Отличия HD-DVD и Blu Ray

Отличия HD-DVD и Blu Ray

Несмотря на то, что Blu-ray и HD DVD - форматы высокой четкости, основанные на технологии синего лазера, есть несколько важных отличий между ними.

   Первое - размер. Blu-ray проигрыватель использует лазер с более короткой длиной волны, чем HD DVD. Поэтому на единицу поверхности помещается больше данных. Вследствии этого однослойный диск может содержать 25 Гб данных (HD DVD - 15Гб), двухслойный - 50Гб (HD DVD - 30Гб)
   Второе отличие - контент. Несколько крупных студий заявили, что они будут поддерживать только один формат носителей. Например, Sony Pictures Home Entertainment (в том числе и MGM и Tri-Star), Twentieth Century Fox и Disney будут выпускать фильмы только на Blu-ray, когда как Warner Bros., Universal Pictures, и HBO - только на HD DVD, Paramount обьявила о выпуске фильмов в обоих форматах.
    Хотя форматы несовместимы друг с другом, их обьединяет высокое качество видео и звуковой дорожки, новые дополнения к фильмам, интуитивно понятное и более интерактивное управление диском, по сравнению со стандартным DVD.

HD DVD

ПОВЫШЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К МАТЕРИАЛАМ В ФОРМАТЕ HD
   Формат HD привлекает тех покупателей, которым требуется повышенный уровень детализации и качества фильмов, игр и других цифровых мультимедийных материалов. Увеличенное число строк развертки, повышенное разрешение видеоматериалов и превосходное качество звука – те качества, которыми материалы с высокой четкостью отличаются от материалов в стандартном формате.
   Вот некоторые из отличительных характеристик материалов в стандарте HD:
По сравнению с 525 строками развертки в изображении со стандартным разрешением, кадр изображения с высокой четкостью содержит от 720 до 1 080 строк развертки.
Поддержка усовершенствованных видеоформатов, в том числе MPEG-2 SD/HD, H.264, VC-1.
Поддержка форматов, обеспечивающих высокое качество звучания, в том числе PCM (Pulse Code
Modulation, импульсно-кодовая модуляция),
Dolby TrueHD (MLP), Dolby Digital +, DTS HD.
   В результате просмотр материалов в формате HD производит захватывающее впечатление. Изображение кажется выходящим за пределы экрана и выглядит на удивление живым. До недавних пор фильмы и другие материалы в формате HD не были доступны покупателям. Причина этого проста: для хранения изображений с повышенной детализацией требуется объем, превышающий возможности обычного DVD-диска. Формат HD DVD принадлежит к числу стандартов DVD нового поколения; этот вид носителей предназначен для увеличения объема хранимых данных, что позволяет хранить полный фильм в формате HD вместе со специальными функциями HD на одном диске HD DVD.

ЕМКОСТЬ: DVD ПО СРАВНЕНИЮ С HD DVD
   Емкость стандартного однослойного диска DVD составляет всего 4,7 ГБ или до 2 часов обычного фильма. Двухслойный DVD с емкостью хранения до 8,5 ГБ обеспечивает воспроизведение обычных фильмов продолжительностью до 4 часов (240 минут) без смены диска.По сравнению с этими значениями емкость диска в формате HD DVD значительно больше. В диске HD DVD может быть до трех слоев. На каждый слой помещается 15 ГБ материалов в формате с высокой четкостью, что дает максимальную емкость до 45 ГБ. На одном трехслойном диске HD DVD может храниться до 12 часов записи в формате HD. Для любителей фильмов в формате HD это означает, что на диске остается место и для специальных функций HD. Из функций HD DVD особенно интересна поддержка iHD – интерактивного формата HD. Одним из примеров интерактивности, обеспечиваемой этой функцией, может служить наложение видеозаписи на воспроизводимый фильм. В обычные DVD часто включают комментарии режиссера, актеров, продюсера и других технических специалистов. На диске HD DVD можно воспроизводить видеокомментарии, что позволяет зрителю получить полную информацию о процессе создания фильма. Очевидно, что диск HD DVD является превосходным носителем для материалов с высокой четкостью.

КАК УСТРОЕН ДИСК HD DVD
В общих чертах диск HD DVD устроен так же как DVD-диск и состоит из двух соединенных оборотными сторонами
подложек диаметром 120 мм и толщиной 0,6 мм. Как и в технологии DVD, информация на диске HD DVD хранится в виде последовательности микроскопических выемок, расположенных на диске по длинной спирали. Данные записываются на слое, отстоящем на 0,6 мм от поверхности. Это значит, что для изготовления дисков HD DVD можно использовать способы, которые сейчас применяются в технологии DVD. Следовательно, диски HD DVD совместимы с DVD- дисками, а это значит, что дисковод HD DVD позволяет читать и DVD-диски. Так чем же отличаются диски HD DVD от DVD-дисков? Ответ прост. В отличие от технологии DVD-дисков, в которой используются красные лазеры, в технологии HD DVD используются синие лазеры, что позволяет увеличить емкость хранения. Благодаря меньшей длине волны синего лазера (405 нм вместо 650 нм в DVD), его применение позволяет хранить на диске HD DVD больше информации. Уменьшение длины волны важно, поскольку при этом уменьшается дифракция, что обеспечивает более точную фокусировку на поверхности чтения-записи. Разница примерно такая же как между письмом с помощью толстого фломастера и шариковой ручки. Здесь технология HD DVD представляет тонкое, точное и четкое письмо шариковой ручкой. В результате технология с применением синего лазера позволяет записывать и хранить на диске того же диаметра больше данных, чем на обычном DVD-диске.

