Битва «DаVиDа» с толпой голиафов или история о том, почему более совершенный стандарт не может занять более достойное место в нашей жизни

Более трех тысяч лет назад родилась легенда о том, как молодой пастух Давид сразил посредством смекалки и исключительно силой своего ума закованного в латы великана Голиафа. Эти извечные персонажи, известные практически всем без исключения, в наши дни имеют своих прототипов в мире компьютерных и медийных технологий. В сентябре 1995 года десять гигантских компаний-разработчиков (Голиафов, так сказать, в мире IT-технологий), среди которых такие брэнды, как Sony, Matsushita (более известная нам как Panasonic), Hitachi, Toshiba, Philips и другие, объединились с благими намерениями в союз — DVD Consortium и создали единый унифицированный стандарт для всех областей применения.

Более трех тысяч лет назад родилась легенда о том, как молодой пастух Давид сразил посредством смекалки и исключительно силой своего ума закованного в латы великана Голиафа. Эти извечные персонажи, известные практически всем без исключения, в наши дни имеют своих прототипов в мире компьютерных и медийных технологий. В сентябре 1995 года десять гигантских компаний-разработчиков (Голиафов, так сказать, в мире IT-технологий), среди которых такие брэнды, как Sony, Matsushita (более известная нам как Panasonic), Hitachi, Toshiba, Philips и другие, объединились с благими намерениями в союз — DVD Consortium и создали единый унифицированный стандарт для всех областей применения. Это (по задумке консорциума) позволило бы избежать войны стандартов, наподобие той, что разыгралась в свое время между форматами VHS и Betamax в начале 80-х годов прошлого столетия при появлении бытовых видеомагнитофонов (если помните, победил VHS, а проиграл тот, кто имел технику стандарта Betamax). Вот так и был непорочно зачат стандарт DVD, судьба которого напоминает битву Давида (в нашем случае DVD) с Голиафом (или Голиафами — гигантами кино- и медиа — индустрии и компьютерного бизнеса, среди которых есть даже отцы-основатели стандарта DVD).

Ты помнишь, как все начиналось…

История DVD берет начало с битвы между технологиями альянсов — Matsushita Electric, Toshiba и медиа-холдинга Time/Warner (технология Super Disk), с одной стороны, и Sony c Philips (технология Multimedia CD-MMCD) с другой стороны, которая, наверное, велась бы до сих пор, если бы не ультиматум, выдвинутый компьютерными законодателями мод — такими, как Microsoft, Intel, Apple и IBM. Компьютерных гигантов, понятно, интересовал единый стандарт сменных накопителей CD, который пришел бы взамен устаревающего стандарта CD-ROM. В результате многих компромиссов и соглашений и был рожден стандарт DVD (хотя, наверное, правильнее было бы сказать группа стандартов, объединенных понятием DVD).

Сокращение DVD первоначально должно было означать — Digital Video Disk, т.е. цифровой видеодиск. Однако уже на стадии разработки DVD перешагнул это понятие, и сегодня DVD расшифровывается как Digital Versatile Disk, т.е. цифровой многофункциональный диск. Слово «многофункциональный» означает то, что DVD имеет много подстандартов внутри себя, предназначенных для различного применения. Диск DVD по габаритам и материалу напоминает обычный компакт-диск (он, в принципе, и является его продвинутой разновидностью). Это серебристый диск, 12 сантиметров в диаметре, с отверстием в центре. Так же как и в компакт-диске, данные записываются на нем по спиральной дорожке из крошечных углублений на поверхности специального покрытия и считываются с помощью лазерного луча. На самом деле DVD-диск состоит не из одного, а из двух «склеенных» дисков толщиной по 0,6 мм каждый. Возможно использование обеих сторон диска для сохранения информации. Различают четыре типа дисков:

DVD-5 — односторонний, однослойный (single-sided, single-layer), емкостью 4,7 Гбайт, примерно 2 часа видео. Этот тип дисков наиболее распространен и известен больше как DVD-видео, на которых сегодня записано подавляющее большинство DVD-фильмов;

DVD-9 — односторонний, двухслойный (single — sided, double-layer), емкостью 8,5 Гбайт, около 4 часов видео;

DVD-10 — двухсторонний, однослойный (double-sided, single-layer), емкостью 9,4 Гбайт, около 4,5 часа видео;

DVD-18 — двухсторонний, двухслойный (double-sided, double-layer) емкостью 17,0 Гбайт, около 8 часов видео.

