ブルーレイはDVDとどう違うのですか？

ブルーレイは、映画に使用される最新の光学メディアです。高解像度からのサポート、およびDVDを介したHDRサポートなどの他の追加機能をアドバタイズします。しかし、DVDフォーマットとBlu-rayフォーマットの実際の違いは、あまりよく説明されておらず、理解されていないことがよくあります。

光メディアはどのように機能しますか？

全光メディアディスクには、短いピットと長いピットの両方の一連のピットにデータがエンコードされています。これらのピットは、ディスクが回転している間にリーダーの下を通過するときに、集束されたレーザービームによって読み取られます。ピットはディスクの表面にエンコードされていません。代わりに、ディスク内の1つ以上のレイヤーにデータを書き込むことができます。

ディスクに保存できるデータの量は、ピットを互いにどれだけ近くに配置できるかに直接関係しています。ディスク上のピットの近接性は、それらをどれだけ近づけることができるかによって必ずしも制限されるわけではなく、主にディスク上のレーザースポットのサイズによるものです。より大きな波長のレーザーでは、スポットはより広くなります。スポット幅のこの変化は、異なる波長とレンズの間の回折の違いによるものです。この効果は、白色光を異なる色に分割するプリズムと同じ効果によって引き起こされます。

DVDの制限

従来のDVD形式では、波長650nmの赤色レーザーが使用されます。この光の波長は、データトラックのレーザースポットのサイズが1100nmであることを意味します。データの各リングは740nm離れており、ピットの幅を考慮して、次または前のトラックが干渉する前に、レーザーに30nmのクリアランスを与えます。

ヒント：1ナノメートル（nm）は10億分の1メートルです。

DVDは、単層フォーマットと2層フォーマットの両方で提供され、容量はそれぞれ4.7GBと8.5GBでした。単層バージョンと二層バージョンの間の容量の増加は、光をさらに屈折させる第1層を通過する必要があるため、第2層でのレーザーのポイントの定義が少ないため、真っ直ぐな倍増ではありません。この効果により、2層ディスクの2番目の層でデータトラックをわずかに大きい距離だけ分離する必要があるため、データ密度が低下します。

DVDには、それぞれ9.4GBと17.08GBを提供するシングルレイヤーバージョンとデュアルレイヤーバージョンの両方を備えた両面バージョンもありました。ただし、両面DVDは、両面にアクセスするために裏返す必要があり、商業的な成功を収めることはできませんでした。

ブルーレイの利点

ブルーレイは技術的に青色レーザーを使用していません。405nmの波長の光は実際には紫色です。データトラックの焦点でのレーザースポットサイズは480nmです。データの各リングは320nm離れており、レーザースポットと別のトラックからの干渉との間に15nmのクリアランスが与えられます。

ブルーレイディスクは、それぞれ25GBと50GBをサポートするシングルレイヤーフォーマットとデュアルレイヤーフォーマットの両方で提供されます。更新されたUltraHD Blu-ray規格は、容量と読み取り速度を向上させるためにピットの長さが短縮された3つのレイヤーを使用しています。Ultra HD Blu-rayディスクは、50 GBのデュアルレイヤー、66 GBのデュアルレイヤー、および100GBのトリプルレイヤーバージョンで利用できます。

派生BDXL形式は、3層ディスクと4層ディスクの合計容量がそれぞれ100GBと128GBの場合に4層を使用します。BDXL規格は通常、アーカイブストレージを対象としており、Blu-rayリーダーとは完全に互換性がありません。

ブルーレイ3D規格は、3Dコンテンツの人気と必要なハードウェアへのアクセスが商業的実行可能性に対して十分に高くなかったため、比較的短命でした。従来の2Dブルーレイプレーヤーでは元々まったく読み取れなかった3層ディスクを使用していました。その後の標準アップデートでは、2Dプレーヤーが3Dムービーの2Dバージョンを再生できるように、2つのビューが別々にエンコードされました。

再生の比較

DVDは、720×480または720×576の最大解像度でのみビデオを再生できます。比較すると、Blu-rayは1920×1080の最大ビデオ解像度を表示できますが、Ultra HD Blu-rayは4K（3840×2160）でビデオを表示できます。

DVDとBlu-rayはどちらも、インターレースを使用して60フレーム/秒（fps）で、またはプログレッシブスキャンを使用して最大30fpsでそれぞれの最高解像度のビデオを再生できます。Ultra HD Blu-rayは、プログレッシブスキャンを使用して、フル4K解像度で60fpsで実行できます。

ヒント：プログレッシブスキャンでは、フレーム内のピクセルの各行が画面に順番に表示されます。インターレースは、1つのフレームを表示するために2つのパスを作成することにより、見かけのフレームレートを上げるように設計された手法です。最初のパスでは、奇数行のピクセルがすべて描画されます。2番目のパスでは、ピクセルのすべての偶数行が描画されます。この2パスの規則は、インターレースビデオフォーマットが実際にアドバタイズされたフレームレートの半分を持っていることを意味します。