КАК РАЗВИВАЕТСЯ ФОРМАТ HD DVD
   В настоящее время в продаже имеются проигрыватели дисков HD DVD ROM, что позволяет любителям просматривать и воспроизводить материалы в формате HD. Для игроков и любителей фильмов это хорошая новость. Следующим шагом будет введение возможности записывать диски в формате HD DVD. Это нововведение позволит пользователям записывать материалы на диски. Для тех, кто хочет создавать свои собственные материалы в формате HD, личные коллекции таких материалов или просто воспользоваться увеличением емкости хранения для создания резервных копий, эти будущие разработки станут серьезным прорывом.  
   Поскольку распространение телепередач в формате HDTV и записей в формате HD по широкополосным подключениям продолжает набирать популярность, расширится доступ к материалам HD для записи и воспроизведения. Пользователи смогут формировать
свои средства развлечения в формате HD.

Blu-Ray

Вариации и размеры
   Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23.3, 25, или 27 Гб — этого объёма достаточно для записи приблизительно четырёх часов видео высокой чёткости со звуком. Двухслойный диск может вместить 46,6, 50, или 54 Гб — достаточно для записи на него приблизительно восьми часов HD-видео. Также в разработке находятся диски вместимостью 100 Гб и 200 Гб с использованием соответственно четырёх и восьми слоёв. Корпорация TDK уже анонсировала прототип четырехслойного диска объёмом 100 Гб. [2] [3]
Стандарт BD-RE (перезаписываемые BD) будет доступен наравне с BD-R (записываемые) и BD-ROM форматами. Почти все производители оптических носителей заявили о готовности выпустить в продажу перезаписываемые и записываемые диски одновременно с выходом формата BD-ROM на рынок.
   В дополнение к стандартным дискам размером 12 см, будут выпущены варианты дисков размером 8 см для использования в цифровых фото- и видеокамерах, планируется что их объём будет 15 Гб для двухслойного варианта.

Технические детали
Лазер и оптика
   В технологии Blu-ray для чтения и записи используется сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм. Обычные DVD и CD используют красный и инфракрасный лазеры с длиной волны 650 нм и 780 нм соответственно.
   Такое уменьшение позволило сузить дорожку вдвое по сравнению с обычным DVD-диском — до 0,32 микрон — и увеличить плотность записи данных.
Более короткая длина волны сине-фиолетового лазера позволяет хранить больше информации на 12 см дисках того же размера, что и у CD/DVD. Эффективный «размер пятна» на котором лазер может сфокусироваться ограничен дифракцией и зависит от длины волны света и числовой апертуры линзы используемой для его фокусировки. Уменьшение длины волны, использование большей числовой апертуры (0,85, в сравнении с 0,6 для DVD), высококачественной двухлинзовой системы, а также уменьшение толщины защитного слоя в шесть раз (0,1 мм вместо 0,6 мм) предоставило возможность проведения более качественного и корректного течения операций чтения/записи. Это позволило записывать информацию в меньшие точки на диске, а значит, хранить больше информации в физической области диска, а также увеличить скорость считывания до 36 Мбит/с. В дополнение к оптическим улучшениям диски Blu-ray также имеют улучшенную технологию кодирования данных, позволяющую хранить больший объём информации.

Технология твёрдого покрытия
Из-за того, что на дисках Blu-Ray данные расположены слишком близко к поверхности, первые версии дисков были крайне чувствительны к царапинам и прочим внешним механическим воздействиям из-за чего они были заключены в пластиковые картриджи. Этот недостаток вызывал большие сомнения относительно того, сможет ли формат Blu-ray противостоять стандарту HD DVD — своему основному конкуренту. HD DVD помимо своей более низкой стоимости может нормально существовать без картриджей, также как форматы CD и DVD, что делает его более понятным для покупателей, а также более интересным для производителей и дистрибьюторов, которые могут быть обеспокоены дополнительными затратами из-за картриджей.
   Решение этой проблемы появилось в январе 2004, с появлением нового полимерного покрытия, которое дало дискам невероятную защиту от царапин и пыли. Это покрытие, разработанное корпорацией TDK, получило название «Durabis», оно позволяет очищать BD при помощи бумажных салфеток — которые могут нанести повреждения CD и DVD. Формат HD DVD имеет те же недостатки, так как эти диски производятся на основе старых оптических носителей. По сообщению в прессе «голые» BD с этим покрытием сохраняют работоспособность даже будучи поцарапанными отвёрткой.