Наибольшее распространение имеют диски DVD-5. Крайне редко встречаются диски DVD-9 и DVD-10. Дисков DVD-18 в продаже в Узбекистане я еще не встречал.

pic

Все DVD-проигрыватели и дисководы DVD-ROM могут читать двухслойные диски. Любые DVD-проигрыватели и дисководы DVD-ROM должны воспроизводить двухсторонние диски, но при этом их необходимо переворачивать.

Для чего нужна большая емкость DVD по сравнению с CD и за счет чего она достигается?

Двоичный код (двоичная система) был разработан еще в 1714 году Готтфридом фон Лейбницем, который является основой (или алфавитом) для всех ЭВМ. Уникальность двоичного кода состоит в том, что информация любого вида может быть представлена в двоичном коде как последовательность нулей и единиц. Однако за эту универсальность приходится платить — двоичный код довольно «объемен». Например, буква A (латинская) представляется как 01000001.

Мир, в котором мы живем (его для удобства еще называют аналоговым), является непрерывным, т.е. любое событие не прерывается и существует в любой, самый короткий промежуток времени. Цифровой же мир (его еще называют виртуальным), являясь копией (или синтетикой) мира реального — это дискретный мир, в котором событие существует (например, в виде кадров) и генерируется с определенной частотой (дискретизации). Цифровая информация создается путем конвертации аналоговой информации в двоичный код (так называемая оцифровка). В качестве примера можно привести фотографию и видео. Один снимок фото — это цифровой «отпечаток» события. Если же снимки (кадры) делаются один за другим, то создается иллюзия реального события (принцип кино — это принцип «протяжки» определенного числа кадров в секунду). Так вот, чем большее количество кадров с лучшим разрешением в определенное время меняется на экране, тем более реалистичная получается картина. А для этого и нужен больший объем сменного носителя и необходимая скорость передачи данных. Диски CD-ROM могут вмещать до 700 Мбайт и записывать до 74 минут стереозвучания. Для записи видео с приличным качеством (даже используя механизмы сжатия типа MPEG) параметров технологии CD-ROM (которая была создана аж в 1985 году) явно не хватает. Именно поэтому необходим был новый стандарт компакт-дисков, который удовлетворял бы требованиям и киноиндустрии, и компьютерной промышленности. Киноиндустрии необходимо было иметь носитель для сохранения на одном диске (помните, как неудобно было хранить один фильм на 2-3 Video-CD) до 135 минут изображения (целый кинофильм), что позволило бы обеспечить размещение до 94% всех фильмов, снятых на сегодня. Вторым, пожалуй, главным фактором было улучшение качества изображения, сопоставимого с лазерными видеодисками (не путать с просто CD), цифровой окружающий пользователя звук для создания реалистичного звукового сопровождения и возможность записи фильма по крайней мере на трех языках, а с субтитрами на четырех. Для компьютерного применения более емкий компакт-диск с высокой скоростью передачи данных позволяет включать в программы (особенно в 3D-играх) большее количество видеосюжетов с приличным разрешением и звуком, при этом не размещая данные на винчестере (как это делается сегодня с применением CD-ROM).

pic

pic

Увеличение емкости дисков DVD было достигнуто за счет увеличения числа слоев диска, а также за счет того, что информация записывается более плотно. За счет уменьшения расстояния между дорожками (для DVD шаг дорожки был сокращен до 0,74 микрометра по сравнению с 1,6 микрометра для обычного компакт-диска) емкость увеличилась более чем в два раза. Чтобы прочитать более плотно расположенные дорожки, потребовались лазеры с более короткой длиной волны. Для обычных дисководов компакт-дисков используется инфракрасный лазер с длиной волны 780 нанометров. В DVD-дисководах используется лазер, излучающий красный свет с длиной волны 640 нанометров.

