В этой статье рассматриваются базовые понятия и принципы, используемые при создании дисков DVD Video. Весь материал взят из разнообразных источников, расположенных в Сети. Там, где это возможно, я сохранил ссылки на источники информации. Если я вдруг кого-то забыл, не обижайтесь, пожалуйста, и дайте мне знать об этом.

Формат DVD

Физически, DVD формат похож на CD с тем отличием, что для работы с DVD дисками используется лазерный луч с меньшей длиной волны. За счет этого достигается большая плотность записи. Также, существуют DVD диски с дополнительным слоем для хранения данных, что увеличивает объем хранимых данных на одной стороне вдвое. Однослойный DVD диск предоставляет возможность записи до 4,7 Гбайт на одну сторону, а двухслойный — до 8,5 Гбайт.

Существует несколько разновидностей DVD носителей. Изначально DVD Forum определил три типа: DVD-R, DVD-RW и DVD-RAM. DVD-RAM является физически перезаписываемым форматом, однако он не совместим со стандартным форматом DVD Video.

Логическая организация DVD Video

В отличие от CD, который состоит из треков, список которых хранится в TOC (Table Of Contents), DVD имеет файловую систему UDF.

DVD Video логически разбит на следующие части:

• First-Play Section. Проигрывается первой сразу после того, как диск вставляется в устройство
• VMGI (Video Manager Information). Информация видео-менеджера
• VMGM (Video Manager Menus). Меню видео-менеджера
• VTS (Video Title-Sets). Комплекты видео-приложений

Каждый комплект видео приложений (VTS) логически разбит на

• VTSI (Video Title Set Information). Информация видео-приложения, содержащая в себе управляющие данные.
• VOB (Video Objects). Меню
• VOB (Video Objects). Данные
• Резервная копия VTSI

Каждый VOB (базовая файловая единица диска) включает видео, аудио, субтитры и навигационные данные. Когда проигрывается VOB, плеер не только последовательно проигрывает видео, но также следует навигационным командам для отображения меню, принятия команд от пользователя и т. д. Каждый VOB включает в себя отдельные ячейки (cells), связанные вместе при помощи Программных Цепочек (Program Chains — PGC), которые обеспечивают требуемую интерактивность, используя простой язык программирования, разработанный для DVD-Видео. PGC используются для регулирования проигрывания видео, аудио и субтитров в VOB"ах, отображения меню, и ввода и исполнения команд пользователя. Существует три типа PGC: последовательного проигрывания (sequential play), произвольного проигрывания (random play) и смешанного (shuffle play) проигрывания. Отдельные ячейки могут использоваться более чем одной PGC, которая может определять различные последовательности проигрыша видеоматериала, например для обеспечения бесшовного ветвления (seamless branching). PGC подчиняются набору команд для элементарного программирования, включающему математические и логические операторы, условные переходы, обратный отсчет времени и т. д. Имеется 16 обычных регистров для более сложного программирования, и 16 системных регистров.

Файловая организация DVD-Video

VOB"ы и другие данные располагаются в каталоге VIDEO_TS. Таблица внизу показывает пример диска с одним комплектом видео приложений.

Аудио, видео и субтитры могут содержатся не более чем в 9 VOB файлах, относящихся к данному видео приложению, каждый из которых по размеру не превышает 1 Гб. Таким образом, на DVD-5 будет не более 5 VOB файлов, относящихся к видео приложению, для DVD-9 могут потребоваться все 9. Файлы VTS*.* могут повторяться для каждого комплекта видео приложений (VTS) и будут соответственно называться VTS_02*.*, VTS_03*.* и т. д. На каждый VTS будет приходиться один.IFO и.BUP файлы, плюс один или больше.VOB файлов.

Требования к потоку

Одним из обязательных требований стандарта DVD Video к видеопотоку — он должен быть кодирован в MPEG-1 или MPEG-2. Таким образом, для кодирования подготавливаемого к записи видео необходим MPEG-1 или MPEG-2 кодек. MPEG-2 использовать более предпочтительно, поскольку он является более продвинутым и современным, однако, если вам необходимо получить на выходе видео-поток с битрейтом ниже 1 Мбит/сек (около 10 часов видео на стандартный однослойный DVD носитель), то в этом случае лучше воспользоваться кодеком MPEG-1.

Вопроизводимый в странах бывшего СНГ цифровой видео-поток должен соответствовать одним из требований, перечисленных ниже, ввиду того, что стандартные DVD проигрыватели могут просто отказаться от проигрывания видео-объекта, если формат видео-потока в нем не будет соответствовать указанным требованиям.

В процессе MPEG кодирования устраняются избыточные видео-данные в серии рядом расположенных кадров. Два соседних кадра обычно содержат много одинаковых элементов изображения. Информация в них отличается на малую часть от всей информации содержащейся в кадре. Производится сжатие видео, при котором используются не все данные каждого видео-кадра, а динамика изменений кадров, так как в большинстве последовательных кадров одного видео-сюжета фон почти не изменяется, а хорошо заметные изменения происходят на переднем плане. Например, происходит плавное перемещение небольшого объекта на фоне неизменного заднего плана. В этом случае полная информация о изображении сохраняется только для опорных изображений. Для остальных кадров оцифровывается только разностная информация: о положении объекта, направлении и величине его смещения, о новых элементах фона, открывающихся за объектом по мере его движения. Причем эта разностная информация вычисляется не только по сравнению с предыдущими изображениями, но и с последующими (поскольку именно в них по мере движения объекта открывается ранее скрытая часть фона). Опорные кадры в MPEG видео-потоке должны быть вставлены каждые 15 или 18 кадров, ввиду того, что именно опорные или, как их еще называют, I-кадры используются просмотрщиками видео при перемотке видео вперед или назад.

Для соответствия формату DVD Video, битрейт мультиплексированного потока не должен быть выше 9,8 Мбит/сек и не менее 300 Кбит/сек. Этот параметр обязательно нужно учитывать при получении конечного MPEG потока.

Основные понятия и определения

DVD видео. Для воспроизведения DVD с видео необходим DVD-привод и декодер MPEG-2 (то есть либо бытовой DVD-проигрыватель с аппаратным декодером, либо компьютерный DVD-привод и программный проигрыватель с установленым декодером). Фильмы на DVD сжаты с использованием алгоритма MPEG-2 для видео и различных (часто многоканальных) форматов для звука. Битрейт сжатого видео варьируется от 2000 до 9800 Кбит/с, часто бывает переменным (VBR − англ. variable bitrate). Стандартный размер видео кадра стандарта PAL равен 720×576 точек, стандарта NTSC — 720×480 точек. Аудиоданные в DVD-фильме могут быть в формате PCM, DTS, MPEG или Dolby Digital (AC-3). В странах, использующих стандарт NTSC, все фильмы на DVD должны содержать звуковую дорожку в формате PCM или AC-3, а все NTSC-плееры должны эти форматы поддерживать. Таким образом, любой стандартный диск может быть воспроизведён на любом стандартном оборудовании. В странах, использующих стандарт PAL (большая часть Европы, Россия в том числе), поначалу хотели ввести в качестве стандарта звука для DVD форматы PCM и MPEG-2, но под влиянием общественного давления и идя вразрез с пожеланиями Philips, DVD-Forum включил Dolby AC-3 в список опциональных форматов звука на дисках и обязательных форматов в плеерах.

PAL (Phase-Alternating Line). Система аналогового цветного телевидения, разработана инженером немецкой компании «Telefunken» Вальтером Брухом и представленная как стандарт телевизионного вещания в 1967 году.

NTSC (National Television Standards Committee). Национальный комитет по телевизионным стандартам. Cистема аналогового цветного телевидения, разработанная в США. 18 декабря 1953 года впервые в мире было начато цветное телевизионное вещание с применением именно этой системы. NTSC принята в качестве стандартной системы цветного телевидения также в Канаде, Японии и ряде стран американского континента.

MPEG (Moving Picture Experts Group). Экспертная группа по вопросам движущегося изображения. Группа специалистов в подчинении ISO, собирающаяся для выработки стандартов сжатия цифрового видео и аудио.