Кодеки
   Кодек используется для преобразования видео и аудио потока и определяет размер, который видео будет занимать на диске. В некоторых или почти всех видеодисках, которые появятся в начале, будет использоваться кодек MPEG-2.
На данный момент в спецификацию формата BD-ROM включена поддержка трёх кодеков: MPEG-2, который также является стандартным для DVD; MPEG-4 H.264/AVC кодек и VC-1 — новый быстро развивающийся кодек, созданный на основе Microsoft Windows Media 9. При использовании первого кодека, на один слой, возможно, записать около двух часов видео высокой чёткости, другие два более современных кодека позволяют записывать до четырёх часов видео на один слой.
   Для звука BD-ROM поддерживает линейный (несжатый) PCM, Dolby Digital, Dolby Digital Plus, DTS, DTS-HD и Dolby Lossless (формат cжатия данных без потерь также известный как Meridian Lossless Packing (MLP).

Совместимость
   Хотя Ассоциация Blu-ray дисков и не обязывает производителей проигрывателей, она настоятельно рекомендует им делать возможность Blu-ray устройствам проигрывать диски формата DVD для обеспечения обратной совместимости.
   Более того, компания JVC разработала трёхслойную технологию, которая позволяет наносить на один диск как физическую область для DVD, так и для BD, получая, таким образом, комбинированный BD/DVD диск. Прототипы дисков были показаны на международной выставке потребительской электроники — Consumer Electronics Show (CES) которая прошла в январе 2006. Если её удастся внедрить в коммерческое использование, то возможно, что у покупателей появится возможность купить диск, который можно будет проигрывать как в современных DVD-проигрывателях, так и в будущих BD-проигрывателях получая картинку разного качества.

Коды регионов
   Видео фильмы формата Blu-ray будут иметь отличные от DVD коды регионов. По последним сообщениям прессы  они будут следующими :
Код--------- Регион
1 или A Северная Америка, Южная Америка, Япония и Восточная Азия (исключая Китай)
2 или B Европа (за исключением России) и Африка
3 или С Индия, Китай, Россия, и все остальные страны.

Системы защиты авторских прав
   В формате Blu-ray применен экспериментальный элемент защиты под названием BD+, который позволяет динамически изменять схему шифрования. Стоит шифрованию быть сломанным производители могут обновить схему шифрования, и все последующие копии будут защищены уже новой схемой. Таким образом, единичный взлом шифра не позволит скомпрометировать всю спецификацию на весь период её жизни. Также будет использована технология Mandatory Managed Copy которая позволяет пользователям делать легальные копии видеоинформации в защищённом формате, эту технологию разработала компания HP и затребовала её включения в формат.  Именно отсутствие возможности динамически менять схему шифрования позволило создать программу DeCSS, которая стала настоящим проклятием киноиндустрии: как только Content-Scrambling System (CSS) был взломан, все последующие DVD взламывались уже без лишних проблем.
   Следующим уровнем защиты, которым обладают диски — это технология цифровых водяных знаков под названием ROM-Mark. Эта технология будет жёстко прошита в ПЗУ приводов при производстве, что не позволит проигрывателю проигрывать без специальной скрытой метки, которую, по утверждению Ассоциации, будет невозможно подделать. Так путём жёсткого регулирования и лицензирования заводов будут отбираться производители дисков, которым будет поставлено специальное оборудование.
   В дополнение к этому, все Blu-ray проигрыватели смогут выдавать полноценный видеосигнал только через защищённый шифрованием интерфейс. Это означает, что большинство первых HDTV-телевизоров, которые продавались без интерфейсов с поддержкой HDCP (HDMI или DVI с поддержкой HDCP) не смогут воспроизводить видео высокой чёткости с Blu-ray дисков.

Принципы записи информации на DVD-диск

Принципы записи информации на DVD-диск

Методы, используемые для записи информации на DVD-диск, аналогичны принципам записи традиционного CD-диска. В настоящее время производятся CD-диски, предназначенные только для воспроизведения, CD-R-диски с возможностью однократной записи и многократно перезаписываемые диски CD-RW.

Принципы записи информации на CD-диски, СD-ROM, DVD-ROM. 

