Il Blu-ray Disc (sigla ufficiale BD), o più semplicemente, ma erroneamente, Blu-ray, è un supporto di memoria di tipo ottico. Progettato come successore del DVD, è in grado di memorizzare contenuti in Full HD e Ultra HD. Il disco di plastica ha un diametro di 120 mm e uno spessore di 1,2 mm, le stesse dimensioni di CD e DVD.
Il nome "Blu-ray" si riferisce al laser blu utilizzato per leggere il disco, che consente di memorizzare informazioni con una maggiore densità, rispetto al laser rosso usato per i DVD.
Dal 2007, anno della sua entrata in commercio con un vasto numero di titoli, il Blu-ray resta l'unico vero supporto per contenere i film nel loro formato cinematografico originale, e soprattutto nella giusta durata e nella giusta tonalità sonora. Questo perché il Blu-ray riporta tutte le caratteristiche della pellicola originale, senza correzioni tecniche come invece avveniva per le vecchie VHS e avviene tuttora per i DVD.
VHS, DVD, e tutti i film trasmessi in televisione subiscono un processo chiamato "telecinema".
Questo processo porta i classici 24 fotogrammi per secondo del film proiettato al cinema (fps) a 25 fps, con una accelerazione del 4,096%.
I film in DVD durano quindi circa 5 minuti di meno di un film in Blu-ray di 120 minuti, ma ad essere maggiormente penalizzata è la parte audio, che nel DVD risulta essere non solo più veloce quindi più corta, ma anche di una tonalità più alta del 4,096%, falsando quindi il tono corretto di parole e musica.
Caratteristiche
Grazie all'utilizzo per la lettura e la scrittura di un laser a luce blu (405 nm), di lunghezza d'onda più corta rispetto al CD (780 nm) ed al DVD (650 nm), il Blu-ray Disc riesce a contenere fino a 200 GB di dati, ovvero quasi 40 volte di più rispetto a un DVD Single Layer-Single Side (4,7 GB). Un disco da 25 GB risulta insufficiente per contenere circa 2 ore di filmato ad alta definizione utilizzando il tradizionale codec MPEG-2: per questo motivo, oltre all'utilizzo dei dischi a doppio strato (oltre 50 GB), era previsto l'impiego di codec più sofisticati come l'MPEG-4 AVC o il Windows Media Video 9 (standardizzato come VC-1) che permettono, in teoria, di raddoppiare il fattore di compressione rispetto all'MPEG-2, dimezzando in conseguenza la richiesta di spazio, senza incidere significativamente sulla qualità video.
Fu usato il termine Blu al posto della forma inglese corretta Blue poiché quest'ultima, essendo di uso comune nella lingua inglese, non è registrabile come marchio. Il primo apparecchio ad aver utilizzato commercialmente questa tecnologia fu la PlayStation 3, dopo che il 12 agosto 2004 i produttori impegnati nel progetto Blu-ray Disc dichiararono di aver approvato la versione 1.0 delle specifiche per i dischi BD-ROM. La presentazione ufficiale del nuovo supporto disponibile per il cinema ad alta definizione avvenne il 23 maggio 2006 negli Stati Uniti. Il primo apparecchio "consumer" che arrivò il 10 aprile 2003 nei negozi giapponesi fu il Sony BDZ-S77, un lettore e registratore venduto poi in America a 3.800 dollari. Non vi erano ancora gli standard per i video commerciali e nessun film era disponibile, ma solo materiale promozionale Sony. Il primo lettore di Blu-ray Disc da tavolo realmente consumer secondo lo standard fu il BD-P1000, commercializzato dalla Samsung nel luglio 2006.
La battaglia con il concorrente HD DVD L'HD DVD, nato nel 2003, è stato il modello commerciale concorrente del Blu-ray Disc. Pur utilizzando lo stesso laser blu da 405 nm, prevedeva una disposizione degli strati dati differente da questo ed identica a quella dei DVD così da consentire la stampa dei nuovi supporti pre-registrati con gli stessi macchinari già in possesso ai produttori di home video. Tuttavia questa disposizione degli strati non risulta ottimizzata per un laser a così corta lunghezza d'onda, motivo per cui la capacità di memorizzazione dell'HD DVD per strato risultava inferiore di oltre il 30 per cento rispetto a quella del Blu-ray Disc.
