DVD – диски

Что такое DVD? Появление формата DVD ознаменовало собой пере-

ход на новый, более продвинутый, уровень в области хранения и исполь-

зования данных, звука и видео.

Первоначально аббревиатура DVD расшифровывалась, как digital

video disc, это оптические диски с большой емкостью. Эти диски исполь-

зуются для хранения компьютерных программ и приложений, а так же

полнометражных фильмов и высококачественного звука. Поэтому, поя-

вившаяся несколько позже расшифровка аббревиатуры DVD, как digital

versatile disc, т.е. универсальный цифровой диск – более логична.

Снаружи диски DVD выглядят как обычные диски CD-ROM. Однако

возможностей у DVD гораздо больше. Диски DVD могут хранить в 26 раз

больше данных, по сравнению с обычным CD-ROM. Имея физические раз-

меры и внешний вид, как у обычного компакт-диска или CD-ROM, диски

DVD стали огромным скачком в области увеличения емкости для хранения

информации, по сравнению со своим предком, вмещающим 640MB дан-

ных. Стандартный однослойный, односторонний диск DVD может хранить

4.7GB данных. Но это не предел – DVD могут изготавливаться по двух-

слойному стандарту, который позволяет увеличить емкость хранимых на

одной стороне данных до 8.5GB. Кроме этого, диски DVD могут быть

двухсторонними, что увеличивает емкость одного диска до 17GB. Чтобы

считать DVD диск, Вам придется купить новое устройство, но это новое

аппаратное средство будет так же прекрасно считывать Ваши старые диски

CD-ROM и звуковые CD.

Что все это означает для пользователя большая емкость новых дис-

ков? Это значит, что у нас появляются поистине неограниченные возмож-

ности для обучения и развлечений, для просмотра видеофильмов с потря-

сающим цифровым качеством изображения и звука. DVD обеспечивает

более четкое и качественное изображение, чем лазерный CD-ROM, более

насыщенный звук, чем на CD. Более того, DVD дает вам возможность вы-

бора. Вы можете выбрать, с какого ракурса просматривать сцену фильма,

благодаря тому, что одна и та же сцена снимается под разными углами по-

ложения камеры. Благодаря этому, один и тот же фильм можно смотреть,

например, со сценами насилия или без них, а сюжет одного и того же

фильма может причудливым образом изменяться. И почти все это уже

имеется в продаже! Далее, мы подробнее рассмотрим технологию, которая

предлагает нам столько возможностей.

Основыустройства DVD

Как и CD-ROM, диски DVD хранят данные, за счет расположенных

насечек вдоль спиральных треков на отражающей металлической поверх-

ности, покрытой пластиком. Используемый в устройствах чтения DVD

дисков лазер, скользит вдоль треков по насечкам, а отраженный луч ин-

терпретируется приемным устройством в виде единиц или нулей.

Основное требование при разработке DVD было простым: увеличить

емкость хранимых данных, за счет расположения как можно большего

числа насечек вдоль треков на диске, при этом технология изготовления

должна быть дешевой.

Результатом исследований стала разработка более высокочастотного

полупроводникового лазера с меньшей длиной волны, в следствии чего

стало возможным использовать насечки более маленького размера.

В то время как лазер в обычном устройстве CD-ROM имеет длину

волны 780-нанометров (nm), устройства DVD используют лазер с длиной

волны 650-nm или 635-nm. Другие нововведения – это новый формат сек-

торов, более надежный код коррекции ошибок, и улучшенная модуляция

каналов. Вместе, эти улучшения дополнительно увеличивают плотность

записи.

Для записи видео и звука на DVD применяется очень сложная техно-

логия компрессии данных, носящая имя MPEG-2. MPEG-2 представляет из

себя следующее поколения стандарта на сжатие (компрессию) видео и зву-

ковых данных, обеспечивающего возможность разместить большие объе-

мы информации в меньшем пространстве.

Стандарт сжатия MPEG разработан Экспертной группой кинемато-

графии (Moving Picture Experts Group – MPEG). MPEG это стандарт на

сжатие звуковых и видео файлов в более удобный для загрузки или пере-

сылки, например через Internet, формат. По стандарту MPEG-1 потоки ви-

део и звуковых данных передаются со коростью 150 килобайт в секунду –

с такой же скоростью, как и односкоростной CD-ROM проигрыватель – и

управляются путем выборки ключевых видео кадров и заполнением только

областей, изменяющихся между кадрами. MPEG-1 обеспечивает качество

видеоизображения более низкое, чем видео, передаваемое по телевизион-

ному стандарту.

