DVD — Википедия

DVD
Изображение логотипа
Оптический носитель информации. Процесс записи и считывания информации осуществляется при помощи лазера
Оптический носитель информации. Процесс записи и считывания информации осуществляется при помощи лазера
Тип носителя оптический диск
Формат контента цифровые данные
Ёмкость 1,4 ГБ (односторонний однослойный 8 см miniDVD
2,8 ГБ (двусторонний однослойный 8 см miniDVD
4,7 ГБ (односторонний однослойный – общепринятый)
8,5 ГБ (односторонний двухслойный)
9,4 ГБ (двусторонний однослойный)
17,08 ГБ (двусторонний двухслойный – редкость)
Считывающий механизм лазер, длина волны 650 нм (красный), 10.5 Мбит/c (1×)
Записывающий механизм 10,5 Мбит/c (1×, минимально), 172,8 Мбит/с (16×, максимальная распространенная скорость)
Международный стандарт DVD Forum DVD Books
Разработан

Япония Sony, Toshiba, Panasonic

Нидерланды Philips
Размер диаметр 120 мм, толщина 1,2 мм
Масса ~15,7 г
Применение хранение аудио, видео и данных
Год выпуска 1996
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

DVD (ди-ви-ди́, англ. Digital Versatile Disc — цифровой многоцелевой диск; также англ. Digital Video Disc — цифровой видеодиск) — оптический носитель информации, выполненный в форме диска, для хранения различной информации в цифровом виде. Имеет такой же размер, как и компакт-диск, но более плотную структуру рабочей поверхности, что позволяет ему за счёт использования лазера с меньшей длиной волны и линзы с большей числовой апертурой иметь бо́льший объём хранимой информации.

DVD-привод — устройство чтения и записи; имеет обратную совместимость (привод Sony Playstation 5 поддерживает DVD диски, но не может воспроизводить CD-диски) и может воспроизводить и CD-диски[1]. DVD может содержать как минимум 4,7 ГБ (что достаточно для полноразмерного фильма). На видео DVD для сжатия видеоданных используется формат MPEG-2.

Первые массовые диски и проигрыватели DVD появились в ноябре 1996 года в Японии. В марте 1997 года они появились в США и СНГ. В России фильмы начали выпускаться на DVD с 1997 года. Первые легальные российские DVD-диски содержали музыкальные фильмы «Старые песни о главном 2» и «Старые песни о главном 3» от Первого канала и были выпущены компанией «Тивионика»[2][3].

В начале 1990-х годов разрабатывалось два стандарта для оптических информационных носителей высокой плотности. Один из них назывался Multimedia Compact Disc (MMCD) и разрабатывался компаниями Philips и Sony, второй — Super Disc — поддерживали 8 крупных корпораций, в том числе Toshiba и Time Warner. Позже усилия разработчиков стандартов были объединены под началом IBM, которая не хотела повторения войны форматов, как случилось со стандартами видеокассет «Video Home System» и «Бетамакс» в 1970-х.

Официально DVD был анонсирован в сентябре 1995 года; тогда же была опубликована первая версия спецификаций DVD. Изменения и дополнения в спецификации вносит организация DVD Forum (ранее называвшаяся DVD Consortium), членами которой являются 10 компаний-основателей и более 220 частных лиц.

Первый привод, поддерживающий запись DVD-R, выпущен компанией Pioneer в октябре 1997 г. Стоимость этого привода, поддерживающего спецификацию DVD-R версии 1.0, составляла 17 000 долл. Чистые диски объёмом 3,95 ГБ стоили по 50 долларов США.

После появления DVD-R компанией Pioneer был создан формат перезаписываемого DVD-диска — DVD-RW. Отличием от записываемого диска, как и в случае с CD-RW, была способность покрытия многократно менять свою отражающую способность под воздействием лазерного луча разной мощности. Первое устройство, поддерживающее такие диски, появилось в декабре 1999 года в Японии[4].