MPEG-1. Группа стандартов на цифровое сжатие аудио и видео, принятую MPEG. MPEG-1 видео используется, например, в формате Video CD. Качество видео на видео-CD (VCD) приблизительно близко к качеству VHS видеокассет

MPEG-2. Группа стандартов цифрового кодирования видео и аудио сигналов, одобренных ISO - Международной Организацией по стандартизации/IEC Moving Picture Experts Group (MPEG). Стандарт MPEG-2 в основном используется для кодирования видео и аудио при вещании, включая спутниковое вещание и кабельное телевидение. MPEG-2 с некоторыми модификациями также активно используется как стандарт для сжатия DVD.

Количество (частота) кадров в секунду. Число неподвижных изображений, сменяющих друг друга при показе 1 секунды видеоматериала и создающих эффект движения объектов на экране. Чем больше частота кадров в секунду, тем более плавным и естественным будет казаться движение. Минимальный показатель, при котором движение будет восприниматься однородным - примерно 10 кадров в секунду (это значение индивидуально для каждого человека). В традиционном пленочном кинематографе используется частота 24 кадра в секунду. Системы телевидения PAL и SÉCAM используют 25 кадров в секунду (англ. 25 fps или 25 Герц), а система NTSC использует 29,97 кадров в секунду. Компьютерные оцифрованные видеоматериалы хорошего качества, как правило, используют частоту 30 кадров в секунду. Верхняя пороговая частота мелькания, воспринимаемая человеческим мозгом, в среднем составляет 39-42 Герца и индивидуальна для каждого человека. Некоторые современные профессиональные камеры могут снимать с частотой до 120 кадров в секунду. А специальные камеры для сверхбыстрой съемки снимают с частотой до 1000 кадров в секунду и выше, что необходимо, например, для детального изучения траектории полета пули или структуры взрыва.

Чересстрочная развертка. Развертка видеоматериала может быть прогрессивной (построчной) или чересстрочной. При прогрессивной развертке все горизонтальные линии (строки) изображения отображаются одновременно. А вот при чересстрочной развертке показываются попеременно четные и нечетные строки (называемые также полями кадра). Чересстрочную развёртку часто называют на английский манер интерлейс (англ. interlace) или интерлейсинг. Чересстрочная развёртка была изобретена для показа изображения на кинескопах и используется сейчас для передачи видео по «узким» каналам, не позволяющим передавать изображение во всём качестве. Системы PAL, SÉCAM и NTSC - это всё системы с чересстрочной развёрткой. Новые цифровые стандарты телевидения, например, HDTV предусматривают прогрессивную развёртку. Хотя появились технологии, позволяющие имитировать прогрессивную развёртку при показе материала с интерлейсом. Чересстрочную развёртку обычно обозначают символом «i» после указания вертикального разрешения, например 720×576i×50 для видео в формате PAL. Для подавления неприятных эффектов, возникающих при просмотре чересстрочного видео на построчном экране, применяются специальные математические методы, именуемые деинтерлейсингом.

Прогрессивная развертка. В отличие от чересстрочной развертки, где за каждый кадр формируется только половина изображения (либо четные, либо нечетные строки), при прогрессивной развертке формируется изображение целиком, т.е. все строки. В настоящее время чересстрочная развертка используется только в дешевых ЭЛТ-телевизорах.

Деинтерлейсинг Процесс создания одного кадра из двух полукадров чересстрочного формата для дальнейшего вывода на экран с прогрессивной развёрткой, такой как компьютерный монитор. Применяется в компьютерных системах обработки видео, плоскопанельных телевизорах и т. д.

Разрешение. По аналогии с разрешением компьютерных мониторов, любой видеосигнал также имеет разрешение (англ. resolution), горизонтальное и вертикальное, измеряемое в пикселях. Обычное аналоговое телевизионное разрешение составляет 720×576 пикселей для стандартов PAL и SÉCAM, при частоте кадров 50 Герц (одно поле, 2×25); и 648×486 пикселей для NTSC, при частоте 60 Герц (одно поле, 2×29,97). В выражении 648×480 первым числом обозначается количество точек в горизонтальной линии (горизонтальное разрешение), а вторым числом количество самих линий (вертикальное разрешение). Новый стандарт высокоотчётливого (англ. high-definition) цифрового телевидения HDTV предполагает разрешения до 1920×1080 при частоте мелькания 60 Герц с прогрессивной развёрткой. То есть 1920 пикселей на линию, 1080 линий.

Количество цветов и цветовое разрешение видеосигнала. Описывается цветовыми моделями. Для стандарта PAL применяется цветовая модель YUV, для SÉCAM модель YDbDr, для NTSC модель YIQ, в компьютерной технике применяется в основном RGB (и αRGB), реже HSV, а в печатной технике CMYK. Количество цветов, которое может отобразить монитор или проектор зависит от качества монитора или проектора. Человеческий глаз может воспринять, по разным подсчётам, от 5 до 10 миллионов оттенков цветов. Количество цветов в видеоматериале определяется числом бит, отведённым для кодирования цвета каждого пикселя (англ. bits per pixel, bpp). 1 бит позволяет закодировать 2 цвета (обычно чёрный и белый), 2 бита - 4 цвета, 3 бита - 8 цветов, …, 8 бит - 256 цветов, 16 бит - 65 536 цветов, 24 бита - 16 777 216 цветов. В компьютерной технике имеется стандарт и 32 бита на пиксель (αRGB), но этот дополнительный α-байт (8 бит) используется для кодирования коэффициента прозрачности пикселя (α), а не для передачи цвета (RGB). При обработке пикселя видеоадаптером, RGB-значение будет изменено в зависимости от значения α-байта и цвета подлежащего пикселя (который станет «виден» через «прозрачный» пиксель), а затем α-байт будет отброшен, и на монитор пойдёт только цветовой сигнал RGB.

Битрейт. Ширина (иначе говорят скорость) видеопотока или битрейт (англ. bit rate) - это количество обрабатываемых бит видеоинформации за секунду времени (обозначается «бит/с» - бит в секунду, или чаще «Мбит/с» - мегабит в секунду; в английском обозначении «bit/s» и «Mbit/s» соответственно). Чем выше ширина видеопотока, тем в общем лучше качество видео. Например, для формата VideoCD ширина видеопотока составляет всего примерно 1 Мбит/с, а для DVD составляет около 5 Мбит/с. Конечно, субъективно разницу в качестве нельзя оценить как пятикратную, но объективно это так. А формат цифрового телевидения HDTV использует ширину видеопотока около 10 Мбит/с. При помощи скорости видеопотока также очень удобно оценивать качество видео при его передаче через Интернет. Различают два вида управления шириной потока в видеокодеке - постоянный битрейт (англ. constant bit rate, CBR) и переменный битрейт (англ. variable bit rate, VBR). Концепция VBR, ныне очень популярная, призвана максимально сохранить качество видео, уменьшая при этом суммарный объём передаваемого видеопотока. При этом на быстрых сценах движения, ширина видеопотока возрастает, а на медленных сценах, где картинка меняется медленно, ширина потока падает. Это очень удобно для буферизованных видеотрансляций и передачи сохранённого видеоматериала по компьютерным сетям. Но для безбуферных систем реального времени и для прямого эфира (например, для телеконференций) это не подходит - в этих случаях необходимо использовать постоянную скорость видеопотока.

Соотношение сторон экрана. Соотношение ширины и высоты кадра (англ. aspect ratio) - важнейший параметр в любом видеоматериале. Ещё с 1910 года кинофильмы имели соотношение сторон экрана 4:3 (4 единицы в ширину к 3 единицам в высоту; иногда ещё записывается как 1,33:1 или просто 1,33). Считалось что зрителю удобнее смотреть фильм на экране такой формы. Когда появилось телевидение, то оно переняло это соотношение и почти все аналоговые телесистемы (и, следовательно, телевизоры) имели соотношение сторон экрана 4:3. Компьютерные мониторы также унаследовали телевизионный стандарт сторон. Хотя ещё в 1950-х годах это представление о 4:3 в корне изменилось. Дело в том, что поле зрения человека имеет соотношение отнюдь не 4:3. Ведь у человека 2 глаза, расположенных на одной горизонтальной линии - следовательно, поле зрения человека приближается к соотношению 2:1. Чтобы приблизить форму кадра к естественному полю зрения человека (и, следовательно, усилить восприятие фильма), был введён стандарт 16:9 (1,78), почти соответствующий так называемому «Золотому сечению». Цифровое телевидение в основном тоже ориентируется на соотношение 16:9. К концу XX века, после ряда дополнительных исследований в этой области, стали появляться даже и более радикальные соотношения сторон кадра: 1,85, 2,20 и вплоть до 2,35 (почти 21:9). Всё это, безусловно, призвано глубже погрузить зрителя в атмосферу просматриваемого видеоматериала.

