herstellungsprozeß der Compact Disc Begonnen wird mit einer polierten 5,9mm dicken Glasscheibe mit ca. 240mm Durchmesser, die absolut sauber sein muß. Diese Scheibe wird im sogenannten "Spin-Coasting-Verfahren" mit einer lichtempfindlichen Photoschicht überzogen. Diese Schicht wird mit einem Laser auf kleinste Unregelmäßigkeiten oder Löcher überprüft und in einem Ofen getrocknet. Ein mit den digitalen Informationen versehender Laserstrahl schneidet die Information in die Photoschicht, so daß nach dem Entwicklungsprozeß nur die unbelichteten Stellen stehenbleiben. Diese Scheibe wird Master genannt, sie enthält nach diesem Vorgang die digitale Information in Form von sogenannten Pits. Auf galvanischem Wege wird nun eine genaue Negativ-Kopie hergestellt, die später als Preßmatrize dient. Danach erfolgt eine Oberflächenbearbeitung und das Aufbringen einer Silberschicht. Mit dieser Negativ-Kopie könnte schon eine Herstellung einer CD erfolgen. Um aber die einzige vorhandene Matrize zu schonen, werden hiervon noch einmal eine oder mehrere Zwischenkopien erstellt, diese sind aber, da es sich hier um eine Positiv- Kopie handelt, als Matrize nicht zu verwenden. Diese Kopie wird in der Fachsprache als Mutter bezeichnet. Von dieser Mutter wird dann wieder auf galvanischem Wege eine Preßmatrize, nun als Negativ, erstellt. Mit dieser nun gewonnenen Preßmatrize werden die CDs gepreßt. Nach der Pressung wird auf diese Informationsfläche im Vakuum ein metallischer Niederschlag aufgedampft. Die Metallschicht wird auf der Oberseite mit einem Schutzlack gegen mechanische Beschädigungen versehen

10 Aufbau einer DVD Grundlegendes hat sich bei der DVD im Vergleich zur CD kaum geändert. Auf der DVD sind die Daten ebenso wie bei der CD in einer Spirale abgespeichtert. Man arbeitet auch hier wieder mit CLV. Als Referenzwert werden 3,49 m/s angegeben. Eine DVD entspricht in ihren makroskopischen Abmessungen denen einer CD. Allerdings besteht die 1,2mm dicke DVD aus 2 Polycarbonat-Halbdiscs, die "Rücken an Rücken" zusammen geklebt (bonded) werden. Die erheblich höhere Speicherkapazität wurde vor allem durch Minimierung der Strukturen erreicht, wie man recht gut auf dem Bild erkennen kann. Außerdem entschied man sich für einen Laser, der mit einer Wellenlänge von 650nm im Bereich des sichtbaren Lichts arbeitet. So ist eine feinere Fokussierung des Laserstrahls und damit ein Auslesen dichter geschriebener Informationen möglich

11 Herstellungsprozeß und Auslesen einer DVD Der Herstellungsprozeß ist ähnlich wie bei der CD. Die Preßvorlagen mit der die DVD hergestellt ist die gleiche. Nur der Rohling d.h. die Polycarbonatscheibe ist anstelle wie bei der CD 1,2mm nur 0,6mm dick. Die Unterschiede liegen nur im Verwendeten Material für die Datenschichten. Dabei sind die mittleren Schichten voll reflektierend und die beiden Äußeren halb durchlässig. Diese neuartige Zweischichtentechnik benutzt einen halbtransparenten Film, der um etwa 55 µm vor der ersten Schicht liegt. Wenn die tiefer liegende Informationsebene abgetastet wird, liest" der Laser also durch diesen halbtransparenten Film hindurch. Dessen eingeprägte Informationen stören nicht, denn der Laser erkennt nur die Informationen, auf die er fokussiert ist. Am Ende der tieferliegenden Schicht wird der Laser auf die semitransparente Schicht fokussiert und liest diese. Das dieses Umschalten ohne flüssig und Progra mmunterbrechung vor sich geht, wird durch zwei Besonderheiten sichergestellt: Erstens Wird die erste Schicht von innen nach aussen gelesen und die zweite von aussen nach innen, sodass die Stellung des Laserschlittens sowie die Drehzahl beim Umschalten nicht verändert werden müssen, und zweitens gibt es einen puffer Speicher, der für bruchlose Wiedergabe sorgt. Das Auslesen der Daten geschieht wie bei der CD mit Pulse-Width-Modulation, dabei repräsentieren Pits und Lands den Wert 0 nur der Übergang von Pit zu Land oder umgekehrt wird als 1 interpretiert

