Последовательность шагов создания VCD и DVD дисков

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

САМАРКАНДСКИЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Кафедра: «Информатика и вычислительная техника»

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Тема: «Последовательность шагов создания VCD и DVD дисков»

Исполнитель: Рахмонкулов В. Р.

Руководитель: Эшкуватова Э. И.

г. Самарканд 2010 г.

Отзыв

На проектную работу учащегося Самаркандского колледжа информационно-коммуникационных технологий и промышленности Рахмонкулов Валижон Рахмонкулович

Представленная работа вполне отвечает требованиям, предъявляемых к работам по созданию VCD и DVD дисков на персональном компьютере.

В связи с тем, что Рахмонкулов Валижон Рахмонкулович в достаточной степени знает принцип работы устройств персонального компьютера и принципы созданию VCD и DVD дисков, то проект практикант выполнил самостоятельно и данный проект может являться инструкцией по созданию VCD и DVD дисков на персональном компьютере. Практическая реализация также проведена самим практикантом.

Проект хорошо оформлен и может служить инструкцией по созданию VCD и DVD дисков на персональном компьютере.

Руководитель преддипломной практики: / Эшкуватова Э. И. /

• Введение
• Я проходил учебную преддипломную практику в экономическом отделе Хокимията Булунгурского района. Экономический отдел Хокимията Булунгурского района не только занимается расчетом заработной платы сотрудников в конце месяца, но и проводит оперированием бюджетных денег для махаллинских комитетов, направленных в помощь гражданам Булунгурского района, переводит деньги на реконструкцию зданий, школ, колледжей и др., а также выполняет другие операции. Все данные обрабатываются на компьютере.
• Персонал очень часто сталкивается с потерями необходимых им данных на компьютерах. Это связано, в основном, с частыми внезапными перебоями электроэнергии, что приводит к выходу операционной системы из рабочего строя или повреждение других аппаратных средств (Примечание: источником бесперебойного питания снабжены не все компьютеры). Восстановление нужных данных, трудоемкий процесс, кроме того, моя практика заканчивается через месяц и некому будет их восстанавливать, поэтому моим предложением стало предварительная запись информации на компакт диски.
• Кроме того, существует и архивная информация, которая нуждается в повторной перезаписи, т. е. копирование CD и DVD, создание их копий.
• 1. Анализ исходных условий и постановка задачи
• В своём распоряжении учреждение имеет семь компьютеров. Компьютеры расположены в разных помещениях одного здания.
• На всех компьютерах установлена ОС Windows XP, пакет MS Office и другие промышленные и бухгалтерские программы, а также во всех системных блоках установлены Mother Board от Gigabit for i895 чипсет, установлены 80 G ATA/IDE дисководы, дисководы для гибких дисков, DVD-RW проигрыватели.
• Провести вводную беседу о CD и DVD дисках. Объяснить принцип записи и чтения на них информации. Условия хранения. В качестве введения рассказать немного об истории их создания.
• Провести исследования и доказать персоналу о ненадобности использования других вариантов резервного хранения данных.
• Ни на одном компьютере не установлено специальное программное обеспечение для записи CD и DVD дисков, поэтому необходимо ознакомить персонал с различным программным обеспечением, предоставив им самим выбор, предварительно указав на достаток и недостаток каждого ПО.
• Так как большую часть информации составляют данные видео формата, то научить персонал создавать Video CD и DVD.
• Обучить персонал правильному процессу выполнения записи CD и DVD дисках.
• 2. Реализация
• В современном мире наблюдается повсеместная замена аналогового представления информации цифровым. Хорошим примером могут служить разнообразные приложения, а в частности обработка цифрового видео и звука.
• Причиной этого является тот факт, что цифровая видеозапись обеспечивает заметно лучшее качество кадра, более четкое изображение и лучшую цветопередачу. А это как раз те качества, которые являются самими важными. Более того, копия цифрового видеофильма неотличима от оригинала, что делает редактирование и обработку изображения — даже на уровне среднего пользователя видеокамерой — намного проще и более высоким качеством по сравнению с аналоговой видео технологией. Необходимо отметить, что от длительного хранения и от многократной перезаписи аналоговая запись искажается и даже приходит в негодность, тогда как цифровая своих свойств со временем не изменяет.
• С самого появления цифрового видео возникла проблема, какие носители использовать для его хранения. В данной работе рассматривается стандарт DVD, потому как он является наиболее перспективным в настоящее время и предоставляет некоторые дополнительные возможности по управлению проигрыванием видео и аудио, навигации, добавляя интерактивность в простой видео просмотр.
• Можно с уверенностью сказать, что каждый пользователь ПК сталкивался с проблемой резервного копирования необходимых ему данных, которые могли бы быть потеряны в любой момент. Например, заражение ПК вирусом, который приводил в негодность нужную пользователю информацию, выход из строя или повреждение жесткого диска без возможности его восстановления. Наиболее популярным среди всех сменных носителей информации являются DVD-R или CD-R. Они являются дешевыми и общедоступными, удобными в хранение, в отличие от USB-флеш накопителя. При аккуратном хранение информация может находиться на компакт диске до 15 лет. Компакт диск устойчив против механических и электромагнитных воздействии. Может хранить данные объемом 4.7 Гб (или 8 Гб) и 700 Мб. В отличие от дискеты данные поддаются восстановлению.
• 2.1 История CD и DVD дисков
• В начале 80-х годов голландская фирма «Philips «объявила совершенной ею революцией в области звуковоспроизведения. Ее инженеры придумали то, что сейчас пользуется огромной популярностью — это лазерные диски и проигрыватели. В чем же состоит главное преимущество лазерного или компакт-диска? Прежде всего, это необычайно высокое качество звучания при воспроизведении лазерных фонограмм. Поскольку при проигрывании компакт-дисков считывающим устройством является лазерный луч, а, следовательно, между ним и диском нет механического контакта, то полностью отсутствуют посторонние шумы, шуршанье и треск, свойственные обычным грампластинкам. Компакт-диски (CD) используются не только для звукозаписи, но и для записи компьютерной информации. Они способны вмещать около 650 Мб информации. В настоящее время практически все программное обеспечение для компьютеров распространяется на лазерных дисках. Необходимо отметить, что CD может хранить и видеоинформацию.
• После нескольких лет обсуждения (и довольно жесткой конкуренции) различных вариантов улучшенных оптических дисков, имевших звучные названия, 15 сентября 1995 года между различными группами разработчиков было, наконец, достигнуто принципиальное согласие о технических основах создания нового диска. И недавно крупнейшие производители приводов CD-ROM и связанных с ними устройств (Toshiba, Matsushita, Sony, Philips, Time Warner, Pioneer, JVC, Hitachi and Mitsubishi Electric) подписали окончательное соглашение, утвердив не только «тонкости» формата, но и название новинки DVD (Digital Video Disk). DVD — оптические диски, подобны CD. Под таким девизом уже начат выпуск новых устройств, знаменующих переход к 17-гигабайтным носителям данных и цифровому видео. Впрочем, споры вокруг нового стандарта не завершились с принятием соглашения — даже название не находит единогласной поддержки в рядах основателей: весьма распространенной является версия расшифровки аббревиатуры как Digital Versatile Disk — цифровой многофункциональный диск. Более того, экстремисты полагают, что DVD следует рассматривать просто как «новое слово» в английском языке. И, возможно, они правы, если судьба новинки будет так успешна, как предвещают, и вызовет революцию не только в вычислительной технике, но и в бытовой электронике.