PCM. Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ или PCM - Pulse Code Modulation) используется для оцифровки аналоговых сигналов перед их передачей. Практически все виды аналоговых данных (видео, голос, музыка, данные телеметрии, виртуальные миры) допускают применение ИКМ-модуляции. Чтобы получить на входе канала связи (передающий конец) ИКМ-модулированный сигнал из аналогового, амплитуда аналогового сигнала измеряется через равные промежутки времени. Количество оцифрованных значений в секунду (или скорость оцифровки) кратна максимальной частоте (Гц) в спектре аналогового сигнала. Мгновенное измеренное значение аналогового сигнала округляется до ближайшего уровня из нескольких заранее определенных значений. Этот процесс называется квантованием, а количество уровней всегда берется кратным степени двойки, например, 8, 16, 32 или 64. Номер уровня может быть соответственно представлен 3, 4, 5 или 6 битами. Таким образом, на выходе модулятора получается набор битов (0 или 1). На приёмном конце канала связи демодулятор преобразует последовательность битов в импульсы с тем же уровнем квантования, который использовал модулятор. Далее эти импульсы используются для восстановления аналогового сигнала.

Прошло уже довольно много лет с момента появления DVD дисков, однако до сих пор для многих пользователей остается загадкой, какие же диски лучше использовать: DVD+R(W) или DVD-R(W)? Настоящая статья посвящена основным различиям между указанными форматами DVD носителей и призвана помочь рядовому пользователю сделать выбор в пользу того или иного формата.

DVD-R(W)

Спецификации на указанные диски созданы организацией DVD Forum , в которую входят около 200 различных компаний из Азии, Европы и Америки. Данной организацией разработаны спецификации на DVD-ROM, DVD-RAM и DVD-R(W) диски.

DVD-R – это однократно записываемые диски. Они бывают двух типов: диски общего назначения (general purpose) и диски для авторинга (authoring). DVD-R общего назначения, в отличие от дисков для авторинга, содержат встроенную систему защиты от нелегального копирования. Диски общего назначения можно записывать на обычном DVD рекордере. Для записи авторинговых дисков используются специальные рекордеры. Записанные таким образом диски не содержат защиты от нелегального копирования и используются только для последующего тиражирования на заводах. Объем DVD-R общего назначения – 4,7 Гб.

DVD-RW – это формат перезаписываемых DVD дисков. Один DVD-RW носитель можно стирать и записывать до 1"000 раз. Объем данного диска также составляет 4,7 Гб.

DVD+R(W)

Эти диски разработаны организацией DVD+RW Alliance , в которую вошли несколько известных компаний (например Sony, Philips и другие). Спецификации указанных дисков появились в 2001 (RW) и 2002 (R) годах, т.е. значительно позже своих конкурентов. Это позволило разработчикам спецификаций формата «плюс», создать технически более совершенные носители.

По аналогии с форматом «минус» данные диски бывают однократно записываемыми (DVD+R) и перезаписываемыми (DVD+RW). Один носитель DVD+R(W) вмещает также 4,7 Гб информации. DVD+RW диски поддерживают до 1"000 циклов перезаписи.

РАЗЛИЧИЯ ФОРМАТОВ

Следует отметить, что форматы DVD-R(W) и DVD+R(W) не совместимы. Однако считываться записанные диски могут в большинстве современных DVD проигрывателей. Дело в том, что различия форматов сказываются, главным образом, на записи дисков, а не на их считывании. Основные отличия DVD-R(W) и DVD+R(W) дисков с технической стороны рассмотрены ниже.

Адресация и хранение служебной информации

Для записи DVD привод обычно получает от диска три типа данных:

1. Данные для трекинга (отслеживания дорожек), которые позволяют приводу записывать питы точно на дорожку.
2. Данные адресации, которые позволяет приводу записывать информацию в отведенные места на диске.
3. Данные о скорости вращения диска.

В DVD-R(W) дисках информация трекинга и скорости заключена в «дрожании» (wobble) дорожек, а адресация и другая служебная информация, содержится в предзаписанных питах между канавками (land pre-pits, LPP). Наличие LPP определяют по скачкам амплитуды специального сигнала «дрожания». Указанные скачки происходят при нахождении головки рядом с предзаписанным питом. Частота дрожания (wobble frequency) для DVD-R(W) дисков составляет 140,6 кГц.

В дисках DVD+R(W) используется более высокая частота дрожания 817,4 кГц, а служебная информация содержится в изменении фазы сигнала дрожания, т.е. хранится в самой дорожке. Такой метод записи служебной информации называется «адресация в преднанесенных канавках» (ADress In Pre-groove, ADIP).

Из теории обработки сигналов известно, что метод относительно-фазовой модуляции имеет большую устойчивость к шумам, чем метод амплитудной модуляции. Поэтому с точки зрения устойчивости к внешним воздействиям DVD+R(W) диски более надежны. Более того, с ростом скорости записи, нахождение LPP по амплитуде становится сложнее, чем определение изменения фазы сигнала дрожания.

С точки зрения создания дисков, DVD-R(W) тяжелее изготавливать, т.к. требуется производить два технологических цикла вместо одного, а также необходимо с очень высокой точностью записывать LPP.

Диск DVD+R(W) передает в привод большее количество информации, что в конечном итоге, приводит к улучшению качества записи. В DVD дисках используется алгоритм оптимального управления мощностью (optimum power control, OPC), который позволяет считывать наилучшие параметры для записи конкретного носителя и производить их тестирование. Эти параметры, например мощность лазера в зависимости от длины волны, содержатся в блоках LPP на DVD-R(W) или в словах ADIP на DVD+R(W). Количество регулируемых параметров для обоих форматов дисков одинаково, однако в носителях DVD+R(W) параметры задаются с большей точностью. Кроме того, в формате «плюс», можно задавать параметры для 4-х различных скоростей записи, тогда как в конкурирующем формате только для одной (известно, что параметры записи зависят от скорости). К тому же область тестирования OPC на DVD+R(W) дисках больше, чем на DVD-R(W) (32768 против 7088 секторов).

Сопряжение (linking)

Когда по какой-либо причине запись на диск была приостановлена и должна быть возобновлена, необходимо произвести сопряжение новых данных с записанными ранее. В DVD+R(W) дисках сопряжение производится более точно. В носителях формата «минус» область сопряжения находится среди пользовательских данных, поэтому некоторые из них при этом неизбежно теряются. В носителях формата «плюс» область сопряжения не затрагивает пользовательских данных.

Многосессионная запись

Для того чтобы многосессионные DVD-R(W) могли считываться обычными DVD-ROM проигрывателями, область пользовательских данных содержит специальные граничные зоны border-in и border-out.

Размеры граничных зон могут изменяться от 32 до 96 Мб для первой зоны, от 6 до 18 для последующих зон. Т.о. DVD-R(W) диск с тремя записанными сессиями будет содержать до 132 Мб (96 + 18 +18) избыточной служебной информации, что составляет более 2% от его общего объема.

