DVD

Eine DVD (kurz für Digital Versatile Disc), ist ein Datenträger, der wie eine CD (Compact Disc) aussieht und ähnlich wie diese gelesen werden kann. Die DVD ist die konsequente Weiterentwicklung der optischen Speichermedien, es ist die dritte Generation nach CD und der magnetooptischen MiniDisc. Die Kapazität einer DVD liegt um ein Mehrfaches höher als bei einer CD. Ermöglicht wird dies durch eine höhere Datendichte und zwei parallele Datenschichten (Layer). Bei einer DVD können zudem beide Seiten beschrieben sein, was die CD-Spezifikation nicht zulässt. Doppelseitige DVDs sind jedoch selten. Um diese nutzen zu können, benötigt man entweder Abspielgeräte, die mit zwei Leseeinheiten ausgestattet sind, oder man muss die DVD im Betrieb umdrehen. Sie werden verwendet, um Filme in mehreren Bildformaten speichern zu können, z. B. die 1:2.35-Widescreen-Fassung auf der einen, die 4:3-Vollbild-Version auf der anderen Seite.

Zu Beginn der DVD-Produktion wurden auch einige doppelseitige DVDs mit nur einem Layer pro Seite produziert, da die Herstellung von DVDs mit zwei Layern pro Seite noch nicht so gut beherrscht wurde und relativ teuer war. Aus diesem Grund gibt es einige Filme auf DVD bei denen man während des Films die DVD umdrehen muss. Im Fachjargon der "DVD-Freaks" hat sich für solche DVDs der Name Flipper eingebürgert. Hiermit werden allerdings nur DVDs bezeichnet, die man während des Films umdrehen muss, nicht alle doppelseitigen DVDs. Heute sollte man allerdings keine Flipper mehr im Laden finden.

Speicherkapazität und Formate

Bei einer Kapazität von 4,7 Gigabyte (GB) für den Hauptlayer und 3,8 GB für den semitransparenten Layer ergeben sich folgende DVD-Typen (die Kapazitäten werden für die Benennung auf jeweils volle GB aufgerundet):

• DVD-5: single side, single layer; 4,7 GB (eine Seite mit einer Schicht)
• DVD-9: single side, dual layer; 8,54 GB (eine Seite mit zwei Schichten)
• DVD-10: double side, single layer; 9,4 GB (zwei Seiten mit jeweils einer Schicht)
• DVD-14: double side, one side one layer, second side dual layer; 13,24 GB (eine Seite mit einer Schicht + eine Seite mit zwei Schichten)
• DVD-18: double side, dual layer; 17,08 GB (zwei Seiten mit jeweils zwei Schichten)

DVD-Brenner beherrschen derzeit nicht die "dual layer"-Technik. Zudem verringert sich die Kapazität für den einen beschreibbaren Layer, so dass die Kapazitäten derzeit bei 4,6 GB für einmalig beschreibbare Rohlinge (DVD-R) und bei 4,5 GB für wiederbeschreibbare DVDs (DVD-RW) liegen.

Eine DVD kann Filme (DVD-Video), Musik und Ton (DVD-Audio) und Daten (DVD-ROM) enthalten. Anders als bei der Compact Disc, bei der Musik anders gespeichert wird als Daten, wird eine DVD meistens im Universal Disc Format beschrieben. Technisch ist es auch möglich, andere Datenformate zu verwenden (z.B. ISO9660 oder Joliet), jedoch können manche DVD-ROM-Laufwerke die DVD dann nicht lesen, da deren Treiber grundsätzlich nur auf das Universal Disc Format eingestellt sind.

DVD-Video

Das Haupteinsatzfeld der DVD liegt momentan (2002) im Videomarkt. Aus diesem Grund wird die DVD auch oft als "Digital Video Disc" bezeichnet. Videodaten werden MPEG-2-komprimiert aufgezeichnet, wobei PAL-DVDs eine Auflösung von 720x576 Pixels mit einer Bildfrequenz von 25 Hz haben, NTSC-DVDs eine Auflösung von 720x480 Pixels und eine Frequenz von 29,97 Hz. SECAM-DVDs gibt es nicht, da sich PAL und SECAM lediglich in der Farbcodierung, nicht aber in der Auflösung und Bildfrequenz unterscheiden.