• Перевод не позволяет отразить сущность слова `Versatile'. Его второе значение — «многосторонний» — обыгрывает не только функциональные возможности, но и технологические особенности новинки. Которая может использовать до четырех однотипных «слоев», емкость каждого из которых более 4 ГБ.
• Две фирмы (Sony и Philips) сыграли ведущую роль при разработке первой спецификации цифровых компакт-дисков — так называемой «Желтой Книги» (Yellow Book), или просто CD-ROM. Она послужила основой для создания компакт-дисков с комплексным представлением информации, то есть способных хранить не только звуковые, но и текстовые и графические данные (CD-Digital Audio, CD-DA). При этом привод, читая заголовок диска, сам определял его тип — аудиоили цифровые данные. В этом формате, однако, не регламентировались логические и файловые форматы компакт-дисков, поскольку решение данных вопросов было полностью отдано на откуп фирмам-производителям. Это, в частности, означало, что компакт-диск, соответствующий требованиям «Желтой Книги», мог работать только на конкретной модели накопителя. Такое положение дел, особенно в связи с большим коммерческим успехом компакт-дисков, разумеется, не могло удовлетворить производителей подобных устройств.
• Вторым стандартом для цифровых компакт-дисков стала спецификация HSG (High Sierra Group), или просто High Sierra. Этот документ носил, вообще говоря, рекомендательный характер и был предложен основными производителями цифровых компакт-дисков с целью обеспечить хотя бы некоторую совместимость. Данная спецификация определяла уже как логический, так и файловый форматы компакт-дисков. Созданная спецификация оказалась настолько привлекательной, что стандарт ISO-9660 (1988 год) для цифровых компакт-дисков, в принципе совпадал с основными положениями HSG. Необходимо отметить, что все компакт-диски, соответствующие требованиям стандарта ISO-9660, который определяет их логический и файловый форматы, являются совместимыми друг с другом. В частности этот документ определяет, каким образом найти на компакт-диске его содержимое (Volume Table Of Contents, VTOC). Базовый формат, предложенный в HSG-спецификации, во многом напоминал формат флоппи-диска. Как известно, системная дорожка (трек 0) любой дискеты не только идентифицирует сам флоппи-диск (его плотность, тип используемой ОС), но и хранит информацию о том, как он организован по директориям, файлам и поддиректориям. Инициирующая дорожка данных на компакт-диске начинается со служебной области, необходимой для синхронизации между приводом и диском. Далее расположена системная область, которая содержит сведения о структурировании диска. В системной области находятся также директории данного тома с указателями или адресами других областей диска. Существенное различие между структурой компакт-диска и, например, дискетой заключается в том, что на CD системная область содержит прямой адрес файлов в поддиректориях, что должно облегчить их поиск.
• Спецификация CD-I (Interactive) была предложена в 1988 году. Этот стандарт определял использование дискового плеера без подключения его к компьютеру. Устройством отображения в данном случае должен был стать, например, обыкновенный телевизор. Разумеется, что использовался и его стандартный звуковой канал. Кроме этого, CD-I предлагала несколько уровней качества воспроизведения аудиои графической информации. Данная спецификация изложена в «Зеленой Книге» (Green Book). Так называемые CD-I-Ready-диски являются некой смесью между аудио-CD (Red Book) и мультимедиа-диском (Green Book). Таким образом, на аудио плеере прослушивается только звуковая информация, а на устройстве CD-I воспроизводится все вместе.
• Еще одна спецификация, принятая в 1991 году и изложенная в «Оранжевых Книгах» (Orange Books), относится к записываемым и стираемым дискам. В первой книге речь идет о магнитооптических дисках (CD-MO), которые допускают как стирание, так и перезапись информации. Вторая книга посвящена накопителям с однократной записью типа WORM (Write Once Read Many). Информацию на их носители можно только дозаписать, а не переписать заново. К подобным накопителям относятся устройства, отвечающие, например, спецификации CD-ROM XA.
• В 1993 году была анонсирована еще одна книга — White Book («Белая»). В ее создании приняли участие JVC, Matsushita, Philips и Sony. В этом документе определялись основные параметры видео-CD — компакт-диска, на котором можно было хранить 72 минуты высококачественного видео вместе со стереозвуком. Хранение данных на видео-CD базируется на методе сжатия информации, называемом MPEG (Motion Picture Experts Group). Видео-CD могут воспроизводиться на специальных видео-CD плеерах, CD-I-плеерах со специальным картриджем «Digital Video», а также на компьютере со специальной платой MPEG-декодера и приводом CD-ROM.
• Вообще говоря, стандарт MPEG не определяет форматов записи данных на носителях. Одним из возможных способов хранения данных может быть CD-I-компакт-диск («Зеленая Книга»). Этот диск воспроизводится на CD-I-плеерах, когда они оснащены декодерами или картриджами типа «Digital Video». Например, практически все цифровые видеофильмы, проданные Philips до июля 1994 года, соответствовали стандарту Green Book и могли воспроизводиться только на CD-I-плеерах. Другим способом хранения полноскоростного цифрового видео, сжатого по методу MPEG, может служить компакт-диск ISO-9660 (Yellow Book).
• Спецификация White Book является в настоящее время идеальным средством для хранения цифрового видео — это единственный стандартный путь воспроизведения видео на мультимедиа-PC.
• После принятия спецификации White Book были пересмотрены и переделаны с ее учетом первые версии стандарта Green Book. Мир цифрового видео стал принадлежать «Белой Книге».
• В конце 1994 года были анонсированы так называемые музыкальные мультимедиа компакт-диски. Данная спецификация носит название CD Plus. Подобные диски содержат два сеанса (сессии), один из которых — аудио, а другой мультимедиа. Записанную музыку можно прослушивать на аудиоплеере, а доступ к мультимедиа-информации (и музыке) возможен на приводе, подключенном к ПК. Как и стандарты на CD, требования к DVD изложены в «книгах». Но, в отличие от уже упомянутых выше «цветных книг», эти «упорядочены по алфавиту». В настоящий момент обсуждаются пять книг — от «А» до «Е». Книга может содержать до трех частей. При этом в первой части описываются физические спецификации, во второй — файловая система, а в третей — приложения. Первые три книги определяют, соответственно, ROM, Video и Audio DVD, используя одинаковый физический формат носителя, который изготавливается «штамповкой», и файловую систему. Файловая система этих стандартов переходная (UDF-Bridge). Она обеспечивает комбинацию возможностей CD-ROM файловой системы ISO-9660 и новой системы Universal Disk Format — UDF, разработанной Optical Storage Technology Association (OSTA) и реализующей рекомендации ISO/IEC 13 346. Два других стандарта D и Е распространяются на записываемые [DVD-R (recordable) или иначе DVD-WO (write once)] и перезаписываемые [DVD-RAM, DVD-W (rewritable) или иначе DVD-E (erasable)] диски. В отличие от CD, диски DVD рождаются сразу с возможностью записи, и даже перезаписи информации. Однако эти стандарты наименее устоявшиеся, и поэтому обсуждение их в реферате непредусмотрено, необходимо отметить только, что и для тех, и для других предполагается формат файлов UDF. Особо следует сказать о совместимости уже существующими дисками. Такая совместимость стандартами явно не требуется. Однако подавляющее большинство производителей выпускает устройства способные считывать CD-ROM за счет использования специально сконструированной оптической головки, обладающей возможностью перенастройки, или даже за счет установки дополнительного объектива. Во всех случаях можно полагать, что новые устройства смогут читать «старые» CD диски.