Многосессионные DVD+R(W) диски также содержат специальные зоны, которые называются Intro и Closure зонами, однако их размер всегда составляет 2 Мб. Т.о. DVD+R(W) диск с тремя записанными сессиями будет содержать всего 4 Мб дополнительной служебной информации (первая Intro зона не записывается, вместо нее используется Lead-In, аналогично не записывается и последняя Closure зона, т.к. используется Lead-Out).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Таким образом, формат DVD «плюс» с точки зрения технических характеристик более привлекателен. Он позволяет легче реализовывать запись данных на диск с более высокой скоростью, за счёт применения технологии ADIP. Запись информации на DVD+R(W) носители происходит с более высоким качеством, за счёт получения приводом более точных параметров записи от самого диска. Объем служебной информации, которая появляется при многосессионной записи, на DVD+R(W) дисках ниже, чем на DVD-R(W). И, наконец, DVD+R(W) диски позволяют производить более точное сопряжение данных, если запись была приостановлена.

В заключении стоит отметить, что, несмотря на все приведенные различия, большинство современных рекордеров позволяют записывать диски обоих форматов. Перед тем как сделать выбор в пользу каких-либо носителей, обязательно просмотрите список дисков, поддерживаемых вашим рекордером.

DVD — новый, пришедший на замену CD, массовый формат дисков для коммерческого распространения фильмов и музыки, а также вместительный сменный носитель данных в компьютерной области.

На физическом уровне формат DVD представлен оптическим диском с повышенной плотностью записи и приводом для считывания информации с определённой длиной волны лазера. Также, как и в случае с CD, DVD-диск может быть с неизменным содержимым, записываемым и перезаписываемым. Бросающееся на первый взляд физическое отличие DVD-дисков от CD — в возможности использования для хранения информации обеих сторон и предусмотренном наличие двух слоёв с каждой стороны.

DVD диск может иметь различные форматы размещения данных, наиболее распространённые из которых: DVD-Video, DVD-Audio, SACD, DVD-диски для игровых приставок. DVD-Video и DVD-Audio могут присутствовать независимо и одновременно на одном физическом диске. DVD-Audio и SACD - допускают нахождение на первом слое обычного CD для совместимости с CD-плеерами. Все DVD-плееры могут читать обычные музыкальные компакты.

Практически при той же самой цене на лицензионные диски, преимущество DVD-дисков перед CD проявляется по всем параметрам. Более высокая вместимость и скорость считывания позволяет размещать на DVD музыку и видео с гораздо более высоким качеством, нежели в случае CD. Плюс, на дисках добавилась структурированность и интерактивность информации. Последние модели бытовых DVD-плееров воспроизводят CD c MP3-файлами и позволяют просмотривать JPEG-картинки, а также часто содержат встроенные декодеры многоканального звука.

Что означают буквы в слове DVD?

Вопреки распространённому мнению, DVD официально никак не расшифровывается и ничего не означает. Исторически буквы сложились как аббревиатура из слов digital video disc, но при дальнейшем развитии формата любая расшифровка букв не в полной мере отражала его суть, поэтому вопрос с расшифровкой был официально закрыт.

Кому принадлежит DVD?

О разработке формата DVD был официально объявлено в сентябре 1995 г. группой из 10 компаний: Hitachi, JVC, Matsushita, Mitsubishi, Philips, Pioneer, Sony, Thomson, Time Warner и Toshiba. В мае 1997 г. на базе этого консорциума был создан DVD-форум - открытая для вступления организация, насчитывающая сегодня более 200 членов.

Основные задачи этой организации - развитие и продвижение формата DVD, выработка согласованных спецификаций, а также лицензирование деятельности предприятий в области DVD технологии.

DVD-Video

Общие сведения

DVD формат обязан своим успехом именно DVD-Video дискам. Часто DVD ассоциируют именно с DVD-Video дисками, и именно с распространяемыми на них видеофильмами. По части видеоизображения DVD-Video пришёл на смену VHS-кассете и VideoCD. Для хранения видеоизображения на DVD-Video диске используетcя формат сжатия с потерями (стандарт MPEG-2), оптимизированный для качественного сжатия видеоизображения методом отбрасывания избыточной для человеческого зрения информации.

Качество видеоизображения на DVD-Video диске зависит от битрейта, геометрического размера кадра и качества исходного изображения для сжатия. Обычно битрейт составляет 3,5..5 Мбит/с. Статические сцены передаются лучше, чем динамические. При тщательном разлядывании изображения можно заметить специфические для цифровой картинки артефакты, однако качество картинки по всем объективным параметрам превосходит VHS-кассету и диск VideoCD. Для массового бытового видеоформата — это долгожданная революция!

Диски продаются в прямоугольных упаковках с качественной полиграфической обложкой, на задней стороне которой указывается небольшая рецензия на фильм и параметры видео и звука. Длительность воспроизведения видео на DVD-Video диске зависит от нескольких параметров. При одностороннем диске и высоком битрейте типичная продолжительность составляет 1,5-2 часа. Часто в дополнение записывают несколько бонусных видеофрагментов о съёмках фильма, интервью и рекламу. При двухстороннем двухслойном диске длительность может достигать 8 часов. Однако двухсторонние фильмы — редкость. Вместо этого в упаковке чаще находится 2 односторонних диска: один — с фильмом, второй — с бонусами и дополнениями.

Звуковая дорожка к фильмам может быть записана в многоканальном формате на нескольких языках (до восьми на диске). Чаще всего имеются две-три дорожки: оригинальная, оригинальная с комментариями режиссёра и местная дублированная. Также на диске располагаются отключаемые синхронные субтитры — до 32. Очень интересная возможность DVD-Video диска — анимированное меню для настройки параметров просмотра, а также быстрый выбор эпизода.

Практически не используемые, но не менее интересные возможности формата: просмотр одной и той же сцены под разными углами, интерактивный выбор поворота сюжета (story line), интерактивные видеоигры.

Недостатки DVD формата

К самому большому недостатку DVD-Video формата стоит отнести большую задержку выхода фильмов на DVD, по сравнению с прокатом в кинотеатрах. Зональная защита DVD-Video дисков и плееров также добавляет неудобства пользователям. Для массового формата устройства записи DVD имеют слишком большую цену, скудный выбор и пока что неразбериху с форматами записываемых/перезаписываемых носителей.

Помимо этого, DVD-Video плееры (исключая достаточно дорогие аппараты) не могут проигрывать музыкальные диски повышенного разрешения — DVD-Audio и SACD диски. Стандарт DVD-Audio не совместим с SACD.

Впрочем, благодаря успеху распространения формата и массовому спросу, ситуация на глазах выправляется.

Какая система используется на DVD для видео?

DVD-Video унаследовал всю прелесть проблем несовместимости телестандартов NTSC и PAL, существующую со времён видеокассет. MPEG-видео хранится на DVD в цифровом виде в YUV формате в одной из двух телевизионных систем: 525/60 (NTSC) или 625/50 (PAL). Размер изображения 720x480 против 720x576, частота смены кадров 29.97 против 25. Изображение для демонстрации в кинотеатрах записывается в широкоформатном виде с частотой 24 кадра в секунду. Так что на DVD видео в формате PAL обычно прокручивается быстрее на 4%. Звук также звучит чуть выше оригинальной дорожки.

Многие современные плееры имеют отдельный декодер MPEG2 и отдельный всеформатный видеоЦАП, автоматически формирующий картинку любого стандарта, даже с возможностью преобразования сигнала для показа NTSC картинки на PAL телевизорах.

Региональная защита

Для того, чтобы проводить прокат фильмов с наибольшей выгодой, производитель DVD-Video диска может установить на него региональный код защиты. Таким образом, просмотреть диск можно будет только на плеере с тем же самым региональным кодом. Этот код представляет собой лишь информационную ценность и не используется для сквозного кодирования информации.

Весь мир был поделён на 8 зон:

1. Канада, США
2. Япония, Европа, Южная Африка, Ближний Восток + Египет
3. Юго-Восточная Азия, Восточная Азия + Гонконг
4. Австралия, Новая Зеландия, Тихоокеанские Острова, Центральная Америка, Южная Америка, Карибские острова
5. Бывший Советский Союз, Индийский полуостров, Африка, Северная Корея, Монголия
6. Китай
7. Зарезервировано
8. Международная зона (самолеты, пароходы и т.п.)

В настоящее время проблема региональной защиты уже не стоит так остро. Сами производители DVD аппаратуры понимают, что это тормозит развитие стандарта и лишает их потенциальной прибыли, поэтому оставляют возможность отключения защиты либо продают плееры уже с отключенной защитой.

