Будущее DVD-формата

CDROM

Особенности оптического способа считывания информации – царапины и непрозрачность подложки для обычного света.

Первым в семействе КД появился Compact Disc Digital Audio (CD DA)

Остальные форматы фактически являются надстройкой над этим форматом.

Режим проигрывания называется CLV (Constant Linear Velocity) – Постоянная Линейная Скорость. Для поддержания постоянной линейной скорости проигрыватель вынужден постоянно менять скорость вращения диска.

С появлением CD-ROM возникла необходимость повышения скорости чтения информации. Появились устройства с 2х, 4х и большими значениями скоростей чтения.

При смене трека нужно менять скорость вращения диска – неудобство, т.к.увеличивается время доступа.

Решение - CAV (Constant Angle Velocity) – Постоянная Угловая Скорость. В этом режиме скорость вращения диска остается постоянной, а скорость чтения информации меняется (растет от центра диска к краю)

Информационная дорожка начинается c LeadIn, заканчивается LeadOut.Посредине – program area.

Program Area делится на треки(1..99), а треки на индексы(0..99).

При формировании структуры компакт-диска адреса всех треков (а точнее, индексов 1 каждого трека) собираются в таблицу в формате MSF и записываются во вводную дорожку КД (Lead-In). Таблица с адресами треков называется TOC (Table Of Content) – таблица содержания диска.

При проигрывании КД выполняется обратный процесс – процесс декодирования. Коррекция ошибок выполняется с помощью кода Рида-Соломона. Если повреждения диска значительны, и код Рида-Соломона с ними не справляется, проигрыватель использует алгоритмы интерполяции звука, вычисляя примерное значение «выпавшего» звукового отсчета. Чем выше класс проигрывателя, тем лучше в нем реализованы алгоритмы интерполяции звука.

Доступ к произвольному фрагменту диска (адресация)
Информационная дорожка компакт-дисков состоит из небольших блоков, называемых кадрами (frame). В случае дисков CD - ROM эти блоки еще называют секторами (по аналогии с секторами дискет и винчестеров). Кадр – это минимально адресуемый участок КД. Обычно говорят, что доступ к произвольному участку КД осуществляется с точностью до кадра. Полный адрес участка КД имеет следующий вид:

M:S:F, где M – минуты, S – секунды, F – кадры

Основное отличие диска CD-ROM от CD Audio – структура кадра. Если для аудио-диска кадр размером 2352 байта полностью занят звуковыми отсчетами, то на CD-ROM для компьютерных данных из 2352 байт отведено только 2048 байт (User Data). Остальное – служебная информация

Для обеспечения универсальности дисков CD-ROM была разработана файловая система ISO 9660. В 1995 году было введено дополнение к ISO 9660 (Joliet Specification), позволяющее использовать в именах файлов длинные имена, символы национальных алфавитов и пробелы

Mixed Mode CD
Следующий член семейства КД – Mixed Mode CD -прямой потомок – CD DA и CD-ROM.

На таком диске первый трек всегда имеет тип Data и содержит файловую структуру с компьютерными данными. За Data -треком располагаются аудио-треки. Особенность использования такого диска – аудио-треки начинаются со второго трека.

CD-ROM XA (eXtended Architecture)
Этот формат является потомком формата CD-ROM. Его появление было вызвано необходимостью обозначать тип цифровой информации, хранящейся в конкретном кадре диска. Связано это было с появлением специализированных проигрывателей мультимедийной информации, способных проигрывать видео со звуком и отображать неподвижные изображения (в частности, проигрыватели Video CD).

Multisession CD
Формат CD-ROM XA используется также при создании дисков Multisession.

Термин «сессия» - дословно, сеанс, появился вместе с форматом CD - Recordable (Записываемый Компакт-Диск). Под сессией понимается сеанс записи компакт-диска, то есть запись на диске Lead - In, программной зоны и Lead - Out

Стандартом на записываемые КД разрешается размещение на КД нескольких сессий (до 99). Lead - In каждой сессии содержит свою собственную TOC, которая содержит список треков, входящих в эту и предыдущие сессии. Также в TOC каждой сессии указан тип этой сессии.

Multisession разрешает запись на диск, который уже имеет сессию (сессии). Запись возможна при условии, что в TOC последней сессии имеется специальная метка, разрешающая запись еще одной сессии. При записи новой сессии в ней формируется новая файловая система, которая указывает местоположение вновь записываемых файлов и, кроме этого, как правило, указывает на местоположение файлов из предыдущих сессий (хотя может этого и не делать). Также в новой сессии могут быть записаны новые версии файлов, уже имеющихся в предыдущих сессиях (при этом в новой файловой системе указывается местоположение новой версии файла, а ссылка на старый файл не формируется – «псевдостирание»).