• Возникает вопрос: откуда взялось столько форматов DVD? Оказывается это результат «войны» между двумя группами производителей, каждая из которых стремится установить свой стандарт DVD. Члены первой группы, возглавляемой Sony и Philips, отдают предпочтение односторонним двухслойным дискам. Другая же группа под эгидой Toshiba и Time Wamer продвигает двухсторонние диски. Памятуя о последствиях развернувшегося в 80-х годах соперничества между стандартами Betamax и VHS, в компьютерной и киноиндустрии решили пойти на компромисс. В результате, в основу стандарта DVD были положены оба упомянутых подхода.
• Следует отметить, что по строению односторонний DVD, как и двухсторонний диск, содержит две углеродные пленки, разделенные слоем отражающего материала, при этом одна из них совершенно не используется. Это является результатом того, что альянс Toshiba-Time Wamer отстаивал двухсторонние диски, требующие скрепления пленок. Толщина одной пленки равна 0,6 мм, а толщина двух скрепленных пленок — соответственно 1,2 мм. Использовать же единую пленку толщиной 1,2 мм невозможно из-за того, что лазер рассчитан на чтение данных «на глубине» именно 0,6 мм. Таким образом, односторонний диск должен иметь две пленки толщиной 0,6 мм каждая, хотя только одна из них является полезной.
• Что же касается Sony и Philips, то свою позицию они подкрепляли следующими аргументами: во-первых, производство дисков со скрепленными пленками обходится дороже, во-вторых, при использовании двухсторонних дисков их приходится переворачивать вручную. Конечно, можно для каждой стороны приспособить отдельный лазер, но это почти в два раза увеличило бы стоимость и сложность дисковода DVD. Более того, в этом случае размеры его будут настолько велики, что он вряд ли поместится в стандартном гнезде дисковода. В то же время представители Toshiba и Time Warner утверждают, что технология скрепления пленок вполне законченная (она уже применяется несколько лет при производстве 12-дюймовых лазерных видеодисков) и что двухсторонние диски DVD имеют большую емкость. В конечном счете, последний аргумент является решающим.
• К счастью, обе стороны выработали согласие по поводу логического формата. До настоящего момента речь шла о физических форматах, т. е. о физических методах хранения данных на диске. В то же время логический формат определяет структуру файлов на диске. Все диски DVD будут соответствовать стандарту Universal Disk Format (UDF), являющемуся частью определяющего методы обмена данными стандарта ISO-13 346.
• Стандарт UDF облегчает создание дисков, которые могут использоваться при работе с несколькими операционными системами, включая DOS, Windows, OS/2, MacOS и UNIX. Когда в этих ОС будет осуществлена поддержка UDF с помощью новых драйверов или расширений (Windows 98 и Windows 2000 уже имеют такую поддержку), они смогут распознавать любой диск DVD. Фактически UDF «абстрагирует» такие специфические особенности операционных систем, как соглашения об именах файлов, расширенные атрибуты файлов, побайтовая структура (byte ordering). Конечно, исполняемые программы будут работать только под управлением какой-то одной ОС однако данные можно переносить с одной платформы на другую.
• Следует отметить, что даже если поначалу поддержка стандарта UDF будет обеспечена не на всех операционных системах, первые диски DVD-ROM могли бы стать своеобразным переходным звеном, так как на них можно размешать относящиеся к одним и тем же данным файловые структуры UDF и ISO-9660 (стандарт для дисков CD-ROM). В то же время видеоплееры DVD смогут распознавать только диски, соответствующие специальному «подстандарту» UDF, а именно Micro UDF. По сути, это тот же UDF, но им предусмотрено, что видеоплееры ищут нужные файлы в специфическом каталоге. Это позволяет разработчикам размещать на одном диске как видео, для просмотра которого необходима обыкновенная 6ытовая видеодека, так и данные для компьютеров, для чтения которых требуется дисковод DVD-ROM. Например, компания Walt Disney могла бы поставлять мультфильм «The Hunchback or Noire Dame» и компьютерную игру на его основе на одном диске.
• Как видно, обладающий столь широким набором возможностей диск DVD — цифровой универсальный диск — заслуживает своего названия. Однако известно, что за каждым преимуществом скрываются и отрицательные стороны. Действительно, диски DVD планируются к использованию во многих областях, но удастся ли производителям разработать дисководы со столь же гибкими возможностями? Обеспечение полной совместимости всех физических форматов устройств DVD — не такая уж тривиальная задача, к тому же большинству пользователей необходима обратная совместимость с компакт-дисками. В общем, разработчикам есть над чем задуматься.
• 2.2 Устройство CD и DVD дисков
• DVD-оптические диски, подобные CD. Как и CD-ROM, диски DVD хранят данные, за счет расположенных насечек вдоль спиральных треков на отражающей металлической поверхности, покрытой пластиком. Используемый в устройствах чтения DVD дисков лазер, скользит вдоль треков по насечкам, а отраженный луч интерпретируется 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, вследствие чего стало возможным использовать насечки более маленького размера.
• Подобно CD диску, DVD-диск также имеет размер 120 мм в диаметре.
• Подобно CD диску, толщина DVD-диска составляет 1,2 мм (состоящий из двух подложек толщиной 0.6 мм, соединенных вместе). Новые DVD-плейеры поддерживают стандарт существующих в настоящее время аудио компакт-дисков.
• Главное отличие CD от DVD, конечно, в повышенной плотности записи информации. За счет перевода считывающего лазера из инфракрасного диапазона (длина волны 780 нм) в красный (с длиной волны 650 нм или 635 нм) и увеличения числовой аппаратуры объектива до 0,6 (против 0,45 в CD). Достигается это всё более чем двух кратным уплотнением дорожек и укорочением длины питов (отражающих выступов/впадин). Модифицированная архитектура ПК направляет данные с накопителя DVD на декодер, минуя системную шину. Изменилась не только физическая плотность размещения информации на диске, но и способы ее представления.
• DVD может существовать в нескольких модификациях. Самая простая из них отличается от обычного диска только тем, что отражающий слой расположен не на составляющем почти полную толщину (1,2 мм) слое поликарбоната, а на слое половинной толщины (0,6 мм). Вторая половина — это плоский верхний слой. Емкость такого диска достигает 4,7 ГБ и обеспечивает более двух часов видео телевизионного качества (компрессия MPEG-2). Кроме того, без особого труда на диске могут дополнительно сохраняться высококачественный стереозвук (на нескольких языках!) и титры (также многоязычные).
• Если оба слоя несут информацию (в этом случае нижнее отражающее покрытие полупрозрачное), то суммарная емкость составляет 8,5 ГБ (некоторое уменьшение емкости каждого слоя вызывается необходимостью сократить взаимные помехи при считывании дальнего слоя).
• Также существуют двухсторонние двухслойные диски. В этом случае их емкость составит 17 ГБ.
• Существует диск в формате DVD-R. Идейно они подобны CD-R — это диски с однократной возможностью записи, в которых вместо углеродной пленки используется слой органического красителя. Запись производится путем выжигания отверстий в этом слое. Правда, из-за некоторых ограничений, связанных с применением красителя, емкость односторонних дисков DVD-R меньше, чем DVD-ROM (около 4 GB по сравнению с 4,7 GB). Кроме того, подобная технология не подходит для создания двухслойных дисков. В DVD-RAM для обеспечения возможности многократной перезаписи используется материал, в котором одновременно могут сосуществовать две фазы (rewritable phase-change material).
• 2.3 Этапы промышленного тиражирования CD и DVD дисков

