4.5 Системы лазерной видеозаписи

В последние годы 20 века в связи с появлением лазерных дисков повышенной емкости и с разработкой эффективных методов цифровой компрессии видеосигнала стали появляться видеодиски с записями кинофильмов. К концу 1994 года в технической прессе стали появляться сообщения о том, что известный тандем SJNY/PHILIPS, подаривший миру технологию CD, готов представить на суд потребителю еще более совершенный носитель, идеально подходящий для записи информации практически любого характера. Система на основе нового носителя была разработана с учетом самых последних достижений в области прикладной химии, оптики, микроэлектроники, информатики и способна в недалеком будущем прийти на смену всему тому, что было создано на базе CD.

В процессе работы над новым носителем несколько раз менялось его название: MMCD (Multi Media CD), HD-DVD (High Density Digital Video Disc), HD-CD (High Density CD). С целью скорейшего завоевания рынка проигрыватели новой системы планировалось сделать совместимыми со всеми существовавшими тогда носителями в формата CD. Правда, совместимость могла быть только односторонней - проигрыватели CD и компьютерные дисководы CD - ROM не смогли бы воспроизвести диски MMCD.

Объяснялось это наличием множества технических новшеств, справиться с которыми CD-устройства были бы не в состоянии. Прежде всего, это двухслойная структура диска MMCD. Кроме обычного отражающего инфлрмационного слоя, ттолщина которого равнялась 0,05 мкм , над ним располагался еще один информационный слой (0,05 мкм) - полупрозрачный (или отражающий - как кому больше нравится). Расстояние между этими двумя слоями - всего 0,04мкм. в остальном конструкция диска похожа на CD- подложка из поликарбоната (1,2 мкм), защитный лаковый слой со стороны информационного - 10мкм. Поверх него - этикетка.

Но емкость каждого информационного слоя должны была быть 3,7 Мбайт, почти в 6 раз больше, чем у CD. А всего на двухслойном диске планировалось разместить 7,4 Гбайт.

Такая большая емкость диска объясняется использованием лазера с более короткой, чем у CD длиной волны излучения - 0,635 мкм (красный свет), и более совершенной структурой объектива. Такие усовершенствования позволяют получить световое пятно гораздо меньших размеров, чем у CD, что в свою очередь обеспечивает возможность уменьшения более чем в 2 раза геометрических размеров пит и расстояния между дорожками. При использовании компрессии по стандарту MPEG2 (Monion Picture Expert Group) на таком диске можно разместить 135 минут видеозаписи вещательного качества.

К работе быстро подключились и другие довольно известные фирмы, и вскоре стало ясно, что, в общем - то, они пытаются делать одно и то же: увеличивать плотность записи за счет более коротких длин волн лазеров и более совершенных объективов, делать многослойные диски, а также использовать самые последние технологии по компрессии (сжатию) видео сигнала. Всем стало понятно, что нужно договариваться и вырабатывать единый стандарт и единое название, чтобы и аппаратуру, и диски можно было продавать и воспроизводить в любой стране. Договаривались долго, и лишь к 1996 году удалось выработать единый подход и единое название - DVD. Даже название его - DVD вначале означало именно "Digital Video Disc". Но, поскольку было ясно, что новый носитель годится и для хранения любой другой информации, то название DVD надо было поменять на какое-нибудь другое, отражающее его универсальность. Однако, название всем нравилось и менять его никто не хотел. Поэтому решили подыскать для буквы "V" иное, более подходящее значение. Перебрав множество вариантов из словаря, остановились на слове "versatile",которое означает "многопрофильный, разносторонний, легко изменяющийся".

В конструкции самого диска отразились технические решения всех групп разработчиков - диск может быть односторонним однослойным, односторонним двухслойным, двухсторонним однослойным и двухсторонним двухслойным, т.е. может иметь до 4 информационных слоев.

Конструкция диска DVD

К настоящему времени получили распространение четыре конструктивно различных типа дисков, имеющих от одного до четырех информационных слоев. С учетом того, что кроме 120 мм диска выпускается еще и 80- миллиметровый, всего получается 8 наименований, отличающихся своей информационной емкостью. Их данные приведены в таблице 5.1.

Рассмотрим эти типы дисков подробнее.

Однослойный односторонний SSSL (Single Sided Single Layer) представляет собой две склеенные подложки толщиной 0,6 мм каждая. Одна из них - та, на которой имеется информационный слой, изготовлена из прозрачного поликарбоната. Другая изготовлена из непрозрачной пластмассы. На ней, разумеется, информационного слоя нет, и предназначена она только для того, чтобы обеспечить нужную толщину диска. На не наносится этикетка. Информационный слой металлизирован слоем алюминия толщиной 0,05 мкм.

Двухсторонний однослойный (флиппер-диск)- DSSL (Double Sided Single Layer) аналогичен предыдущему, но информационный слой имеется на каждой из даух подложек. Отсюда - общая емкость диска в два раза больше. Неудобен тем, что в проигрывателях с одной считывающей головкой при просмотре фильма приходится из дисковода и переворачивать.

Таблица 4.1.