12 Das Ein mal Eins der DVD und 18 Die DVD-5 bildet den Anfang des Silberreigens. Sie kann bereits 4,4 GByte an Daten speichern, die wie bei einer CD einseitig in einer Speicherschicht (einem sog. Layer) abgelegt werden. Das Fassungsvermögen reicht für rund zwei Stunden Spieldauer (Video und Audio). Eine DVD-9 faßt 8 GByte. Sie ist ebenfalls einseitig zu verwenden. Über der ersten Schicht aus Aluminium befindet sich aber noch eine zweite, bräunlich transparente Schicht. Die typische Spielzeit beträgt gute vier Stunden. Ein Abspielgerät liest dabei zunächst die erste Schicht (Layer 0) von innen nach außen und dann die zweite Schicht (Layer 1) von außen nach innen. Dieses Verfahren des Abtastens nennt man RSDL - Reverse Spiral Dual Layer. Es soll die Zeit beim Wechsel zwischen den Schichten verkürzen (Es gibt auch DVDs, bei denen die zweite Schicht ebenfalls von innen nach außen gelesen wird). Eine DVD-10 besteht praktisch aus zwei Rücken an Rücken zusammengeklebten DVD-5. Sie ist beidseitig mit je 4,4 GByte bespielt (macht also 8,8 GByte) und wird wie die gute alte Schallplatte einfach umgedreht. Der größte Datensammler ist die DVD-18. Sie besteht sozusagen aus zwei DVD-9 mit je zwei Schichten pro Seite - das ergibt dann eine Speicherkapazität von 15,9 GByte. Damit läßt sich eine Spielzeit von 20 Stunden realisieren

13 Technische Spezifikationen Die Spezifikationen des DVD Formats im Vergleich zur Compact Disc: CD DVD Durchmesser 120 mm 120 mm Dicke 1,2 m 1,2 mm Struktur aus einem Stück aus zwei miteinander verklebten Teilen von je 0,6 mm Dicke Laser Wellenlänge 780 Nanometer (Infrarot) 650 und 635 Nanometer (Rot) Numerische Öffnung der 0,45 0,6 Fokussierlinse Spurabstand 1,6 Mikrometer 0,74 Mikrometer Signalmodulation Kleinste Pitlänge 0,83 Mikrometer 0,4 Mikrometer Rotationsgeschwindigkeit minimal 3,5 Hz 10,5 Hz Rotationsgeschwindigkeit maximal 8 Hz 25,5 Hz Abtastgeschwindigkeit 1,2 Meter/sec. (konstante Lineargeschwindigkeit) 4,0 Meter/sec. (konstante Lineargeschwindigkeit Datenebenen pro Seite Abstand der Datenebenen µm Korrigierbare Fehlerlänge 2,5 mm 6 mm User-Datenrate Mode 1: 153,6 kbyte/sec. Mode 2: 176,4 kbyte/sec kbyte/sec. Name Durchmesser ein- / doppelseitig Layer Kapazität Video Spieldauer DVD-5 12cm einseitig eine 4,7 Gbytes > 2 Stunden DVD-9 12cm einseitig zwei 8,5 Gbytes ~ 4 Stunden DVD-10 12cm doppelseitig eine 9,4 Gbytes ~ 4,5 Stunden DVD-18 12cm doppelseitig zwei 17 Gbytes > 8 Stunden DVD-1 (?) 8 cm einseitig eine 1,4 Gbytes ~ 1/2 Stunde DVD-2 (?) 8 cm einseitig zwei 2,7 Gbytes ~ 1,3 Stunden DVD-3 (?) 8 cm doppelseitig eine 2,9 Gbytes ~ 1,4 Stunden DVD-4 (?) 8 cm doppelseitig zwei 5,3 Gbytes ~ 2,5 Stunden DVD-R 12 cm einseitig eine 3,95 GBytes DVD-RAM 12 cm einseitig eine 2,58 GBytes CD 12 cm einseitig eine 700 MBytes 80 min. Audio