Заводская запись CD-диска.

В первую очередь подготавливается контент, который нужно поместить на диск. Информация записывается на специально подготовленную девятидорожечную ленту, проверяется и упорядочивается.

На следующем этапе информация с ленты подается на лазер, тот в свою очередь освещает стеклянный диск, покрытый светочувствительным слоем. В результате действия лазера на светочувствительном покрытии после проявки остаются небольшие выемки в том месте, куда попал лазерный луч. Эти углубления идентичны потоку данных на ленте, то есть единицам и нулям.

Полученную в результате матрицу называют Glass Master (Стеклянная основа).

Третья стадия заключается в формировании Мастер-диска (Metal Master). Для его создания на Glass Master методом вакуумного напыления (или иным способом) напыляется тончайший серебряный слой.

Четвертый этап — создание негатива Metal Master. Мастер покрывают слоем никеля, который имеет возвышенности там, где металлическая подложка имела углубления. После чего никелевый слой снимается и отправляется в гальваническую ванну, где происходит формирование Mother Disk (это диск, в котором углубления совпадают с углублениями на Мастер-диске). Далее этот диск (Mother Disk) снова гальванизируют и получают Stamp (штамп), углубления на котором соответствуют выступам стеклянного диска.

На пятой стадии выполняется обработка готового штампа, который, по сути своей, является негативом стеклянного диска, но создан из более прочного материала. Диск обтачивается с краев, в нем высверливается центральное отверстие.