Основной характеристикой современных DVD-ROM можно считать их обратную совместимость с CD-ROM (т.е. DVD-ROM может читать CD-диски формата и Audio CD, Data-CD, Video-CD, CD-R и CD-RW), а CD-ROM, понятно, DVD-диски читать не может. Скорость чтения DVD-ROM в количественном выражении отличается от CD-ROM. Скорость вращения шпинделя у привода DVD втрое выше, чем у CD. Передача данных с диска DVD-ROM на одной скорости приблизительно соответствует девятикратной скорости привода CD-ROM. Поэтому, когда вы читаете, что современные DVD-ROM достигли скоростей 16х, имейте в виду, что это соответствует 144х для CD-ROM (хотя понятно, что настоящая скорость чтения CD, а не пиковая на внешних дорожках не превышает 32х-40х или 21,13 Мбайт/сек.), т.к. односкоростной DVD-ROM обеспечивает скорость передачи данных до 1,32 Мбайт/сек. Интерфейсы, применяемые для подключения приводов DVD-ROM, те же, что и дисководов CD-ROM: EIDE (ATAPI), SCSI-2 и т.д. Все приводы DVD-ROM имеют аудиоконнекторы для воспроизведения Audio CD. Обычно DVD-ROM маркируется двумя цифрами, например, 16x/40x, что означает 16х -для скорости чтения DVD, а 40х — для CD.

Как видно из таблицы, реальная скорость чтения дисков, начиная с 8х, практически не меняется, поэтому скорость выше 8х особого значения не имеет, а вот наличие большого размера кэш-памяти (буфера) у привода DVD-ROM позволяет быстрее передавать данные в компьютер и уменьшить длину паузы при переходе с одного диска на другой (для DVD-дисков).

Вакханалия стандартов записи для DVD, их бы сначала ну просто б запомнить
Все вышесказанное в пользу стандарта DVD и приведенные таблицы не вызывают сомнения в том, что стандарт DVD-стандарт завтрашнего дня (не понятно, при чем тут Давид и Голиаф). Однако члены DVD-консорциума (иногда его еще называют форумом), и не только они, по-видимому устав от согласований новых технологий и не сумев преодолеть противоречий (ведь практически каждый разработал нечто свое), создали ситуацию, когда для однократной записи и многократной перезаписи существует аж четыре разновидности (а если прибавить собственный стандарт компании Pioneer -DVD/RW, или корпорации NEC — MMVF (Multimedia Video File), то получается уже шесть) записываемых DVD-RAM:

DVD-R — однократно записываемый DVD-диск емкостью 4,7 Гбайт. Читается всеми приводами;

DVD-RAM — перезаписываемый двух- или односторонний DVD-диск, не читающийся на большинстве приводов, поскольку имеет другую физическую структуру, особенностью которой является то, что диски при записи должны находиться в картриджах (в простой привод и не вставишь), и только односторонние могут быть потом из них извлечены;

DVD-RW — перезаписываемые диски DVD емкостью 4,7 Гбайт. Читаются практически всеми приводами, однако может понадобиться замена прошивки;

DVD+RW — перезаписываемые диски с технологией изменения фазы, в официальных документах называющиеся +RW. Этот конкурирующий перезаписываемый формат предложен компаниями Philips, Sony, HP и др., не поддержан объединением DVD Forum (хотя компании группы DVD+RW и являются его членами). Приводы DVD+RW будут читать диски DVD-ROM и CD, возможно DVD-R и DVD-RW. Но однозначно не будут читать DVD-RAM. Диски DVD+RW не могут воспроизводиться существующими плеерами DVD Video, а также приводами DVD-ROM, за исключением самых последних моделей Sony и Philips. В общем, получается как у В.Винокура — «тут читаем, тут не читаем, а здесь рыбу заворачивали».

Пока производители (Голиафы) всех стран не объединятся вокруг интересов пользователя, а не вокруг собственных корпоративных интересов, стандарт DVD (R, RAM, «минус» RW или «плюс» RW или еще какого-либо RAMа) так и будет считаться стандартом завтрашнего дня. Более менее стабильная ситуация со стандартом DVD Video, на основе которого построено новое понятие — домашний кинотеатр. Однако и здесь есть «Голиафовы» происки.

