Как производятся диски Blu-ray 3D - репортаж с фабрики Sony

Информационным поводом для демонстрации компанией Sony производства дисков стал выпуск первых трехмерных фильмов на Blu-ray. Впрочем, это именно повод, а не причина, никаких технологических отличий между "обычным" Blu-ray и Blu-ray 3D нет - сами диски совершенно одинаковые, производятся абсолютно идентичным способом.

Вся разница лишь в кодировании информации. Если файлы обычного Blu-ray содержат лишь однопоточную, "плоскую" картинку, то на Blu-ray 3D записывается сразу два видеопотока. Что любопытно, это вовсе не "левый" и "правый" каналы, как в классическом музыкальном стерео. Подход более похож на то, что в мире MP3 и иных примкнувших к нему музыкальных форматов называется joint stereo.

Основная информация об изображении содержится в главном потоке - по умолчанию был выбран тот, который предназначен для левого глаза. И он же является единственным рабочим в том случае, если Blu-ray 3D воспроизводится на системе, не поддерживающей отображение 3D-контента - таким образом обеспечивается обратная совместимость.

Для получения "правых" кадров используется второстепенный поток, в котором кодируется не сама "правая" картинка, а разница между "левой" и "правой". Эта разница обычно относительно невелика, а иногда и вовсе равна нулю - к примеру, для таких условно плоских объектов, как небо. Использование такого подхода позволяет сократить объем информации. Собственно, joint stereo было придумано именно для этого.

Однако, как заверяют технари Sony, экономия в данном случае достигается без потерь качества. То есть любая, хотя бы малейшая разница между правым и левым кадрами, обязательно будет закодирована во вспомогательном потоке, а снижение объема файла осуществляется только в тех случаях, когда разницы нет вообще.

Итак, как было сказано выше, изготовление Blu-ray 3D полностью идентично изготовлению обычных Blu-ray, производство которых, в свою очередь, крайне близко к изготовлению DVD- и CD-дисков с некоторыми, правда, нюансами. Однако наверняка не все знают, как это происходит, поэтому имеет смысл рассказать об этом подробнее.

⇡#Как делаются лазерные диски. Теория

Технологии, считающиеся современными, сложными и даже, извините, инновационными, зачастую представляют собой лишь дополнительные "навороты" поверх чего-нибудь очень-очень старого. Атомные электростанции? По своей сути, они недалеко ушли от парового котла. Небоскребы? Их стали строить задолго до начала XX века - просто тогда люди называли их мавзолеями или соборами.

А любой лазерный диск работает примерно так же, как старомодная грампластинка. И производится очень похоже, но, конечно же, с поправкой на современные требования к плотности записи, скорости передачи информации и, возможно, это самое важное - себестоимости одной копии.

Первый этап перевода неосязаемого контента во вполне себе физическую форму компакт-диска - изготовление эталона и прародителя для всех последующих штампов - мастер-диска. Основой мастер-диска является безупречно отполированная, тщательно вычищенная стеклянная пластина. Далее возможны два варианта.

Первый: на пластину наносится слой фоторезиста - вещества, чувствительного к свету. В фоторезисте с помощью лазера "прожигается" информация - происходит это примерно так же, как в обычном записывающем оптическом приводе. Используемый в CD-болванках фталоцианин под воздействием лазера из прозрачного становится непрозрачным. Фоторезист ведет себя иначе - он либо становится устойчивым к растворителю (негативный фоторезист), либо, напротив, чувствительным к нему (позитивный фоторезист).

В случае с негативным фоторезистом лазером обрабатываются те участки, которым предстоит стать "лендами", выпуклыми областями. В случае с позитивным - наборот, обрабатываются "питы", то есть углубления. Далее, под воздействием растворителя, "лишняя" часть фоторезиста смывается с пластины - остается лишь та часть вещества, в которой, собственно, и содержится информация.

Есть и другой вариант, не предполагающий использование фоторезиста. Вместо него на стеклянную пластину наносится вещество, называемое dye polymer (в русском языке эквивалентный термин, к сожалению, напрочь отсутствует). В этом веществе с помощью лазера "питы" выжигаются уже в полном смысле - под воздействием лазерного луча dye polymer испаряется.

Плюсом второго варианта является тот факт, что углубления на мастер-диске появляются не после обработки растворителем, а в процессе прожига. Поэтому в данном варианте с помощью второго лазера информация может быть сразу считана, что позволяет выявлять ошибки и тонко настраивать процесс прожига при обнаружении изъянов в обрабатываемой поверхности. Это важно, ведь счет идет на доли микрона - даже самые тщательные полировка и очистка просто не могут гарантировать полностью идеальные параметры исходного материала на таком уровне.

Полученная в итоге пластина запекается для достижения большей твердости, а после этого покрывается тонкой пленкой металла, например, никелем. Металлизация в данном случае неимоверно тонкая, поэтому металл на поверхность приходится осаждать из никелевого пара в вакуумных камерах.

Слой металла нужен для того, чтобы в дальнейшем можно было использовать процесс гальванизации. Металлизированная пластина погружается в гальваническую ванну, и на ее поверхность осаждается уже значительно более толстый (и значительно менее крепко связанный с поверхностью пластины) слой никеля: если на этапе металлизации толщина пленки составляет несколько сотен нанометров, то в результате гальванопластики получается слой толщиной в несколько десятых миллиметра.

Этот слой, будучи отделенным от стеклянной пластины и тщательно очищенным, представляет собой практически готовый штамп - негативное отображение мастер-диска. Он называется "father". В принципе, им уже можно пользоваться. Но одного штампа для массовой штамповки недостаточно, поэтому их требуется изготовить сразу несколько.

Стеклянный мастер-диск в процессе изготовления первого штампа разрушается, повторить процесс выращивания "штампа-отца" не получится - разве что с самого первого этапа, с фоторезистом и лазером.

Поэтому с помощью все той же гальванопластики с штампа "father" изготавливается позитивный штамп - "mother". А с него тем же методом производится десяток штампов "son" - полных копий "father". Вот именно они впоследствии и идут в дело, а их "батюшка" остается в архиве завода - он может пригодиться, если придется допечатать тираж.

Из отделения мастеринга штампы переносятся в соседний цех в специальном боксе, исключающем попадание на них пыли в процессе транспортировки. И тут начинается новый процесс: репликация, то есть изготовление непосредственно штампованных компакт-дисков.

Поступающий в штамповочный аппарат расплавленный поликарбонат поступает на штамп и формуется в виде знакомых всем 120-миллиметровых "блинов". Уже внутри пресса диск охлаждается до практически твердого состояния - при этом весь процесс штамповки занимает считанные секунды. После этого диски поступают в камеру, в которой охлаждаются окончательно.

Следующая стадия: металлизация, нанесение отражающего слоя - тонкой пленки сплава алюминия. Диск практически готов. Остается лишь покрыть его лаком, предохраняющим от повреждения металлизированный слой, и нанести поверх лака рисунок. И, разумеется, упаковать компакты по коробкам.

А как же многослойные и двусторонние диски? Для них каждый рабочий слой изготавливается отдельно - в виде практически самостоятельного диска, только с меньшей толщиной. Отдельные "блины" впоследствии склеиваются в единый диск.

Еще одна хитрость связана с дисками Blu-ray. Плотность информации на них настолько велика, что им противопоказаны даже небольшие царапины. Поэтому Blu-ray-диски полностью покрываются слоем устойчивого к царапинам вещества - на CD и DVD такое покрытие отсутствует.