Der Ton einer Video-DVD kann in den Formaten PCM, DTS, MPEG-2 Audio oder Dolby AC-3 vorliegen. NTSC-Player müssen lediglich PCM und Dolby AC-3 unterstützen, die übrigen Formate sind optional. In Ländern, die die PAL-Norm verwenden, waren ursprünglich nur PCM und MPEG-2 Audio als verbindlich vorgesehen. Auf Druck der Öffentlichkeit wurde jedoch auch Dolby AC-3 verbindlich für die Hersteller PAL-kompatibler DVD-Player.

Eine DVD Video hat bis zu 8 verschiedene Tonspuren. Dies wird z. B. genutzt, um Audioformate und/oder Sprachen auf einer DVD unterzubringen. Daneben stehen noch 32 Untertitelspuren zur Verfügung.

Die Filmwirtschaft hat, um Verlustgeschäfte durch Import von DVDs von einem Kontinent in den anderen zu vermeiden, DVDs mit so genannten Region-Codes ausgestattet. Eine DVD mit einem bestimmten Regionalcode kann normalerweise nur von einem Player gelesen werden, dem dies erlaubt ist. Der Markt bietet inzwischen auch regionalcodefreie Player, die DVDs aus allen Regionen abspielen. Diese Codes sind folgende:

Code	Region
0	Überall spielbar
1	USA, Kanada und US-Kolonien
2	Europa, Grönland, Südafrika, Japan, Ägypten und im mittleren Osten
3	Südost-Asien, Südkorea, Hongkong, Indonesien, Phillipinen, Taiwan
4	Australien, Neuseeland, Mexiko, Zentralamerika, Südamerika
5	Russland und andere Länder der ehemaligen UDSSR, Osteuropa, Indien, Afrika
6	Volksrepublik China
7	Reserviert für zukünftige Nutzung
8	Internationales Gelände, zum Beispiel in Flugzeugen oder Schiffen

DVD-Audio

Auf der DVD-Audio sind nur Audio-Informationen, also Musik oder Sprache gespeichert. Es können auch grafische Informationen gespeichert sein (z.B. Dia-Shows), dennoch handelt es sich dann um eine DVD im DVD-Audio Format. Zu beachten ist, daß diese DVDs nur auf Playern abgespielt werden können, die das DVD-Audio Format auch unterstützen. DVD-Audio ist, neben der Super-Audio-CD (SACD), eines der Nachfolgemedien zur Audio-CD (CD-DA).

DVD-ROM

Die DVD-ROM-Spezifikation ist die Basis aller bisher verfügbaren DVDs und legt das physikalische und logische Format fest, also die Maße und das Dateisystem der Disc, das Modulationsverfahren (EFM plus) und die Fehlerkorrektur (Reed Solomon Product Code). Darüber hinaus aber auch:

1. Die Reflektivität des Materials (zwischen 45 % und 85 % bei der ersten Schicht – im Gegensatz zu den rund 80 % bei der CD – und zwischen 13 % und 35 % beim zweiten Layer).
2. Die durchschnittliche Datenrate, mit der eine DVD mindestens ausgelesen werden muss.
3. Die Speicherkapazitäten sämtlicher Varianten.
4. Den Overhead, den die Fehlerkorrektur für sich beanspruchen darf (etwa 13 %).

Beschreibbare Medien-Typen

Derzeit gibt es zwei konkurrierende Systeme, die man oft als Plus- und Minus-Standard bezeichnet und nicht zueinander kompatibel sind. Bei beiden Standards gibt es Medien, die nur einmal beschreibbar sind und solche die wiederbeschreibbar sind.

Ein allgemeines Problem wiederbeschreibbarer Medien ist, dass sich die chemischen Eigenschaften während des Gebrauchs verändern. So ist erst nach mehrfachem Schreiben (2-10 mal) sichergestellt, dass sich die Eigenschaften nicht mehr verändern und die Daten stabil gespeichert bleiben.

Die Medien können mit einem DVD-Brenner beschrieben werden.

DVD-R

Mit DVD-R bezeichnet man ein einmal beschreibbares Medium des Minus-Standards. Es funktioniert in jedem DVD-Video kompatiblen Laufwerk. Medien dieses Typs können mit bis zu 8-facher Geschwindigkeit gebrannt werden.