Планета DVD, или «Вот примчались санитары и закодировали нас»

Когда Сталин с Гитлером и иже с ними делили мир, было понятно — диктаторы, что с них возмешь. А вот то, что лидеры кино- и медиаиндустрии из Голливуда уже давно поделили мир, создав виртуальную планету DVD, это что-то. Речь идет о региональной кодировке DVD Video, которая является системой защиты от нелегального копирования (точное название Content Scrambling System (CSS), утверждена в 1996 году). В чем её суть. Вся наша матушка Земля поделена на восемь регионов (см.ниже). Региональную кодировку имеют сами носители (только DVD Video-диски. DVD-ROM и пр. не имеют), приводы (дисководы DVD-ROM/RAM) и проигрыватели, аппаратные декодеры и программы-проигрыватели. Так вот, если вы, к примеру, живете в Узбекистане, то код региона у нас — 5, соответственно диски у вас должны быть пятой зоны, DVD-привод или проигрыватель тоже пятой зоны, софт, сами понимаете, тоже на «пять» должен отзываться. Если что-то не совпадет, то DVD-диск читаться не будет.

Региональные зоны кодировки DVD:
1. США, Канада.
2. Япония, Европа, Южная Африка, Ближний Восток (включая Египет).
3. Юго-Восточная Азия, Восточная Азия (включая Гонконг).
4. Австралия, Новая Зеландия, Тихоокеанские Острова, Центральная Америка, Южная Америка, Карибские острова.
5. Бывший Советский Союз, Индийский полуостров, Африка (также Северная Корея, Монголия). Это наша зона. (Правда, забавно, ладно бывший СССР где-то понятно, а вот Индия или Африка ? Неужели у нас репертуар один.)
6. Китай (вот ведь кому повезло — совсем один. Оно и понятно — 1,5 млрд. населения).
7. Зарезервировано (вдруг еще кого забыли).
8. Экстерриториальная зона (самолеты, круизные лайнеры и пр.). Представляете, купили DVD-диск в самолете, так вот в следующий раз его используете тоже только в самолете. Круть.

Нужно полагать, что против борьбы с пиратством никто не возражает, только вот такую региональную кодировку все прогрессивное (и не только) человечество естественно не принимает, и большинство правозащитников её отвергает. Представляете, вы отдыхаете в Париже, и в память о Франции покупаете какой-нибудь французский кинофильм, так нет, кодировка у Франции — 2, а у вас (в Узбекистане) — 5. Теперь становится понятным, почему для формата DVD Video установлен столь высокий «интернационализм» в виде звуковой дорожки на четырех языках да еще и титры на нескольких.

Поговаривают, что региональную кодировку сам DVD Forum скоро и вовсе отменит, но пока ситуация такова.

На самом-то деле проблем с региональной кодировкой не так уж и много, т.к. кодируется не весь диск, а только вводные данные. Сегодня многие производители (и особенно торгующие организации), удаляют аппаратную защиту и проигрыватель DVD становится мультизонным. Приблизительно то же самое творится и с приводами DVD-ROM (напоминаю, что кодировка касается только дисков DVD Video), некоторые производители кодировку просто не ставят (по умолчанию мультизонный и все), можно и «перепрошивку» BIOS привода сделать (ну это нужно уметь, я, например не умею). В целом же, если проблема с региональной защитой у вас существует (да и чтобы не приобрести DVD-устройство не нашей зоны), то необходимо спрашивать у продавца — на какую зону (или мультизонный) закодировано устройство (да и софт тоже). У владельцев ноутбуков (а в современных ноутбуках DVD-ROM стал практически стандартом), которые любят в пути посмотреть фильм-другой, могут возникнуть проблемы с зональностью, особенно если сам ноутбук (да и фирменный софт идет, как правило, в комплекте) куплен где-нибудь в Америке и не предназначен для продажи в нашей 5 зоне.

В целом же о стандарте DVD можно писать долго и интересно, но окончательно он вступит (а при таких коллизиях может и не вступить) в свои права только после внятного отношения к нему со стороны гигантов-производителей и со стороны кино-, медиамагнатов. А мы — юзеры — уже давно готовы его пользовать во всех проявлениях.

