Официальный наследник DVD объявлен – Blue-ray Disk.

На официальном собрании в Токио представителей гигантов индустрии хранения данных на компьютере (она прошла вчера вечером) был оглашен наследник технологии DVD – Blue-ray Disk.

Blu-ray Disk при всей неожиданности своего появления не представляет из себя ничего совершенно фантастического, ведь эти самые крупнейшие производители давно сосредоточили свои усилия в этом направлении и кой какую информацию мы уже имели. Blu-ray Disk это новое поколения оптических дисков такого же диаметра как и DVD (и как CD тоже) – 12 см. Главное отличие от предшественника, который надо сказать в нашей стране только набирает популярность, заключается в использовании не традиционного красного лазера длинной волны для записи, а синего. Так как длина волны синего спектра света гораздо меньше, то плотность записи можно увеличить просто фантастически при этом, не прикладывая особенных усилий.

Именно поэтому в принятых на форуме спецификациях можно видеть заявленные 27 ГБ диски 12 см с односторонней записью! Для сравнения: у обычного DVD на одну сторону можно записать только 4.7 ГБ информации, т.е. плотность записи возросла в 5.7 раза

Появление и распространение нового формата должно дать возможность крупнейшим производителям видео продукции таким как голливудские студии записывать фильмы в цифровом виде как и на DVD, но со сверх высоким разрешением 1080x768 и даже больше! Естественно для этого потребуются и другие скорости считывания приводов, да и вообще всю аппаратуру придется все же переделывать (это касается только модуля считывания лазера, так как некоторые уже существующие устройства поддерживают телевидение сверх высокой четкости и могут работать с ним). Опять же, можно не только записать фильм в высоком разрешении, но и записать традиционным способом в формате MPEG II (DVD). Это даст продолжительность воспроизведения в 5.7 раз большую, или 13 часов видео на одном диске. В то время как односторонний DVD диск способен вместить только 133 минуты фильма, если фильм больше, то делается двухсторонний диск.

Среди упомянутых как «крупнейшие производители» находятся такие действительные гиганты как Sony, Thomson, Matsushita, Sharp, Hitachi и др. Так что в серьезности намерений никто не сомневается. Конечно, речь идет не о завра, а о следующем, 2006 годе, когда появятся первые диски и приводы Blu-ray Disk.

Заключение

Это несколько необычное заключение, так как оно не подводит итогов ни в развитии DVD устройств (оно только начинается), ни в этой работе. Это всего лишь возможность отметить, что история техники находится на "крутом повороте", и хотя мы можем только догадываться, "что он нам несет" все же некоторые принципы постепенно проясняются. Так, например, можно с уверенностью сказать, что 2006 год принесет массовые распространение цифрового видео. В совокупности с быстро развивающимися компьютерными сетями это даст принципиально новые возможности, может быть, более похожие не на переход от грампластинок к CD, а на переход от рукописей к книгопечатанию. Цифровое видео с его естественными возможностями (начиная с по кадрового просмотра) не просто улучшает качество воспроизведения - изменяет функциональные возможности восприятия. Сочетание огромного объема информации, которая может сохраняться на DVD, и высокопроизводительных систем обработки этой информации по привычке называемых ПК, также может привести к резким изменениям и в технике, и в мире. К сожалению, развитие никогда не походит на прямую магистраль. И в альянсе DVD также имеются противоречия. В августе пресса неоднократно писала о том, что из-за проблем защиты от копирования этот альянс может не дожить до своего "годичного" юбилея.     

Сегодня трудно найти человека, который интересуется компьютерными технологиями, но при этом не слышал хоть что-нибудь о DVD. И все же давайте разберемся, что скрывается за этой аббревиатурой. Начнем с того, как она расшифровывается. Если вы скажете, что это Digital Video Disc, то будете правы лишь частично, поскольку изначально в нее вкладывался именно этот смысл. Однако впоследствии, когда выяснилось, что данная технология просто-напросто перерастает понятие "видео", было предложено другое толкование - Digital Versatile Disc, т. е. цифровой универсальный, многофункциональный диск. Понятие DVD, действительно разрослось подобно библейскому Голиафу. Итак, что такое DVD? Это - носители информации. которые имеют такие же размеры, как и используемые в настоящее время компакт-диски, но обладают поистине гигантской емкостью от 4,7 до 17 GB, в зависимости от формата. Последнее значение почти в 25 раз больше максимальной емкости компакт-дисков, составляющей 702 MB, и всего несколько лет назад казалось немыслимым.