Компрессия по стандарту MPEG-2 кардинально меняет положение

вещей. Как показали исследования, более 97% цифровых данных, пред-

ставляющих видео сигнал дублируются, т.е. являются избыточными и мо-

гут быть сжаты без ущерба качеству изображения. Алгоритм MPEG-2 ана-

лизирует видеоизображение в поисках повторений от кадра к кадру. В ре-

зультате процесса удаления избыточности, обеспечивается превосходное

видеоизображение в формате MPEG-2 при более низкой скорости передачи

данных. По этой причине, современные средства поставки видеопрограмм,

такие как цифровые спутниковые системы и DVD, используют именно

стандарт MPEG-2.

Множествоповерхностей DVD

Большинство дисков DVD имеют емкость 4.7GB. Применение схем

удвоения плотности и их комбинирования, позволяет иметь диски большей

емкости: от 8,5Gb и 9,4Gb до 17Gb.

Существуют следующие структурные типы DVD:

• Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный): это самая

простая структура DVD диска. На таком диске можно разместить до 4,7 Гб

данных. Кстати, эта емкость в 7 раз больше емкости обычного звукового

CD и CD-ROM диска.

• Single Side/Dual Layer (односторонний/двуслойный): этот тип

дисков имеет два слоя данных, один из которых полупрозрачный. Оба слоя

считываются с одной стороны и на таком диске можно разместить 8,5 Гб

данных, т.е. на 3,5 Гб больше, чем на однослойном/одностороннем диске.

• Double Side/Single Layer (двусторонний/однослойный): на таком

диске помещается 9,4 Гб данных (по 4,7 Гб на каждой стороне). Нетрудно

заметить, что емкость такого диска вдвое больше односторонне-

го/однослойного DVD диска. Между тем, из-за того, что данные распола-

гаются с двух сторон, придется переворачивать диск или использовать уст-

ройство, которое может прочитать данные с обеих сторон диска самостоя-

тельно.

• Double Side/Double Layer (двусторонний/двуслойный): структура

этого диска обеспечивает возможность разместить на нем до 17 Гб данных

(по 8,5 Гб на каждой стороне).

Заметим, что все приведенные цифры соответствуют емкости, указан-

ной в миллионах байтов; если округлять по другой методике, принимая за

основу, что 1Кб=1024 байта, а не 1000 байт, то получатся другие числа:

4,38GB, 7,95GB, 8,75GB, и 15,9GB соответственно.

Скоростьпередачиивремядоступа

Существующие приводы DVD имеют несколько более медленную

скорость вращения дисков, по сравнению с устаревшими устройствами

CD-ROM c 3-х кратной скоростью. Однако, благодаря более плотному

размещению данных на DVD, скорость их передачи соответствует 9-ти

кратной скорости передачи данных приводов CD-ROM, что в цифрах соот-

ветствует передачи около 1,3 Mб/сек.

Дело в

,

видео на DVD прокручивается приблизительно с 9-ти

кратной скоростью и на эту скорость рассчитана передача данных для ви-

део, в то время, как видеопрограммы на CD обычно рассчитаны на 2-х или

4-х кратную скорость (вот почему при использовании х24 скоростного

привода CD нет никакого заметного улучшения качества при проигрыва-

нии видео). За счет передачи видеоданных в 2,25-4,5 раза быстрее, видео-

фильм, показываемый с проигрывателя DVD имеет такое качество, что по

сравнению с ним видео с CD-ROM проигрывателя напоминает мерцающее

изображение в старинном кинотеатре. И действительно, если запустить

один и тот же фильм с VideoCD, VHS или DVD, то разница в качестве бу-

дет заметна на глаз, причем однозначно выигрывает DVD. Более того, на

мониторе DVD фильм смотрится лучше, чем на телевизоре.

Сейчас на рынке уже появились устройства чтения DVD дисков вто-

рого поколения, имеющие уже 2-х кратную скорость. Хотя это и не влияет

на качество проигрываемого видео, зато увеличит скорость загрузки про-

граммного обеспечения с DVD-ROM.

Практически не изменилось положение только с одним важным пара-

метром, влияющем на производительность: время доступа, или то время,

которое требуется лазерному лучу для перехода с одного трека на другой.

Имея среднее время доступа между 150 и 200 миллисекунд (ms), приводы

DVD-ROM, конечно же, не могут соперничать с жесткими дисками, по

скорости запуска приложений или времени поиска разрозненных данных.

Но это некритично для проигрывания видео, потому что в этом случае

данные располагаются на диске последовательно.

Кроме того, DVD-ROM, так же, как и CD-ROM, прекрасно подходят

для загрузки программ и в качестве большого хранилища данных для при-

ложений, которые не помещаются на Ваш жесткий диск.

Уже появились устройства DVD-R и DVD-RAM, которые позволят

Вам хранить данные на специальных записываемых или перезаписывае-

мых дисках DVD.