Защита DVD от копирования

Macrovision

Для защиты от записи на аналоговые VHS-магнитофоны применяется технология аналоговой защиты от копирования, под названием Macrovision. При выводе изображения в сигнал подмешиваются слабые быстро модулирующиеся цветовые полосы и импульсы вертикальной синхронизации, что сбивает систему автоматической подстройки уровня сигнала у 95% моделей видеомагнитофонов. Часто отключаема сменой прошивки плеера или использованием RGB выхода.

CGMS

CGMS - copy generation management system. CGMS-A - aналоговая защита, рассчитанная на компьютерные платы видеозахвата и цифровые видеокамеры. В 20-й или 21-й строке стандарта NTSC передаётся код защиты от записи. CGMS-D - для защиты от переписывания информации по IEEE1394. Шифрование отсутствует.

CSS

CSS - content scrambling system. Сквозное шифрование контента диска. В октябре 1999 года эта система защиты была вскрыта и распространена по Интернету.

CPPM

Content Protection for Prerecorded Media. Усовершенствованная версия CSS. Используется только для DVD-Audio дисков. Сведений о вскрытии не имеется, так что "сграбить" DVD-Audio диск на жесткий диск компьютера не удастся.

Каждая запись на DVD-Audio также имеет так называемые "цифровые водяные знаки", которые расположены в неслышимой области спектра и распознаются DVD-Audio оборудованием при проигрывании через цифровые и аналоговые интерфейсы, и препятствуют копированию. Бытовое DVD-Audio оборудование также обычно не воспроизводит звук через цифровой выход или делает это с намеренным даунсемплингом в пониженное разрешение.

CPRM

Content Protection for Recordable Media. Используется для записываемых DVD дисков.

DCPS

Digital Copy Protection System. Шифрование контента от перехвата при передаче через цифровое соединение. Разработана с запасом на будущее, для передачи сигнала по IEEE 1394 на цифровые телевизоры, цифровые ресиверы и видеорекордеры.

HDCP

High-Bandwidth Digital Content Protection. Аналогично DCPS. Используется при передачи видео на цифровые ЖК-мониторы через интерфейс DVI.

21. 12.2017

Блог Дмитрия Вассиярова.

DVD — всё об этом круглом носителе данных

Привет всем.

Предлагаю обсудить, что такое DVD, несмотря на то, что вам однозначно знакома эта аббревиатура. Но знаете ли вы, как она расшифровывается? Какая структура, скорость записи и особенности воспроизведения у таких дисков? Каких видов и объемов они бывают? Уверен, это известно далеко не каждому.

Однако в моей статье вы найдете ответы на перечисленные вопросы и не только, причем на простом пользовательском языке. Так что если вы хотите узнать о ДиВиДи больше, следуйте за мной.

Знакомство с DVD

Начнем с того, что скрывает под собой это сочетание букв. На самом-то деле - ничего:). Изначально на английском языке оно подразумевает «Digital Video Disc», что в переводе на наш - «цифровой видеодиск».

Однако когда стало понятным, что на этот носитель можно записывать не только фильмы, его переименовали в «Digital Versatile Disc», что означает - «цифровой многоцелевой диск». К общему знаменателю так и не пришли, поэтому DVD Forum постановил, что название данного формата не подразумевает ничего, кроме трех букв.

DVD в практике

На деле DVD-ROM представляет собой стандарт оптического носителя для цифровых данных. Его физические параметры: круглая форма, диаметр 12 см, толщина 1,2 мм, вес приблизительно 15,7 г. Его рабочая поверхность плотнее, чем , поэтому позволяет умещать больше данных.

Стандартной емкостью таких дисков считается 4,7 Гб. Но есть и другие объемы. Это зависит от разновидностей носителей, о которых мы поговорим позже.

История разработки

Первые диски данного формата в 1996 году увидели японцы, а через год они начали появляться в СНГ и США.

К разработке стандарта приложили усилия Philips, Sony, Toshiba, Time Warner и еще несколько менее известных компаний. В этом деле все они объединились под руководством IBM. За внесение изменений в стандарт отвечает DVD Forum, в который входит 10 фирм-основателей и свыше 220 частных лиц.

Чтение и запись

Для проигрывания и записи таких дисков применяется красный лазер. Длина его волны равняется 650 нанометров, что на 130 нм меньше, чем у CD. Это еще одна причина, почему на DVD вмещается больше данных.

Кстати, плееры для DVD имеют обратную совместимость, то есть на них можно проигрывать и CD-диски.

Скорость чтения и записи у более совершенного формата равняется 9-й скорости предшественника и составляет 1350 Кбайт/с (9 × 150). Следовательно, 16-скоростной может писать и считывать эти диски со скоростью 21,12 Мбайт/с (16 × 1,32).

К слову, первый проигрыватель для таких носителей в октябре 1997 года выпустил бренд Pioneer.

Особенности видео

Для сжатия видеоданных на ДиВиДи используется алгоритм MPEG-2. Чтобы все понимали, о чем я говорю, объясню подробнее.

Практически все цифровые данные одного фильма имеют дубликаты - зачастую, это статичные изображения или неуловимые человеческим глазом кадры. С точки зрения обычного пользователя они лишние, поэтому декодер их обрезает. Такое решение позволяет сжать размер файла, при этом сохранив превосходную картинку, и уместить на диск больше информации.

Файлы

Когда вы открываете папку VIDEO_TS с DVD-фильмом, видите файлы разных форматов. Одни воспроизводятся проигрывателем при двойном щелчке мыши, другие - нет. Давайте разберемся, что они собой представляют:

• VOB - основной контент с видео, звуком и титрами;
• IFO - инфа о том, что входит в основные файлы;
• BUP - резервная копия предыдущего типа файлов. Имеют такой же объем, что и IFO.

О звуке

Что касается звука, то его запись на DVD традиционно выполняется по стандарту Dolby Digital (AC-3 Digital Sound). Он предполагает 5 раздельных каналов и 1 низкочастотный. Это значит, что рекомендуется использовать 3 колонки (2 по бокам и 1 по центру), 2 твитера сзади и 1 низкочастотный сабвуфер в любом месте.

Расположение по аналогии с кинотеатром, что создает ощущение полного погружения в звук. Также могут использоваться другие аудиоформаты: PCM, DTS, MPEG.

Виды DVD

За время существования появилось много спецификаций этого формата. Они отличаются объемом, количеством слоев и возможностей перезаписи. Чтобы вы не путались в названиях, расскажу кратко об основных из них:

• DVD-R. Предполагает однократную запись. Обладает стандартной вместимостью 4,7 Гбайт.
• DVD+R. Идентичен предыдущему варианту, только новее и немного совершеннее. Но это никак не сказывается на считывании. То же касается и разновидностей следующих спецификаций, поэтому для удобства ставится знак «±».
• DVD±RW. Позволяют перезаписывать данные до 1000 раз.
• DVD±R DL. Две дополнительные буквы скрывают под собой «Double Layer», то есть «Двойной Слой». Это значит, что такие болванки имеют две рабочие поверхности. Каждая сторона может считываться и записываться. Такое решение позволило увеличить емкость диска до 8,5 Гб.
• DVD±R DS - тоже двухслойные носители, но объемом 9,4 Гб.

Думаю, этого достаточно для ознакомления с DVD. Если хотите знать больше о мире гаджетов и технологий, подпишитесь на обновления моего блога.

До новых радостных встреч на его страницах!