   Как показано на рисунке 1 -  обычный компакт-диск (CD) состоит из прозрачной полимерной подложки (1), металлизированного отражающего слоя (2) с "дырками" (B), при помощи которых записана цифровая информация, и защитного слоя (3), необходимого для придания диску жесткости. Отражающий слой (2) в обычном CD-диске и является слоем, хранящим информацию. Он изготавливается фабричным методом и представляет собой своеобразную матрицу с "выштампованными" в определенных местах "дырками", которые означают логическую единицу. Отсутствие "дырки" подразумевает логический ноль. 
   Считывание информации происходит при помощи лазерного луча, отражающегося от
поверхности диска. При отражении от "дырки" лазерный луч точно попадает на специальный детектор, который выдает "1". При отражении от поверхности луч проходит мимо детектора, который в этом случае распознает "0". Абсолютно те же принципы записи информации лежат в основе DVD-дисков первого поколения; они предназначены только для считывания информации, записанной на них фабричным способом (так называемый DVD-ROM),CD-R, DVD-R.
   В конструкции однократно записываемого компакт-диска (CD-R) между подложкой (1) и отражающим слоем (2) находится пигментный слой (4) из металло-стабилизированного цианида (органическая субстанция). В данном случае именно пигментный слой, на котором фабрично "выдавлены" дорожки (A), вдоль которых движется лазерный луч, сохраняет информацию. При записи такого диска в специальных рекордерах лазерный луч повышенной мощности "выжигает" в требуемых местах пигментного слоя "дырки" (B). При считывании информации лазерный луч обычной мощности, свободно проходя сквозь "дырку" в пигментном слое (4), отражается от металлизированного слоя (2) и попадает на детектор, который распознает логическую единицу. При отсутствии "дырки" лазерный луч поглощается пигментным слоем, отражения лазерного луча не происходит, и детектор выдает логический ноль. Следует отметить наличие дополнительного шероховатого слоя для надпечатки (5), на котором пользователь после записи информации может нарисовать свою этикетку при помощи шариковой ручки, фломастера или даже специального струйного принтера.

CD-RW, DVD-RAM.
   Принцип записи на перезаписываемые DVD-диски (который первоначально разрабатывался для компакт-дисков с рабочим названием CD-Erasable) был предложен компаниями Philips, Ricoh и Hewlett-Packard и поддержан такими фирмами, как IBM, Sony, 3M, Olympus, Matsushita и Mitsumi. Конструкция перезаписываемого компакт-диска (CD-RW) напоминает CD-диск, но вместо отражающего слоя в нем используется специальное вещество (6), способное многократно изменять свою структуру. Такой материал был разработан компанией TDK и получил название AVIST; он обладает практически идеальными характеристиками.
      Его высокой отражающей способности (25-35%) вполне достаточно для совместимости DVD-дисков при воспроизведении. Характеристики материала AVIST стабильны как при высоких, так и при низких скоростях записи, что особенно важно при работе с различными приложениями. В случае перезаписываемых компакт-дисков (например, CD-Erasable) запись осуществляется со скоростью ниже 3 м/c. Работа с данными в формате перезаписываемого DVD-RAM требует от рабочего слоя скорости записи от 3 до 6 м/c. При работе со сжатой видеоинформацией скорость записи уже должна быть выше 6 м/c.
      Прекрасное соотношение сигнал/шум и характеристики изменения фазы позволили компании TDK добиться сверхмалых размеров маркера (менее 0,66 mm).
      Новый материал AVIST выдерживает не менее 1000 циклов перезаписи на скоростях ниже 3 м/с. При более высоких скоростях записи это количество циклов перезаписи должно возрасти.
      Как и на пигментном слое записываемого диска, на рабочем слое AVIST "выдавлены" дорожки (A), направляющие лазерный луч. При записи такого диска вещество под действием мощного лазерного луча меняет свою структуру в нужной точке поверхности, переходя из кристаллического состояния в аморфное. Поскольку такой переход обратим (т.е. вещество может быть переведено обратно в кристаллическое состояние), диск теоретически может быть перезаписан практически бесконечное число раз. Все зависит от свойств материала, применяемого в информационном слое (6), и по мере его дальнейшего совершенствования реально достижимое число циклов будет увеличиваться и составит не менее пяти миллионов перезаписей. Считывание производится лазерным лучом обычной мощности. При отражении от поверхности диска изменяется фаза лазерного луча в зависимости от того, произошло отражение от участка поверхности с аморфной или с кристаллической структурой. Изменения фазы отраженного луча распознаются детектором, который преобразует их в цифровой поток. Такой метод получил название Phase Change Technology (метод изменения фазы).
      Однослойные DVD. Как мы уже отмечали, DVD во многом подобен CD, но значительно отличается от него плотностью записи. Как ясно из описанных выше принципов записи, именно предельное количество "дырок", которое может быть размещено на поверхности диска, определяет его информационную емкость.
      Первым шагом к созданию нового стандарта можно считать семикратное увеличение емкости CD-диска за счет увеличения плотности записи, которое стало возможным благодаря применению более совершенных источников лазерного луча. различия размеров и плотности расположения "дырок"

