Виды форматов

В начале 1995 г. компании Sony и Philips заявили о совместной разработке нового поколения цифрового формата MultiMedia CD (MMCD). Toshiba приняла вызов и предложила свою версию формата и перспективного диска. Так началось противостояние компаний, в котором сегодня лидирует Toshiba. Важным преимуществом ее формата SD считался больший объем хранящейся на диске информации - 5 Гбайт и большее время проигрывания фильма - 142 мин при односторонней записи. По формату MMCD, соответственно, объем хранимой информации - 3.7 Гбайт, время проигрывания широкоэкранного фильма - 135 мин. Оба формата предполагали двухслойную запись, при которой приведенные параметры удваиваются.

Ситуацию обострило вмешательство в войну форматов компьютерной индустрии. Альянс, возглавляемый самыми мощными компьютерными компаниями, указал на существенный недостаток формата SD - двустороннее воспроизведение с двухслойного диска. Toshiba использовала в производстве двухслойных дисков технологию склеивания дисков половинной толщины, что позволило довести информационное поле диска до 10 Гбайт. Со своей стороны в формате MMCD была применена технология двухслойной записи при одностороннем считывании, которая была до конца отработана фирмой 3М.

Требование одностороннего считывания для компьютерных фирм важно, поскольку это позволяет создавать малые по размеру дисководы для ПК. Не менее важна и совместимость с перспективными лазерными проигрывателями. Разработчики Toshiba не слишком долго сопротивлялись оказываемому давлению и согласились на одностороннее считывание в формате SD.

Основным пунктом разногласий стала система модуляции или канального кодирования. Оба формата используют применяемый в обычных дисководах канальный код 8/14 или, что то же самое, модуляционную систему EFM. На ее основе Philips и Sony предложили систему EFM plus, которая предусматривает введение двух дополнительных бит (код 8/16). Эти биты снижают вероятность ошибок при считывании. Система модуляции SD использует код 8/15 (только один дополнительный бит).

Однако компромисс был достигнут не сразу, поскольку многих настораживало, что системы EFM и EFM plus являются собственностью Sony. В середине сентября 1995 г. было принято компромиссное решение, согласно которому дисковый носитель должен быть двухслойным, но считываться с одной стороны, как это и предусматривалось в MMCD.

По новому стандарту коррекция ошибок - это проверенный в течение 20 лет код Рида-Соломона. Для канального кодирования избрана система модуляции EFM plus. Компромиссный формат получил название MMSD.

Завершая рассказ о войне стандартов можно заметить: несколько фирм объявило о хороших результатах работы над многослойными дисками (до 10 и более слоев), что сулит многократное увеличение плотности записи информации.

Новый стандарт

Формулируя новые требования к цифровому видеодиску (DVD) с позиций бытового применения члены Motion Picture Studio Advisory Committee постановили следующее:

• запись полнометражного кинофильма должна осуществляться на одном диске;

• качество записи должно быть выше, чем в любом из существующих форматов;

• важна совместимость систем воспроизведения звука с существующими системами объемного звучания, а также с цифровыми звуковыми системами;

• звуковое сопровождение следует рассчитывать на 3 - 5 дублирующих языков на одном диске, субтитры - на 4-6 языках;

• следует обеспечить совместимость с разными форматами экрана;

• необходимо предусмотреть введение пароля и обеспечить защиту от копирования.

Свои требования к новому стандарту выдвинули и те, кто занимается мультимедиа на базе ПК. Новый стандарт должен удовлетворять требованиям технических рабочих групп основных компаний, занимающихся производством таких компьютеров. Коротко их условия можно свести к следующему:

• должен быть единый стандарт для компьютеров, совместимый с устройствами считывания информации существующих компакт-дисков;

• следует добиваться совместимости с дисками типа WORM и CD-R;

• необходима единая организация файлов для информационного содержания и операционных сред.

Стандарт должен удовлетворять и требованиям массового рынка. Вот они:

• новый формат может быть эффективен только при относительно низкой стоимости по сравнению с обычными дисководами для CD-ROM и самими дисками;

• не следует требовать дополнительного обучения пользователей;

• необходимо надежное хранение и воспроизведение данных;

• широкие возможности последовательного расширения емкости записи;

• обязательны высокие характеристики при линейном и интерактивном режимах работы.

Стандарт, естественно, должен быть открыт для возможного усовершенствования, впрочем, как и будущая технология. Но здесь недопустим компромисс между надежностью, длительностью записи и рентабельностью процессов изготовления продукции.

Следует обеспечить легкость и рентабельность выпуска проигрывателей, которые, в принципе, должны работать не только с новыми дисками, но и с обычными, к которым относятся и звуковые компакт-диски, и CD-ROM, и CD-i, и Video CD, и Photo CD.

Таковы требования, часть которых очевидна, другая, напротив, может быть решена только с помощью опытных инженеров и конструкторов

Формат и стандарт MMSD, равно как и его источники и составные части: MMCD и SD, отвечают почти всем перечисленным требованиям. Максимально повышена емкость одностороннего диска и, достигнуто это при минимальном изменении его стоимости. Основные усилия были направлены на разработку новых способов кодирования, благодаря чему удалось удержать на приемлемом уровне стоимость и сложность продукции. Технологии производства дисков и проигрывателей нового формата и стандарта приближены к существующей инфраструктуре производства - тем самым заметно снижены потенциальные расходы покупателей новой продукции. Кроме того, совместимость с обычными компакт-дисками полностью обеспечена, и компрессия сигналов используется с максимальной эффективностью. Новые технологии являются удачным компромиссом надежности и взаимозаменяемости.

Емкость записи данных и скорость считывания примерно в 10 раз выше достигнутых на CD-ROM. Все диски будут односторонними. Предусмотрено два типа дисков с одним и двумя слоями, а также два размера с диаметрами 120 и 80 мм. Двухслойный диск диаметром 120 мм может вместить до 7,4 Гбайт информации. Такой емкости достаточно для воспроизведения 270 мин непрерывной видеозаписи со студийным качеством. При этом предусматривается параллельное многоязыковое, звуковое сопровождение и, если нужно, субтитры. Формат совместим с системами телевидения высокого качества ТВЧ и интерактивного видео, а также может применяться для записи до 7,4 Гбайт программ мультимедиа с односторонним считыванием.

Вернемся к однослойному диску диаметром 120 мм. Его информационное поле записи составляет 3,7 Гбайт. Этого достаточно, чтобы при использовании стандарта сжатия MPEG-2 записать и воспроизвести 135-минутный широкоэкранный (формат 16:9) кинофильм со студийным качеством, стереозвуковым и титровым сопровождением.