Матрица: перегрузка
Много информации утекло с тех далеких пор, когда полная версия новейшего 3D Action занимала всего три дискеты. С ностальгией вспоминаю добрых дядек с радиорынка, у которых в любое время суток всего за червонец можно было отовариться парой-тройкой свежих игрушек "в свою тару" (на свою дискету то бишь). Но что было - то прошло, и ныне в моде лазерные дискотеки, лазерные мечи и лазерные же диски.
Появление первых CD-дисков выглядело как откровение свыше. На одном носителе умещалось до 500-600 игр, которых хватало на месяцы непрерывного захватывающего гейм-процесса. Первый тревожный звоночек прозвучал, когда в свет вышел культовый квест Myst - которому одного диска уже катастрофически не хватало. Потом звонки эти превратились в не смолкающую трель: последующие игровые продукты без стеснения занимали по три-четыре диска. Назревала очередная информационная революция.
Ныне скорости пишущих CD-приводов достигли спринтерского темпа - 700 Мб информации закатываются на болванку всего за три-четыре минуты. Емкость уперлась рогом в отметку 800 Мб и дальше расти, похоже, просто не может. А тем временем восьми миллионов байт пользователям уже недостаточно. Душа просит праздника, хлеба и зрелищ. Индустрия тут как тут: услужливо протягивает лоток с новым, многослойным носителем слова человеческого...
Рожденная Голливудом
История нового стандарта записи олицетворяет собой крылатую фразу "Спрос рождает предложение". Если стандарт CD стал ответом производителей на запросы звукозаписывающих компаний, то DVD появился на свет с легкой руки Голливуда. В незапамятном 1994 году акулы кинобизнеса сформулировали требования к новому носителю видеоинформации:
• разрешение видеопотока, превышающее тогдашние возможности CD-дисков формата MPEG-1;
• CD-качество звукового сопровождения и поддержка Dolby Surround;
• не менее 133 минут видео на одной стороне диска;
• возможность выбора между разными языками дубляжа (5-6 языков);
• субтитры на разных языках;
• поддержка широкоэкранных форматов изображения;
• защита информации от копирования;
• обратная совместимость с CD-дисками;
• низкая цена.
Зов голливудского льва разбудил дремлющие стаи разработчиков. В погоне за клиентами были забыты все разногласия. Ушел в небытие мертворожденный стандарт Super Density Digital Video Disc , разработанный компаниями Toshiba и Time Warner , исчезли так и не нареченные стандарты записи от Sony и Philips . В 1995 году был создан консорциум по разработке новейших технологий записи и воспроизведения. В его состав вошли такие монстры IT-индустрии, как Hitachi , Matsushita (Panasonic) , Mitsubishi , Philips , Pioneer , Sony , Thomson , Time Warner , Toshiba и JVC . Звезды выстроились самым что ни на есть правильным образом и подарили консорциуму новый стандарт сжатия видео MPEG2 на блюдечке с цифровой каемочкой. Блюдечко нарекли незамысловато, но звучно: DVD (Digital Video Disk - "цифровой видео-диск"). Чуть позже, немного понаблюдав за развитием новорожденного, "папаши" решили "быть ширше" и окрестили стандарт новым именем - Digital Versatile Disk ("цифровой многофункциональный диск"). Предположительно, именно с этого момента всем колеблющимся стало ясно, что перспективы у DVD - немалые. И спустя всего несколько месяцев стан поклонников нового стандарта увеличился до 240 компаний. В частности, консорциум почтили своим присутствием такие гранды, как IBM , Intel , NEC , Sharp , LG Electronics и Samsung . У лука есть слои, у людоеда есть слои
(с) Шрек
Внешне CD и DVD - двое из ларца, одинаковы с лица. Диски обоих стандартов выглядят абсолютно идентично. Физическая структура дисков DVD и CD также схожа. Этакий круглый бутерброд диаметром двенадцать сантиметров, состоящий из защитного слоя, прозрачной полимерной основы и отражающего слоя. Неизменным остался и принцип записи: есть отражение луча - "1" , нет отражения - "0" . Главное различие - в размере минимального сектора записи информации (аналог магнитной ячейки у дискеты или жесткого диска). Длина его уменьшилась в два раза и составляет 440 нм. Информация на диск по-прежнему наносится по спирали, от центра к краям. Но шаг спирали также изменился вдвое - теперь он составляет всего 740 нм против 1500 у CD. Для считывания "компактных" секторов пришлось уменьшить и размер "патефонной иголки" - длина волны лазера сократилась с 780 нм до 635 нм.
Существенная разница также в том, что "бутерброд" DVD одинаково полезен с обеих сторон - для записи и считывания информации могут быть использованы и верхняя, и нижняя поверхности диска. Даже если вторая сторона не задействована для записи, она присутствует на всех носителях.
Емкость диска DVD первого поколения составила 4,7 Гб, и он получил официальное наименование DVD-5 . В 1996 году спецификации были впервые представлены страждущим массам. И уже в конце года приводы и носители информации появились в открытой продаже в Стране восходящего солнца. Именно из Японии новый стандарт начал победное шествие по миру, трансформируясь и обрастая новыми слоями.
Через некоторое время, не желая останавливаться на достигнутом, консорциум DVD, уже переименованный в "DVD-форум" , принял новый стандарт записи - DVD-9 . Идея новой технологии - в использовании многослойных дисков для увеличения объема хранимой информации. Первый слой по-прежнему получается механической прессовкой, а дополнительный слой наносится напылением. Причем дополнительный верхний слой является полупрозрачным и не препятствует чтению "глубинного" собрата. Диск стандарта DVD-9 способен хранить до 8,54 Гб данных.
Единственный минус "слоеного ноу-хау" в том, что для чтения информации требуется дорогой лазер с изменяемым фокусным расстоянием. Соответственно этому значительно увеличивается стоимость конечных устройств - "ридеров".
Дальнейшим развитием стандартов DVD-5 и DVD-9 стали двухсторонние DVD-10 (9,4 Гб) и DVD-18 (17,08 Гб). Современные DVD-ROM без проблем читают диски всех описанных форматов. К сожалению, в нашей стране большее распространение получили именно односторонние однослойные диски (DVD-5), хотя в буржуазной Европе-Америке уже достаточно давно в открытой продаже имеются и видео-, и аудиодиски стандартов DVD-10 и DVD-18. Таблица совместимости форматов*

Формат диска	Привод DVD-ROM	Привод DVD-R(G)	Привод DVD-R(A)	Привод DVD-RW	Привод DVD-RAM	Привод DVD+RW
DVD-ROM	+	+	+	+	+	+
DVD-R(G)	+**	+/+	+/-	+/+	+/-	+/-
DVD-R(A)	+**	+/-	+/+	+/-	+/-	+/-
DVD-RW	+**	+/-	+/-	+/+	+**/-	+**/-
DVD-RAM	-	-/-	-/-	-/-	+/+	-/-
DVD+RW	+**	+**/-	+**/-	+**/-	+**/-	+/+