Die Kapazität beschränkte sich im ersten Standard auf 3,65 GB und wurde im 2. Standard auf die Kapazität einer normalen DVD-5 angehoben.

Auch hier ist die Entwicklung nicht stehen geblieben. Pioneer versucht sich gerade an einem DVD-9 kompatibelen Medium.

DVD-RW

Mit DVD-RW bezeichnet man ein wiederbeschreibbares Medium des Minus-Standards. Medien dieses Typs können mit bis zu 4-facher Geschwindigkeit gebrannt werden.

Unangenehme Eigenschaft dieser Medien ist, dass die Reflexionseigenschaften der einer DVD-9 entsprechen. So versuchen Laufwerke, die nicht DVD-RW kompatibel sind, eine 2. Schicht zu finden, die nicht vorhanden ist.

DVD+R

Mit DVD+R bezeichnet man ein einmal beschreibbares Medium des Plus-Standards. Medien dieses Typs können mit bis zu 8-facher Geschwindigkeit gebrannt werden.

Aufgrund eines fehlenden Produktionsschrittes sind sie theoretisch günstiger als eine DVD-R.

Im März 2004 bringt Philips ein Laufwerk heraus, das in der Lage ist, mit Double-Layer DVD+R umzugehen. Diese doppelt beschichteten Medien bieten eine Speicherkapazität bis zu 8,5 GByte.

DVD+RW

Mit DVD+RW bezeichnet man ein wiederbeschreibbares Medium des Plus-Standards. Medien dieses Typs können mit bis zu 4-facher Geschwindigkeit gebrannt werden.

DVD-RAM

Wiederbeschreibbares Medium.

Siehe auch: DVD-RAM

DVD-VR

Abkömmling des DVD-RAM Standard. Inzwischen auf DVD-RW und DVD+RW übertragene Technik. Die Daten werden im UDF 2.01 Standard gebrannt, wodurch Microsoft Windows Probleme hat, diese Medien zu lesen. Andere Betriebssysteme haben diese Probleme nicht.

Dieses Format ist ähnlich einer DVD-Video, allerdings nicht kompatibel zu ihr. Es gibt hier einen Bearbeitungsmodus um einzelne Szenen aus einem Film auszublenden. Die Filme werden hier allerdings nicht extra verschlüsselt, sondern sind normale MPEG 2 Filme mit einer anderen Dateiendung.

Geschichte

Anfang der 1990er konnte sich die Compact-Disc als Massenspeicher-Medium bei Computern durchsetzen. Dadurch wuchsen nicht nur die Anwendungsfelder, sondern auch die Bedürfnisse der Verbraucher und der Unterhaltungsindustrie. Gewünscht wurde ein Medium, mit dem Videos ähnlich komfortabel gehandhabt werden können wie Musik- und Sprachaufnahmen mit der CD. Zwar gab es dies bereits als Video-CD (VCD). Diese kann bei VHS-Qualität jedoch maximal 74 Minuten auf einer VCD unterbringen. Bei Spielfilmen bedeutet dies, dass die VCD mitten im Film gewechselt werden muss, ähnlich wie früher eine Musikkassette oder Langspielplatte umgedreht werden musste, um die Musik auf der anderen Seite abzuspielen. Für die Verbraucher war dies nicht akzeptabel, so dass sich die VCD außer in China nie wirklich kommerziell durchgesetzt hat.

Aus diesem Grund arbeitete die Unterhaltungsindustrie daran, die Kapazität der CD zu erhöhen. Hierbei gab es zwei unterschiedliche Konzepte: Sony und Philips betrieben die Entwicklung der Multimedia-CD (MMCD), Toshiba und Time Warner favorisierten die Super Density CD (SD).

Auf Druck der Film-Industrie, die, in Erinnerung an die Markteinführung der Videorecorder, nicht mehrere Standards unterstützen wollte, einigten sich die zwei Lager gegen Ende 1995 auf einen gemeinsamen Standard. Da die DVD zunächst als reines Speichermedium für Videodaten gedacht war, stand DVD anfangs für "Digital Video Disc". Dies wurde jedoch revidiert, als andere Verwendungsmöglichkeiten abzusehen waren und man einigte sich auf "Digital Versatile Disc".

