DVD

left|25px|Begriffsklärung Dieser Artikel behandelt den Datenträger DVD; andere Bedeutungen siehe DVD (Begriffsklärung).

Die DVD ist ein Speichermedium, das wie eine CD aussieht, aber über eine deutlich höhere Speicherkapazität verfügt und vielfältiger nutzbar ist. Das Kunstwort DVD geht ursprünglich auf die Abkürzung von Digital Versatile Disc (englisch für digitale, vielseitige Scheibe) zurück, ist heute aber nach Angaben des DVD-Konsortiums ein eigenständiger Begriff und unabhängig von einer Langform. In der Alltagssprache wird der Ausdruck DVD häufig verwendet im Sinne eines DVD-Videos.

Dieser Artikel gibt Überblicksinformationen zur DVD in Geschichte, Varianten und Herstellung. Speziellere Details finden sich in den Artikeln DVD-Video, DVD-Audio, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD±R und DVD±RW.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte und Verbreitung

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 (kurz: VCD), jedoch konnten auf der VCD maximal 74 Minuten Videomaterial in VHS-Qualität untergebracht werden. Dies führte bei Spielfilmen dazu, dass die VCD mitten im Film gewechselt werden musste, ähnlich wie früher eine Musikkassette oder Langspielplatte. Aufgrund des hohen Anschaffungspreises eines VCD-Players (damals bei ca. 1000 DM), der wenigen Anbieter solcher Geräte und dem daraus resultierendem Mangel an Preiskampf, sowie des über Jahre geringen Angebotes an VCD-Filmen mit überdurchschnittlich hohen Preisen im Vergleich zu VHS-Versionen, konnte sich die VCD außer in China nie wirklich durchsetzen.

Die Unterhaltungsindustrie arbeitete bereits daran, die Kapazität der CD zu erhöhen. Hierbei gab es zwei unterschiedliche Konzepte: Sony und Philips betrieben die Entwicklung der Multimedia-CD (kurz: MMCD), Toshiba und Time Warner favorisierten die Super Density CD (kurz: 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; man einigte sich auf „Digital Versatile Disc“ (versatile = vielseitig).

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 gelang es der Film-Industrie, mit einem Regionalcode Marktkontrolle zu gewinnen. Mit dem Code soll verhindert werden, dass z.B. eine DVD aus den USA auf einem europäischen Gerät abspielbar ist. Die Film-Industrie fürchtete 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. Als Marketingstrategie ist auch bekannt, dass mit der regionalen Beschränkung der Anwendbarkeit von Produkten Käufern globales Einkaufen vergällt wird und deswegen in unterschiedlichen Regionen unterschiedliche Preise (sogenannte "Marktpreise") erzielbar sind. Sowohl der verwendete Wiedergabeschutz Content Scrambling System als auch der Regionalcode sind mittlerweile zwar leicht zu umgehen, jedoch reagierte die Industrie darauf einerseits mit rechtlichen Maßnahmen und andererseits mit dem Druck auf die Hersteller von DVD-Laufwerken, die Abfrage des Regionalcodes gerätetechnisch zu implementieren.

1999 kamen die ersten DVD-Brenner in den Handel, die Preise lagen jedoch bei weit über 2.500 €.

Seit 2001 werden in Deutschland 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 noch enger gesetzten Pits und Lands mit einem blauen Laser noch höhere Datenmengen untergebracht werden können. Mögliche Nachfolgeformate sind die so genannte Blu-ray Disc (kurz: Blu-ray) und die High Density DVD (kurz: HD-DVD).

DVD-Formate

thumb|Die zwei grundsätzlichen DVD-Gruppen lassen sich leicht anhand der Farbe ihrer Rückseite unterscheiden. Die DVD gibt es in zahlreichen Varianten, welche als DVD-Formate bezeichnet werden. Alle acht DVD-Formate lassen sich in zwei Gruppen kategorisieren:

DVD-Datenstrukturen

Die DVD wird für folgende drei Verwendungszwecke eingesetzt, für die jeweils eigene DVD-Formate für spezielle Datenstrukturen geschaffen wurden:

Daneben gibt es auch sogenannte Hybrid-DVD, welche wie ein „Mischling“ die Eigenschaften einer DVD-Video, DVD-Audio oder DVD-ROM in einer DVD kombiniert. Eine solche Hybrid-DVD enthält Videos, Musik und Computerdaten und präsentiert im DVD-Player, DVD-Rekorder oder DVD-Laufwerk des Computers die jeweils abspielbaren Inhalte.

