In questo esame siamo arrivati a vedere come sono distribuiti i dati sulle due facce dei DVD: abbiamo visto le varie opzioni, di un header "lead in" sullo strato inferiore e poi alla fine dei dati sullo strato un "lead out" in corrispondenza del "lead in" dello strato superiore (quindi, con direzioni di lettura dei due strati contrapposte) o l'altra opzione, che prevede invece due direzioni di lettura parallele, e quindi i due "lead in" (superiore e inferiore) che si sovrappongono. E anche i due "lead out" naturalmente sono uno sopra l'altro. 

Ora ci resta da esaminare la velocità di lettura. Credo che molti di voi sapranno che i dischi prodotti fino ad oggi si muovono secondo due principi: a velocità lineare costante o a velocità angolare costante. Se un disco gira ad un certo numero di giri al minuto (ad esempio, come succedeva per i vecchi LP) il punto di lettura "vede" molta più traccia lineare sull'esterno del disco che non quando si trova all'interno. 

Immaginiamo di mettere un vecchio LP di plastica nera sul giradischi, e di mettere la puntina vicino al bordo esterno. La puntina potrebbe percorrere -ad esempio- novanta centimetri di solco ad ogni giro del disco. Un disco di 30 cm di diametro ha infatti una circonferenza esterna di (30 <diametro> x 3.14 <numero fisso> = <circonferenza>) circa 95 cm, e un percorso come quello è del tutto credibile per un solco esterno. Se poniamo invece la puntina su un solco più interno (vicino all'etichetta) ecco che il percorso nel solco potrebbe essere intorno alla metà. Ad esempio, 40 o 50 cm. 

Cosa succede? Che se io avessi delle informazioni di uguale misura e distanziandole regolarmente, io potrei mettere sul solco esterno il doppio di informazioni che ci sono sul solco interno, perchè è lungo il doppio: 95 cm al posto di 50. Il solco interno limita tantissimo il numero di dati al minuto che 
posso leggere. Ad esempio, io potrei mettere sul bordo esterno del disco della musica che si estende oltre i 20.000 Hz, ma man mano la canzone procede... sarei costretto a tagliare gli acuti perchè la gamma disponibile (il numero di dati al minuto che posso scrivere e/o leggere) diminuisce, proprio perchè diminuisce lo "spazio visto ogni minuto", e mentre prima in un minuto avrei potuto mettere (poniamo ) mille segnali, ora ne posso mettere solo cinquecento. 

Quando si sono inventati i dischi ottici (CD) si è pensato di utilizzare un motore che gira a un numero di giri al minuto differente a seconda del luogo in cui il pick-up sta leggendo. In altre parole, quando il dispositivo di lettura è posizionato sui solchi interni, il motore gira più veloce, ma rallenta man mano il dispositivo di lettura va a leggere i solchi esterni. Quindi, in un solco interno (andando più veloce ma essendo il solco più corto) si può mettere un tot di dati. Su un solco più esterno la velocità diminuisce, ma aumenta proporzionalmente anche la lunghezza del solco, e quindi ci sta lo stesso numero di dati al secondo. Quando la velocità come numero di giri al secondo è sempre uguale (ad esempio, per i dischi a 33 giri) si dice che vi è una velocità angolare costante. Quando invece (come nel caso descritto) il dispositivo di lettura "vede" la stessa lunghezza di traccia per unità di tempo (ad esempio, al secondo) si dice che vi è una velocità lineare costante. I vecchi videodischi avevano la possibilità di adottare entrambi i tipi di trascinamento: vi erano i dischi CLV (a velocità lineare costante) e i CAV, a velocità angolare costante. 

La velocità lineare porta il vantaggio di una maggior capacità (si sfruttano tutte le tracce al meglio) ma comporta alcuni problemi, tra cui una maggior complessità costruttiva (è molto più facile mettere un motore che gira sempre alla stessa velocità che uno che varia a seconda di dove si mette il dispositivo di lettura) e (almeno a parità di risorse) un maggior tempo di accesso. Se stiamo leggendo ad esempio un dato vicino al bordo esterno e vogliamo passare velocemente a raccogliere un dato che si trova lontano (accanto al foro centrale) ecco che abbiamo bisogno di aspettare che il motore accelleri il suo numero di giri al secondo, e che si adegui perfettamente al numero di giri richiesto per quella specifica traccia. 

Questa premessa è un po' lunga, ma mi premeva chiarire i termini 
del problema prima di esporre brevemente il dato relativo ai DVD: la loro velocità nominale (lineare) è stata fissata in 3.5 oppure 4 metri di traccia la secondo (la seconda opzione è per i dischi a doppio strato). Per fare un confronto, basta ricordare che la velocità di trascinamento per il CD audio standard è di 1,2 metri al secondo. Quindi, si ha una velocità più elevata, circa tripla. Questo comporterebbe di per sè una perdita di capacità del programma (se la lettura avviene tre volte più veloce che in un CD, ci sta un programma della durata di un terzo, come se si legge una cassetta da tre ore a velocità doppia, ci sta 
una registrazione di un'ora e mezza!) Ma questo naturalmente non accade, perchè le tracce di un DVD sono più strette di quelle di un CD, e quindi vi sono più tracce da leggere. In pratica, il passo (= la distanza dal centro di una taccia al centro della traccia vicina, n.d.t) del DVD è meno della metà di quello di un CD: qui siamo a 0.74 millesimi di millimetro, mentre sul CD siamo a 1,6. Quindi, vi sta un numero più che doppio di tracce parità di superficie. 