La battaglia per la diffusione delle due tecnologie si è combattuta principalmente sul fronte degli accordi commerciali con le case cinematografiche ed i produttori di hardware; il 19 febbraio 2008 il Blu-ray Disc ha definitivamente vinto la sua competizione con l'HD DVD, visto che Toshiba, titolare dei diritti sul modello concorrente, ha dichiarato la chiusura del progetto e la dismissione delle attività collegate.Toshiba Announces Discontinuation of HD DVD Businesses.
Capacità dischi e costi
Il Blu-ray Disc offre tre differenti capacità di archiviazione: 23.3, 25 e 27 GB. Sono leggermente differenti in quanto utilizzano i medesimi supporti, ma variano la quantità di dati immagazzinati grazie all'utilizzo di tre differenti lunghezze dei pit. È anche possibile diminuire ancora di più la lunghezza dei pit e incrementare la capacità di archiviazione per strato, in inglese chiamato layer.
Con i dischi Blu-ray da 25 GB già sul mercato e con quelli da 50 GB sulla linea di partenza, Sony era già al lavoro sui supporti da 200 GB: una capacità che sarebbe stata raggiunta con l'adozione di otto strati. Tale capacità è stata poi raggiunta e presentata il 26 maggio 2005 da parte della Blu-ray Disc Association che ha inoltre dichiarato che ormai i costi di produzione dei dischi BD-ROM con capacità da 25 e 50 GB sono molto simili a quelli degli odierni DVD a doppio strato.
Protezione dei dati
Sul fronte della sicurezza dei dati contro la contraffazione, il Blu-ray Disc utilizza l'Advanced Encryption Standard (AES) con chiavi a 128 bit che cambiano ogni 6 kB di dati. In una conferenza del 2004, Sony ha mostrato come una singola chiave veniva utilizzata per decriptare un DVD, mentre la chiave del Blu-ray Disc cambiava centinaia di volte durante la riproduzione. Il protocollo di gestione dei contenuti digitali funzionerà in cooperazione con il protocollo HDCP per impedire la riproduzione a dispositivi non abilitati.
Il Blu-ray Disc utilizza tre meccanismi di protezione dei dati: Il primo è l'AACS, evoluzione del Content Scrambling System (CSS) utilizzato per i DVD. L'AACS cripta i dati e può essere decodificato solamente conoscendo le chiavi date ai produttori di player. L'AACS, quindi, di fatto serve a impedire la riproduzione di dischi da parte di dispositivi non autorizzati o contraffatti (e che quindi potrebbero illegalmente trasferire il contenuto del supporto verso altri sistemi). Un secondo meccanismo di protezione è quello del Digital Watermarking. Significa che nel disco vengono inserite delle "impronte" realizzate mediante opportune modifiche della forma dei bit, invisibili all'occhio umano, ma il cui schema può essere intercettato e ricostruito dal player durante la riproduzione. Se il player non individua lo schema, il disco viene identificato come contraffatto e non riprodotto. Il Digital Watermarking, quindi, serve a impedire la riproduzione di dischi prodotti illegalmente. Il terzo sistema è chiamato BD+ e si basa su una macchina virtuale che può non essere eseguita nel riproduttore di Blu-ray Disc utilizzando un codice sorgente registrato direttamente nei supporti pre-registrati. Al momento del caricamento del disco, il codice viene estratto e portato nella memoria del player, dove viene eseguito. Il codice permette di decodificare il materiale registrato sul disco che è stato modificato applicando un secondo livello di protezione, aggiuntivo rispetto all'AACS, e che prevede la sostituzione di porzioni di dati utili con porzioni di dati non significative. Se tali porzioni non vengono ripristinate, il materiale risulta corrotto e quindi non leggibile. Il programma eseguito dalla macchina virtuale del BD player si occupa di ricostruire il flusso corretto di bit, permettendo la lettura del disco. Il BD+ offre due meccanismi molto potenti di protezione: innanzitutto il codice non risiede mai permanentemente nel player, in quanto non appena viene estratto il disco la memoria della Virtual Machine viene azzerata. Questo significa che il codice non è direttamente accessibile dal player e che questo non può essere "violato". In secondo luogo, poiché il codice risiede solo nel supporto, è possibile modificarlo ogni qualvolta il codice in uso risulti violato, rendendo così il sistema aggiornabile.