14 CD Standards Red-Book: (IEC-908) 1982 von Sony und Philips definierter Standard für die digitale Speicherung von Audiodaten auf CD. Diese Norm ermöglicht es, daß heute jeder CD-Player und jedes CD-ROM Laufwerk jede Audio-CD (CD- DA, Compact Disc Digital Audio) abspielen können. Yellow-Book: (ISO/IEC 10149) Eein später für CD-ROMs (Compact Disc Read Only Memory) definierter Standard der den direkten zugriff auf einzelne Sektoren der CD möglich macht. Da Computerdaten viel empfindlicher gegen Störungen sind als die Daten auf Audio-CDs, wird zudem im sogenannten Mode 1 ein Teil des CD-ROM-Speicherplatzes für Fehlerkorrektur reserviert. Das garantiert hohe Datensicherheit. Mode 2 arbeitet ohne zusätzliche Fehlerkorrektur und erlaubt es so mehr Nutzdaten zu speichern. Aus Sicherheitsgründen wird er nur für unkritische Video- und Audiodaten verwendet. High-Sierra-Format: Ein inzwischen veralteter Aufzeichnungsstandard der den Zugriff von verschiedenen Computersystemen auf die Daten einer CD-ROM ermöglichte. ISO9660-Format: Das 1988 verabschiedete und bei CD-ROMs übliche Dateisystem. Es beschreibt den Aufbau eines CD-ROM-Dateisystems. Die Datenmenge die sich auf einem Medium speichern laßt hängt von zwei Parametern ab: dem Sektorformat und der,,laufzeit" der CD, wenn man darauf Audiodaten speichern würde. Eine CD-ROM im ISO Format besitzt maximal 650 MB Speicherkapazität. Der ISO-9660-Standard ist abwärtskompatibel zum High-Sierra-Format. Orange-Book-Standard: (ISO/IEC 11172) Ein für beschreibbare CD-ROMs (CD-R, Compact Disc Recordable) und magneto-optische Medien definierter Standard der nur das physikalische Format der Medien festlegt. Green-Book: Ein von Sony und Philips festgelegter CD-I-Standard (Compact Disc Interactive). Jede CD-ROM, die diesem Standard entspricht, ist in jedem CD-Player zu verwenden, aber nicht allecd-rom-laufwerke können sie lesen. Mit einem speziellen CD-ROM Laufwerk und einer MPEG- Decoder-Karte kann man die Videos abspielen. Für den Interaktiven Teil benötigt man einen CD-Player der an den Fernseher angeschlossen wird, oder eine spezielle Steckkarte von Philips

