В настоящее время существует четыре основных типа дисков DVD, которые классифицируются по количеству сторон (одно- или двухсторонние) и слоев (одно- и двухслойные).

DVD-5  односторонний однослойный диск емкостью 4,7 Гбайт . Состоит из двух соединенных друг с другом подложек. Одна из них содержит записанный слой, который называется нулевым слоем, вторая совершенно пуста. На однослойных дисках обычно используется алюминиевое покрытие.

DVD-9  односторонний двухслойный диск емкостью 8,5 Гбайт . Состоит из двух штампованных подложек, соединенных таким образом, что оба записанных слоя находятся с одной стороны диска; с другой стороны располагается пустая подложка. Внешний (нулевой) штампованный слой покрыт полупрозрачной золотой пленкой, которая отражает лазерный луч, сфокусированный на данном слое, и пропускает луч, который сфокусирован на нижнем слое. Для считывания обоих слоев используется один лазер с изменяемой фокусировкой.

DVD-10  двухсторонний однослойный диск емкостью 9,4 Гбайт . Состоит из двух штампованных подложек, соединенных друг с другом тыльными сторонами. Записанный слой (нулевой слой на каждой стороне) обычно имеет алюминиевое покрытие. Обратите внимание, что диски этого типа являются двухсторонними; считывающий лазер находится в нижней части накопителя, поэтому для чтения второй стороны диск необходимо извлечь и перевернуть.

DVD-18  двухсторонний двухслойный диск емкостью 17,1 Гбайт . Объединяет в себе два слоя записи на каждой стороне. Стороны диска, каждая из которых формируется двумя штампованными слоями, соединяются вместе тыльными частями друг к другу. Внешние слои (слой 0 на каждой стороне диска) покрыты полупрозрачной золотой пленкой, внутренние слои (слой 1 на каждой стороне) имеют алюминиевое покрытие. Отражательная способность однослойного диска составляет 45-85%, двухслойного  18-30%. Различные отражающие свойства компенсируются схемой автоматической регулировки усиления (АРУ).

Конструкция дисков DVD различных типов показана на рис. 7.

Обратите внимание, что хотя на рис. 7 изображены два лазера, считывающие данные нижней части двухслойных дисков, фактически используется только один. Для чтения данных, расположенных на разных слоях, изменяется только фокусировка лазера.

Существует два способа записи слоев двухслойных дисков: противоположное (ОТР) или параллельное (РТР) направление дорожек. Метод OTP позволяет минимизировать время, затрачиваемое во время чтения диска, при переходе с одного слоя на другой. При достижении внутренней части диска (конца слоя 0), лазерный датчик остается практически в том же положении и лишь немного перемещается для фокусировки на слое 1. Конечная область диска при его записи в режиме OTP называется средней зоной .

Ðèñ. 7. Типы и конструкция дисков DVD

Запись (и чтение) спиральных дорожек дисков DVD, записанных в режиме PTP, происходит по-другому. При переходе от слоя 0 к слою 1 лазерный датчик должен переместиться с наружной части диска (т.е. с конца первого слоя) на его внутреннюю часть (на начало второго слоя). Кроме того, необходимо изменить фокусировку лазера. Для ускорения перехода практически все диски DVD записываются в режиме OTP.

Отличается и направление спиральных дорожек различных слоев, записанных в режиме РТР. Это позволяет упростить процесс считывания дорожек, расположенных одна над другой. Спиральная дорожка слоя 0 направлена по часовой стрелке, а дорожка слоя 1, в свою очередь,  против часовой стрелки. Поэтому для чтения второго слоя необходимо изменить направление вращения диска, но в дисках OTP считывание спирали происходит снаружи внутрь. Таким образом, спиральная дорожка слоя 0 направлена изнутри наружу, а дорожка слоя 1  снаружи внутрь.

Различия между дисками DVD, записанными в режимах PTP и OTP, показаны на рис. 8.

Емкость цифровых универсальных дисков зависит от их типа и достигает 17,1 Гбайт. Емкость двухслойных дисков немногим меньше емкости двух однослойных дисков, даже несмотря на то, что слои дисков занимают примерно одинаковое пространство (длины спиральных дорожек дисков разных типов одинаковы). Это было сделано для улучшения читаемости слоев дисков в двухслойной конфигурации. Расстояние между витками дорожек было немного увеличено, что повлекло за собой увеличение длины впадин и площадок. Чтобы это компенсировать, частота вращения накопителя при чтении двухслойного диска увеличивается, в результате чего скорость передачи данных остается постоянной. Но, поскольку спиральная дорожка считывается быстрее, общая емкость диска немного уменьшается.