Technisch ist eine Hybrid-DVD sehr einfach möglich, weil die DVD-Video und DVD-Audio auf der DVD-ROM basieren. Die DVD-ROM speichert alle Inhalte als Dateien nach dem UDF-Dateisystem ab. Für die DVD-Video und DVD-Audio mussten dann nur zwei weitere Festlegungen vorgenommen werden: Die erlaubten Dateiformate und der Ablageort auf der DVD. Für die Hybrid-DVD ist besonders der Ablageort interessant. Wird eine DVD-Video oder Hybrid-DVD zum Beispiel in einem DVD-Rekorder eingelegt, so sucht dieser die Filmdateien im Unterverzeichnis VIDEO_TS. Nach dem gleichen Schema sucht ein DVD-Player die Audiodaten im Unterverzeichnis AUDIO_TS. Im DVD-Laufwerk eines Computers sind hingegen alle Dateien einer DVD ersichtlich, weil dieses jede DVD als eine DVD-ROM behandelt.

Beschreibbare DVD-Formate

Der Endbenutzer kann nicht nur käufliche DVDs abspielen (die im Presswerk hergestellt wurden), sondern er kann mit einem DVD-Brenner auch eigene DVD-Videos, DVD-Audio oder DVD-ROMs erstellen. DVD-Brenner sind bspw. in Computern und Videorekordern eingebaut und benötigen beschreibbare DVD-Formate. Historisch haben sich aus Kostengründen die fünf verschiedenen DVD-Formate DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW und DVD-RAM entwickelt mit einfacher und doppelter Speicherkapazität (DL). Sie werden nach folgender Systematik bezeichnet:

DVD Keine Abkürzung, vgl. Kapitel Geschichte und Verbreitung.
Am „-“ sind alle DVD-Formate erkennbar, welche vom DVD-Forum stammen.
+ Am „+“ sind alle DVD-Formate erkennbar, welche von der DVD+RW Alliance stammen.
± Mit einem „±“ wird ausgedrückt, dass hier sowohl die DVD-Formate des DVD-Forums wie der DVD+RW Alliance gemeint sind.
R Recordable, d. h. beschreibbar (gewöhnlich nur einmal).
RW Rewritable, d. h. wiederbeschreibbar (gewöhnlich ca. 100 mal veränderbar/korrigierbar).
RAM Random Access Memory, d. h. freier, direkter Schreib-/Lesezugriff auf alle Daten (Details siehe Text)
DL Dual Layer, d. h. zwei Datenschichten pro Seite

Die drei DVD-Formate, die vom DVD-Forum stammen, werden auch als Minus-Standard bezeichnet. Entsprechend werden die zwei DVD-Formate von der DVD+RW Alliance mit einem „+“ auch als Plus-Standard bezeichnet. Die DVD-Formate nach dem Plus-Standard sind technisch einfacher aufgebaut und die Lizenzgebühren für die Patentnutzung sind bedeutend niedriger. Diese anfänglichen Preisvorteile des Plus-Standards gibt es inzwischen durch den harten Wettbewerb mit dem Minus-Standard nicht mehr.

Die Formatvielfalt hatte zu einer Kaufzurückhaltung bei den Konsumenten geführt, da unklar war, welches beschreibbare DVD-Format die größte Investitionssicherheit aufweist. Die Industrie reagierte seit 2003 darauf mit preisgünstigen Multi-Brennern, die sowohl das Minus- als auch den Plus-DVD-Format unterstützen.