15 White-Book: Ist ein Standard für Videos nach dem MPEG-Verfahren. Auf eine CD passen so codiert bis zu 74 Minuten Videofilm samt Audiodaten. Die auf Video-CD erhältlichen Spielfilme kommen deshalb auf zwei CD-ROMs. Damit diese Filme vernünftig am PC wiedergeben werden können, benötigt man eine MPEG-Dekomprimierkarte. Auch CD-Playern müssen MPEG fähig oder White-Book kompatibel sein um die Videos abspielen zu können, was besonders bei älteren Modellen nicht immer der Fall ist. Blue-Book: Das blaue Buch definiert die CD-Plus, die neuerdings CD-Extra genannt wird. Eine CD-Extra besteht aus zwei (oder mehreren) Sessions, wobei die erste mit Audiodaten und die zweite (und folgende) mit Computerdaten beschrieben sind. Das hat gegenüber der Mixed-Mode- CD-ROM den Vorteil, daß ein "Abspielen" von Computerdaten auf einem Audio-CD-Player verhindert wird und somit Beschädigungen der Stereoanlage oder der Lautsprecher ausgeschlossen werden, da gewöhnliche CD-Player nur die erste Session lesen können. Universal-Disc-Format: (UDF) Ein von der Optical-Storage-Technology-Association verabschiedetes Format für CD- RWs (Compact Disc ReWriteable). Ein großer Vorteil dieses Standards ist die Unterstützung für das Paket-Schreiben. Dies ist eine Methode, die Daten nach und nach auf die CD zu bringen. Alle Buffer-Underruns resultieren in schlechten Sektoren (das Problem bei den CD-Rs), aber der Schreibvorgang geht weher, ohne daß die CD verworfen werden muß. Rock Ridge: Abwärtskompatible Erweiterung von ISO Es erlaubt Dateinamen mit nahezu unbegrenzter Länge sowie beliebig tief verschachtelte Verzeichnisse darzustellen. Macintosh HFS Eigenständiges Dateisystem des Computerherstellers Apple. Inkompatibel zu ISO

16 DVD Standards Bild Ein digitalisiertes Videobild hoher Auflösung umfaßt eine Datenmenge von etwa 270 Mbit/sec. Wollte man dies in seiner originalen Form auf DVD speichern, wäre deren Kapazität schon nach wenigen Minuten erschöpft. Aus diesem Grunde wird das Bildsignal nach dem Standard MPEG-2 der Moving Pictures Experts Group" etwa um den Faktor 36:1 komprimiert. Das ergibt eine Bildauflösung, die um den Faktor 4 besser ist als die von MPEG-1, das noch bei der CD-i zur Anwendung gekommen ist. (DVD-Player können allerdings auch MPEG-1 codierte CD-Programme abspielen). In Zahlen ausgedrückt erreicht die DVD eine Horizontalauflösung von nicht weniger als 540 Linien, das ist sogar noch deutlich mehr als die 425 Linien, die maximal von einer Laserdisc zu bekommen sind. Doch die Bildqualität wird nicht nur von der Auflösung bestimmt. Ebenso wichtig ist der absolut ruhige Bildstand. Man vergleiche ein auf VHS aufgenommenes Testbild mit seinen unruhig flatternden senkrechten Linien mit dem perfekt wie ein Dia dastehenden Bild von einer DVD! Spektakulär tritt auch die völlige Abwesenheit von Bandrauschen in Erscheinung und schließlich ist da noch eine bisher unerreichte Farbtreue, sogar in der "VHS-Angstfarbe" rot. Ton Für ein reines DVD-Audio Format, also ohne Bildbegleitung" gibt es noch keinen Standard und es wird ihn wohl auch noch nicht so rasch geben. Aber schon die für DVD-Video vorgesehene Tonqualität stellt einen grossen Fortschritt gegenüber der bisher bekannten CD dar. Vor allem, weil DVDs Mehrkanal-Ton mit perfekter Kanaltrennung und mit perfektem Frequenzgang für alle Kanäle enthalten können. DENON demonstriert das als erste Firma mit DVDs, auf denen komplette Konzertmitschnitte in 5-Kanal Surround-Sound gespeichert sind. Der zweite Audio- Datenstrom auf diesen DVDs enthält synchron dasselbe Konzert, diesmal aber mit DENON's berühmtem "One-Point-Recording" in linearem 16Bit/48kHz Stereo, was spannende Vergleichsmöglichkeiten bietet. Eine DVD-Video kann bis zu 8 Audio-Datenströme enthalten. Jeder davon kann in einem der folgenden Tonformate gehalten sein: Lineare Pulse-Code Modulation: 1-8 Audiokanäle Dolby Digital (AC-3): Kanäle MPEG 2 Audio: oder 7+1 Kanäle Auch andere Tonformate wie zum Beispiel DTS oder SDDS sind möglich. Zur Verdeutlichung: Zusammen mit einem Film können durchaus 8 verschiedene Soundtracks übertragen werden, jeder davon in 5+1 Kanal Technik. Das +1 steht dabei für einen wahlweise anschliessbaren Subwoofer, der ausschliesslich extrem tiefe Audio-Frequenzen überträgt. Um die Sache nun nicht allzu unübersichtlich zu machen und möglicherweise ein Durcheinander an Tonformaten und Wiedergabedecodern heraufzubeschwören, hat man im DVD-Standard zwischen vorgeschriebenen und erlaubten Tonformaten unterschieden. 525/60 DVDs (NTSC) müssen entweder Linear-PCM oder Dolby Digital (AC-3) Ton in Mono oder Stereo enthalten, zusätzlich sind auch Dolby Digital Mehrkanal, MPEG- 1 (Mono oder Stereo), MPEG-2 (Mehrkanal), DTS, SDDS und andere Formate erlaubt. 625/50 DVDs (PAL) müssen entweder Linear-PCM, MPEG-1 oder Dolby Digital (AC- 3) Ton in Mono oder Stereo enthalten, zusätzlich sind auch Dolby Digital Mehrkanal, MPEG-2 Mehrkanal, DTS, SDDS und andere Formate erlaubt