Помимо перечисленных типов стандартной емкости, могут изготавливаться и двухсторонние диски, имеющие один слой на одной стороне и два слоя на другой. Диски этого типа обозначаются как DVD-14 и имеют емкость 13,2 Гбайт или примерно 6 ч и 15 мин видеоданных формата MPEG-2. Существуют также 80-миллиметровые диски, емкость которых меньше, чем стандартных 120-миллиметровых дисков той же конфигурации.

Двухсторонние диски отличаются повышенной сложностью технологического процесса и более высокой стоимостью, а также тем, что для воспроизведения обеих сторон диск приходится извлекать из накопителя и переворачивать. Все это привело к тому, что наибольшее распространение получили диски DVD-5 (односторонние однослойные) или DVD-9 (односторонние двухслойные). Емкость дисков этого типа достигает 8,5 Гбайт, что составляет 242 минуты воспроизведения видеоданных формата MPEG-2. Видеодиски DVD-5 со 133-минутным воспроизведением подходят для более чем 95% существующих в настоящее время кинофильмов.

Ðèñ. 8. Диски DVD, записанные в режимах PTP и OTP

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.

Стандарт DVD подразумевает запись изображения с соотношением сторон, принятым в телевещании, т.е. 3:4, или, по другому, 1,33.

Во всём мире существует несколько стандартов видео:

PAL - видеостандарт, используемый в Европе и России (т.е. наш): размер видео 720х576, 25 fps (25 кадров в секунду).

NTSC - 720х480, 29,97 fps.

Есть еще стандарт SECAM , который касается телевизионного вещания.

VHS - аналоговое видео, это формат записи на ваших видеокассетах.

DV (Digital Video) - это видеоформат, разработанный совместно ведущими мировыми компаниями-производителями видео для цифровой записи. Этот формат имеет малый коэффициент сжатия видеосигнала (5:1) и дает высокое качество видеосъемки. В этом формате снимают видео MiniDV-камеры.

DV формат характеризуется большим видеопотоком и, соответственно, имеет большой выходной видеофайл. Часовая запись на MiniDV кассету, будет иметь объем примерно 12 Гб, или 1 мин - 200 Мб.

Полученное видео нужно сжать для последующего просмотра на компьютере, проекторе, DVD-плейере, в Интернете. Т.е. из полученного выскококачественного видео мы можем получить любой нужный нам формат соответствующего качества.

Внимание! Не путать с DVD (Digital Video Disc - цифровой видеодиск) - это диск с цифровой информацией, то что мы в жизни называем DVD-диск.

Стандарты сжатия:

MPEG - один из основных стандартов сжатия. Аббревиатура MPEG (Moving Pictures Expert Group) - это название международного комитета, занимающегося разработкой данного стандарта сжатия. Его разновидности:

MPEG-1 - формат сжатия для компакт-дисков (CD-ROM). Качество видео - как у обычного видеомагнитофона, разрешение 352х240, диск с фильмом в таком формате обычно обозначается VCD (VideoCD).

MPEG-2 - формат для DVD-дисков, цифрового телевидения. В этом формате снимают видео DVD-, HDD-, Flash-камеры.

MPEG-3 - сейчас не используется. Не путаем его с MP3 (MPEG Audio Layer 3) - технологией сжатия звука!

MPEG-4 - это формат, получаемый с помощью известных кодеков DivX, XviD, H.264 и др. Часто его называют просто MP4. Уменьшает видеопоток еще сильнее, чем MPEG-2, но картинка еще приличного качества, поэтому этот формат поддерживает большинство современных DVD-плееров. Особо нужно отметить высокое качество видео, сжатого кодеком последнего поколения H.264.

HD (High Definition) - формат высокого разрешения, новый формат особой четкости изображения. Имеет две разновидности: HD1 с разрешением 1280х720 и HD2 - 1440х1080.