Seit 2004 werden einige dieser fünf DVD-Formate auch für den Konsumenten nicht nur mit einer, sondern mit zwei beschreibbaren Schichten angeboten. Diese beschreibbaren DVDs werden mit dem Kürzel „DL“ für „Dual Layer“ gekennzeichnet, wie zum Beispiel „DVD-R DL“, „DVD+R DL“ und „DVD-RAM DL“. RW-Rohlinge wird es nicht mit zwei Schichten geben, da die Reflexionseigenschaften der zweiten Schicht nicht ausreichend wären.

[[Bild:DVD-RAM Detail Sectors.jpg|thumb|Eine DVD-RAM ist mit dem bloßen Auge unmittelbar von anderen DVD-Formaten unterscheidbar anhand ihrer typischen Sektorierung, die sich in vielen kleinen verstreuten Rechtecken äußern (siehe auch Vergrößerung). Die Sektorierung dient einer höheren Datensicherheit.]] Die fünf beschreibbaren DVD-Formate lassen sich unterscheiden nach ihrer Veränderbarkeit und Datensicherheit.

  1. Zuerst soll die Veränderbarkeit besprochen werden. Die fünf beschreibbaren DVD-Formaten lassen sich in zwei Gruppen einteilen nach ihrer Veränderbarkeit:
    • DVD-Rohlinge die nur einmal beschreibbar sind: DVD-R und DVD+R. Bei diesen Medien wird die Information in einen sogenannten Dye geschrieben. Dies ist ein organischer Farbstoff, meist violetter Farbe.
    • DVD-Medien die nachträglich veränderbar sind: DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM. Die RW-Medien verwenden als funktionelle Schicht anstatt des Dyes bei R-Medien eine metallische Schicht. Von den DVD-Medien ist nur die DVD-RAM nahezu unendlich oft wiederbeschreibbar (ca. 100.000 mal), während die DVD-RW bzw. DVD+RW bestenfalls 50- bis 100-mal beschrieben werden können.
  2. Neben der Veränderbarkeit ist besonders die Datensicherheit ein weiteres wichtiges Unterscheidungsmerkmal der einzelnen beschreibbaren DVD-Formate:
    • So reagieren DVD±R aufgrund ihrer organischen Farbstoffe viel empfindlicher auf Sonnenlicht und Hitze als die DVD±RW mit ihren anorganischen Farbpigmenten.
    • Andererseits ist bei der DVD±RW erst nach mehrfachem Schreiben (2–10 mal) sichergestellt, dass die Daten stabil gespeichert bleiben, weil sich erst danach die chemischen Eigenschaften nicht mehr so leicht verändern.
    • Die DVD-RAM weist von allen beschreibbaren DVD-Formaten die höchste Datensicherheit auf, weil sie zusätzlich folgende zwei Eigenschaften aufweist:
      1. Sektorierung: Die Medien von DVD-RAM besitzen eine eingeprägte Sektorierung, die sich visuell als ein Muster von kleinen verstreuten Rechtecken auf der Rückseite einer DVD-RAM zeigen. Sie dienen einer höheren Lese- und Schreibgenauigkeit, vgl. auch die Abbildung.
      2. Defektmanagement: Die DVD-RAM besitzt das selbe bewährte Defektmanagement wie bei den Festplatten. Jede geschriebene Information wird von der Hardware kontrollweise gelesen (verifiziert) und ggf. verbessert. Es gibt daher keine versteckten Schreibfehler wie bei der DVD±R oder DVD±RW.

Technik

Zur Technik der DVD wird zuerst die Speicherkapazität und die Zugriffstechnik erläutert. Anschließend werden die Aspekte der DVD-Herstellung für die Hersteller beleuchtet. Die Technik zur Erstellung von DVDs durch den Konsumenten ist bereits unter dem Kapitel „beschreibbare DVD-Formate“ und DVD-Brenner dargestellt worden.

Speicherkapazität und Zugriffstechnik


Die Spezifikationen sehen die folgenden DVD-Typen in der Version 2 vor. Auf die Darstellung der seltenen Version 1 wird verzichtet. Für eine besser lesbare Tabelle erfolgt die Angabe der Brutto-Speicherkapazität in GiB bzw. GB statt in Bytes. Die tatsächlich nutzbare Speicherkapazität hängt vom verwendetem Dateisystem der DVD ab.