* Читает/пишет.
** Возможны исключения, например некоторые DVD-R(G) не читаются на первых модификациях приводов DVD-ROM. Мой номер - 245, на телогреечке печать
При разработке Digital Versatile Disk были также учтены интересы голливудских воротил, не на шутку обеспокоенных проблемой защиты информации. Для начала, в лучших традициях детей лейтенанта Шмидта, весь мир был поделен на шесть региональных зон.
Каждый DVD-ROM содержит в своей прошивке намертво вбитый номер региона, для которого данный плеер предназначен. Такой же номер зашит и в любой лицензионный DVD-диск. Если коды регионов не совпадают - дело швах. Кина не будет.
Идеологическая подоплека такого подхода в том, что прокат и продажа фильма начинается в разных регионах в разные сроки. Зачастую версии одних и тех же фильмов для Америки, Европы и всеядной России различаются как небо и земля. Кроме того, играют свою роль местная цензура и законодательные ограничения. Разделение мира на регионы позволило временно предотвратить нелегальное распространение голливудской классики по миру. Как вскорости выяснилось, защита оказалась настолько эффективной, что смогла заблокировать продажи даже вполне легальной продукции. Тому способствовали запутанные реселлерские каналы компьютерных продавцов и медлительность процесса "локализации" дисков. Отличные японские ридеры, по случаю привезенные из Сибири, тяжело воспринимали великолепные англоязычные фильмы с Канарских островов. В итоге многие производители плееров сперва нелегально, а потом с молчаливого попустительства отцов индустрии начали выпускать проигрыватели с отключенной региональной защитой. Тем не менее в продаже все еще можно встретить "географически подкованный" плеер, который не дружит с пиратскими сокровищами Горбушки.
Зональная защита - далеко не единственный цербер, оберегающий информацию от расхитителей капсобственности. На службе DVD стоят еще несколько оригинальных технических решений, серьезно затрудняющих нелегальное копирование.
Стандарт защиты Macrovision оберегает видеосигнал от записи на видеомагнитофоны. Принцип действия - в создании постоянных помех, что сбивает автоподстройку видеомагнитофонов под входящий видеосигнал и искажает запись до неузнаваемости. Способы борьбы с данным "злом" уже найдены и заключаются в использовании выхода RGB или в изменении прошивки плеера. Алгоритм CGMS (Copy Generation Management System) защищает видеопоток от захвата платами видеомонтажа и ТВ-тюнерами. Для этого в сигнал NTSC добавляется специальная строка защиты, искажающая картинку и звук. Механизм защиты CSS (Content Scrambling System) шифрует все данные, содержащиеся на DVD-диске, чтобы потом при воспроизведении расшифровывать их на лету. В 1999 году этот хитрый алгоритм не выдержал напора пиратских страстей и пал жертвой хакеров, одарив мир сотнями нелегальных дисков.
Не осталась без внимания и аудиочасть диска D VD. Система защиты CPPM (Content Protection for Prerecorded Media) надежно сторожит музыкальные хиты путем добавления в проигрываемый файл особой метки, препятствующей копированию музыки в компьютерных системах. А бытовые системы выдают на линейный выход сигнал с пониженным битрейтом, сводя результат всех изобретательских потуг на абсолютный ноль.Меняю DVD-проигрыватель на DVD-выигрыватель
Какая свадьба без баяна, и какой стандарт хранения информации без возможности самостоятельной записи дисков? Стандарт DVD, не успев надежно обосноваться на рынке накопителей информации, столкнулся с серьезной конкуренцией со стороны традиционных CD-дисков. На рынок хлынул поток дешевых пишущих приводов. Сегодня продажи накопителей CD-RW вплотную приблизились к продажам традиционных приводов CD-ROM. Цены на дисководы CD-RW упали практически ниже себестоимости и стали чарующе близки к кошельку практически любого покупателя.
Само собой, DVD-форум вынужден бороться со сложившейся ситуацией. На переднем рубеже защиты встали широкой грудью так называемые "комбо-приводы" (CD/DVD-combo) . Они удачно сочетают в себе возможность чтения дисков стандарта DVD-ROM и запись дисков стандартов CD-R и CD-RW. Доля данных устройств на рынке сравнительно мала - у крупных производителей накопителей модели данной линейки занимают 3-5 процентов от общего ассортимента продукции. Но именно они являются лучшим выбором для тех людей, кому традиционного CD-RW дисковода уже мало, а возможность записи дисков DVD их пока не интересует.
Действительно, "зачем платить больше" и покупать два раздельных привода, если комбинированные дисководы полностью заменяют их за гораздо более низкую цену. Зачастую именно этот довод являются решающим при покупке лазерного привода стандарта CD-RW/DVD. Ибо иных преимуществ перед конкурирующими устройствами, кроме цены, комбо-приводы не имеют. Что ни говори, а стандарт CD-RW/DVD является бабочкой-однодневкой, призванной развлекать пользователей до того момента, когда цены на пишущие приводы DVD упадут до разумных пределов.Одноразовое удовольствие
История рождения на свет пишущих приводов стандарта DVD немного напоминает детскую басню о лебеде, раке и щуке. Денежная идея устройства, способного упихать на один носитель до 4,7 Гб информации, внесла раздор в ранее монолитные ряды DVD-форума. Вдоволь насытившись плодами коллективного творчества, ведущие бренды вновь рассыпались на группы заинтересованных товарищей.
Первыми на рынок вышли диски DVD-R от патриарха цифровой индустрии - компании Pioneer. Носители и устройства этого формата поступили в продажу еще в далеком 1997 году. При создании спецификации за основу была взята уже отлаженная и проверенная идея формата CD-R. Если вкратце, то отличие болванки DVD-R от обычного диска DVD-ROM заключается в специальном пигментном слое, чутко реагирующем на прикосновения лазерного луча.
Лазер с длиной волны 635 нм просто выжигает необходимую информацию на светоотражающем слое. То есть, говоря иными словами, принципиальных отличий от технологии записи дисков CD-R нет. Единственная разница - в высокой плотности записи информации и иной файловой системе. Первый диск, изготовленный по технологии DVD-R, вмещал "всего" 3,95 Гб информации и стоил порядка 50 долларов США. Сам пишущий привод был выпущен на рынок по астрономически высокой цене в $17 000 . Чуть позже, в 1999 году, появилась версия 1.9 стандарта DVD-R. Диск, изготовленный по новой идеологии, вмещает 4,9 Гб информации.
Так же как и диски CD/DVD, DVD-R выпускается в двух форм-факторах - диаметром 80 и 120 мм. Толщина диска составляет 1,2 мм.
Формат DVD-R версии 1.9 получил официальный сертификат DVD-форума. Настало время подумать о пресловутой защите авторских прав. Именно в думах о сохранении копирайта и родился последний на сегодняшний день стандарт DVD R 2.0 , включающий в себя защиту от нелегального копирования. Решение традиционно: в служебную зону болванки записывается информация, предотвращающая перезапись его содержимого.
С распространением понятия "копирайт" DVD-R практически моментально разделился на два микростандарта - для записывающих студий и для обычных пользователей. Их главное отличие друг от друга - в длине волны применяемого лазера. Для профессионального формата используется 635 нм, для "домашнего" формата - 650 нм. То есть записать на бытовом устройстве студийный диск нельзя, равно как и на студийном не закатать обычную DVD-R болванку. Чтение информации с дисков обоих типов происходит без проблем.
Профессиональный формат DVD-R(A) (DVD-R For Authoring) сохранил обратную совместимость с версиями 1.0 и 1.9. Привод DVD-R(A) без проблем прожигает болванки старого типа. Основная изюминка стандарта - возможность записи заголовков дисков в формате Cutting Master Format (CMF) . Это позволяет использовать болванки DVD-R(A) в качестве мастер-дисков для последующего серийного тиражирования. Из заголовков CMF заводские дупликаторы получают всю необходимую им для функционирования информацию.
Также отметим, что в формат изначально не была включена возможность потокового шифрования данных CSS.
Стандарт DVD-R(G) (DVD-R For General) ориентирован на массового потребителя. Длина волны записывающего лазера в 650 нм не позволяет корректно прожигать диски старых форматов DVD-R 1.0 и 1.9; их можно только считывать. Для записи информации используются диски стандарта General DVD-R. Поддерживаются как односторонние (на 4.7 Гб), так и двусторонние (на 9,4 Гб) диски.
Еще одним преимуществом формата является низкая стоимость пишущих приводов - примерно на один нолик дешевле, чем у профессиональных "писак" DVD-R(A). Именно формат DVD-R(G) ныне является общепринятым синонимом DVD-R и поддерживается практически всеми проигрывателями DVD-ROM.