Однако опять же, подобно Голиафу, технология DVD имеет уязвимые места. Например, прошедшим летом начало массового производства цифровых видеодисков было отложено из-за разногласий, связанных со стандартами и средствами защиты от копирования. В результате, цифровым видеодискам придется конкурировать с перезаписываемыми дисками CD-Erasable (CD-E), которые также дебютируют в нынешнем году, и не исключено, что многие пользователи предпочтут их дискам DVD-ROM, обеспечивающим только чтение информации (перезаписываемые диски DVD-RAM очень дороги и подешевеют лишь через несколько лет). Тем не менее, потребность пользователей в устройствах хранения информации емкостью в несколько гигабайт, скорее всего, перевесит, поэтому с большой вероятностью можно утверждать, что успех технологиям DVD-ROM, DVD-Recot-dable (DVD-R) и DVD-RAM гарантирован. Дополнительная память никогда не помешает. Несколько мегабайт памяти для мультимедиа-приложений - всего лишь "разминка", к тому же все больше компаний поставляют документы. базы данных и различное ПО на дисках CD-ROM.

Обеспечиваемая технологией DVD-ROM высокая плотность записи позволяет уместить на одном цифровом видеодиске данные, занимающие несколько дисков CD-ROM. Кроме того, она обеспечивает высокую производительность. У дисководов DVD-ROM она будет примерно равна производительности привода 9х CD-ROM. При этом, благодаря большой емкости дисков DVD, отпадает необходимость в смене дисков. Например, популярный в США электронный телефонный справочник PhoneDisc PowerFinder USA, содержащий 112 млн. телефонных номеров, использует шесть дисков CD-ROM, и даже при наличии устройства для их смены свопинг происходит довольно медленно. В июне позапрошлого года вышла новая версия этого продукта на диске DVD; который целиком вмешает всю упомянутую базу данных размером 3,7 GB. причем еще и остается свободное место. Новая технология наверняка придется по душе и разработчикам мультимедиа-приложений, ведь для размещения всей входящей в приложения реалистичной графики, видеоклипов и стереофонических звуковых фрагментов одного диска CD-ROM уже недостаточно. В то же время, например, разработанная компанией Sierra игра Phantasmagoria, занимающая семь дисков CD-ROM, легко умещается на одном DVD-ROM. На разработку стандарта DVD оказывает влияние не только компьютерная индустрия, но и Голливуд, крупнейшие киностудии заинтересованы в замене дисками DVD видеокассет VHS. Производство таких дисков обходится значительно, они обеспечивают видео высокого качества, меньшее по размеру, не требуют обратной перемотки, и наконец, на них можно размешать звуковое сопровождение и субтитры на нескольких языках. Например, фильм, записанный на диске DVD, может иметь до восьми звуковых дорожек (и, соответственно, озвучиваться на восьми языках), плюс к этому - до 32 разных субтитров. Действительно, высокая плотность записи позволяет обеспечить большую скорость воспроизведения (sampling rate) и большее время звучания. Таким образом, диски DVD могут превзойти обычные компакт-диски по таким показателям, как удобство я качество воспроизведения.

Чтобы обеспечить успех новой технологии, ведущие компании в компьютерной индустрии и индустрии развлечений в настоящее время заняты разработкой всемирных стандартов для нее. Конечно, для работы с дисками DVD существующее оборудование уже не подойдет - требуются новые дисководы DVD-ROM, позволяющие считывать информацию с дисков DVD различных форматов. Возможно также, что эти дисководы будут поддерживать средства, которые еще находятся в стадии разработки и найдут применение в будущем, такие как диски DVD-R с возможностью однократной записи и перезаписываемые диски DVD-RAM. Хотя стандартом DVD и не предусмотрены возможности обратной совместимости, пользователи только выйграли бы, если бы дисководы DVD-ROM обеспечивали чтение информации с CD-ROM. То же самое можно сказать о видео и о аудио-плеерах DVD, рассчитанных на широкий круг потребителей. Крайне желательно, чтобы с их помощью можно было прослушивать звуковые компакт-диски, а по возможности - и диски других форматов, таких как CD Interactive (CD-I) и CD Video. Можно даже помечтать о гибридном устройстве, реализующем в разных своих "слоях" компакт-диск и DVD. Однако, несмотря на большую емкость и возможность использования множества различных форматов, продвижение технологии DVD на потребительском рынке связано с некоторыми трудностями. Прежде чем она завоюет популярность, записывающие студни должны выпустить достаточное количество видеопродукции на ее основе - только в этом случае плееры DVD станут ценным приобретением.