При записи первой сессии будущего диска Multisession в TOC первой сессии делается специальная метка, говорящая о том, что на диске может быть еще одна сессия (диск «не финализирован»). Привод CD-ROM, читающий такой диск, обнаружив эту метку, начитает читать ту область КД, где должен находиться Lead - In следующей сессии. Если Lead - In есть, делается попытка прочитать TOC следующей сессии. Если чтение этой области не удается, привод делает вывод, что следующей сессии нет, и работает с TOC первой сессии.

Принципы записи КД:

· изменения оптических свойств носителя информации под воздействием лазерного излучения;

· наличие на «чистом» диске специальной направляющей дорожки (groove).

В настоящее время в системе «компакт-диск» существует два вида дисков, позволяющих запись информации. Это CD-Recordable и CD-Rewritable.

Этикетка

Лак

Отражающий слой (серебро, золото)

Светочувствительный слой

Подложка

В системе CD-Rewritable светочувствительный слой может находиться в одном из двух устойчивых состояний - кристаллическом или аморфном, соответственно пропуская луч лазера до отражающего слоя и обратно, или же рассеивая свет

DVD

формат записи дисков. В отличие от CD, обладает большей плотностью размещения данных, возможностью двухслойной записи и более совершенной защитой лицензионных дисков от пиратских копий.

На данный момент название DVD - не более чем "звучный" набор букв. Однако в 1995 году аббревиатуру DVD расшифровывали, как Digital Video Disk (Цифровой Видеодиск). Дело в том, что DVD изначально разрабатывали для смены устаревшего VHS-формата, и предназначался он в основном для комфортного просмотра фильмов. Спустя некоторое время было решено оптимизировать диски DVD не только для мультимедийного использования, но и для компьютеров, в качестве носителя информации. Поэтому приняли решение изменить название формата, не меняя аббревиатуры. Таким образом, DVD из Digital Video Disk превратился в Digital Versatile Disk (Цифровой Универсальный Диск).

Вся информация на DVD хранится в файловой системе MicroUDF (Micro Universal Disk Format). (утвердили в 2000 г).

Более высокой емкости DVD-диски обязаны не только возможностью двухслойной записи дисков, но и большей плотностью записи информации. Более высокая плотность записи была достигнута за счет уменьшения расстояния между информационными дорожками на спирали. Это расстояние у CD-дисков составляет 1,6 мкм. У дисков DVD - 0,74 мкм. Объем DVD-дисков, в зависимости от их конкретного типа, может быть от 4,7 до 17 Гб.

Для защиты применен доп. прозрачный пластиковый слой.

В разных странах премьеры одних и тех же фильмов проходят в разное время. И поскольку издателям фильмов нет интереса в появлении фильма там, где еще не было его премьеры, было принято решение ввести так называемое зонирование.

Последний способ защиты - аналоговая защита от записи. Принцип работы APS (Analogue Protection System) заключается в том, что при воспроизведении фильма специально создаются помехи. И если вы записываете фильм на другой проигрыватель, изображение будет сильно искажено.

DVD-R, DVD-RW, DVD+R(двухслойные), DVD+RW(Принцип аналогичен DVD-RW, однако они были несовместимы из-за разных материалов отражающего слоя и разных способов записи.)

DVD-RAM - диски помещены в специальный картридж, для защиты от физических повреждений

На смену DVD в недалеком будущем придет Blue-Ray и другие форматы нового поколения. Диски Blue-Ray имеют меньшее расстояние между соседними дорожками - 0,32 микрон. Это позволило увеличить объем одностороннего диска до 30 Гб. Стандарт Blue-Ray disc поддерживают более десяти крупнейших компаний, в том числе Sony, Hitachi, LG, Thomson, Philips, NEC и другие. Для записи таких дисков понадобится привод с лазером более коротковолнового - "синего" диапазона (405 нм. DVD-приводы имеют "красный" лазер с длиной волны 650 нм).

Еще альтернатива будущего - поддержанный DVD Forum стандарт HD-DVD, разработанный Toshiba и NEC. При использовании стандарта HD-DVD емкость диска увеличивается до 15 Гб на слой, при этом для выпуска таких дисков требуется лишь небольшая доработка оборудования.

И там и там используется голубой лазер для чтения и записи информации, но емкость дисков HD-DVD существенно ниже: однослойный диск вмещает 15 Гб данных, двухслойный - 30 Гб. Зато HD-DVD остается совместимым с DVD на физическом уровне, чего нельзя сказать о Blue Ray