      На рисунке 2 показаны различия размеров и плотности расположения "дырок" рабочего слоя у DVD- и CD-дисков.
      Обычные дисководы CD-ROM используют источник лазерного излучения с длиной волны 780 нм, излучающий невидимый инфракрасный свет. В DVD-плеерах и в DVD-ROM применен излучающий красный свет лазер с длиной волны 650 (635) нм. Такое уменьшение длины волны позволило считывать более мелкие "дырки" рабочего слоя диска, размещенные в более плотно расположенных треках (дорожках записи). Соответствующее увеличение числовой апертуры линзы (Numerical Aperture - угол между крайними лучами светового конуса, попадающего в оптический прибор) с 0,45 до 0,60 дает возможность фокусировать лазерный луч с гораздо большей точностью. Только за счет повышения плотности записи удалось довести емкость диска до 4,7 Гбайт.
      Кроме того, значительной модернизации подверглись схемы цифровой модуляции и коррекции ошибок. Современная высокоэффективная схема модуляции (EFM Plus) работает как в 8-, так и в 16-битном режимах, что обеспечивает совместимость с существующими CD-форматами, одновременно позволяя добиться более высокого качества при применении новых DVD-носителей. Новая схема коррекции ошибок (RS-PC Reed Solomon Product Code) примерно в 10 раз эффективнее той, что используется в современных системах считывания. односторонний однослойный диск (сверху) и односторонний двухслойный диск (снизу)
      Двухслойные DVD. Дальнейшее увеличение емкости диска достигнуто благодаря разработке двухслойного DVD-диска (стандарт DVD-9). Как видно из рис. 3, у двухслойного диска (нижняя схема) имеются целых два рабочих слоя для записи информации. Чтобы реализовать эту модель, для внешнего информационного слоя был создан специальный полупрозрачный материал. При считывании информации с такого диска лазерный луч сначала проходит сквозь этот полупрозрачный слой, фокусируясь исключительно на треках внутреннего слоя (принципы считывания описаны выше). Считав всю информацию с первого (внутреннего) слоя, лазерный луч автоматически меняет свою фокусировку, изменяя тем самым "глубину проникновения", и приступает к считыванию информации со второго (внешнего полупрозрачного) слоя. Наличие двух рабочих слоев позволяет увеличить емкость до 8,5 Гбайт. Поскольку фокусировка переключается почти мгновенно, а применение электронного буфера гарантирует отсутствие перерывов в исходящем цифровом потоке, двухслойную модель DVD-диска намечается использовать в приложениях, требующих большой и "непрерывной" емкости.

      Первый слой двухслойного DVD-диска штампуется из обычных пластмасс на основе поликарбонатов и несет запись на одной стороне. Затем эта сторона заливается тонким слоем полупрозрачного материала, который в свою очередь покрывается пленкой фотополимерного материала, формирующего наружный рабочий слой. Фотополимерному материалу придается жесткость ультрафиолетовым облучением, и DVD-диск заливается прозрачным пластиком, служащим защитным слоем диска. Основная трудность заключается в создании полупрозрачного материала, разделяющего слои записи, поскольку требования, предъявляемые к нему, довольно противоречивы: он должен хорошо отражать лазерный луч (требуемый коэффициент отражения - около 40%) в процессе считывания наружного слоя и одновременно быть максимально прозрачным при считывании внутреннего слоя. Приоритет в разработке такого материала принадлежит компании 3M, работавшей по заказу Philips-Sony.

Двухсторонние DVD. 
   Общая толщина всех слоев DVD-диска (как однослойного, так и двухслойного) составляет всего 0,6 мм, что в два раза меньше толщины CD-диска. Для физической совместимости с традиционными компакт-дисками толщина DVD-диска должна равняться толщине CD-диска, т.е. 1,2 мм. В одностороннем однослойном диске (стандарт DVD-5) с задней стороны (с той, где у CD-диска находится этикетка) приклеивается дополнительная подложка толщиной 0,6 мм.

      Но такая толщина позволяет изготовить двухсторонний однослойный диск (стандарт DVD-10). Эта идея была предложена компанией Toshiba. Конструктивно процесс производства выглядит следующим образом: два отдельных односторонних DVD-диска склеивают между собой задними сторонами. В результате общая толщина диска та же, что у стандартного CD, - 1,2 мм, но информации такой диск способен вместить в два раза больше; кроме того, за счет уменьшения толщины защитного слоя снижается вероятность ошибок считывания информации, происходивших в CD-дисках из-за случайных отклонений лазерного луча в прозрачном защитном слое.
      Таким образом, комбинируя (да-нет) две технологии "удваивания" числа рабочих поверхностей, мы получаем специфицированные в стандарте четыре конструктивно отличающихся формата DVD.
      Однослойный односторонний диск DVD-5, преимущественно используется для видеофильмов, так как его емкости вполне достаточно для 92% фильмов, равно как для большинства компьютерных приложений, которым вполне хватает емкости 4,7 Гбайт. Одновременно такой диск оказывается относительно дешевым носителем - его себестоимость всего на 14% превышает себестоимость изготовления традиционного CD-диска.
      Следующий по сложности тип диска - односторонний двухслойный DVD-9. Этот тип диска наиболее широкое применение найдет в приложениях, где необходимым условием является большая емкость при недопустимости в перерывах при считывании.
      Формат DVD-10 (двухсторонний однослойный диска), предложенный компанией Toshiba, предполагает переворачивание диска вручную после проигрывания одной стороны; его целесообразно использовать, например, для тиражирования очень длинных фильмов или сериалов, не помещающихся на однослойном одностороннем диске. Впоследствии при дальнейшем уменьшении общей толщины всех рабочих слоев диска возможно создание и сверхъемкого двухстороннего двухслойного DVD-17.