Чтобы уместить на диске фильм (или что-нибудь еще) продолжительностью два часа, он должен быть построен на основе стандарта MPEG-2. обеспечивающего компрессию информации в режиме реального времени. И даже если вы планируете использовать диски DVD исключительно для хранения корпоративных данных или проведения презентаций, ситуация на потребительском рынке все равно очень важна для вас, поскольку именно она определяет цены на эти диски: при отсутствии массового производства цена будет оставаться на достаточно высоком уровне.

Самое удивительное в стандарте DVD то, что ими предусмотрено больше дюжины физических форматов, хотя наверняка только несколько из них приобретут широкую популярность. К счастью, большинство дисководов DVD автоматически будет распознавать все форматы, поэтому использование дисков DVD, так же как и компакт-дисков, не вызовет никаких затруднений. Большое количество поддерживаемых форматов - это значительный шаг вперед по сравнению с компакт-дисками, которые являются односторонними и обеспечивают одну и ту же плотность записи.

Емкость же их определяется тем, насколько близко подходит содержащая данные спиральная дорожка к краю диска. Большинство компакт-дисков имеет емкость 680 MB. однако она может достигать и 702 MB за счет использования пространства, близкого к краю диска. Правда, это довольно рискованно, поскольку внешние области диска восприимчивы к дефектам, а некоторые дисководы плохо считывают информацию с дальних дорожек. Для достижения высокой плотности записи в дисках DVD используются четыре метода. Первые два основываются на более совершенной технике производства дисков и применении лазеров с меньшей длиной волны. Компакт-диски и DVD хранят данные в форме микроскопических углублений, обозначающих двоичные нули и единицы. В компакт-дисках минимальная длина углубления составляет 0.834 мкм, а в DVD - 0,4 мкм. Это позволяет при производстве дисков размещать выемки более компактно. Кроме того, содержащая данные спиральная дорожка в дисках DVD имеет шаг 0,74 мкм, а в компакт-дисках он достигает 1,6 мкм. Для считывания информации с DVD используется красный лазер с длиной волны от 635 до 650 нм. Дисководы же CD-ROM оснащены инфракрасным лазером с длиной волны 780 нм. Реализованные в дисководах DVD диоды на основе красного лазера аналогичны диодам, широко используемых в устройствах для считывания штрихового кода. Уменьшение размеров углублений и шага спиральной дорожки способствовало увеличению емкости дисков почти в семь раз: от 702 MB в компакт-дисках до 4 GB в DVD.

Памятуя о постоянно возрастающих требованиях к устройствам массовой памяти, компании-разработчики DVD (среди которых особо следует выделить Philips, Sony, Toshiba и Matsushita) пошли еще дальше: они предлагают двухслойные и двухсторонние диски. Наиболее впечатляющей технологией является использование для записи информации двух слоев. Традиционно все компакт-диски и DVD состоят из одного слоя отражающего материала (обычно это алюминий), на который нанесена содержащая упоминавшиеся выше углубления углеродная пленка (polycarbonate substrate). Луч лазера отражается от этого слоя и попадает на фотодетектор. В двухслойных же дисках DVD поверх отражающего слоя нанесен полупрозрачный слой и разные лазеры в дисководах DVD обеспечивают считывание информации с каждого из этих слоев. Такой подход позволяет увеличить емкость диска почти в два раза: отражающий слой обеспечивает 4 GB. а полупрозрачный - 3.8 GB. Механизм считывания информации в устройстве DVD (емкость меньше из-за более низкой отражающей способности данного слоя). Таким образом, полная емкость диска составляет 8,5 GB, а не 9,4 GB. Однако если и этого недостаточно, можно хранить данные на обеих сторонах диска. Двухсторонние диски состоят из двух углеродных пленок для хранения данных, находящихся по обеим сторонам отражающего слоя, поверх которых может быть нанесено еще и по полупрозрачному слою. Возможна также ситуация, когда одна сторона содержит один, а другая - два отражающих слоя. Таким образом, емкость двухсторонних DVD может достигать от 9,4 до 17 GB. Правда, такие диски имеют и некоторые недостатки. В то время как метки на обычных дисках непрозрачны для луча лазера, двухсторонние диски DVD требуют использования специальных голографических меток. Кроме того, двухсторонние диски DVD более чувствительны к повреждениям поверхности, поскольку в них как углеродная пленка, так и отражающие слои тоньше. Теперь, когда имеется возможность использования одно- и двухсторонних, а также одно- и двухслойных дисков, возникает необходимость, по крайней мере, в пяти физических форматах.

Но и это еще не все. Появился 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). Емкость этих дисков будет еще меньше, чем DVD-R - примерно 2,6 GB в расчете на одну сторону.