La dimensione delle tacche è di 0.4 micron per la versione a singolo strato, mentre è un po' maggiore (0.44 micron) per la versione a doppio strato. Considerando questa diversità di dimensioni, si comprende come si sia domandata una velocità differente per le due opzioni (3,5 metri/secondo e 4 metri/secondo). Le tacche sono più grandi, ma si aumenta la velocità per permettere un eguale transfer rate, ovvero numero di dati al secondo. Credo il concetto sia chiaro: se si passa ad una data velocità sopra le 

tacche si vedono un certo numero di tacche per secondo. Se si accelera, ogni secondo se ne vedono di più (e quindi si leggono più dati). Se vi sono tacche più lunghe a parità di velocità se ne vedono meno: ad esempio, se sono lunghe il doppio, se ne vedono passare la metà. Ma se sono più "lunghe" e si passa sopra più velocemente si può vedere lo stesso numero di tacche di prima anche se quelle erano più corte. Anche in questo caso sul CD vi erano tacche grandi più del doppio (0.83-0.97 micron). 

Quanti dati per secondo può leggere un DVD? Il trasferimento di dati standard è di oltre dieci milioni di bit al secondo, e più precisamente 10.08 Mbit/s, valore che è circa 7 volte il trasferimento tipico di un CD-Rom in modo 2 (che sarebbe di 1.4Mb/s) e circa 8 volte il valore dei CD-rom in modo 1, che sarebbe di 1.2 Mb/s. 

Essendovi tracce e tacche più piccole, serve anche un raggio laser per la lettura più piccolo. Ricordiamo che il raggio laser è fatto da un fascio di onde luminose monocromatiche (con la stessa lunghezza d'onda) e coerenti (con la stessa fase). In realtà per la lettura dei DC-rom ( e dei CD) si era utilizzato un raggio laser basato su una lunghezza d'onda troppo grande perchè si possa parlar propriamente di luce: erano raggi infrarossi, con l'onda di dimensioni troppo grandi per essere visibili. Il raggio usato per i DVD è invece luce rossa, con lunghezza d'onda di 650 o 635 nanometri. Questa scelta è stata piuttosto sofferta, perchè rende incompatibili i lettori di DVD con i dischi CD-R (scrivibili) oggi sul mercato. Ma la scorsa puntata si è visto che vi è nell'ambito del DVD una variante riscrivibile, e questa dovrebbe divenire lo standard di mercato al posto di quella precedente. 

E' interessante notare che le macchine DVD attuali sono in genere compatibili "all'indietro", ovvero sui lettori DVD possono essere letti anche i DC-rom e CD audio. Questo naturalmente è un grosso vantaggio commerciale: si possono 
 
(segue dopo le figure)

Se il disco gira sempre alla stessa velocità
(ad esempio, un giro ogni 4 secondi) 
il laser legge in un secondo sempre un
quarto di giro. Ma all'esterno questo quarto di
giro può significare una traccia di 10 cm, 
mentre al centro una traccia di 3 o 4 cm. 
Si può adottare un'altra tecnica: distanziare 
regolarmente le tacche, prendendo in 
considerazione solo la lunghezza della 
traccia letta (lettura lineare) 
variando il numero di giri. 

Se le tacche sono di una certa dimensione
(ad esempio, 0.4 millesimi di millimetro) 
e sono lette ad una certa velocità lineare 
(3,5 m/sec.), ecco che si ha il flusso di dati 
al secondo richiesto . Se le tacche sono più 
grandi (0,44 micron, schema sotto) alla stessa 
velocità se ne leggerebbero di meno (spazio da a b). 
Accellerando opportunamente la velocità lineare, 
se ne possono invece leggere come prima 
("entra" nella lettura anche la tacca nera). 
Quindi, per non far diminuire il numero di 
dati al secondo (che diverrebbe insufficiente 
ad esempio per il video e audio di un film) 
si deve aumentare anche la velocità. 