Технические характеристики с спецификации DVD дисков

 

Коды регионов DVD и Blu-ray

 Коды регионов DVD и Blu-ray

Коды регионов DVD
   Диски с фильмами, выходящие в формате DVD, имеют региональное кодирование. Поскольку многие киностудии заинтересованы в контроле над распространением своих фильмов, выпущенных в том числе и на DVD, в разных странах, именно поэтому при утверждении стандартов видеоносителей был введён код RPC (Regional Protection Code - региональный код защиты), ограничивающий использование данных дисков в пределах одной зоны. В рамках формата DVD весь мир был поделен на 8 регионов.

Системы защиты авторских прав
В дополнение к Regional Protection Code (региональный код защиты) (RPC), изложенному выше, на DVD-дисках также применяется Content Scramble System (CSS) - система защиты цифрового медиаконтента. Система крайне неустойчива к взлому. Это обуславливается примитивным методом защиты - псевдослучайной генерацией ключей. Именно отсутствие возможности динамически менять схему шифрования позволило в свое время создать программу DeCSS, которая стала настоящим проклятием киноиндустрии: как только Content Scramble System (CSS) была взломана, все последующие DVD взламывались уже без лишних проблем.


Коды регионов Blu-ray
   Диски с фильмами, выходящие в формате Blu-ray, также как и DVD-диски имеют региональное кодирование, однако количество регионов и распределение стран отличается от DVD. В рамках формата Blu-ray весь мир поделен на 3 региона: А/1, В/2 и С/3.

Системы защиты авторских прав
   Кроме системы защиты от копирования AACS, применяемой также на дисках формата HD DVD, в формате Blu-ray применен экспериментальный элемент защиты под названием BD+, который позволяет динамически изменять схему шифрования. Стоит шифрованию быть сломанным, производители могут обновить схему шифрования и все последующие копии будут защищены уже новой схемой. Таким образом, единичный взлом шифра не позволит скомпрометировать всю спецификацию на весь период ее жизни. Именно отсутствие возможности динамически менять схему шифрования позволило в свое время создать программу DeCSS, которая стала настоящим проклятием киноиндустрии: как только Content Scramble System (CSS) была взломана, все последующие DVD взламывались уже без лишних проблем.
   Также на дисках Blu-ray используется технология Mandatory Managed Copy, которая позволяет пользователям делать легальные копии видеоинформации в защищенном формате, эту технологию разработала компания Hewlett-Packard и потребовала ее включения в формат. В соответствии с Mandatory Managed Copy, пользователь может скопировать диск ограниченное число раз, при этом требуется регистрация у правообладателя.
   Следующий уровень защиты, которым обладают диски - это технология цифровых водяных знаков "ROM-Mark". Она должна быть жестко "прошита" в ПЗУ приводов при производстве, что не позволит проигрывателю проигрыватьдиск без специальной скрытой метки, которую по утверждению ассоциации BDA будет невозможно подделать. Так, путем жесткого регулирования и лицензирования заводов, будут отбираться производители дисков, которым будет поставлено специальное оборудование.

   В дополнение к этому все Blu-ray проигрыватели смогут выдавать полноценный видеосигнал только через защищенный шифрованием интерфейс. Это означает, что большинство первых HDTV-телевизоров, которые продавались без интерфейсов с поддержкой HDCP (HDMI или DVI с поддержкой HDCP) не смогут воспроизводить видео высокой четкости с Blu-ray дисков.

Структура DVD дисков В вертикальном разрезе

Структура DVD дисков В вертикальном разрезе

 

Снаружи, диски DVD выглядят как обычные диски CD-ROM. Однако возможностей у DVD гораздо больше. Диски DVD могут хранить в 26 раз больше данных, по сравнению с обычным CD-ROM. Имея физические размеры и внешний вид, как у обычного компакт-диска или CD-ROM, диски DVD стали огромным скачком в области емкости для хранения информации, по сравнению со своим предком, вмещающим 650MB данных. Стандартный однослойный, односторонний диск DVD может хранить 4.7GB данных. Но это не предел -- DVD могут изготавливаться по двухслойному стандарту, который позволяет увеличить емкость хранимых на одной стороне данных до 8.5GB. Кроме этого, диски DVD могут быть двухсторонними, что увеличивает емкость одного диска до 17GB.

Структура DVD дисков
В вертикальном разрезе DVD имеет структуру аналогичную структуре диска CD. Поликарбонатная подложка с канавками покрыта информационным слоем красителя, отражающим слоем и защитным слоем. При рассмотрении горизонтального среза становится заметной одна важная особенность: шаг дорожек составляет 0,8 мкм, тогда как у CD он вдвое длиннее (1,6 мкм). С этим связана более высокая емкость DVD.

Стандарт DVD позволяет реализовать несколько различных конструкций диска. Это односторонние или двусторонние диски, с одним или двумя несущими информацию слоями на каждой стороне. Один слой толщиной 0,6 мм может вместить до 4,7 Гб информации, а весь диск - до 17 Гб.