Единственный недостаток формата - невозможность использования DVD-R(G) в качестве мастер-диска для последующего тиражирования (отсутствует поддержка CMF). Считается, что в домашних условиях эта возможность вряд ли будет востребована.
Записки Pioneer
После появления однократно записываемых DVD-R следующим логичным шагом стал выпуск многократно перезаписываемых дисков DVD-RW . И вновь пионером в этой области стала фирма Pioneer. За основу разработчики взяли уже проверенную временем идею перезаписываемого формата CD-RW.
В пишущем приводе, как и в устройствах DVD-R, используется лазер с длиной волны 635 нм. Единственная разница заключается в материале информационного слоя. Он может многократно менять свои оптические характеристики под воздействием лазерного луча разной мощности. Гарантируется до 1000 циклов качественной перезаписи. Пока существуют только односторонние диски DVD-RW емкостью 4,7 Гб. Благодаря конструктивному родству приводы DVD-RW без проблем пишут диски стандарта DVD-R(G).
Первая версия стандарта вышла в декабре 1999 года. Она включала в себя систему защиты CSS, встраиваемую в пишущий привод и не позволяющую ему прожигать копии лицензионных дисков. По спецификации в заголовке (lead-in) диска выдавливается служебная информация. Она-то и предотвращает нелегальное копирование содержимого болванки. Как побочный эффект использования CSS - у многих DVD-RW версии 1.0 возникли проблемы с чтением в бытовых проигрывателях. В итоге была выпущена версия стандарта 1.1 , в которой lead-in прописывался лазерным лучом. Это позволило решить проблему несовместимости. Именно диски стандарта DVD-RW 1.1 являются наиболее частыми гостями на наших прилавках.
Специально для хранения защищенной информации впоследствии была разработана версия стандарта 1.1b . По ее спецификации каждый диск обладает уникальным 56 -битным идентификационным номером, с помощью которого шифруются все содержащиеся на нем данные. В итоге, даже если информацию удастся переписать, она не прочитается из-за отсутствия ключа.
Первые болванки и приводы нового стандарта появились на рынке в 2001 году. С тех пор доля дисков DVD-RW на рынке значительно возросла. В итоге они практически полностью совместимы со всем существующим парком DVD-приводов. Исключение составляют лишь очень старые модели DVD-ROM и бытовых проигрывателей, мощности лазера которых не хватает на чтение информации с информационной подложки. Ведь отражающая способность ее серьезно уступает традиционным дискам DVD-ROM и DVD-R.Лазерный винчестер
Но DVD-RW не суждено было стать "самодержавным пионером" рынка перезаписываемых DVD носителей. На лакомый кусочек рынка нацелился исследовательский отдел корпорации Matsushita (в миру - Panasonic). Она разработала свой, альтернативный формат перезаписываем ых носителей, получивший название DVD-RAM . В процессе технологических пертурбаций стандарт утратил практически все свойственные DVD черты, включая совместимость с приводами DVD-ROM. Первые приводы DVD-RAM появились на рынке в 1998 году.
В накопителях и дисках нового стандарта слились воедино основные технологии DVD и MO (магнитооптика). Лазер нагревает поверхность диска, и она меняет свои отражающие свойства. Основное отличие от дисков DVD-RW - нанесенные на поверхность диска метки секторов. Это роднит технологию DVD-RAM с традиционными винчестерами и позволяет форматировать болванки DVD-RAM под любую "традиционную" файловую систему, включая FAT32 . Емкость одностороннего диска составляет 4,7 Гб, двустороннего - 9,4 Гб. Диски выдерживают до 100 000 циклов перезаписи.
Приводы без особых проблем читают все известные форматы DVD. Физически носитель DVD-RAM представляет собой одно- или двусторонний диск, помещенный в пластиковый картридж размерами 124,6x135,5x8,0 мм. Именно из-за этого картриджа шансы прочитать диск DVD-RAM в обычном накопителе DVD близки к нулю. Если картридж не запаян намертво, можно извлечь диск и попробовать прочитать его в "обычном" дисководе с поддержкой стандарта DVD-RAM.
На данный момент основным применением пишущих приводов и дисков данного стандарта является резервное копирование информации. Здесь очень пригодятся и высокий ресурс, и большая емкость носителей.Заменим минусы на плюсы
Прочие члены форума DVD тоже не хотели оставаться голодными и разработали собственный стандарт перезаписываемых дисков, внеся свою долю в общую неразбериху названий и аббревиатур. Philips, Sony, Hewlett-Packard, Dell, Ricoh и Yamaha , объединившись, заменили "тире" в аббревиатуре DVD-RW на "плюс" и выпустили свой стандарт DVD+RW . Работоспособная версия спецификации с поддержкой видеодисков и носителей емкостью в 4,7 Гб появилась в 1999 году.
Никаких принципиальных технологических отличий между DVD-RW и DVD+RW нет. Разница в формате представления информации. DVD+RW, в отличие от DVD-RW, поддерживает мультисессионную запись (запись в несколько приемов). Более высокая точность позиционирования лазерного луча позволяет осуществлять коррекцию данных "на лету", в реальном времени переписывая отдельные сбойные сектора диска. Также, по мнению многих специалистов, в DVD+RW реализован более совершенный алгоритм коррекции ошибок.
Помимо поддержки записи DVD+RW дисков, стандарт официально позволяет производить запись дисков CD-R и CD-RW. У приводов других стандартов такая возможность официально не заявлена. В плане совместимости диски DVD+RW не уступают своим конкурентам DVD-RW - они также читаются всеми новыми моделями бытовых и компьютерных проигрывателей.Вот такие вот мы нестандартные
Не останавливаясь на достигнутом уровне хаоса, члены консорциума любителей "плюсов" выпустили в 2002 году однократно записываемые носители DVD+R . Принципы нового стандарта полностью аналогичны DVD+RW - та же "продвинутая коррекция ошибок" и мультисессионная запись информации.
В дисках DVD+R также применяется специальный отражающий слой с повышенными рефлективными способностями. Это позволяет устранить проблемы с совместимостью дисков из-за недостаточной мощности лазера и низкой точности позиционирования луча в бытовых проигрывателях и старых приводах DVD-ROM.
Единственным, но критичным недостатком формата стало то, что ни один старый привод DVD+RW не способен записать диски DVD+R - их лазеры не поддерживают нужного режима работы. Эти проблемы обратной совместимости серьезно замедлили распространение стандарта в массах. А тем временем не за горами новые технологии записи. Голубой вагон бежит, качается...
Устав от бесконечной череды стандартов и названий, принесшей немало убытков технологии DVD, ведущие игроки рынка решили снова объединить свои усилия. Компании Sony, Matsushita (Panasonic), Samsung, LG, Philips, Thomson, Hitachi, Sharp и Pioneer объявили о разработке нового формата носителей информации. Именно он в свое время станет преемником DVD. Будущий герой получил название Blu-Ray ("Голубой луч").
Носитель стандарта Blu-Ray сохранил размеры своих предшественников - все те же 120 мм в диаметре. Емкость диска увеличена практически в 7 раз. Односторонний однослойный диск Blu-Ray способен нести до 27 Гб информации. Своим названием стандарт обязан применению синего лазера с длиной волны 405 нм. Для справки: в дисках CD и DVD применялись лазеры красного спектра. Уменьшившаяся длина волны позволила понизить шаг спирали вдвое, до 320 нм.
Изменилась также и толщина защитного покрытия диска - с 0,6 мм до 0,1 мм. Это позволит уменьшить ошибки, возникающие при чтении и записи информации. Предусмотрены различные размеры дисков Blu-Ray. Так, компания Philips выпустила 30- мм диск емкостью в 1 Гб и привод к нему. Подобные диски предназначены для мобильных ПК и не менее мобильных телефонов.
Диски Blu-Ray емкостью 27 Гб недавно были стандартизированы и получили наименование BD-27 . В производство также запущены двухслойные диски емкостью 54 Гб. Подобного объема хватит для сохранения двухчасового фильма в набирающем популярность стандарте HDTV . Выпуском данных носителей занимаются компании Sony, JVC, TDK и Samsung . Массовый выход приводов на рынок намечен на 2004 год. Предполагается, что основным конкурентом нового стандарта станет все тот же DVD . Аналитики предсказывают массовое падение цен на DVD-приводы и накопители.Возможно, они сместятся из сектора middle-end систем в массовый сектор рынка, полностью вытеснив формат CD-ROM. Viva la Revolution!

Спецификации наиболее популярных форматов DVD

Параметр	DVD-ROM однослойный	DVD-ROM двухслойный	DVD-R Authoring	DVD-R General	DVD-RW	DVD+RW
Емкость, Гб	4,7	8,54	4,7 (3,95)	4,7	4,7	4,7
Длина волны, нм	650	650	635	650	650	650
Отражающая способность, %	45-85	18-30	45-85	45-85	18-30	18-30
Глубина модуляции	>0,6	>0,6	>0,6	>0,6	>0,6	>0,6
Ширина дорожки, мкм	0,74	0,74	0,74	0,74	0,74	0,74
Минимальная длина пита, мкм	0,4	0,44	0,4 (0,44)	0,4 (0,44)	0,4	0,4