Форматы видео:

AVI (Audio-Video Interleaved) - это расширение огромного количества видеофайлов, но не является форматом или кодеком. Это контейнер, разработанный Microsoft, в котором могут храниться потоки 4-х типов - видео, аудио, текст и midi. В этот контейнер может входить видео любого формата от mpeg1 до mpeg-4, звуки разных форматов, возможно любое сочетание кодеков. Чтоб определить содержимое данного контейнера, нужно воспользоваться одной из многочисленных программ от мощной Adobe Premiere до простенькой VideoToolBox.

WMV (Windows Media Video) - это формат от Microsoft, именно в нем вы получите видеоролик, сделанный с помощью Movie Maker.

MOV - формат Apple Macintosh QuickTime, может содержать кроме видео также графику, анимацию, 3D. Чаще всего для проигрывания этого формата нужен QuickTime Player.

MKV - (Матрешка или Matroska) - тоже контейнер, который может содержать видео, аудио, субтитры, меню и пр. Имеет открытый код, пока не очень распространен, но очень перспективен.

3gp - видео для мобильных телефонов третьего поколения, имеют малый размер и низкое качество.

Рассмотрим форматы видео, которые применяются в Интернете:

FLV (Flash Video) - формат видео для размещения и передачи в Интернете, используется такими площадками для размещения видеоклипов, как YouTube, RuTube, Tube.BY, Google Video, Муви и многие другие.

SWF (Shockwave Flash) - это расширение анимации созданной в программе Adobe Flash, а также видео в формате flash, проигрывается браузерами с помощью Flash Player. Флеш-ролики тоже широко распространены в Интернете.

Значит, расширение FLV - это флеш-видео, а SWF - флеш-ролик.

RM, RA, RAM - расширения RealVideo формата от компании RealNetworks, который используется для телевизионной трансляции в Интернете. Имеет маленький размер файла и низкое качество, зато позволяет посмотреть, например, выпуск теленовостей на сайте определенной телекомпании.

Рассмотрим основные расширения, которые касаются DVD:

VOB (Versioned Object Base ) - это расширение контейнера, который может содержать несколько потоков видео (формата MPEG-2) и аудио, а также меню и субтитры фильма. Это основные файлы на DVD-диске с фильмом.

IFO - файлы на DVD-диске, содержащие информацию о фильме, меню, порядке запуска VOB-файлов, необходимую, например, DVD-проигрывателю, т.е. служебные файлы. Создаются в процессе конвертирования или авторинга, т.е. записи DVD-диска.

m2v, m2p - расширения видео в формате MPEG-2. Не буду углубляться, скажу только, что такое видео нужно для авторинга, т.е. создания VOB-файлов и записи DVD-диска. Об авторинге я расскажу в другом месте.

DVD-видео.

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.

С обычными CD-болванками все просто: они бывают либо CD-R (Compact Disc Recordable), т.е. диски однократной записи, либо CD-RW (Compact Disc Rewritable) - диски многократной записи. А вот с DVD-дисками сложнее - существует много типов DVD-дисков, и в таком разнообразии легко запутаться.

Начнем с расшифровки аббревиатуры DVD. Раньше аббревиатура DVD расшифровывалась как Digital Video Disc, поскольку первые DVD-диски были предназначены только для записи видео. Затем, когда на DVD стала возможной запись других типов данных, DVD "переименовали" в Digital Versatile Disc - цифровой универсальный диск.

По сути, DVD - это развитие технологии CD, но обо всем по порядку. Началом истории DVD можно считать 1994 год, когда компании Sony, Philips и Toshiba начали создавать новый носитель данных. Вообще, инициатором всего этого выступил Голливуд - обычные видеокассеты не обеспечивали никаких средств защиты от несанкционированного копирования. Да и имеющийся на то время альтернативный носитель (CD) не обеспечивал должного качества воспроизведения видео - на обычный диск объемом 700 Мбайт нельзя было записать фильм нормального качества. Требовалось как минимум два диска.

В 1996 году компании Sony, Philips и Toshiba представили первые спецификации нового носителя данных - DVD-ROM (базовый формат, использовался для хранения данных) и DVD-Video (надстройка над форматом DVD-ROM, предназначенная для хранения видео). В основном DVD тогда использовался для хранения видео, поэтому и получил название Digital Video Disc.