И, наконец на последней, шестой стадии процесса штамп устанавливается в пресс-форму, которая создает копии стеклянного диска. После чего на штамповку наносят алюминиевое покрытие, а после чего защитный лаковый слой и, если нужно, полиграфия.

На этом этапе процесс создания копии обычного CD-диска заканчивается.

Такое копирование носит название репликации:

Репликация — это промышленный способ тиражирования CD-Rom и DVD-Rom дисков. На первом этапе с мастер-диска заказчика изготавливается матрица. Матрица помещается в пресс-форму, в которой на нее под давлением поступает расплавленный поликарбонат. На получившийся с матрицы оттиск наносится слой алюминия, отражающий лазер в устройствах считывания. Далее идут процессы тестирования дисков и нанесения на них изображения.

У созданного компакт-диска диаметр равен 120 мм, а толщина равна 1,2 миллиметрам. Глубина дорожек составляет 0,12 микрон, ширина — 0,6 микрон. Дорожки укладываются по спирали, начиная от центра к краю; расстояние между витками спирали равно 1,6 микронам. Длина дорожки колеблется от 0,9 мкм до 3,3 микрометров. На стандартном диске умещается 650−700 Мб данных, или 74−80 мин. звука.

Процесс репликации DVD дисков отличается от репликации CD тем, что DVD — диск состоит из двух частей, которые в процессе репликации склеиваются. Благодаря этому диск DVD формата получается наиболее емкий, чем CD. В остальном процесс тиражирования DVD-дисков почти идентичен изготовлению CD-дисков.

При репликации DVD есть особенности связанные с множеством DVD стандартов, в зависимости от информационной емкости, тиражируемые DVD-диски, подразделяются на следующие форматы:

· DVD-5 — 12 сантиметровый диск, объемом 4,70 Гигабайта

· DVD-9 — 12 сантиметровый диск, объемом 8,54 Гигабайта

· DVD-10 — 12 сантиметровый диск, объемом 9,40 Гигабайта Весь процесс репликации можно выполнить на обычном ПК, но такое решение не подходит, если необходимо тиражировать более 100 шт. Для этого необходимо специальное оборудование. Использование такого оборудования имеет ряд преимуществ:

1. Непосредственно процесс тиражирования происходит значительно быстрее

2. Гарантированное качество продукции (при записи информации на «болванку» (CD-R, DVD-R), может произойти сбой во время записи по разным причинам, кроме того, не исключена возможность приобретения изначально бракованного чистого диска или продукта низкого качества)

3. Диски будут воспроизводиться на всех носителях

4. Готовые копии лучше защищены от воздействия солнечных лучей, влаги, высоких температур, химических воздействий, а также механических повреждений

5. Высокое качество записываемой информации и нанесенного на диск изображения.

2.4 Оборудование для домашнего/офисного тиражирования CD и DVD дисков

Поискав, в Интернете оборудование для домашнего/офисного копирования дисков нашел следующие модели:

· Система, не требующая подключения к персональному компьютеру.

· Полностью автономная

· Чрезвычайно удобен и прост в эксплуатации.

· Тиражирование CD дисков всех форматов.

· Тиражирование DVD дисков всех форматов.

· Поддержка всех типов CD-R/RW и DVD±R/RW дисков.

· Поддержка технологии BURN Proof.

· Специальный управляющий контроллер.

· Режим копирования «на лету».

· Режим тестирования диска.

· Производство Microboards (США).

· Полностью автоматическая система.

· Автоматический податчик на 25 дисков

· Чрезвычайно удобен и прост в эксплуатации.

· Тиражирование CD дисков всех форматов.

· 100% защита дисков от копирования по технологии VDH (виртуальная цифровая голограмма).

· Поддержка дисков формата «Mini Disc» и «Business Card».

· Коммуникации: USB 2.0 порт.

· Электропитание: 220 Вольт, 50 Гц.

· Программное обеспечение: AutoLock Wizard, DupliQ, Ahead Nero Express (работает под управлением Windows 2000/XP).

· Пакетный режим работы на заданной скорости.

· Производство Acronova Technology Inc (США)

· Полностью автономная система, не требующая подключения к персональному компьютеру.

· Чрезвычайно удобен и прост в эксплуатации

· Тиражирует DVD и CD диски всех форматов.

· Поддержка всех типов DVD±R/RW и CD-R/RW дисков.

· Защита DVD-Video от копирования.

· Технология BURN Proof.

· Режим тестирования дисков.

· Специальный управляющий контроллер.

· Встроенный жёсткий диск ёмкостью 250 Гб.

· Возможность загрузки образов на жёсткий диск через порт USB 2.0.

· Программное обеспечение: Zulu2.

· Производство Microboards Technology (Япония)

· Работает под управлением Windows 2000/XP/Vista.

Как видно по цене самого дешевого устройства копирования (1 650 $), предприятию не занимающиеся деятельностью копирования дисков, лучше пользоваться возможностями ПК, а покупать за большие деньги такое оборудование не перспективно и не рентабельно.

2.5 Структура VIDEO CD

Video CD (сокращённо VCD) — стандарт для хранения данных на компакт-дисках. Формат VCD может быть воспроизведён на специальных VCD-проигрывателях, большинство настольных DVD-плееров, ПК и некоторых игровых консолях. VCD стандарт был создан благодаря совместным усилиям таких компаний, как Sony, Philips, Matsushita, Toshiba и JVC. Качество изображения сопоставимо с VHS видео.

Параметры

· Размеры кадра: ¼ D1 (352×288; 25,000 fps PAL, 352×240; 29,97 fps NTSC)

· Сжатие видео: MPEG-1 (progressive)

· Поток видео: 1150 kbps constant bitrate (CBR)

· Сжатие звука: MPEG-1 layer 2

· Поток звука: 224 kbps

· Объемное звучание: Dolby Pro Logic (analogue)

· Звуковые дорожки: 1 стерео или 2 канала моно

· Дополнительные возможности: меню, контроль воспроизведения (PBC), последовательное воспроизведение MPEG сегментов (SPI)

· Размер статичных кадров: 480×480, 480×576, 704×480, 704×576.