Format Kapazität Schichten Vorderseite/Rückseite Bemerkung
DVD-5 4.38 GiB (4,7 GB) 1/0  
DVD-9 7.95 GiB (8,5 GB) 2/0 Durch Variation der Wellenlänge kann die zweite Schicht gelesen werden.
DVD-10 2 × 4.38 GiB 1/1 Zweiseitig beschrieben, muss gedreht werden (Flipper).
DVD-14 7.95 + 4.38 GiB 1/2 Eine Seite Single Layer (eine Schicht) und eine Dual Layer (zwei Schichten).
DVD-18 2 × 7.95 GiB 2/2 Beide Seiten werden in zwei Schichten beschrieben. Selten.
DVD-plus 4.38 GiB 1/0 DVD-5 wird mit einer normalen CD kombiniert. So kann der CD-Teil auf CD-Playern abgespielt werden. Die CD-Seite und die DVD-Seite sind unterschiedlich, die Medien sind nicht normgerecht, sondern zu dick. Beschriftung kaum möglich.

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 und kleiner als auf einer CD. Das bedeutet vor allem, dass auf weniger Raum mehr Daten gespeichert werden können, erhöht aber zugleich die Wahrscheinlichkeit der Unlesbarkeit bei Kratzern oder anderen Verunreinigungen der Oberfläche.

Zum anderen ist es möglich, auf einer DVD zwei Schichten an Daten übereinander zu lagern. Zur Nutzung beider erweiterter Technologien braucht es höherfrequente und genauere 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.

Nachdem die ersten DVD-Brenner nur eine Datenmenge von 3.4 GiB auf einen einmal beschreibbaren DVD-Rohling speichern konnten, wurde die Kapazität später auf die volle Größe einer DVD-5 (4.38 GiB) angehoben und zusätzlich wiederbeschreibbare Medien mit diesem Fassungsvermögen vorgestellt. Seit Mitte 2004 beherrschen DVD-Brenner auch die „dual layer“-Technik, welche die Speicherung von Daten auf einem einzigen zweischichtigen Rohling erlaubt. „Dual Layer“ bedeutet dabei nicht doppelter Speicherplatz. Der zweite Datenlayer besitzt weiter gesetzte Pits und Lands um überhaupt ein Lesen zu ermöglichen und ist somit erheblich kleiner. Würde der zweite Layer die Speichergröße verdoppeln, so würden diese DVD's fast 9 GiB, statt der üblichen 7.95 GiB fassen.

Duplikation

Serienanfertigung

Es werden Kunststoffscheiben aus Polycarbonat gespritzt, die mit dem Stempel (Glasmaster-Negativ) gepresst werden. Die Ebene mit den Daten wird wie bei CDs mit einer Aluminiumschicht überzogen. Im Gegensatz zur CD folgt bei einer DVD allerdings nicht nur eine Versiegelung mit Schutzlack, sondern es wird eine zweite Schicht Polycarbonat aufgebracht; bei mehrschichtigen DVDs folgt ein zweiter Stempel und eine dritte Schicht Polycarbonat. Zuletzt kann die DVD gelabelt werden.

DVD-Brennen

Beim Brennen ist kein Glasmaster erforderlich, sondern nur ein Computer, ein DVD-Brenner und Brenn-Software.

Für das Brennen benötigt man DVD-Rohlinge, die in unterschiedlichen Qualitäten als DVD-R, DVD+R, DVD-RW und DVD+RW erhältlich sind. Durch die verschiedenen DVD-Formate besteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass die gebrannte DVD auf einigen DVD-Playern nicht abspielbar sein wird. Deswegen sollte man sich nach der Kompatibilität des Brenners und der gewünschten Abspielgeräte vor dem Kauf der Rohlinge genau erkundigen. Einige DVD-Brenner bieten die Möglichkeit, DVD+R und DVD+RW Rohlinge mit dem Booktype DVD-ROM zu kennzeichnen und dadurch deren Akzeptanz durch DVD-Abspielgeräte deutlich zu erhöhen.