В 1998 году был представлен новый формат - DVD-Audio. Поскольку формат DVD уже использовался не только для хранения видео, то, чтобы не вводить новую аббревиатуру и не запутывать пользователей, было решено слово "Video" заменить словом "Versatile". В этом же году емкость DVD-диска была увеличена до 4,7 Гбайт (изначально было 4,5 Гбайт). Несмотря на то что формат DVD-Audio появился в 1998 году, первые DVD-проигрыватели (именно для формата DVD-Audio) появились в 2000 году и стоили очень дорого. В Европе такие проигрыватели вообще впервые появились в 2001 году.

Сейчас начинает популярность новый формат - Blu-Ray. Появились недорогие комбинированные приводы, а ноутбуки все чаще оснащаются приводами, умеющими читать Blu-Ray. Но сам формат Blu-Ray был анонсирован в далеком 2002 году. Прошло семь лет, а формат еще не получил особой популярности.

Самое интересное, что DVD - практически идеальный носитель данных без особых недостатков. Судите сами. На DVD можно записать от 4,7 до 18 Гбайт (на двухслойный и двусторонний диск) информации. Вы только посчитайте, сколько обычных CD-дисков нужно, чтобы записать хотя бы 4,7 Гбайт.

А как же флешка? Флешкой на 8 Гбайт никого сейчас не удивишь. Но у флешки как раз недостатки есть. Во-первых, флешка на 8 Гбайт стоит значительно дороже, чем DVD-RW на 9 Гбайт. Во-вторых, из-за желания сэкономить велика вероятность купить некачественную флешку, которая проработает меньше, чем самый обычный DVD-RW.

К тому же DVD поддерживает различные видеоформаты (4:3, 16:9), многоканальный звук и до 9 различных углов зрения для камер. Словом, если вам нужно записать просто данные, то можно обойтись и обычной флешкой, а вот если нужен носитель для видео, то лучше DVD пока ничего не придумано (Blu-Ray пока из-за высокой стоимости во внимание не принимаем).

DVD-Video и DVD-Audio поддерживают стандарты Dolby Digital, Dolby Digital Pro и Dolby Surround (многоканальный звук 5+1), что еще более приспосабливает их для качественного воспроизведения звука (как при просмотре фильмов, так и при прослушивании аудиокомпозиций). А если ко всему этому добавить возможность интерактивного управления (управление последовательностью сцен, изменение камер обзора, вызов субтитров, поддержка "закладок"), то вообще у DVD пока нет конкурентов. CD и флешка в этом плане - не конкурент, а VHS-кассеты и подавно. К тому же VHS-кассеты ненадежны и просто огромны по сравнению с DVD-дисками.

Ранее к недостаткам DVD относили дороговизну как DVD-проигрывателей, так и пишущих приводов. Сейчас цены настолько смешные, что о стоимости оборудования для записи и воспроизведения DVD говорить не принято. Болванки DVD стоят тоже дешево, правда, только те, которые односторонние и однослойные, но в любом случае хранение 4,7 Гбайт на DVD вам обойдется дешевле, чем хранение аналогичного объема на CD.

Кроме дороговизны, раньше у DVD были некоторые проблемы с совместимостью. Дело в том, что, начиная с 1996 года, различные компании "наплодили" столько разных форматов, что некоторые приводы могли работать с одними форматами, а с другими - нет (или, например, не поддерживали запись определенных DVD-форматов). Сегодня такого нет, и самый обычный DVD-привод может работать со всеми имеющимися форматами.

Теперь поговорим о DVD-форматах. При выборе болванок DVD обратите внимание на их маркировку.