· Для избежания проблем синхронизации видео и звука при записи дисков Video CD используется формат CD-ROM XA.

Немного истории.Изначально CD (Compact Disk) был разработан фирмой Philips для записи музыки. Для 16-битного кодирования с частотой 44 100 Гц стерео требовалась скорость около 170 Кб/с (это и есть однократная или 1х скорость). Полная емкость диска длительностью 74 минуты при этом превышала 700 Мб. Такую огромную по тем временам емкость вскоре решили использовать и для других целей — появился диск для хранения компьютерных данных (CD-ROM или ISO9660/Joliet), интерактивный диск (CD-I), диск с фотографиями (Kodak photo CD) и наконец видеодиск Video CD версии 1 (1992 г.), 1.1 (1993 г.) и 2.0 (1994 г.). И хотя к моменту появления стандарта Video CD 1х скоростные дисководы уже давно были вытеснены 2х и 4х скоростными собратьями, стандартной была выбрана однократная скорость. Для сжатия видео до такой скорости использовали алгоритм сжатия MPEG1 — видеопоток со скоростью 1125 kbit/s, аудиопоток со скоростью 224 kbit/s, что позволяло записать более 70 минут видео с качеством, как утверждали VHS. Таким оно и было, если в видеоматериале не было быстрых движений на экране, в противном же случае экран покрывался десятками и сотнями квадратиков. Стандарт Video CD 2.0, принятый годом позже, добавил возможность создания экранного меню и неподвижных изображений. Video CD могут воспроизводиться на компьютере программными или аппаратными проигрывателями, CD-I-плейерами (Sony PlaySta-tion), VideoCDи DVD-проигрывателями.

Video CD 1.0 представляет собой один и более треков аудио/видеоданных в формате MPEG1 (аналогично аудиодиску). Процесс воспроизведения его также аналогичен CD: после воспроизведения первого трека начинает воспроизводиться второй и так далее. При записи фильмов обычно делают два трека: первый — с заставкой производителя, второй — собственно фильм, при этом всегда есть возможность эту заставку пропустить. Не связанные друг с другом видеофрагменты, видеоклипы и даже концерт можно разбить на треки для быстрого доступа к каждому из них. VideoCD 2.0 позволяет сделать экранное меню с информацией о содержании каждого трека, например, названия песен, фото исполнителей и т. д.

Этапы создания Video CD.Оцифровка видео или, если оно цифровое (Digital 8, miniDV, DV, DVCAM/DVCPRO), перенос в компьютер. Требуется плата видео ввода (видеокарта с видеовходом, TV-тюнер) или адаптер IEEE 1394 для цифрового видео. Требования к компьютеру не слишком большие — процессор класса Pentium/K6 или, лучше, UDMA жесткий диск максимально возможного объема (особенно для DV).

Видеомонтаж на компьютере (эта операция не нужна, если монтаж не требуется или он уже выполнен на ленте). Чем больше размер жесткого диска, больше памяти и быстрее процессор — тем лучше.

Кодирование материала в MPEG1. На этом этапе важна скорость процессора (на Celeron-400 60 минут видео кодируется ~12 часов).

Запись Video CD. Нужен пишущий CD ROM — CD-R или CD-RW — и соответствующая программа.

Рассмотрим эти этапы подробнее.

1. Оцифровка видео

Поскольку этот этап не является специфичным именно для создания Video CD, то я лишь перечислю возможные варианты. Самый недорогой — плата видео ввода, например, на микросхеме Bt848 (~25−30 $). Такие платы имеют разъем Video и (иногда) S-Video. Чуть дороже их TV-тюнеры — они, как правило, используют ту же элементную базу, что и простые платы, и не имеют перед ними преимуществ (в плане создания Video CD). Сопоставимы по цене (да и по возможностям) с TV-тюнерами видеокарты с возможностью ввода видео. Все упомянутые выше устройства не имеют собственного кодера, используют программный и поэтому не могут писать с форматом лучшим, чем 352×288 (хотя старшие модели Pentium II/III уже справляются с разрешением 352×576, приближаясь к заветному 720×576). Несжатое же видео требует на порядок большего объема и скорости винчестера. Следующий ценовой класс занимают недорогие платы ввода-вывода видео с аппаратным MJPEG кодером/декодером, использующие для оцифровки звука звуковую карту. При цене порядка 200−500 $ они позволяют работать с качеством SVHS, но иногда с ними бывают проблемы с разсинхронизацией изображения и звука (опять же, иногда проблема решается подбором звуковой карты). Типичные представители — Miro video DC10/10+/20, Iomega BUZ (аналог Miro DC10+, но дешевле процентов на 20). Собственный звуковой канал и качество SVHS имеют Miro video DC30, Fast AV Master и др. ценой порядка 500−700 $. DV500 от Pinnacle, DV. now от Fast и Matrox RT2000 имеют аналоговый и цифровой входы/выходы и относятся, пожалуй, к классу полупрофессиональных и профессиональных устройств (цена от 1000 $).

Отдельно стоит упомянуть платы, сразу сжимающие видео в MPEG1, например, Miro Video Studio MP10 (~400 $). Такое сжатие сильно ограничивает выбор программы для последующего редактирования и отрицательно влияет на качество видео при редактировании, хотя если дальнейшая обработка не требуется, качество MPEG1 лучше, чем при использовании программных кодеров.