Labelaufdruck / Beschriftung

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

„Einweg-DVD“

Seit Jahren hört man immer wieder in regelmäßigen Abständen von einer neu erfundenen Einweg-DVD, welche besonders den Spielfilmverleih von Videotheken revolutionieren soll. Dem Vorteil, dass man diese DVDs der Videothek nicht mehr zurückbringen muss und somit auch Verzugsgebühren kein Thema mehr sind, steht der Nachteil gegenüber, dass das Konzept nicht ökologisch ist. Sobald die DVD aus der luftdicht verpackten Hülle entfernt wird und mit Sauerstoff in Berührung kommt, erfolgt eine chemische Reaktion, welche die DVD innerhalb von acht bis 48 Stunden unbrauchbar macht. Nach Ablauf dieser Zeit kann die DVD vom Kunden einfach weggeworfen werden, weswegen diese DVDs auch Wegwerf-DVDs genannt werden.

Die Firma Flexplay hat eine solche Einweg-DVD unter dem Namen EZ-D herausgebracht. Diese wird jedoch als Flop angesehen, da keine Nachfrage dafür besteht. Ein ähnliches Verfahren hatte auch schon die Firma SpectraDisc zuvor vorgestellt, welche die Einweg-DVDs jedoch aufgrund von Lichtempfindlichkeit unbrauchbar machte.

„Divx-DVD“

Während heutzutage das DivX-Format als Videokompressionsalgorithmus bekannt ist, bezeichnet die Divx-DVD eine spezielle Pay-Per-View Variante (Digital Video-Express). 1998 kam die Idee auf, zu den damals noch erheblich teureren DVDs eine Billigvariante anzubieten. Die DVDs kosteten $4,50. Weitere Kosten würden je nach Abrufen des Filminhalts auflaufen. So wurden weitere $3,25 verlangt, damit man den Film für 48 Stunden genießen konnte. Es gab auch spezielle Preisangebote, mit denen man den Film auch monatsweise freischalten konnte (auch bekannt als Divxsilver). Zur Dekodierung und Abrechnung der Filme wurden spezielle Player benötigt, welche in der Testphase ca. $100 teurer waren als normale Player. Sie waren mit einem Modem ausgestattet, welches sich nach einer bestimmten Anzahl geschauter DVDs, aber wenigstens einmal im Monat nachts mit einem speziellen Server verband und Abrechnungsdaten wegschickte. Abgerechnet wurde über die Telefonrechnung. Auf dem PC funktionierten Divx-DVDs übrigens nie. Auch die Verschlüsselung war sehr viel härter und vielseitiger im Vergleich zu normalen DVDs. Die DVDs benutzten also weiterhin MPEG-2 und unterschieden sich auch in ihrer äußeren Datenstruktur nicht von normalen DVDs. In ihren Videostream wurde alle paar Frames ein Divx-Flag einkodiert, welches zur Identifizierung und Dekodierung des Films diente. Getestet wurde die Scheibe in San Fracisco und Richmond. Zu Beginn stand lediglich ein Player und nur 14 von einst versprochenen 150 Titeln zur Verfügung. Später wurde das Angebot auf 420 Titel aufgestockt, konnte aber mit den damals bereits 3500 releasten Video-DVDs nicht konkurrieren. Das ganze System konnte sich folglich nicht durchsetzen. Was als Konkurrenz zu Pay-TV und Videothek begann, endete bereits nach 2 Jahren als Flop. Die Entwicklerfirma beendete die Unterstützung für Divx und senkte die Preise für Divx-Player, die damit weniger kosteten als damalige Low-End-Player. Da sie auch normale DVDs unterstützten, waren sie eine preisgünstige Alternative zu den noch recht teuren DVD-Playern. Am 7. Juli 2001 wählten sich die Player ein letztes Mal beim Server ein und wurden für uneingeschränktes Abspielen allgemeiner DVDs freigeschaltet. Divx-DVDs sind heute nicht mehr abspielbar.

Literatur

Weblinks

20px WikiCommons: Weitere Bilder, Videos oder Audiodateien zum Thema DVD

See also: DVD, 1990er, 1995, 1999, 2001, Blu-ray Disc, Brenner (Hardware)