Маркировка DVD-болванок

Кроме маркировок, на DVD могут быть следующие надписи, определяющие DVD-стандарт:
• DVD-ROM - это базовый формат, используется для массового производства дисков. Диски такого формата можно купить уже записанными, так как технология их записи несколько отличается от записи обычных DVD-болванок в домашних условиях.
• DVD-Video - "надстройка" над форматом DVD-ROM, задающая порядок размещения файлов на DVD-ROM. Кроме видео, на такой диск можно записать картинки (например, кадры самых интересных сцен фильма), субтитры на разных языках и диалоговые окна для организации меню.
• DVD-Audio - используется для записи качественного звука. Ведь звук можно записать и на обычный AudioCD, и закодировать в формат МРЗ, и записать на обычный CD-R. Звучание DVD-Audio по своему качеству значительно превосходит AudioCD и лучше, чем DVD-Video (за счет того, что все место отводится только для звука, а на DVD-Video приходится хранить еще видео, субтитры и другие данные). Формат DVD-Audio на сегодняшний день признан лучшим аудиоформатом.
• DVD-R - "болванка" однократной записи. На такой диск можно записать все, что захочется - музыку, видео, картинки, данные, но только один раз. Используя DVD-R, вы можете создать диск формата DVD-Video или DVD-Audio, но без защиты от нелегального копирования. Чтобы создать диск с такой защитой, вам нужен диск для продюсеров - DVD-Authoring. Такие диски стоят намного дороже, чем обычные DVD-R, и не все приводы могут записывать диски DVD-Authoring. Поэтому перед покупкой дорогой болванки DVD-Authoring убедитесь, что ваш привод поддерживает запись дисков этого типа.
• DVD-RW - перезаписываемый DVD-диск. Как и в случае с CD-RW, вы можете записать информацию на диск, потом стереть ее, потом еще раз записать и т.д.
• DVD-RAM - еще один тип перезаписываемого диска. Его отличие от DVD-RW заключается в большей надежности: если обычные DVD-RW можно перезаписывать примерно 100 раз (дешевые китайские во внимание не принимаем - хорошо, если вам удалось перезаписать такой диск 10 раз), то DVD-RAM можно перезаписать 1000 раз. Кроме того DVD-RAM позволяет записывать диск по дорожкам, что не требует создания образа будущего диска на винчестере. Ведь может оказаться, что у вас не будет 9 Гбайт свободного места на диске. Минимальное дисковое пространство, необходимое для записи диска DVD-RAM любой емкости, - всего 200 Мбайт. Но у этого типа диска есть и недостатки: дороговизна, медлительность (скорость записи очень мала) и в основном его могут прочитать только компьютеры, но далеко не все бытовые проигрыватели.
• DVD+R/DVD+RW - новый формат DVD-диска. Знак "+" в маркировке означает, что новый формат лучше, чем предыдущий. Преимущество заключается в более высокой скорости записи таких дисков. Раньше не все приводы могли записывать диски с плюсом. Сейчас такой проблемы нет, и все современные приводы умеют записывать диски как нового, так и старого форматов. Какой диск выбрать? Сейчас особой разницы нет. Если есть желание сэкономить, покупайте DVD-R/RW - они чуть дешевле (только не покупайте самые дешевые - и не говорите потом, что я вас не предупреждал!).

Диски DVD-5 и DVD-10 являются самыми распространенными и востребованными. Диски форматов DVD-9 и DVD-18 встречаются в продаже реже. Это обусловлено большей стоимостью и тем, что некоторые проигрыватели (речь идет именно о бытовых проигрывателях, а не о приводах DVD) не могут работать с двухслойными дисками. Все современные DVD-приводы умеют читать и записывать двухслойные диски, только нужно переворачивать диск для осуществления чтения/записи с другой стороны.

Некоторые производители DVD заявляют, что их диски могут хранить информацию на протяжении 50-100 лет. Лично я не верю таким заявлениям - формат DVD появился в 1996 году, и прошло еще мало времени, чтобы делать такие заявления. Тем более, что, учитывая темпы развития компьютерных технологий, через 50 лет не будет ни одного привода, способного прочитать DVD. Вспомните дискеты: последний раз привод FDD был установлен в моем компьютере года четыре назад. Первая дискета была произведена на свет в далеком 1971 году. Это была 8-дюймовая дискета производства IBM. А дискеты 3.5", к которым мы привыкли в свое время (или, по крайней мере, застали их еще), появились в 1981 году благодаря стараниям компании Sony. Дискеты продержались в среднем 25 лет. Конечно, они еще есть в продаже, можно купить даже приводы для чтения дискет, но ими практически уже никто не пользуется. Ведь те же флешки и компактнее, и позволяют записать больше информации.

Что же касается DVD-дисков, то я бы рекомендовал следующее: хранить DVD-диски нужно в прохладном месте, защищенном от прямых солнечных лучей. Желательно хранить диски в отдельных боксах, а не друг на друге - тогда могут образоваться царапины на поверхности диска. Раз в два года (или раз в году, если вы часто пользуетесь этими дисками) желательно перезаписывать информацию с них на новые DVD, так вы перестрахуетесь от потери данных.