2. Видеомонтаж на компьютере

Для видеомонтажа на компьютере имеет смысл выбрать наиболее популярную программу — по ней больше литературы и часто даже есть у кого спросить. Из несложных в использовании я бы рекомендовал Ulead Video Studio — она иногда идет в комплекте с платами видеоввода/вывода (например Miro DC10), с BUZом шла программа Video Wave. Помощнее ее Ulead Media Studio (последняя версия 6.0). Если же заниматься видеомонтажом серьезно, то лучше остановиться на Adobe Premiere (последняя версия 5.1c). Перед началом монтажа нужно определить, что будет на будущем VideoCD — один большой видеофрагмент или несколько маленьких. Дело в том, что Windows 95/98 имеет ограничение по длине AVI-файлов 2 Гб, что при разрешении 352×288 позволяет записать около 30 минут, т. е. менее половины диска. Для записи 74 минут видео можно разделить материал на несколько частей, раздельно сжать их в MPEG1, а затем склеить или же сразу кодировать в MPEG1 при выводе результатов редактирования. Для первого варианта можно использовать любой MPEG1-кодер, например, DVMPEG (названия нескольких других чуть ниже). Второй вариант возможен, если использовать подключаемые к программе видеомонтажа кодеры, например, Adobe Premiere + Xing MPEG1 Encoder или Panasonic MPEG1 Encoder plugin (последняя версия 2.1, в версии 2.0 картинка была сжатой по горизонтали, впрочем, один байт корректировался в MPEG-файле). Xing, на мой взгляд, лучше кодирует однородные участки изображения, но гораздо хуже — границы и переходы. У Panasonic`а с границами все нормально, но с однородными участками чуть похуже.

3. Кодирование материала в MPEG1

Многое о кодировании уже было изложено в предыдущем разделе, так как это может быть объединено с окончательным просчетом и выводом результатов монтажа в файл. Перечислю, пожалуй, лишь некоторые программы кодирования в MPEG1: Xing MPEG1 Encoder, Panasonic MPEG1 Encoder, MPEG Power Professional, DVMPEG, MegaPEG, LSX MPEG, bbMPEG. Во многих можно выбрать тип результата Video CD/PAL, и необходимые параметры видео и аудио будут подставлены автоматически. Хотя стандарт ограничивает лишь максимальную скорость потоков, выбирать меньшую не советую — качество и так не ахти. Хотя, может быть, рисованные изображения сжимаются лучше и с ними можно поэкспериментировать. Параметров кодирования, в отличие, например, от MPEG2, немного. Так, Panasonic позволяет задать тип матрицы кодирования, последовательность кадров, соотношение сторон экрана и коррекцию тона — компьютер или телевизор. Некоторые программы позволяют вручную расставлять опорные кадры, что может заметно улучшить качество кодирования.

4. Запись Video CD

Для записи CD-R существует огромное количество программ, многие из которых поддерживают запись Video CD и Video CD 2.0 — Adaptec Easy CD Creator, WinToGo, WinOnCD. Некоторые из них поставляются в комплекте с пишущими дисководами, другие продаются отдельно. Поскольку программы очень просты в освоении, можно попробовать несколько, начав, к примеру, с идущей в комплекте с дисководом (для Mitsumi это WinOnCD). Процесс создания Video CD 1.0 очень прост — нужно выбрать полученный после кодирования MPEG-файл и перенести его в проект. Если файлов несколько, то можно добавлять группами (порядок следования можно поменять позже) или перетаскивать их по одному, сразу учитывая нужную последовательность. Структура Video CD 2.0 состоит из элементов PlayList, SelectionList, PplayItems и SegmentPlayItems. PplayItems — это обычные последовательности аудио/видеоданных, размещаемые в каталоге MPEGAVI, и аудиоданных в формате CD (44.1 кГц, 16 бит, стерео), размещаемые вслед за аудио/видеоданными в каталоге CDDA. Таким образом, при воспроизведении в устройстве, не поддерживающем Video CD 2.0, или при свободном воспроизведении вначале проиграются все видео файлы, затем все аудио файлы. SegmentPlayItems — это неподвижные изображения со стандартным (288 линий) или высоким (576 линий) разрешением, а также аудиои аудио/видеоданные, сжатые в MPEG1 и располагаемые в каталоге SEGMENT. Расположение данных в этом каталоге имеет некоторые особенности. Во-первых, это расположение файлов в первом треке на диске, что не позволяет читать их на простых проигрывателях CD-I. Во-вторых, скорость аудио потока в MPEG1-файле может быть установлена от 0 до 384 kbit/s (при этом скорость видео потока может быть 1374−990 Kbit/s соответственно). Ну, и третья — это возможность создания слайд-шоу с музыкальным сопровождением или без него. PlayList — это список в который могут вноситься аудио-, аудио/видеои слайдовые последовательности, размещаемые PplayItems и SegmentPlayItems, т. е. это просто ссылки на треки, задающие определенный порядок воспроизведения. SelectionList — это меню выбора, которое может ссылаться на подменю и PlayList. Из этих элементов и формируется структура меню или алгоритм воспроизведения диска, визуально гораздо более простой и понятный, чем при описании словами:-)). Программа Video Pack, часто используемая для создания Video CD, имеет еще один элемент для создания структуры диска — Container. Он может содержать сложную иерархическую систему меню и подменю, показываемую одним квадратиком, что полезно при проектировании сложных систем. Video Pack позволяет сразу записать диск или сохранить его образ в виде RAW-файла, что достаточно актуально, т.к. программа поддерживает не все типы пишущих дисководов.

Проблемы при создании Video CD.

К сожалению, как часто бывает при общении с компьютерами, при создании Video CD могут подстерегать проблемы, и не всегда просто или известно, как их решить. Наиболее часто, на мой взгляд, они возникают при воспроизведении дисков на аппаратных Video CD или DVD-проигрывателях. Например,. это пропадание звука после 10−15 минут воспроизведения и отставание изображения от звука (или наоборот) по мере воспроизведения диска (до 1,5 сек. к концу диска), при этом в обоих случаях на компьютере диски игрались нормально. Кстати, в справке по программе Panasonic MPEG1 Encoder честно написано, что «файл VideoCD, созданный данным кодером, соответствует спецификации на VideoCD 2.0, однако возможны проблемы совместимости в зависимости от используемого для записи диска программного обеспечения». Проблема осложняется еще и тем, что большинство проигрывателей не могут воспроизводить перезаписываемые диски CD-RW и каждая проба стоит одну матрицу. Читают CD-RW DVD проигрыватели Philips 710 и 930.