В 1998 году появился стандарт DVD-RAM, который разработали компании Panasonic, Hitachi и Toshiba. Его главной особенностью было покрытие: диски были помещены в специальный картридж для защиты от физического воздействия. Кроме того, информацию на него можно было перезаписывать более 100000 раз, что больше, чем у DVD-RW и DVD+RW[5].

Сравнительные размеры: 12-сантиметровый DVD-RW рядом с 19-сантиметровым карандашом

В августе 2002 года компания Toshiba начала разработывать новый формат — Advanced Optical Disc, который должен был составить конкуренцию Blu-ray. В 2003 году стандарт переименовали в HD DVD. 31 марта 2006 года в Японии был выпущен первый HD DVD-плеер, а спустя три недели начали появляться первые диски[6]. Однако в феврале 2008 года Toshiba заявила о прекращении поддержки этого формата. Крупные компании, такие как Warner Brothers, Walt Disney, Twentieth Century Fox, Metro-Goldwyn-Mayer и Sony Pictures решили полностью перейти на Blu-ray[7].

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’а, использует «Digital Versatile Disc». К консенсусу не пришли до сих пор, поэтому сегодня «DVD» официально вообще никак не расшифровывается.

Техническая информация

[править | править код]
Записываемые односторонние однослойные DVD M-DISC в коробках производства Ritek

Для считывания и записи DVD используется красный лазер (лазерный диод) с длиной волны 650 нм (у CD — 780 нм). Шаг дорожки — 0,74 мкм, более чем в два раза меньше, чем у компакт-диска. Записанный DVD, как и компакт-диск, — пример дифракционной решётки с периодом, равным шагу дорожки.

Структура данных

[править | править код]

В отличие от компакт-дисков, в которых структура аудиодиска принципиально отличается от диска с данными, в DVD используется файловая система UDF (для данных может быть использована ISO 9660). DVD-видео, для которых существует требование «проигрываться на бытовых проигрывателях», используют ту же файловую систему UDF, но с рядом ограничений (документ ECMA-167)[8] — например, не допускается фрагментация файлов. Таким образом, любой из типов носителей DVD может нести любую из четырёх структур данных (см. выше).

Многослойная технология

[править | править код]

DVD может иметь до двух рабочих слоёв на одной стороне.

Ёмкость диска

[править | править код]

Физически DVD может иметь одну или две рабочие стороны и один или два рабочих слоя на каждой стороне. От их количества зависит ёмкость диска (из-за чего 8-сантиметровые диски получили названия DVD-1, −2, −3, −4, а 12-сантиметровые диски — DVD-5, −9, −10, −14, −18, по принципу округления ёмкости диска в Гб до ближайшего сверху целого числа):

Ёмкости и номенклатура DVD-ROM[9][10]
SS = односторонний, DS = двухсторонний,
SL = однослойный, DL = двухслойный
Обозначение Сторон Слоёв
(всего)
Диаметр,
см
Ёмкость,
ГБ ГиБ
DVD-1[11] SS SL 1 1 8 1,46 1,36
DVD-2 SS DL 1 2 8 2,66 2,47
DVD-3 DS SL 2 2 8 2,92 2,72
DVD-4 DS DL 2 4 8 5,32 4,95
DVD-5 SS SL 1 1 12 4,70 4,37
DVD-9 SS DL 1 2 12 8,54 7,95
DVD-10 DS SL 2 2 12 9,40 8,75
DVD-14[12] DS SL+DL 2 3 12 13,24 12,33
DVD-18 DS DL 2 4 12 17,08 15,90
Ёмкости и номенклатура (пере)записываемых дисков
± может означать «−» или «+», R(W) — «R» или «RW»
Обозначение Сторон Слоёв
(всего)
Диаметр,
см
Ёмкость,
ГБ ГиБ
DVD-R SS SL (1.0) 1 1 12 3,95 3,68
DVD±R(W) SS SL (2.0) 1 1 12 4,70 4,38
DVD±R SS DL 1 2 12 8,54 7,95
DVD±R(W) DS SL 2 1 12 9,40 8,76
DVD±R(W) SS SL 1 1 8 1,46 1,36
DVD±R SS DL 1 2 8 2,66 2,47
DVD±R(W) DS SL 2 1 8 2,92 2,72
DVD-RAM SS SL 1 1 8 1,46 1,36
DVD-RAM DS SL 2 1 8 2,65 2,47
DVD-RAM SS SL (1.0) 1 1 12 2,58 2,40
DVD-RAM SS SL (2.0) 1 1 12 4,70 4,37
DVD-RAM DS SL (1.0) 2 1 12 5,16 4,80
DVD-RAM DS SL (2.0) 2 1 12 9,40 8,75