Es dauerte jedoch noch über ein Jahr, bis die ersten Abspielgeräte und DVD-Medien in den Handel kamen. Unstimmigkeiten wegen zu verwendender Kopierschutz-Verfahren waren der Grund. Zudem forderte die Film-Industrie einen Regionencode, durch den verhindert werden soll, dass z. B. eine US-DVD auf einem europäischen Gerät abspielbar ist. Die Film-Industrie fürchtet hier Umsatzeinbußen, da Filme in den USA oft schon auf dem Videomarkt erhältlich sind, während sie in Europa noch gar nicht im Kino gezeigt wurden. Sowohl der verwendete Wiedergabeschutz Content Scrambling System als auch der Regionencode sind mittlerweile jedoch leicht zu umgehen.

1999 kamen die ersten DVD-Brenner in den Handel, die Preise lagen jedoch bei weit über 25.000€, während ein DVD-Player ca. 500€ kostete. Mitte 2002 waren die Preise jedoch bereits bis auf 500€ gefallen, Mitte 2003 weiter auf etwa 150€. Seit 2004 sind DVD-Player bereits für 50€ zu erwerben.

2001 wurden in Deutschland erstmals mehr Spielfilme auf DVD verkauft als auf vorbespielten VHS-Kassetten (siehe Artikel bei heise.de).

Mittlerweile wird an einigen DVD-Standards gearbeitet, bei der durch Abtastung der DVD mit einem blauen Laser noch höhere Datenmengen untergebracht werden können. Mögliche Nachfolgeformate sind die so genannte HD-DVD (High Density DVD) und die Blu-ray Disc (BRD).

Alternativen zur DVD werden, vor allem aus Gründen der Kostenersparnis bei den Lizenzen, staatlich gefördert von mehreren Firmen besonders in Asien entwickelt. So setzt China auf die Enhanced Versatile Disc (EVD), Taiwan entwickelt die Finalized Versatile Disc (FVD).

Technik

Zwei Gründe erklären die im Vergleich zur herkömmlichen CD erheblich größere Speicherkapazität der DVD: Zum einen sind die so genannten "Pits and Lands" sehr viel enger aneinander gereiht, als auf einer CD. Das bedeutet vor allem, dass auf weniger Raum mehr Daten gespeichert werden können. Zum anderen ist es möglich, auf einer DVD zwei Schichten an Daten übereinander zu lagern. Zur Nutzung beider erweiterter Technologien braucht es filigranere und bessere Laser als zum Auslesen einer CD. Um die zweite Datenschicht lesen zu können, muss der Laser dazu noch leicht anwinkelbar sein. Nur so ist es möglich, die untere ("verdeckte") Schicht lesen zu können.

Duplikation

A. DVD-Pressung

Die Herstellung einer DVD oder einer CD (Rom und Video) besteht aus 4 Schritten nach Anlieferung der Master-DVD-R bzw. eines Streamer-Tapes ("DLT" Format) an das Presswerk:

1. Premastering:
Zuerst wird geprüft werden ob der Standard (das Book) erfüllt ist, d.h., ob der Datenträger den Spezifikationen entspricht. Danach wird mit der Berechnung des EDC (Error Detection Code) und ECC (Error Correction Code) begonnen. Dies dauert ca. 5-16 Std. Anschließend werden Time-Code, Inhaltsinformation der Tracks und TOC (Table of contents), usw. generiert und ein Image der DVD/CD erstellt. Die Daten können nun dem Mastering zugeführt werden.

2. Mastering:
Die aufbereiteten Daten aus dem Premastering werden auf einen Glasmaster (=eine Glasscheibe) übertragen indem ein modulierter Laserstrahl die darauf aufgetragene Substratschicht (ein Farbstoff) von innen nach außen belichtet. Im Entwicklungsbad werden dann die belichteten Stellen ausgewaschen, die Pits. Anschließend wird der Glasmaster mit einer 100nm dicken Silberschicht bedampft. Im Anschluss daran folgt ein erstes Auslesen als Qualitätsprüfung. (Nur nebenbei: Die Kosten für die Glasmasterproduktion werden bei geringen Auflagen (zwischen 300 und ca. 3000) von manchen Presswerken extra berechnet und darauf ist bei der Kalkulation zu achten!)