Storia del Blu-ray Disc
Il 19 aprile 2004 Sony ha presentato il prototipo di supporto Blu-ray fatto di "carta" per mitigare l'impatto ambientale derivante dallo smaltimento dei supporti ottici e migliorare la sicurezza per il loro utilizzo. Il lavoro su questo nuovo tipo di supporto era iniziato l'anno precedente. Il disco, grazie alla carta che ne costituisce la componente principale (il 51%), è biodegradabile e può essere facilmente distrutto usando un semplice paio di forbici. I costi di produzione dovrebbero essere anche più bassi di quelli dei normali dischi, rendendo il nuovo supporto il prodotto perfetto per la prossima generazione di supporti ottici, anche se la particolarità di questo materiale, seppure si basi sullo standard Blu-ray ne impedisce l'uso sui (pochi) lettori e masterizzatori già in commercio, richiede un hardware aggiornato per il suo utilizzo. A fine 2004 JVC invece ha annunciato la realizzazione del primo Blu-ray/DVD combo ROM disc, ovvero un disco capace di immagazzinare fino a 33,5 GB di dati in maniera molto originale: riprendendo l'idea dei DVD a singolo strato (layer) ma doppia faccia ha realizzato un supporto formato da un lato da un layer del Blu-ray Disc mentre dall'altro un DVD dual layer. In questo modo si potrebbero realizzare film in due formati diversi a diverse risoluzioni e un utente potrebbe cominciare a vedere il film in formato DVD e poi al momento dell'acquisto di un nuovo lettore compatibile Blu-ray poter usufruire subito delle potenzialità del nuovo formato con una videoteca già fornita. Teoricamente questo costituirebbe un ottimo supporto di transizione, ma nella pratica emergono vari dubbi sulla possibilità che questo possa mai diventare un prodotto commerciale, visti i risultati (scarsi) di tentativi analoghi già sperimentati in passato unendo i DVD e i CD per ottenere un formato unico. Il 20 maggio 2005 la TDK ha realizzato un prototipo di disco Blu-ray a doppio strato e doppia faccia in grado non solo di raccogliere il doppio dei dati (cioè 100 GB) ma anche di poter essere letto/scritto a velocità maggiore rispetto ai dischi standard realizzati finora. Il disco può registrare a 72 Mbps, il doppio rispetto ai 36 Mbps degli attuali Blu-ray Disc originali. TDK ha migliorato la velocità di scrittura usando un laser molto più potente e approntando alcuni cambiamenti al materiale del disco stesso. All'inizio, lo standard proposto si basava sulla velocità di 2x e questo ha costretto TDK a proporre il nuovo standard alla Blu-ray Disc Association, ma a fine giugno l'azienda è riuscita a raggiungere in laboratorio l'incredibile velocità di 6x ovvero 216 Mbps stabili in scrittura. Secondo Sony dopo il lancio di tale supporto ci sarà il primo aumento di velocità durante il 2007. È stata presentata inoltre l'evoluzione della tecnologia proprietaria Armor Plated, chiamata commercialmente col nome Durabis, che consiste in uno stato protettivo antigraffio già applicato da TDK su alcuni DVD nel 2004 e ora applicato anche ai supporti Blu-ray. A detta del produttore, i dischi trattati con questa resina speciale possono resistere all'"attacco" di una spugna in lana di acciaio e respingere ogni tipo d'inchiostro, anche indelebile. Questo strato protettivo consentirà la commercializzazione di dischi Blu-ray "nudi" ovvero privi della cartuccia protettiva che era stata pensata inizialmente, risultando quindi del tutto simili ai CD e ai DVD.