Указанные числа — приблизительные. На DVD данные записываются секторами; один сектор содержит 2048 байт. Поэтому точное значение ёмкости DVD можно определить умножением 2048 на количество секторов на диске, которое слегка варьируется у различных типов DVD-носителей:

Тип диска (12 см) Кол-во секторов Ёмкость в байтах Десятичные единицы Двоичные единицы
КБ МБ ГБ КиБ МиБ ГиБ
1-слойный DVD-RAM 2 295 072 4 700 307 456 4 700 307,456 4 700,307 4,700 4 590 144 4 482,562 4,377
1-слойный DVD-R(W) 2 298 496 4 707 319 808 4 707 319,808 4 707,320 4,707 4 596 992 4 489,250 4,384
1-слойный DVD+R(W) 2 295 104 4 700 372 992 4 700 372,992 4 700,373 4,700 4 590 208 4 482,625 4,378
2-слойный DVD-R 4 171 712 8 543 666 176 8 543 666,176 8 543,666 8,544 8 343 424 8 147,875 7,957
2-слойный DVD+R 4 173 824 8 547 991 552 8 547 991,552 8 547,992 8,548 8 347 648 8 152,000 7,961

Примечание: формат DVD-R(W) не задаёт точное число секторов, а лишь требует, чтобы ёмкость была не ниже 4,7 млрд байт. Однако большинство производителей придерживаются числа 2 298 496 секторов, что и указано в таблице.

Записываемые DVD

[править | править код]
Sony DVD «Read & Rewritable»
DVD-визитная карточка[англ.]

Первоначально HP разработала записываемые носители DVD для сохранения данных при резервном копировании и переносе.

Записываемые DVD теперь используются и в бытовых аудио- и видеопроигрывателях или рекордерах. Существуют три формата записываемых и перезаписываемых DVD-R/RW, DVD+R/RW (плюс) и DVD-RAM (минус, тире). DVD-R распространён двух типов: General, с длиной волны записи 650 нм и Authoring, с длиной волны записи 635 нм. Оба типа проигрываются на любом DVD-плеере, запись осуществляется в зависимости от модели. DVD-авторинг видео возможен для любого из этих типов, но только для последнего возможна запись видео с использованием Content Scramble System[13].

Сейчас DVD-рекордеры, в основном, могут записывать как DVD+R/RW, так и DVD-R/RW форматы (обычно указывают DVD±R или для каждого формата отдельно логотипы DVD Forum и DVD+RW Alliance), а проигрыватели — читать оба этих формата, однако выпущенные ранее могут иметь сложности с «+». А некоторые первые модели DVD-плееров могли привести к повреждению DVD±R/RW/DL при попытке их проиграть.

DVD c возможностью многократной перезаписи RAM, в отличие от RW, обладают более высокой надёжностью, возможностью большего числа циклов перезаписи (до ~100 тыс., RW «всего» более ~1 тыс.), но также и более высокой стоимостью.

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

Форматы DVD-R и DVD+R

[править | править код]

Стандарт записи DVD-R(W) был разработан в 1997 году японской компанией Pioneer и группой компаний, примкнувших к ней и вошедших в DVD Forum, как официальная спецификация записываемых (впоследствии и перезаписываемых) дисков.

Созданные на базе DVD-R диски DVD-RW первоначально имели недостаток, связанный с несовместимостью старых приводов с этими новыми дисками. Проблема заключалась в отличии оптического слоя, ответственного за «запоминание» информации, который имел меньшую (по сравнению с носителями с однократной записью и штампованными дисками) отражающую способность. В дальнейшем вопрос был почти полностью решён, хотя раньше именно из-за этого старые DVD-приводы не могли хорошо проигрывать новые перезаписываемые диски.