P. S.

Пока гиганты-производители всех стран решают участь стандарта записи/перезаписи для DVD (R, RAM, -RW, +RW и т.д.), производители компьютерной техники предлагают решения CD-RW + DVD (для того, чтобы читать-записывать-перезаписывать CD-диски и смотреть-копировать DVD-видеофильмы). Программное обеспечение, игры и прочее на DVD-ROM-дисках практически не используются (только фильмы DVD-Video). С региональной кодировкой проблем нет, т.к. все, что продается в Узбекистане (по всей видимости, и в других странах тоже), изначально поступает на склад с завода-изготовителя в мультизоновом исполнении (т.е. читаются диски любой зоны). Это касается и дисководов DVD-ROM (CD-RW+DVD), и DVD-видеоплейеров.

Что продается в Ташкенте и почем?
Оговоримся сразу, DVD-R, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW в Ташкенте не продает никто. Только под заказ и поставка в течение не менее 1-1,5 месяца. Продаются DVD-ROM — средняя цена $75-90, CD-RW+DVD — средняя цена $110-120 (имеются в виду модификации Internal) с интерфейсом E-IDE(ATAPI). DVD-видеопроигрыватели нас не интересуют (т.к. бытовая техника). В ноутбуки производители стали устанавливать дисководы CD-RW+DVD-ROM — цена ноутбука при этом по сравнению с CD-ROM возрастает на $110-150. Диски DVD-video, лицензионные (хотя пиратские уже тоже попадаются), с фильмами, с приличным русским дубляжем (а не DVD-video-диск + на mini-диске русский перевод) стоят у нас от $15 до 25, причем ассортимент весьма широк (да и на прокат дают, можно и на HDD скатать, или еще куда). Так что пока два конкурента CD и DVD дружат, а вот отцы-основатели DVD-стандарта — нет.

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Лейбниц (Leihbniz) Готфрид Вильгельм (1646-1716), немецкий философ, математик, физик, юрист, историк, языковед. С 1676 на службе у ганноверских герцогов. Основатель и президент (с 1700) Бранденбургского научного общества (позднее Берлинская АН). По просьбе Петра I разработал проекты развития образования и государственного управления в России. Реальный мир, по Лейбницу, состоит из бесчисленных психических деятельных субстанций монад, находящихся между собой в отношении предустановленной гармонии («Монадология», 1714); существующий мир создан Богом как «наилучший из всех возможных миров» («Теодицея», 1710). В духе рационализма развил учение о прирождённой способности ума к познанию высших категорий бытия и всеобщих и необходимых истин логики и математики («Новые опыты о человеческом разуме», 1704).
Предвосхитил принципы современной математической логики. Один из создателей дифференциального и интегрального исчислений.

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Двоичная система счисления — способ записи чисел, при котором используются две цифры: 0 и 1. Две единицы 1-го разряда (т.е. места, занимаемого в числе) образуют единицу 2-го разряда, две единицы 2-го разряда образуют единицу 3-го разряда и т.д. Например, 33=10001, что означает 33=1. 25+0.24+0.23+0.21+1.20. Двоичная система счисления используется в ЭВМ.

DVD (Digital Versatile Disc)-цифровой универсальный диск.
Стандарт на цифровой универсальный компакт-диск, семейство которого на настоящее время состоит из пяти форматов: DVD-Audio, DVD-Video, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R. Стандарт применяется для записи видеофильмов, сериалов, интерактивных сюжетов, игр и пр. В продаже с 1996 г.

DVD+RW (Digital Versatile Disc + ReWritable)
Система записи на DVD-диск и дисковод (накопитель), работающий с цифровым универсальным и перезаписываемым дисками. Впервые представлен на выставке PC Expo в Нью-Йорке в 1999 г. Спецификация DVD+RW, предусматриваемая ёмкость диска 3 Гб, появилась в результате естественного развития формата CD-RW и обеспечивает плавный переход с CD на DVD. Массовые поставки дисководов начались в конце 1999 г.

DVD-Audio 1.0
Звук записывается в форматах PCM и AC-3 (6 каналов) с максимальным потоком 9,6 Мбит/с. Разрядность 16, 20 и 24 бита, частоты дискретизации 44,1 кГц и 176,4 кГц или 48 кГц, 96 кГц, 192 кГц, число каналов от 2 до 6. Гарантируется полная совместимость с DVD-Video и DVD-ROM. Макс. длительность для двухканальной записи 24 бит/192 кГц более 74 мин. на одностороннем однослойном диске. Стандарт допускает возможность дополнительного кодирования без потерь по алгоритму MLP. В таком случае при тех параметрах (24 бит/192 кГц/74 мин.) можно записать шестиканальную фонограмму. Предусматривая также выпуск 8-сантиметровых дисков, вмещающих до 73 мин. с параметрами 24 бит/96 кГц. На DVD может быть записана сопутствующая информация: картинки и текстовая информация (тексты песен, дискография, информация об артистах и пр.). Окончательная версия формата была принята «Форумом DVD» (DVD Forum) в феврале 1999 г.