3. Galvanik:
Es werden nun Negative des Glasmasters erstellt, die für die Pressung als Stempel verwendet werden können.

4. Serienanfertigung:
Es werden Kunststoffscheiben aus Polycarbonat gespritzt, die mit dem Stempel (Glasmaster-Negativ) gepresst werden. Die Ebene mit den Daten wird bei CDs mit einer Aluminiumschicht überzogen. Nun erfolgt die Versiegelung mit Schutzlack. Zuletzt kann die DVD/CD gelabelt werden.

B. DVD-Brennung

Bei der Brennung ist kein Glasmaster erforderlich, sondern nur ein Computer, ein DVD-Brenner und Brenn-Software. Mittlerweile gibt es eine große Zahl unterschiedlicher und auch guter DVD-Brenner. Viele davon brennen auch CDs. Für die Brennung benötigt man DVD-Rohlinge, die in unterschiedlichen Qualitäten als Minus- oder Plus-DVD-R vorliegen. Viele davon haben den Nachteil, auf einigen DVD-Playern nicht abspielbar zu sein, deswegen sollte man sich nach der Kompatibilität der Rohlinge genau erkundigen. Bei der Brennung wird - aus Daten-Sicherheitsgründen - zunächst ein Image auf Festplatte und dieses eingehend auf Fehler getestet. Anschließend wird das Image mit einem Schreiblaser in den Rohling gebrannt. Die Brennung ist für kleine Auflagen bis ca. 250 Stück günstiger als die Pressung.

Labelaufdruck

Für den Labelaufdruck bei der DVD stehen, ebneso wie bei der CD, verschiedene Drucktechniken zur Verfügung:

Siebdruck: Im Siebdruck sind bis zu 6 Labelfarben möglich, es können Schmuckfarben (HKS oder Pantone) gewählt werden. Siebdruck ist derzeit die gängigste Variante, um CDs oder DVDs zu bedrucken, wird aber mehr und mehr vom Offsetdruck verdrängt. Der Siebdruck ist geeignet für gepresste CDs und DVDs, auch die Rohlingsbedruckung im Siebdruck ist möglich. Im Siebdruck sind die Farben sehr brillant.

Offsetdruck: Im Offsetdruck (Trockenoffset) sind 4 Labelfarben möglich (cmyk), kombiniert mit dem Siebdruck bis zu 6 Labelfarben (cmyk im Offset und zusätzlich weiß Vollfläche und eine Schmuckfarbe im Siebdruck). Auf Grund der höheren Auflösung als im Siebdruck ist der Offsetdruck ideal für fotorealistische Darstellungen. Seit Anfang 2004 ist der Offsetdruck nicht nur für gepresste CDs und DVDs, sondern auch für CD-Rohlinge und DVD-Rohlinge möglich.

Thermotransferdruck: Bei diesem Druckverfahren wird mit einem speziellen Drucker Farbe von einem Farbband durch Erhitzung des Druckkopfes auf die CD oder DVD übertragen. Technisch bedingt ist das Druckverfahren eher für Schriften und Logos geeignet. In der Praxis wird dieses Verfahren bei kleinen Auflagen (gebrannte CDs und DVDs) angewendet.

ThermoREtransferdruck: Der ThermoREtransferdruck ist die Weiterentwicklung des Thermotransferdrucks. Das Labelmotiv wird im Thermotransferdruckverfahren auf ein Übertargungsband gedruckt und davon dann eine Folie auf die CD aufgebracht. Durch diese Technik ist eine bessere Auflösung möglich. So kann bereits bei Kleinauflagen ein fotorealistischer Druck erreicht werden.

Siehe auch

• DVD Forum

Weblinks

• DVD Anleitung
• Care and handling of CDs and DVDs (engl.)
• InstantInfo größte frei zugängliche Datenbank beschreibarer CD & DVD Medien
• Ausführliche Hintergrundinformation zur DVD und MPEG Produktion: Formate, Farben, Probleme, etc.
• DVD Forum Kleines DVD-Review-Forum mit Technikecke. ]
• Labelinformationen Informationen zum Labeldruck auf CD und DVD