Пожалуй, сейчас невозможно встретить человека, который бы ни разу не держал в руках компакт-диск. В последнее время эти носители информации серьезно сдали свои позиции из-за активного внедрения более технологичных накопителей на основе твердотельной памяти. Тем не менее пока еще полностью отказываться от дисков вряд ли целесообразно.

Емкость DVD вполне достаточна для хранения большинства программ и мультимедийных файлов. Производители указывают, что пользователю доступно 4.7 Гб. В действительности же для максимальная информационная емкость составляет 4.38 Гб, что объясняется различием в способе расчета. Сегодня мы поговорим о технологии Digital Versatile Disc и разберемся с нюансами вычисления объема таких носителей информации.

Проблема с определениями

Термин DVD, как это ни удивительно, не обладает однозначной расшифровкой. Эта технология была разработана для того, чтобы заменить обычные компакт-диски CD, емкости которых все чаще становилось недостаточно. Изначально аббревиатура DVD означала Цифровой Видео Диск (Digital Video Disc). Однако впоследствии стало понятно, что на него можно записывать не только фильмы, но и другие файлы.

Это послужило причиной того, что некоторые начали вкладывать иной смысл в термин, понимая под DVD Цифровой Универсальный (Versatile) Диск. В целом обе расшифровки верны.

Увеличивая доступный объем

Ранее уже указывалось, что DVD-диски пришли на смену CD, емкости которых стало недостаточно. Для того чтобы считать записанные на поверхность цифровые данные, необходимо применять тонкий лазерный луч. В устройствах-дисководах для этого реализован специальный блок, состоящий из излучающего элемента и системы фокусирования. Основное отличие луча света, применяемого для считывания и записи информации, состоит в том, что он когерентен, то есть является очень узконаправленным. Это позволяет практически устранить воздействие явлений дифракции и интерференции световой волны. При разработке стандарта CD доступные на тот момент миниатюрные полупроводниковые излучатели были не в состоянии создать достаточно узкий луч, поэтому ширина дорожки на металлической основе диска была около 1.6 мкм. Впоследствии были разработаны более совершенные светоизлучающие диоды, луч которых был настолько тонок, что ширину дорожки удалось уменьшить в два раза. Таким образом, стала в несколько раз превышать аналогичный параметр CD. Кроме ширины дорожки, удалось изменить и расстояние между ними, а также размер питов.

"Пирог" из дисков

Емкость DVD-диска определяется не только вышеуказанными размерами и конфигурацией лазерного луча. Были созданы такие которые, по сути, объединяли сразу несколько дисков в одном изделии при сохранении стандартных габаритов.

Такие многослойные компакты можно сравнить с бутербродом. При производстве используется не одна, а сразу две дорожки, но расположенные таким образом, что считывающий луч лазера свободно проходит через полупрозрачную верхнюю поверхность. Их объем достигал 8.54 Гб. Максимальная емкость DVD-диска, диаметр которого не 12, а 8 см, составляет 5.32 Гб. Конструктивно дисковод может обладать двумя излучателями, каждый из которых фокусируется на свою глубину (поверхность). Есть модели с одним лучом, фокусировкой которого управляет электроника. Информационная емкость DVD могла быть еще больше, когда использовались так называемые двусторонние решения. Внешне это обычный компакт, но запись/чтение возможны с двух сторон, для чего в большинстве дисководов требовалось переворачивать носитель. Емкость DVD-диска такой модификации составляет от 9.4 Гб (двусторонние однослойные), до 17.08 (четыре слоя, запись с двух сторон). Тем не менее такие «пироги» не получили широкого распространения из-за более высокой стоимости производства и необходимости слишком бережно обращаться с ними, так как малейшая царапина могла привести к невозможности считывания данных с глубинных слоев.

Сохраняя информацию

В основе RAM-дисков лежит технология нагрева поверхности лазерным лучом. Их особенностью является возможность выполнения форматирования в привычную и выборочного удаления файлов. Конструктивно такие диски располагаются в специальных картриджах, что повышает их надежность. Теоретически, если извлечь DVD-RAM из корпуса, то с ним можно работать на приводе, обозначенном как Multi. Это достаточно надежные решения.

Информационная емкость DVD такого типа составляет от 1.46 Гб (однослойные односторонние, 8 см) до 9.4 Гб (двусторонние). Термин RAM означает, что перезапись физически возможна. Аббревиатуру можно перевести как «Память с произвольным доступом». Фактически данный тип дисков предназначен для резервного копирования данных и до появления альтернативных носителей являлся отличным решением. Особенно если учесть заявленную продолжительность хранения данных (около 30 лет) и количество циклов перезаписи (более 100 тыс.). Недостаток - относительно высокая стоимость и малое распространение.