DVD-RAM (Digital Versatile Disc Read-Only Memory)-ПЗУ на универсальном цифровом видеодиске.
Внешняя постоянная память для РС. Характеризуется использованием при записи лазерной (Laser) вместо магнитных головок. Несмотря на отсутствие возможности записи на DVD-ROM, принцип его работы схож с перезаписываемыми оптическими CD и WORM-CD. Используется для хранения различных программных средств и данных, в особенности цифровых видео- и аудиозаписей при работе с ПК.

DVD-RAM (Digital Versatile Disc RAM)-универсальный цифровой перезаписываемый диск.
Диск DVD с возможностью многократной записи.

DVD-Video (Digital Versatile Disc Video)-цифровой универсальный видеодиск.
Стандарт на компакт-диск с компонентной (раздельной) записью яркостных и цветоразностных составляющих видеосигнала. Позволяет устранить перекрестные помехи яркость-цветность, уменьшить межцветовые и другие искажения, устранить перекрестные помехи яркость-цветность, уменьшить межцветовые и другие искажения. Качество изображения вещательные (PAL/SECAM 704x288x50 полей в секунду). Минимальная скорость дисковода CD-ROM — ~6x (~5Mб/с) для демонстрации видеофильма. Емкость диска — 4,7 Гб; видеоемкость — 133 мин. + 3 языка + 4 набора субтитров; аудиоемкость ~8 аудио-CD. Степень сжатия видео — ~26:1. Стандарт может применяться для записи многосерийных фильтров, сериалов и т.п. В продаже появился в 1996 г.

MPEG (Motion Pictures Experts Group)
1. группа киноэкспертов «Эм-ПЕГ-1», «МПЕГ». Занимается, в частности, разработкой стандартов для кинематографии;
2. одноимённый алгоритм (Algorithm) и метод компрессии аудио- и видеоданных (сжатия звука и подвижного изображения), разработанный группой МPEG, а также соответствующий формат файлов. В основу стандарта MPEG для звука положены некоторые особенности человеческого слуха (к примеру, неспособность расслышать тихий звук, следующий сразу за громким). Существует три различные версии стандарта (Layer 1, Layer 2, Layer 3), самым оптимальным из которых по отношению качество/сжатие является последний MPEG Layer-3. В настоящее время уже фактически разработан и проходит стандартизацию MPEG-4.

MPEG-1стандарт «Эм-ПЕГ-1», «МПЕГ-1».
Система MPEG-1 получила распространение в 1994 г. Появилась в результате исследования в области военной технологии. Используется для сжатия информации на современных видеодисках. Обрабатывает потоки информации до 1,5 Мбит/с. Позволяет значительно повысить качество цифрового (Digital) видео до уровня, сравнимого со стандартом VHS. Обеспечивает возможность записи видео объёмом до 74 мин. на CD 650 Мб. Применяется в системе VOD.

MPEG-1 Layer 3звук формат «МПЕГ-1 уровень 3».
Цифровой (Digital) формат мультимедийного (Multimedia) сжатия семейства MPEG, предназначенный для кодировки звука. Отличается высокой сложностью алгоритма и, как следствие, высоким требованием к системным ресурсам компьютера. Имеет один из лучших показателей по соотношению размер/качество.

MPEG-2-стандарт «МПЕГ-2».
Новая система, разработанная на основе MPEG-1, и используется для сжатия информации. Работает с потоком информации от 3 до 10 Мбит/с (в усовершенствованной версии от 1 до 40 Мбит/с в зависимости от выбранного пользователем режима). Обеспечивает более качественное изображение, чем VHS. Находит применение в цифровом (Digital) ТВ и видеозаписи. Европейская организация DVB приняла данный стандарт в качестве европейского для цифровых ТВ-передач со спутниковых и наземных передатчиков и распространения в кабельном ТВ.

Orphus system