Так как при разработке стандартов DVD-R и DVD-RW не были учтены разработки фирм Sony, Philips и некоторых других, а также ввиду высокой цены лицензии на эту технологию, эти производители записывающих приводов и носителей для записи объединились в DVD+RW Alliance[англ.], разработавший в середине 2002 года стандарт DVD+R(W), стоимость лицензии на который была ниже.

Созданный альтернативный формат, получивший название DVD+R и DVD+RW, имел другой материал отражающего слоя и специальную разметку, облегчающую позиционирование головки (LPP, Land pre-pits — предзаписанные питы между дорожками, содержащие данные адресации и другую служебную информацию; эти данные позволяют приводу DVD записывать информацию в желаемые места на диске) — основное отличие подобных «плюсовых» дисков от «минусовых».

Помимо этого, во время использования перезаписываемых «плюсовых» дисков количество ошибок уменьшается, а корректность записи увеличивается, в результате чего сбойный сектор можно с лёгкостью перезаписать, а не стирать и записывать весь диск заново. Следовательно, если вы намерены активно пользоваться функцией перезаписи и записи, лучше выбрать рекордер, поддерживающий «плюсовой» формат (на что сейчас способно большинство моделей)[14].

Типичная файловая структура DVD-Video с двухуровневым меню диска
Вид файлов DVD-Video в файловом менеджере в папке VIDEO_TS при одноуровневом меню диска

Для воспроизведения DVD с видео необходим DVD-оптический 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). Размер видео кадра для стандарта PAL равен 720×576 точек, а для стандарта NTSC — 720×480 точек.

Файлы видеоданных

Эти файлы располагаются в папке VIDEO_TS.

  • IFO — это информационные файлы диска; они содержат информацию о том, что находится в файлах VOB, и поддерживают порядок их запуска.
  • BUP — файл резервного копирования файла IFO. Каждому файлу IFO соответствует файл BUP такого же размера.
  • VOB — основные файлы DVD, в которых содержится информация о видео, аудио, титрах.

Видео записывается в виде отдельных фрагментов (VTS_01_1.VOB, VTS_01_2.VOB, VTS_01_3.VOB...), которые можно выбирать через меню диска (отображается не название файла, а название/изображение гиперссылки на файл, указанный при создании диска). При просмотре переключение между фрагментами происходит по порядку нумерации и незаметно, при необходимости кнопками |<< и >>| происходит выбор предыдущего или следующего фрагмента, кнопками << и >> замедление или ускорение воспроизведения.

Доступ к диску через видеопроигрыватели осуществляется через меню диска, которые оформлены в виде гиперссылок на отдельные фрагменты содержимого на фоне статичного или анимированного изображения. Любое DVD-видео имеет корневое (начальное) меню. Если меню одноуровневое, то в нём отображаются гиперссылки начала воспроизведения всего диска с начала и с начала фрагментов; при наличии дополнительных функций (к примеру, просмотр видео, снятого камерами с разных углов) отображаются и они.

В случае многоуровневого меню, если на диске записаны 2 и более разных видео, в корневом меню отображаются гиперссылки для воспроизведения всего диска и для перехода на меню второго уровня (количество соответствует количеству записанного видео), а оттуда избирается способ воспроизведения выбранного видео.

Информация о меню первого уровня находится в файлах VIDEO_TS.IFO, VIDEO_TS.BUP, VIDEO_TS.VOB. При наличии меню второго уровня файлы с меню второго уровня и фрагментами каждого видео записываются в отдельной папке, информация о меню второго уровня находится в файлах VTS_01_0.IFO, VTS_01_0.BUP, VTS_01_0.VOB (меню второго уровня первого видео), VTS_02_0.IFO, VTS_02_0.BUP, VTS_02_0.VOB (меню второго уровня второго видео) и т.д. Таким же образом меняются и названия файлов фрагментов видео: VTS_01_1.VOB, VTS_01_2.VOB... (у первого видео), VTS_02_1.VOB, VTS_02_2.VOB... (у второго видео) и т. д.[15][16].