Конструктивный тип диска	,80 мм		120 мм
	Емкость Гбайт	Наименование	Емкость Гбайт	Наименование
SSSL	1,46	DVD - 1	4,7	DVD - 5
SSDL	2,66	DVD - 2	8,54	DVD - 9
DSSL	2,92	DVD - 3	9,4	DVD - 10
DSDL	5,32	DVD - 6	17,08	DVD - 17

Односторонний двухслойный- SSDL (Single Sided Double Layer)-имеет информационный слой на каждой подложке, но считывается с одной и той же стороны. Дело в том, что информационный слой на одной из подложек (той, сквозь которую осуществляется считывание) металлизирован не алюминием, а тончайшим полупрозрачным слоем золота или кремния. При считывании луч лазера может фокусироваться либо на поверхности полупрозрачного слоя, либо на поверхности непрозрачного слоя, металлизированного алюминием. При склеивании двух подложек между ними вводится расплавленный прозрачный фотополимер, который затем подвергается облучению потоком ультрафиолетовых лучей и затвердевает. Толщина его составляет доли микрона. Поскольку уровень шумов носителя здесь значительно выше, а уровень полезного сигнала ниже, чем у SSSL и DSSL, питы приходится делать гораздо крупнее стандартных и информационная емкость диска получается меньше, чем у DSSL, который тоже имеет два информационных слоя.

Двухсторонний двухслойный - DSDL (Double Sided Double Layer) с двумя информационными слоями на каждой из подложек. При изготовлении таких подложек один информационный слой покравают полупрозрачным слоем золота или кремния, после чего наносят жидкий фотополимер и прикладывают матрицу с рельефом второго информационного слоя. После отвердевания фотополимера под воздействием ультрафиолетовых лучей на получившийся ркльеф напыляют слой алюминия. Две подложки склеивают вместе и получают диск с четырьмч информационными слоями. Емкость его в два раза выше, чем у SSDL.

Цифры в названиях дисков отражают их примерную емкость в гигабайтах.

Одним из наиболее распространенных использований DVD является запись видеопрограмм. Такие диски называются DVD - video. Программы, записанные на нем, имеют высочайшее качество, приближенное к вещательному. Кроме того, благодаря большому объему содержащейся на диске сервисной информации, проигрыватели DVD - video обеспечивают пользователю невиданное ранее количество разнообразных сервисных возможностей.

Видеоинформация, в том числе субтитры и прочие графические элементы изображения, записываются на диск, как правило, с использованием технологии сжатия данных по стандарту MPEG2. Такая технология предполагает неравномерность скорости потока информации, считываемой с диска. В процессе воспроизведения скорость потока зависит от динамики видеосюжета - если в кадре много движения, то скорость потока увеличивается, если картинка статична или в ней мало движения, то снижается. Средняя скорость общего потока данных (видео, звук, субтитры и пр.) - 4,69 Мбит/с. Максимальная же может достигать 9,3 Мбит/с. Разрешение видеоизображения при таком способе сжатия получается 720 пикселей на 480 строк, а продолжительность фильма, который можно записать на один информационный слой диска - до 135 минут.

Одной из экзотических особенностей DVD является то, что пользователь может рассматривать происходящее на экране телевизора в нескольких различных ракурсах, свободно переходя от одного к другому по своему усмотрению. Для этого ему достаточно нажимать кнопку "изменение угла зрения"на пульте дистанционного управления проигрывателем.

Еще одной особенностью DVD является то, что фильмы здесь можно смотреть в двух вариантах - в стандартном формате с соотношением сторон 4:3 и с широкоэкранным 16:9. Записывается на диск один вариант - стандартный 4:3, но декоднр MPEG2 может трансформировать изображение в широкоэкранное.

Очень примечательно звуковое сопровождение фильмов на DVD - video. Оно может быть в четырех вариантах.

Первый соответствует стандарту обычного звукового диска CD -audio, а если уж быть точным, то стандарту R-dat - 16 бит/48 кГц. Компрессия здесь не используется. С точки зрения качества - это самый лучший вариант. Записанный таким образом звук может быть перекодирован по системе Dolby

Surround. Но это зависит от того, предусмотрена ли такая система перекодирования в конкретной модели проигрывателя, что совсем не обязательно.

Второй вариант - многоканальный звук по системе Dolby Digital. Этот вариант обеспечивает 6 звуковых каналов - 5 основных (передние - правый, центральный и левый; задние - правый и левый) с полосой частот 3 …20000Гц и один дополнительный - низкочастотный с полосой 3 … 120 Гц. Такая система известна как 5,1 - канальная. Разрешение здесь может быть от 16 до 24 разрядов при частоте дискретизации 48 кГц, но со сжатием.

Третий вариант - с использованием компрессии по стандарту MPEG1 audio либо по стандарту MPEG2 audio. Последний позволяет перекодировать звук как в Dolby Digital, так и в Dolby Surround. Но это также зависит от наличия в проигрывателе соответствующих транскодеров. Такой вариант звукового сопровождения чаще всего используется в Европе.

И, наконец, четвертый вариант - это также шестиканальный (5,1 - канальный) цифровой объемный звук мастер - класса в стандарте DTS (Digital Theatre Systems). Этот вариант - самый лучший с точки зрения эмоционального восприятия.

Что же касается речевого сопровождения, то оно может быть записано на восьми языках, пользователь может выбрать их по своему усмотрению. Кроме того, изображение может сопровождаться субтитрами на 32-х языках, в том числе самых экзотических, которые при желании можно убрать с экрана. Однако, количество вариантов звукового сопровождения может зависеть от желания авторов фильма, и в частном случае их может не быть вовсе.

Еще одной новинкой , используемой в системе DVD - video, является так называемый "родительский крд", который не позволит детям до определенного возраста смотреть содержимое некоторых дисков или их отдельных фрагментов.