Возможны четыре разновидности DVD дисков: DVD-5, DVD-9, DVD-10 и DVD-18.

DVD-5
   DVD-5 - это первая рыночная версия DVD диска - односторонний диск с однослойной записью и емкостью 4,7 Гб.
   DVD состоит из 0,6 мм пленки, покрытой алюминием и наклеенной на чистую подложку. Технология напыления та же, что используется при изготовлении обычного CD. Алюминиевая пленка имеет толщину 55 нанометров, как и для аудио-CD и CD-ROM.

Структура DVD-5

DVD-9
   DVD-9 - это двухуровневый односторонний диск с емкостью 8,5 Гбайт.
Для производства такого диска необходимо создать полупрозрачный слой, который отражает
18-30% лазерного излучения. Этого достаточно, чтобы можно было считывать информацию с верхнего слоя. И в то же время полупрозрачный слой будет пропускать достаточно излучения, чтобы сигнал от нижнего уровня с высокой отражательно способностью тоже читался. Информационные уровни разделяет высокооднородный клей, используемый для соединения двух половин диска. Толщина клеевой прослойки составляет 40-70 микрон. Это расстояние необходимо, чтобы различить сигнал, отраженный от одного и другого уровней.
   Наиболее оптимальным материалом для полупрозрачного слоя является золото. С другой стороны, применение вместо золота другого материала поможет сократить издержки производства на 70%. Сегодня в качестве альтернативы золоту используются кремниевый и серебряный сплавы.

Структура DVD-9

DVD-10
   DVD-10 - однослойный двухсторонний диск с емкостью 9,4 Гб.
В принципе это двойной DVD-5 без чистой подложки. Два диска, покрытых металлическими пленками, соединены вместе. Чтобы считывать информацию с двух сторон диска, используется один лазер.

DVD-18
   Структура DVD-18 такая же, как и у DVD-9, но DVD-18 может читаться с обеих сторон. В результате обеспечивается двойная емкость по сравнению с DVD-9 - 17 Гб.

Структура DVD-18

Cтруктура DVD диска

Рассмотрим стандартную структуру диска DVD.

Если взять любой стандартный DVD, то, открыв его, вы обнаружите две папки - AUDIO_TS и VIDEO_TS.
Откроем вторую папку VIDEO_TS. Внутри вы находятся различные файлы с расширениями BUP, IFO и VOB.
IFO - это информационные файлы диска, они "знают", что находится в файлах VOB и поддерживают порядок их запуска.
BUP - файл резервного копирования файла IFO (для подстраховки). Обратите внимание, каждому файлу IFO соответствует файл BUP такого же размера.
VOB - основные файлы DVD, в которых содержится информация о видео, аудио, титрах.

Посмотрите на скриншот DVD-диска, чтоб разобраться в различных файлах и их расширениях.

   Первые три файла, выделенные красной рамкой - это файлы меню. Значит, теперь вы знаете, что файлы с названием VIDEO_TS (с тремя вышеназванными расширениями) отвечают за меню вашего DVD.
   Остальные три рамки выделяют три раздела диска, так называемые, главы. Сам фильм можно определить по размеру VOB-файлов - это VTS_03_1, VTS_03_2, VTS_03_3. Вы видите, что размер каждого из них более 1 Гб. Значит, третья глава - это и есть основной фильм.
   Разделы второй и третий - это рекламные фильмы, заставки, короткие фильмы, например о том, как снимали основной и т.п.
   Обратите внимание, что в каждом разделе есть файлы всех трех видов - BUP, IFO и VOB.


Информация по обозначению DVD дисков (болванок для записи):
   Возможно, это даже разочарует потребителя, ожидающего от нового стандарта чего-то необычного. Но основные, поистине фантастические достоинства таятся глубже:
DVD-диск может быть как односторонним, так и двухсторонним. Рабочих слоев на каждой стороне DVD-диска может быть один или два.

Различают следующие типы DVD-дисков: 
- DVD-5   (Single-sided, single-layer disc) - односторонний однослойный диск, 4,7 Гбайт
- DVD-9   (Single-sided, double-layer disc) - односторонний двухслойный диск, 8,5 Гбайт
- DVD-10 (Double-sided, single-layer disc) - двухсторонний однослойный диск, 9,4 Гбайт
- DVD-18 (Double-sided, double-layer disc) - двухсторонний двухслойный диск, 17,0 Гбайт

Конструктивно двухсторонний DVD-диск выглядит как два CD-диска толщиной 0,6 мм, склеенных между собой этикетками;
DVD-плееры обязательно будут совместимы с существующими CD-дисками;
полное отсутствие физического контакта оптических элементов лазерного излучателя с поверхностью диска замедляет износ самого диска;
как и CD, DVD-диск малочувствителен к пыли, царапинам и отпечаткам пальцев, появляющимся на его поверхности в процессе эксплуатации;
емкость однослойного DVD-диска в семь, а двухслойного - в двенадцать раз больше, чем емкость стандартного компакт-диска (680 Мбайт).
      Производство DVD-дисков можно будет развернуть на базе предприятий - производителей CD.