Параметры Video CD

— скорость видео — 600−1150 kbit/s;

— скорость аудио:

моно — 64/96/192 kbit/s;

стерео — 128/192/224/384 kbit/s;

— формат видео:

PAL — 352×288, 25 кадров/с;

NTSC — 352×240, 29.97 кадров/с;

film — 352×240, 23.976 кадров/с;

— длительность видеодиска объемом 650 МБ — 1 час 14 мин. 15 сек.;

— длительность видеодиска объемом 700 МБ — 1 час 21 мин. 45 сек.

1 152 000 bit/s = 1125 kbit/s = 144 000 Byte/s = 141 kByte/s

2.6 Структура DVD

DVD (Digital Versatile Disc — цифровой многоцелевой диск, также Digital Video Disc — цифровой видеодиск) — носитель информации, выполненный в виде диска, внешне схожий с компакт-диском, однако имеющий возможность хранить больший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны, чем для обычных компакт-дисков. Изначально «DVD» расшифровывалось как «Digital Video Disc» (цифровой видеодиск), поскольку данный формат первоначально разрабатывался как замена видеокассетам. Позже, когда стало ясно, что носитель подходит и для хранения произвольной информации, многие стали расшифровывать DVD как Digital Versatile Disc (цифровой многоцелевой диск). Toshiba, заведующая официальным сайтом — «DVD Forum», использует «Digital Versatile Disc». К консенсусу не пришли до сих пор, поэтому сегодня «DVD» официально вообще никак не расшифровывается.

Техническая информация

Для считывания и записи DVD используется красный лазер с длиной волны 650 нанометров.

DVD по структуре данных бывают четырёх типов:

· DVD-видео — содержат фильмы (видео и звук);

· DVD-Audio — содержат аудиоданные высокого качества (гораздо выше, чем на аудио-компакт-дисках);

· DVD-Data — содержат любые данные;

· смешанное содержимое.

В отличие от компакт-дисков, в которых структура аудиодиска фундаментально отличается от диска с данными, в DVD всегда используется файловая система UDF (для данных может быть использована ISO 9660).

Единица скорости (1x) чтения/записи DVD — составляет 1 385 000 байт/с (т. е. около 1352 Кбайт/с = 1,32 Мбайт/с), что примерно соответствует 9-й скорости (9x) чтения/записи CD, которая равна 9 Ч 150 = 1350 Кбайт/с. Таким образом, 16-скоростной привод обеспечивает скорость чтения (или записи) DVD равную 16 Ч 1,32 = 21,12 Мбайт/с.

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 установленным 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). Стандартный размер видео кадра стандарта PAL равен 720Ч576 точек, стандарта NTSC — 720Ч480 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 (большинство стран Европы), сначала хотели ввести в качестве стандарта звука для DVD форматы PCM и MPEG-2, но под общественным давлением и вразрез с пожеланиями Philips DVD-Forum включил Dolby AC-3 в список опциональных форматов звука на дисках и обязательных форматов в плеерах.

Современные технологии позволяют получать цифровые фильмы небольшого, в сравнении с DVD, размера, с качественным объёмным звуком, и картинкой хорошего качества.

Формат видео файла — определённый стандарт, с помощью которого одна видео и одна или несколько звуковых дорожек упаковываются в один файл («контейнер»), а программа-видеоплеер уже, опираясь на этот стандарт, распознаёт и воспроизводит эти дорожки (видео и аудио синхронно). Существует два основных формата mpeg — mpeg2 (в этом формате записываются DVD-фильмы) и mpeg4 (это «пережатки» с DVD, занимающие меньше места). Кодек — опять же стандарт сжатия мультимедиа-информации, т. е. уменьшение размера видео и звука, при потере качества. Чем сильнее сжатие, тем хуже качество. Если провести аналогию с архивацией текстовых файлов, то архив — это файл с закодированным фильмом, программа-архиватор — видеоплеер, а сам стандарт архивации — кодек. Один и тот же кодер после установки в систему может использоваться как для кодирования (изготовления своих сжатых видео файлов), так и для декодирования (просмотра фильмов). При просмотре фильмов, программа-плеер сначала распознаёт формат видео файла, находя видео и звуковые дорожки, а затем обращается к соответствующим кодекам для воспроизведения.

Стандарты DVD.

Видеоформаты (напрямую на качество не влияют, лишь обеспечивая поддержку кодеков и «технологичность» фильма).

AVI — очень древний стандарт, которому уже более десяти лет. Не соответствует современным требованиям качества и не поддерживает некоторые кодеки (в частности звуковой кодек Vorbis), а также переменный битрейт в кодировании. Существует и проблема с синхронизацией потоков.

MKV — «молодой» тип контейнеров. Если перед вами файл с фильмом *.mkv, то, вероятно, сам фильм будет высокого качества.

ASF — формат, разработанный в недрах фирмы Microsoft и ими же запатентованный. По непонятным причинам очень бережно ими оберегается, даже законом запрещено использование этого стандарта для видеокодирования и редактирования ASF-фильмов третьими сторонами, то есть нами, чтобы его попробовать в кодировке, придётся найти софт, который этот закон не уважил. Сам по себе стандарт очень старый, поэтому, вряд ли обеспечивает совместимость с современными кодеками.

VOB — контейнер DVD фильмов. На DVD-диске с фильмом выкладываются несколько VOB-файлов ~ по 1Гб каждый вместе с разными системными файлами (IFO, BUP…). Скинув VOB-файлы на жёсткий диск компьютера, можно их просмотреть, натравив какой-нибудь видеоплеер. Внутрь VOB-файла зашиваются собственно видео, одна или несколько звуковых дорожек и субтитры.

Кодеки (непосредственно влияют на качество картинки и звука):

Для видеопотоков:

DivX — своего рода мировой стандарт для видеокодирования. Очень распространён: большинство сжатых фильмов закодировано именно одной из версий DivX. Очевидно, чем более старшей версией кодека произведено сжатие, тем более качественным будет фильм. Последняя на сегодняшний день версия — DivX 5.2, но даже кодированные ей фильмы не дотягивают до высоких оценок качества. Особенно страдают фон картинки и динамичные сцены (когда в кадре происходят быстрые действия, на экране получается буквально «каша» из крупных пикселей).