Аудиоданные

В папке AUDIO_TS данные обычно не отображаются.

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 предполагалось ввести в качестве стандарта звука для DVD форматы PCM и MPEG-2, но DVD-Forum, под общественным давлением и вразрез с пожеланиями Philips, включил Dolby AC-3 в список опциональных форматов звука на дисках и обязательных форматов в плеерах.

Примечания

[править | править код]
  1. IT Terms Glossary | Information Technology Definitions | Dataprise (англ.). www.dataprise.com. Дата обращения: 3 июня 2017. Архивировано 9 августа 2016 года.
  2. Various - Старые песни о главном 2. Дата обращения: 22 августа 2022. Архивировано 22 августа 2022 года.
  3. Various - Старые Песни О Главном 3. Дата обращения: 22 августа 2022. Архивировано 22 августа 2022 года.
  4. Запись на DVD. Форматы, совместимость и модели. 3dnews.ru (9 июня 2002). Дата обращения: 17 октября 2023. Архивировано 18 октября 2023 года.
  5. Технология DVD - всё, что вы хотели знать... 3dnews.ru (17 мая 2005). Дата обращения: 17 октября 2023. Архивировано 18 октября 2023 года.
  6. Что такое Blu-ray и HD DVD. Коммерсантъ (30 октября 2007). Дата обращения: 18 октября 2023. Архивировано 15 июня 2013 года.
  7. Toshiba отказывается от производства HD DVD. Известия (19 февраля 2008). Дата обращения: 18 октября 2023. Архивировано 12 ноября 2023 года.
  8. Standard ECMA-167 | Volume and File Structure for Write-Once and Rewritable Media using Non-Sequential Recording for Information Interchange | 3rd edition (June 1997) (англ.). http://www.ecma-international.org.+Дата обращения: 12 марта 2018. Архивировано 24 марта 2018 года.
  9. DVD Book A: Physical parameters (англ.). Mpeg.org. Дата обращения: 4 декабря 2019. Архивировано 3 февраля 2012 года.
  10. Cinram: DVD in Detail Архивировано 28 мая 2008 года.
  11. Jim Taylor. DVD Demystifed FAQ (англ.). Dvddemystified.com. Дата обращения: 19 декабря 2011. Архивировано из оригинала 3 февраля 2012 года.
  12. DVD-14 (англ.). AfterDawn Ltd.. Дата обращения: 4 декабря 2019. Архивировано 3 февраля 2012 года.
  13. DVD Media / DVD-R Media (англ.). Tape Resources. Дата обращения: 19 декабря 2011. Архивировано из оригинала 3 февраля 2012 года.
  14. Шаг 2. «Плюс» или « минус»? Дата обращения: 20 ноября 2010. Архивировано 5 марта 2011 года.
  15. DVD: диски, проигрыватели, рекордеры // Статья на «iXBT.com».
  16. Голиней В. Н. Профессиональный авторинг DVD Архивная копия от 17 декабря 2018 на Wayback Machine // С-Пб.: Питер. — 2006. — 304 с. ISBN 5-469-01434-7.

Литература

[править | править код]
  • DVD — новый формат цифрового оптического диска. «Радіоаматор» № 1-1999
  • Лапин Евгений Васильевич. Подготовка и запись DVD всех типов. Краткое руководство. — М.: Вильямс, 2006. — С. 320. — ISBN 5-8459-1064-1.
  • Марк Л. Чемберс. Запись компакт-дисков и DVD для «чайников» = CD & DVD Recording For Dummies. — 2-е изд. — М.: Диалектика, 2005. — С. 304. — ISBN 0-7645-5956-7.
  • Jim Taylor. DVD Demystified. McGraw-Hill Professional. ISBN 0-07-135026-8 (2nd ed., December 22, 2000)
  • Ralph Labarge. DVD Authoring and Production. CMP Books. ISBN 1-57820-082-2 (August 2001)