17 Zusatzinformationen Zusätzlich zu Bild und Ton sind auf der DVD-Video noch 32 zusätzliche Datenströme vorgesehen, die insgesamt 3,36 Mbit/sec. umfassen dürfen. Diese werden wohl hauptsächlich für Untertitel Verwendung finden. Man kann damit aber auch Karaoke- Texte, Menüs und auch einfache Animationen kreieren. Ländercodes DVD-Video ist international nicht beliebig austauschbar. Auf Druck der amerikanischen Filmindustrie wurde die DVD-Welt im Februar 1997 in 6 verschiedene Regionen eingeteilt. DVDs können (müssen aber nicht, das steht dem Produzenten frei) einen Code enthalten, der zur Folge hat, dass die DVD nur abgespielt werden kann, wenn sie und das Abspielgerät denselben Regional-Code tragen. Das gibt den Hollywood-Studios die Kontrolle darüber in die Hand, wann und in welcher Version (Schnitt, Ton, Untertitel) ein Film auf den Markt kommt, wo zuerst und wo erst später. Europa hat den Regional-Code 2, zusammen mit Japan und Südafrika. Eine in den USA gekaufte und für den USA-Markt bestimmte DVD (Mit Regional-Code 1) lässt sich demnach auf einem in Europa gekauften DVD-Player nicht abspielen. Beim Kauf von DVD in aussereuropäischen Ländern ist es also unumgänglich, darauf zu achten, dass der Ländercode 2 auf der Verpackung angegeben ist. Oder gar keiner, denn auch das gibt es. Ja, menschenfreundliche Hollywood-Studios haben tatsächlich angekündigt, ältere Filme generell ohne Länderrestriktion auf den Markt zu bringen. Dort steht dann der Ländercode 0 auf der Verpackung

