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Comment ça marche : le Blu-Ray

La troisième génération de supports optiques vient d'arriver : après le CD et le DVD, place au Blu-Ray ! Développé pour répondre aux besoins de la vidéo haute définition, il permet de stocker jusqu'à 25 Go de données.

Prenez un film d'environ deux heures. Avec ses bonus, ses différents sous-titrages et ses menus, il remplit les 4,7 Go d'un DVD. Prenez le même film, toujours avec ses bonus et ses sous-titres, mais enregistré cette fois en haute définition : il pèse alors près de 25 Go !
Pour réussir à le copier sur une galette au format standard (12 cm, le diamètre des CD et des DVD), les industriels ont mis au point non pas une, mais deux technologies : le HD-DVD, notamment soutenu par Nec et Toshiba, et le Blu-Ray, qui compte Sony parmi ses plus ardents défenseurs. Aujourd'hui, nul ne sait lequel de ces deux procédés finira par s'imposer. S'ils reposent sur un principe similaire, ces deux formats concurrents présentent des différences. Ainsi, alors que le HD-DVD ne permet de stocker ' que ' 15 Go de données sur un disque simple couche, le Blu-Ray accueille jusqu'à 25 Go, également sur une seule couche.
Dans les deux cas, la technique est identique à celle du DVD, elle-même dérivée de celle du CD. Les données numériques sont stockées sous la forme d'une suite de petits trous (les pits), qui sont creusés (par pressage ou par gravure) dans un sillon (le groove). La lecture de ces informations s'effectue, comme pour les DVD, en éclairant ces minuscules trous à l'aide d'un laser puis en analysant le rayon réfléchi. Mais comme la haute définition nécessite davantage d'informations que la définition standard (celle des DVD actuels), un disque Blu-Ray doit comporter plus de pits qu'un DVD.
Comme ces deux disques ont une surface identique, l'astuce consiste à réduire la taille de ces pits et à les rapprocher. Dès lors, les pits doivent être lus par un rayon laser plus fin. Alors que le DVD fait appel à un laser rouge, dont la longueur d'onde est de 0,650 micromètre (dix fois plus fin qu'un cheveu !), le Blu-Ray s'appuie sur un laser bleu-violet (c'est à cette couleur que le Blu-Ray doit son nom), au rayon plus étroit. Autre conséquence de cette augmentation de densité : les transferts de données sont quatre fois plus rapides, avec un débit qui passe de 1,15 Mo/s pour les DVD (à la vitesse de 1X) à 4,5 Mo/s sur le Blu-Ray (toujours en 1X).

Les disques Blu-Ray multicouches pourront stocker jusqu'à 200 Go !

Pour faciliter la lecture, les informations sont placées très près de la surface exposée au laser. Elles sont protégées par une fine couche d'un vernis particulièrement résistant, spécialement développé pour les disques Blu-Ray. Ce vernis est censé mettre les données à l'abri des traces de doigts et des rayures de manière bien plus efficace qu'avec les CD ou les DVD.
Le Blu-Ray permettra de regarder des films en haute définition copiés sur ' BD-Rom ', les disques Blu-Ray préenregistrés (et pressés en usine). Il offrira aussi la possibilité d'enregistrer les programmes en haute définition diffusés à la télévision ou de graver toutes sortes de données numériques sur des BD-R (des disques enregistrables) ou des BD-RE (des disques réinscriptibles). Et avec le Blu-Ray, plus besoin d'utiliser plusieurs DVD pour transmettre des fichiers volumineux ou archiver les photos, les vidéos et tout ce qui ne nous sert plus mais qui encombre les disques durs de nos ordinateurs : un seul disque Blu-Ray pourra contenir 5 fois plus de données qu'un DVD !
Et ce n'est qu'un début, car la capacité de ces nouveaux supports devrait rapidement évoluer. Si les industriels ont déjà mis au point des disques à double face, ils travaillent sur des modèles multicouches : les prototypes en comptent jusqu'à quatre par face, soit huit au total, ce qui portera la possibilité de stockage du Blu-Ray à presque 200 Go ! Mais si les disques à simple et double couches sont déjà prêts, il faudra encore patienter pour les lecteurs Blu-Ray : leur arrivée en France n'est pas prévue avant le printemps 2006. Incompatibles avec le HD-DVD, ces lecteurs pourront toutefois, grâce à leurs trois systèmes optiques et leurs lasers infrarouge, rouge et bleu-violet, lire le Blu-Ray mais aussi nos bons vieux CD et nos chers DVD, pas tout à fait bons pour la casse...