Как утверждает Арьен Боумен (Arjen Bouwman), директор по маркетингу DVD компании Philips, возможность создания двухслойных дисков DVD-RAM существует, однако первые такие диски все же будут однослойными. Кроме дисков диаметром 120 мм, стандартом DVD также предусмотрена перспектива изготовления дисков и диаметром 80 мм. Несмотря на то, что их емкость почти на 70% меньше, они могут найти широкое применение в мобильных системах. Как и свои 120-миллиметровые собратья, они могут быть одно- или двухсторонними; одно- или двухслойными, с возможностью однократной записи или перезаписываемыми.

Интересно также отметить, что сейчас обсуждается возможность создания дисководов DVD, обеспечивающих чтение информации с постоянной угловой скоростью и постоянной линейной скоростью.                            

В настоящее время стандартами на компакт-диски и DVD для поддержания постоянной скорости побитового считывания информации предусмотрены дисководы с постоянной линейной скоростью. В них скорость вращения диска по мере перехода к внутренним (более коротким) дорожкам постепенно увеличивается. В то же время в дисководах с постоянной угловой скоростью линейная скорость элемента диска зависит от того, на каком расстоянии от центра он находится. Поэтому при перемещении к внутренним дорожкам скорость побитового считывания информации будет уменьшаться, однако скорость доступа при этом увеличится, поскольку диск не надо будет разгонять или тормозить при переключении с одной дорожки на другую. Это выгодно при работе с приложениями, интенсивно обращающимися к диску, например с базами данных.

Еще одним предполагаемым форматом является гибрид СD/DVD. В этом диске полупрозрачный слой DVD может быть размещен поверх полностью отражающего слоя CD. Более тонкий слой DVD (толщиной 0,6 мм) будет практически прозрачным для существующих дисководов CD-ROM и CD-плееров, инфракрасные лазеры которых обеспечат считывание информации с внутреннего слоя CD толщиной 1,2 мм. Такой гибридный диск может использоваться в дисководах обоих типов. Сравнение DVD и CD: углубления меньше, а дорожки плотнее Возможно даже создание универсальных дисководов CD/DVD, хотя это и не предусмотрено стандартом DVD. Вместо того, чтобы использовать при этом два лазера (красный и инфракрасный), компания Mitsubishi предлагает помещать на пути лазерного луча две различные линзы, изменяющие длину волны излучения от 635 до 780 нм.

Еще одно оригинальное решение предлагает компания Matsushita. Идея его заключается в том, чтобы пропускать луч лазера через несферическую линзу из прессо-вогнутого стекла (aspheric molded-glass lens), на поверхность которой нанесена специфическая голографическая картина. Благодаря явлению дифракции длина волны излучения изменяется в зависимости от того, с какого диска - CD или DVD - считывается информация (по-видимому, в обоих случаях используются явления нелинейной оптики, поскольку они только позволяют изменять длину волны излучения).

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.

Так, если вы внимательно изучите строение одностороннего DVD, то наверняка обратите внимание на то, что он, 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), являющееся частью определяющего методы обмена данными стандарта ISO-13346. Стандарт UDF облегчает создание дисков, которые могут использоваться при работе с несколькими операционными системами, включая DOS, Windows, OS/2, MacOS и UNIX. Когда у этих ОС будет поддержка UDF (с помощью новых драйверов или расширений), они смогут распознавать любой диск DVD. Фактически UDF "абстрагирует" такие специфические особенности операционных систем, как соглашения об именах файлов, побайтовая структура (byte ordering).

Конечно, исполняемые программы будут работать только под управлением какой-то одной ОС, однако данные можно переносить с одной платформ 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 сигнальном каталоге. Это позволяет разработчикам размещать на одном диске как видео, для просмотра которого необходима обыкновенная 6ытовая видеотека, так и данные для компьютеров, для чтения которых требуется дисковод DVD-ROM. Например, компания Walt Disney могла бы поставлять мультфильм "The Hunchback of Notre Dame" и компьютерную игру на его основе на одном диске.

Как видим, обладающий столь широким набором возможностей диск DVD - цифровой универсальный диск - заслуживает своего названия. Однако мы уже знаем, 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. Но если производителям удастся выполнить свои обещания, устройства DVD станут оптимальными для тех пользователей и разработчиков, которые стремятся вместо мегабайтов получить гигабайты.

Список литературы

 Для написания данного курсового проекта я использовал следующие материалы: Hard & Soft (журнал, подшивка за 1999 год), PC WEEK (журнал, подшивка за 1999 год), PC MAGAZINE (журнал), а также техническая информация, полученная через электронные средства INTERNET и BBS.