18 Kopierschutz Die phänomenale Bild- und Tonqualität von DVD könnte unlautere Subjekte dazu verführen, den Pfad der Tugend zu verlassen und von populären Filmen Raubkopien in den Handel zu bringen. Da es da um verdammt viel Geld geht, wurden im DVD- System mehrere Hürden eingebaut, die das Kopieren (nahezu) verunmöglichen. Da ist einmal das schon länger bekannte, analoge Macrovision System. Dieses sorgt dafür, dass beim Überspielen auf VHS die automatische Aussteuerung des VHS- Recorders dermassen gestört wird, dass die Aufnahme nur ein unangenehmes Flimmern zeigt. Man will aber verständlicherweise auch verhindern, dass DVDs auf digitalem Wege kopiert werden, zum Beispiel auf die Harddisk (oder später auf die DVD-R oder DVD- RAM) eines Computers. Es gibt daher im vom DVD-Player ausgegebenen Video- Signal auch ein Serial Copy Generation Management System" (CGMS), das Kopien oder Kopien von Kopien auf ganz ähnliche Weise verhindert wie das beim SCMS von DAT-Recordern der Fall ist. Und weil zwei Sicherheiten offenbar nicht genug sind, werden die Daten auf der DVD verschlüsselt gespeichert. Dieses System heisst Content Scrambling System" (CSS) und es ist dermassen hochstehendes Beispiel für Sicherheitstechnik, daß die amerikanische Regierung um ein Haar seinen Export aus Gründen der nationalen Sicherheit" verboten hätte und bizarrerweise Frankreich aus genau denselben Erwägungen beinahe seinen Import blockiert hätte. CSS sorgt dafür, dass die verschlüsselten Informationen nicht kopiert werden können, was bedeutet, dass ein Überspielen von DVDs auf andere digitale Datenträger nicht möglich ist. Erst für die Wiedergabe wird die Entschlüsselung durchgeführt, nach einem Code, den die Gerätehersteller beim Lizenzgeber beziehen müssen. Das ist im Moment zwar gratis, verteuert aber sowohl DVD-Video-Player als auch DVD-ROM Geräte bzw. deren Software. DVD-Audio Zunächst kann festgehalten werden, daß die Audio-Spezifikationen der bereits standardisierten DVD-Video ausgezeichnet und vielfältig sind und das schon damit ein deutlicher Fortschritt auch für die HiFi-Welt erzielt ist. Es bestehen aber dennoch Bestrebungen, auf der Basis der DVD-Technik auch eine Nur-Audio"-DVD zu entwickeln, bei der (fast) völlig auf Video verzichtet und die gesamte Daten-Kapazität für Super-HiFi zur Verfügung gestellt wird. Ein Standard dafür ist aber noch nicht in Sicht, es wird zwischen den verschiedenen Interessentengruppen noch heftig debattiert, welches der richtige Weg zum Supersound ist. Besonders die Acoustic Renaissance for Audio" (ARA) ist aktiv auf diesem Gebiet. Klar ist aber, daß man die enorme Speicherkapazität der DVD prinzipiell auf zwei verschiedene Arten nutzen kann: 1.) Für eine Erhöhung der Zahl der Übertragungskanäle 2.) Für eine Erhöhung der technischen Übertragungsqualität. Eine Seite einer DVD kann bekanntlich zwei Informationsebenen enthalten. Das eröffnet für Audio-Zwecke eine aparte Möglichkeit: Man könnte auf diese Weise nämlich etwas herstellen, das man als "Hybrid" bezeichnet. Eine Platte, die sowohl DVD als CD ist. Dabei würde auf der einen Informationsebene im CD-Standard aufgezeichnet, wodurch ein Abspielen auf jedem Compact Disc Spieler gewährleistet wäre. Auf der anderen Informationsebene wäre dasselbe Musikprogramm im DVD

19 Format gespeichert, also in 24 Bit / 96 khz Stereo oder in einem (noch zu bestimmenden) Mehrkanalformat. Damit wäre die von einigen Leuten gewünschte Kompatibilität mit dem heutigen CD-Format gegeben. Eine solche Platte könnte man dann zum Beispiel im Auto auf dem "gewöhnlichen" CD-Player in stereo laufen lassen, zu Hause aber auf dem DVD-Spieler im Super-HiFi Mehrkanalformat. Daneben wird auch das hauptsächlich von Sony, mit einiger Unterstützung auch von Philips, propagierte Direct Stream Digital" (DSD) Format diskutiert. Es ist aber nicht zu erwarten, daß eine reine Audio-DVD bald standardisiert oder gar schon auf den Markt gebracht wird. Dies unter anderem auch, weil schon die im Audio-Teil der Video-DVD vorgesehene Tonqualität nahezu allen Ansprüchen gerecht wird. Zu welchem Resultat die jetzt laufenden Standardisierungsgespräche auch immer kommen werden: Mit DVD wird es erstmals möglich, das gesamte technische Qualitätsspektrum der digitalen Audiotechnik im Rahmen des heute Erreichbaren uneingeschränkt wiederzugeben

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