Le principe de fonctionnement

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1 - Un rayon plus étroit

Le diamètre du rayon lumineux qui éclaire les pits lors de l'écriture et de la lecture doit être adapté à leur largeur (afin de ne pas ' déborder ' sur les parties mitoyennes du sillon). Ce diamètre est lié à la couleur du laser ou, plus exactement, à sa longueur d'onde. La longueur d'onde est comprise, pour la lumière visible, entre 0,380 micromètre pour le violet, et 0,780 micromètre pour le rouge. Alors que la technologie DVD utilise un laser rouge, d'une longueur d'onde de 0,650 micromètre, celle du Blu-Ray emploie un laser bleu-violet, plus fin que le laser rouge, d'une longueur d'onde de 0,405 micromètre.

2 - Une lentille qui capte plus de lumière

Le système optique d'un lecteur Blu-Ray, comme celui d'un DVD, ne se contente pas de concentrer un rayon laser sur la couche des données : il doit aussi capter la lumière renvoyée par la couche réfléchissante. Cette lumière forme un cône dont le sommet correspond au point d'impact du faisceau laser et dont la base est délimitée par la circonférence de la lentille du système optique. Comme les pits d'un disque Blu-Ray sont plus petits et plus rapprochés que sur un DVD, ils renvoient aussi moins de lumière : ' l'?"il ' du lecteur Blu-Ray doit donc être plus sensible que celui des DVD. La solution adoptée : augmenter la sensibilité des lecteurs Blu-Ray en utilisant une lentille plus large, capable de recevoir plus de lumière.

3 - Des <i>pits</i> deux fois moins longs

Un disque Blu-Ray peut contenir beaucoup plus de données qu'un DVD. Comme sur les DVD, les 0 et les 1 correspondent à des suites de minuscules trous, appelés pits. Alors que leur longueur atteint 0,40 micromètre (millionième de mètre) sur un DVD, ils ne mesurent que 0,138 micromètre de long, soit 2,6 fois moins, sur un disque Blu-Ray ! Ces pits sont disposés sur un sillon (on parle aussi de ' piste ') qui se déroule de l'intérieur vers l'extérieur, dans le sens des aiguilles d'une montre. Sur un DVD, la largeur du sillon est de 0,74 micromètre, contre 0,32 micromètre sur un disque Blu-Ray.

4 - Des données mieux protégées

A l'instar du DVD, un disque Blu-Ray est constitué de plusieurs couches, ou layers. La première, composée de plastique (un substrat de polycarbonate), assure la rigidité du disque (son épaisseur est de 1,1 mm). La couche métallique réfléchissante, placée entre le plastique et la couche de données, est chargée de renvoyer, vers le bloc optique, la lumière qui transperce la couche de données. Enfin, toutes ces strates sont recouvertes d'une couche de polycarbonate transparent. Cette couche est bien plus fine sur un disque Blu-Ray (0,1 mm) que sur un DVD (0,6 mm). Les données sont ainsi plus proches du rayon laser. C'est pour cela qu'un vernis très résistant, conçu pour les disques Blu-Ray, protège l'ensemble.

Des films enfermés à triple tour

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Pas moins de trois systèmes ont été prévus pour protéger le contenu des BD-Rom, les disques Blu-Ray préenregistrés, contre les copies illégales.

L'AACS (Advanced Access Content System)
Commun au Blu-Ray et à son concurrent le HD-DVD, il s'agit d'un système de gestion des droits numériques associés aux ?"uvres. Il permettra de définir le nombre de copies autorisées et d'attribuer des droits de visionnage aux films proposés en téléchargement. Ces droits seront associés, notamment, au numéro de série du lecteur Blu-Ray. Conséquence : il faudra peut-être payer pour regarder un film emprunté à un ami !

Le Rom-Mark
Il s'agit d'une image holographique imprimée à la surface du disque (celle exposée au laser). Invisible pour l'utilisateur, elle devra être détectée par le lecteur pour qu'il puisse lire le BD-Rom.

LE BD +
Les données seront cryptées à l'aide d'une clé en 128 bits, et un double jeu de clefs de décodage sera fourni : il y en aura un sur le disque, et un dans le lecteur. Si un pirate parvient à casser le système de protection d'un lecteur, le fabricant pourra mettre à jour ses lecteurs et changer de type de protection. Ce double système permettra de limiter la lecture d'un disque à une marque ou à un modèle de lecteur.
Devant un tel arsenal de mesures restrictives, HP a demandé, et obtenu, de la Blu-Ray Disc Association (BDA), l'organisation chargée de définir les spécifications du Blu-Ray, l'intégration du Mandatory Managed Copy (MMC) dans ce format : le MMC permet de copier un film, depuis un BD-Rom, sur son ordinateur, pour le mettre à la disposition des utilisateurs d'un réseau familial.

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