Видеона DVD

Для декодирования MPEG-2 видео требуются мощные аппаратные

средства – такие, как специальная плата с декодирующим процессором,

которая может поставляться с самим устройством DVD.

Доступность новых мощных процессоров безусловно будет способст-

вовать широкому распространению DVD приводов, так как софтверное де-

кодирование обеспечивает приемлемое качество изображения и звука.

Преимущества DVD-видео:

Первое заключается в том, что стоимость производства дисков DVD

составляет лишь четверть от стоимости производства видеокассет.

Второе заключается в том, что DVD обеспечивает высокое качество

изображения, более яркое и впечатляющее, чем лазерный диск. Кроме то-

го, DVD имеет такие преимущества, которые не может обеспечить пленка,

это звук с качеством Dolby Digital (AC3) и возможность надежной защиты

от копирования и нелегального использования.

Огромным преимуществом DVD является большая емкость дисков, в

результате чего стало возможно применение многопотоковости данных.

Например, Вы можете просматривать программы на различных языках,

используя пульт дистанционного управления или компьютерную програм-

му можно выбрать один из 8 разных языков, причем со стерео звуком или

вы можно выбрать субтитры на одном из 32 языков.

Можно выбрать различные сюжетные линий одного и того же фильма

и различные варианты финалов, конечно, если это было предусмотрено.

Предусмотрена и специальная функция контроля, позволяющая родителям

закрывать доступ детям к некоторым специфичным фрагментам видео-

фильма, например, к сценам с насилием.

Но более впечатляет то, что поставщики фильмов на DVD могут соз-

давать программы с параллельными видеопотоками, т.е. Вы можете про-

сматривать одни и те же сцены, но с разных углов зрения. Скажем, про-

сматривая футбольный матч, Вы сможете переключаться с вида со сторо-

ны трибун, на виды со стороны вратаря или нападающего. Появляется

возможность выступать в роли режиссера, при проигрывании специально

созданных фильмов, где Вы сами будет выбирать фрагменты для просмот-

ра и формировать сюжетную линию. Конечно, все это должно быть зало-

жено в специально сделанном, интерактивном, DVD диске.

Звукна DVD

Поставщики фильмов на DVD предлагают со своими программами

поистине потрясающий звук, записанный по стандарту Dolby Digital (AC-3

Digital Sound), который обеспечивает пять + один звуковых каналов. За-

пись звука по стандарту AC-3 дает возможность создателям звукового ряда

для фильмов, после использования различных студийных спецэффектов,

добиться того, что у зрителя создается полное ощущение реальности про-

исходящего на экране действия.

Дискретная сущность звука Dolby Digital обеспечивает дополнитель-

ную четкость звучания (особенно важную при диалогах) и эффект объем-

ного пространства. Звук, записанный по стандарту AC-3 может распро-

страняться по помещению в произвольных направлениях, в результате че-

го и достигается эффект присутствия.

Как дополнительная возможность, на DVD можно записывать 16-, 20-

или 24-битный стерео звук с качеством CD и частотой 48 КГц или 96 КГц

по стандарту Dolby ProLogic.

Совместимостьизащитаавторскихправ

Благодаря возможности DVD создавать отличные цифровые копии

фильмов, кинокомпании подготовили комплекс мер по защите авторских

прав. Основная их часть – это кодирование (шифрование) видеоданных,

размещаемых на DVD, которые должны расшифрововаться перед выводом

изображения на экран – что означает, в свою очередь, увеличение нагрузки

на процессор для выполнения операции по дешифрованию.

Сейчас, наибольшее распространение получил такой способ защиты,

как запись DVD диска для специальной зоны. Весь мир поделили на 6 зон,

и если у вас проигрыватель для первой зоны, то вы не сможете посмотреть

на нем фильм, записанный для второй зоны. Правда, уже есть способы, из-

менить настройки аппаратуры, а в некоторых случаях, можно превратить

плеер в мультизонный. А вот и сам список зон:

· Северная Америка

· Япония, Европа, Средний Восток, Южная Африка

· Юго-восточная Азия (включая Гон-Конг)

· Австралия, Новая Зеландия, Центральная и Южная Америка

· Северо-западная Азия (Россия), Северная Африка

· Китай

Остальные меры сводятся к применению в большинстве проигрывате-

лей специальной электроники, которая должна препятствовать копирова-

ния фильма на видеомагнитофон. Этот способ защиты самый неприятный,

т.к. похоже, что производители хотят контролировать процесс выпуска

фильмов и их продажу. В результате, некоторые программы, купленные в

одной части мира, могут не проигрываться на устройствах DVD, куплен-

ных в другой части мира.