DVD-Видео: Глобальный стандарт
   Спецификация DVD-Видео (на данный момент версия 1.12) была разработана и на данный момент поддерживается рабочей группой WG1 DVD-Форума. Рабочая группа WG1, которая включает несколько целевых групп, занимается вопросами как одноразовых, так и перезаписываемых форматов дисков. DVD-Видео на данный момент является наиболее стремительно растущей технологией бытовой электроники всех времён. Несколько тысяч фильмов и несколько миллионов проигрывателей используются во всём мире, причем годовые продажи проигрывателей и дисков удваиваются с каждым годом.

DVD-видео проигрыватели поступили в продажу в Японии в ноябре 1996, в США - в марте 1997, в Европе - в 1998. С тех пор DVD-Видео формат стал расти быстрее, чем любой другой бытовой формат в этих регионах.

DVD-видео начал вытеснять VHS в качестве альтернативного способа хранения записанного видео как в области розничной продажи, так и в области видеопроката. C появлением бытовых записывающих DVD, DVD-Видео формат нацелился на замену VHS формата в области домашней видеозаписи и просмотра записанного видео.


Требования DVD-Видео
   Основанный Голливудом Консультативный Комитет для Киностудий (Motion Picture Studio Advisory Committee) определил следующие требования к DVD-Видео формату:

- 135 минут на одной стороне одного диска (покрывает 99% всех фильмов)
- Разрешение видео лучше, чем на Лазерном Диске (ЛД)
- Объёмный звук CD качества для домашнего кинотеатра
- От 3 до 5 (аудио) языков для каждого фильма на одном диске
- Pan-Scan, letterbox и широкоэкранный форматы
- Функции родительского контроля
- Защита от копирования
- Совместимость с существующими cd
- Разделение фильма на главы и доступ к ним (как на Видео CD)
- Стоимость производства, сходная с затратами на производство CD

   Формат Видео CD был рассмотрен, но затем отвергнут вследствие того, что он не смог сочетать в себе необходимое соотношение качества и времени проигрывания. Отсюда возникла потребность в новом, более ёмком носителе, который и был реализован в виде DVD. Все вышеприведённые требования были удовлетворены в спецификации DVD-Видео.

Возможности DVD-Видео

Спецификация DVD-видео предлагает следующие возможности:

- 133 минуты качественного MPEG-2 видео с многоканальным объёмным звуком
- Выбор широкоформатного, letter box и pan & scan видео форматов
- Аудио до 8 языков
- Субтитры до 32 языков
- Меню и программные цепочки для интерактивности
- До 9 углов камеры для предоставления пользователю более широкого выбора
- Защита от цифрового и аналогового копирования
- Функция родительского контроля для защиты от детей

   Большинство DVD включают также дополнительные материалы, которые не могут быть включены в VHS, такие как биографии, комментарии режиссёра, рассказ о создании фильма и т.д. Увеличивается число дисков , которые включают дополнительные возможности для DVD-ROM’ов, которые варьируются от ссылок на соответствующие веб сайты до игр, основанных на киноленте. Доступ к веб сайтам позволяет использовать диск в различных целях, так как информация на веб сайте может обновляться, тем самым дополняя видео, содержащееся на диске.

   Спецификация DVD-Видео основана на DVD (DVD ROM) с файловой системой UDF Bridge. Видео может представлять собой диск DVD-5, DVD-10 или DVD-9 в зависимости от длины фильма и других факторов. Для всех дисков, продолжительность которых больше 133 минут используется DVD-9. DVD-10 имеет смысл использовать, когда на диске требуется разместить широкоформатную и pan & scan версии. Использование формата DVD-10 не рекомендуется для размещения на них материала с большой продолжительностью, так как диск требуется переворачивать для проигрывания второй стороны.

DVD-Видео диски содержат видео, аудио и другие данные, используя специфику структуры диска и структуры файлов и директорий. Внутри файлов данные организованы в виде потоков данных.

Стандарты и спецификации DVD

Области применения
      Новый DVD-диск может применяться в разных областях: как носитель видеоизображения (DVD-Video), носитель аудиозаписи (DVD-Audio), для хранения данных (DVD-ROM), записи информации (DVD-R) и т.д. Стандарты DVD-диска (физические особенности, файловая система, области использования) описываются в новых регламентирующих изданиях, полностью совместимых с Yellow Book (описание стандарта CD-ROM) и Red Book (описание стандарта CD-аудио), и включают в себя:
Book A (Read only) - стандарт диска, предназначенного только для считывания;
Book B (Video) - стандарт диска, предназначенного для видео;
Book C (Audio) - стандарт диска, предназначенного для аудио;
Book D (Write-once) - стандарт диска, предназначенного для однократной записи;
Book E (Rewritable) - стандарт многократно перезаписываемого диска.