0ID 4B) IEC(4B) RISERVATO(6B) DATI STANDARD (160 BYTES) da D[0] A D[159] 

1 DATI STANDARD (172 BYTES) ALLOCATI DA D [160] A D [331] 

2 DATI STANDARD (172 BYTES) ALLOCATI DA D [332] A D [503] 

3 DATI STANDARD (172 BYTES) ALLOCATI DA D [504] A D [675] 

5 DATI STANDARD (172 BYTES) ALLOCATI DA D [848] A D [1019] 

6 DATI STANDARD (172 BYTES) ALLOCATI DA D [1020] A D [1191] 

7 DATI STANDARD (172 BYTES) ALLOCATI DA D [1192] A D [1363] 

8 DATI STANDARD (172 BYTES) ALLOCATI DA D [1364] A D [1535] 

9 DATI STANDARD (172 BYTES) ALLOCATI DA D [1536] A D [1707] 

10 DATI STANDARD (172 BYTES) ALLOCATI DA D [1708] A D [1879] 

11 DATI STANDARD (172 BYTES) ALLOCATI DA D [1880] A D [20471] 

In pratica, l'utente si vedrà proporre un computer con in dotazione un lettore di CD-rom se vuole risparmiare qualcosa ma avere un apparecchio obsoleto, oppure fin dall'inizio un computer con un DVD se lo vuole "predisposto" per i programmi del futuro. 

Questo per quel che riguarda i lettori di DVD dentro i computer. E per quelli che sono da affiancare al videoregistratore? 

Sono anche stati posti sul mercato dei DVD che accettano sia dischi DVD che videodischi preesistenti. In questo caso uno sostituisce il lettore di videodischi con una macchina in grado di leggere indifferentemente dischi audio, videodischi e DVD. 

L'AUDIO 
 

Nell'audio vi sono molte (a mio modesto modo di vedere, troppe) opzioni, che creano una confusione indescrivibile. 

Si possono incidere su disco 5 canali per il Dolby AC-3 (per questo sistema i canali sono detti 5+1, perchè si usa anche un subwoofer che però non ha bisogno di una canale vero e proprio...). Vi è anche l'opzione dei 7+1 canali, che può accompagnare il video compresso a norme MPEG-2. 

Vi è anche la possibilità di porre delle piste in MPEG-1, e di avere sul disco uno "stream" PCM (pulse code modulation, o "codice a modulazione d'impulsi", simile a quello che vi è nei comuni CD audio). Chi conosce bene lo standard dei CD, sa che a suo tempo erano stati riservati degli spazi per delle immagini grafiche che potevano accompagnare le immagini. 

Anche qui vi è la possibilità di avere dei dati, delle titolazioni, delle semplici immagini grafiche che possono essere aggiunte o meno alle immagini principali o ai dati, e che possono anzi essere selezionate di volta in volta dall'utente. In pratica vi sono 32 canali selezionabili, utili ad esempio per avere la sottotitolatura di un film in 32 diverse lingue! 

E' stato già detto nella precedente puntata che un DVD potrebbe contenere circa 130 minuti di programma video ed audio, quale è un film. 

I calcoli in effetti potevano anche non quadrare: vediamo di rifarli alla luce di quanto esposto fin qui. Ora sappiamo infatti che vi può trovar spazio un canale dati (sottotitoli e/o grafica) che aumenta la quantità di dati necessari. Se si deve stare stretti, immaginiamo di voler mettere il minimo: non si può chiedere di più al flusso di dati per le immagini in MPEG-2, già ipercompresse. Questo sistema di compressione non ha un flusso predeterminato, ma è variabile a seconda delle necessità delle immagini che va a trasportare. Ma calcoliamo una media di 3.5Mb/secondo: su un programma sufficientemente lungo, dei picchi positivi possono essere compensati da altri momenti più favorevoli. Proviamo ad aggiungere 
solo tre canali per il Dolby, immaginando che altri possano essere multiplexati. Facciamo 384 Kbit/secondo. Alla fine ecco i nostri dati per titoli e sottotitoli: in media, possiamo assumere come ipotesi che si possa stare nei 4.7 Mb/ secondo. 
 

LA CAPACITA'  
 

Con questo transfer-rate (purchè sia "tenuto" abbastanza a lungo in modo da compensare la dispersione statistica) possiamo calcolare che un disco (alla capacità di dati indicata nella puntata precedente) possa contenere fino a 130 minuti di programma. E' tanto, è poco? E' tanto rispetto a quello che era possibile fare oggi con altri supporti analoghi, è poco se paragoniamo quel che può stare su un nastro (tipo VHS) in grado di immagazzinare programmi enormemente più lunghi. 

Notate che questi 130 minuti sono stati ottenuti con ogni espediente possibile, sono piuttosto sacrificati, e ciò non di meno non tutti i film riescono a star dentro questi tempi. 

Il problema in realtà non è così grave, perchè tutti i film sono suddivisi in più tempi; ed è immaginabile che vi possano essere dei dischi differenti per ogni tempo. Così come oggi vengono comunemente venduti più compact disc per ciascuna opera lirica, ciascuno con una parte di essa, così vi saranno i film lunghi venduti in contenitori "multipli". 

Prevedo tuttavia che per ragioni di opportunità commerciale verranno venduti DVD multipli anche per film che durano meno di 130 minuti. Molte Case cercheranno così di mostrare che si vendono più dischi per giustificare un prezzo maggiore, e altre lo faranno per mettere magari un audio più articolato o un canale dati più vasto. Come si è visto, la capacità dei dischi è migliorata enormemente dal punto di vista tecnologico, ma non è che ci sia da scialare dal punto di vista pratico: un film su un DVD ci sta decisamente stretto...