Видеокомпакты

Следующие решения - это DVD-Video. Такие диски предназначены для записи мультимедийного потока. Обозначаются как «DVD-1…18». Первые четыре - это модификации с уменьшенным диаметром (8 см против стандартных 12). Классикой считается DVD-5, с которого можно считать 4.7 Гб (однослойный односторонний).

Соответственно, максимальная емкость DVD в данной категории составляет 17.08 Гб (DVD-18, две стороны, четыре слоя). Так как в массовых видеоплеерах применяются простейшие фокусирующие блоки, что позволяет удешевить производство, далеко не все модели способны считывать диски большого объема. Исключение - однослойные двусторонние, для работы с которыми достаточно всего лишь перевернуть диск в приводе. Их недостаток заключается в отсутствии места для этикетки, поэтому название указывается на прозрачной части, рядом с центральным отверстием.

Однократная запись

Появление дисководов, способных осуществлять записывание цифровых данных на диски в домашних условиях, совершило настоящий переворот в области резервного копирования и создания самых настоящих фильмотек. DVD+-R изначально продаются без записи. Владелец специального привода может сохранить на таком диске любую информацию, преобразованную в цифровую форму.

Цвет зеркально-синий, с отливом в фиолетовую область спектра. Емкость DVD этого типа составляет от 4.7 Гб (один слой с одной стороны) до 17.08 Гб. Объем зависит, как обычно, от количества слоев и сторон. Но все-таки из-за правильной наибольшее распространение получили самые простые компакты на 4.7 Гб. Ранее запись можно было сделать лишь при помощи компьютерного дисковода, сейчас же этой возможностью обладают многие видеоплееры, способные сохранять на диски передачи с ТВ. Проблема совместимости «-» и «+» R давно осталась в прошлом и в статье не рассматривается.

Многократное записывание

Недостаток предыдущего типа дисков очевиден - их нельзя повторно записать, удалив данные. Для решения этого вопроса были предложены принципиально иные диски, названные DVD+-RW. Их можно использовать почти как обычный накопитель. Термин RW означает Rewritable, т.е. перезаписываемые. Емкость DVD этого класса точно такая же, как у «простых» R. Однако двуслойные крайне редко распространены из-за необходимости приобретать специальный дисковод, способный работать с такими дисками.

Кроме того, перезаписываемые решения и так требуют к себе бережного обращения, а усложнение их конструкции означает, что с таких дисков фактически приходится сдувать пылинки. А случайная царапина на поверхности может не позволить считать информацию с нижних слоев. Таким образом, «классика» - это однослойный односторонний диск. Цвет поверхности варьирует от серого до практически черного. Количество циклов перезаписи официально составляет около нескольких тысяч, однако на практике такой диск можно записать не более 50-100 раз. И то со временем надежность хранения данных снижается. Таким образом, DVD-RW подходят для кратковременного хранения данных и их переноса. Запись может осуществляться блоком, как обычно. В то же время при помощи механизма Windows также возможна работа как с обычным накопителем (чтение/запись произвольных файлов). Правда, из-за того, что стандарт перезаписываемых дисков не позволяет развивать высокие скорости, обычно приходится довольствоваться четырехкратной, равной 5.5 Мб.

Особенность записи

Стандартная емкость DVD может быть немного превышена. Это достигается за счет использования зоны lead-out. Функция Overburn должна поддерживаться самим устройством. Ее можно активировать в популярной программе Nero, пройдя в «Опции - Экспертные свойства». Мы не рекомендуем использовать эту возможность без так как можно столкнуться с невозможностью чтения такого диска на дисководе, не умеющем работать с Overburn.

Как подсчитывается объем

Многие владельцы компьютеров давно заметили, что на компакт-диск невозможно записать то которое указывается производителем. На самом деле никакого обмана здесь нет. Просто производители дисков из маркетинговых соображений считают, что в 1 кБ 1000 байт, хотя в действительности 1024 (возводим двойку в десятую степень). С увеличением объема это число растет в прогрессии. Следовательно, на стандартный DVD-диск помещается не более «честных» 4.38 Гб.