Организация ЭВМ и систем. Устройства мультимедиа (стр. 2 )

Особенности:

1. Для CD-ROM необходим точный доступ к кадру. Для этого в кадр введены разделы Synchro (Sync) и Header. Synchro необходим для распознавания начала кадра (сектора) CD-ROM, Header содержит в себе точный адрес сектора в формате MSF.

2. Основная задача аудиопроигрывателя – непрерывное воспроизведение фонограммы. Если при воспроизведении возникают ошибки, проигрыватель пытается исправить их с помощью механизмов избыточности, заложенных при создании диска (код Рида-Соломона). Если механизма избыточности недостаточно для восстановления поврежденной информации, проигрыватель начинает интерполировать звук. При этом, естественно, возникают искажения (слышимые или неслышимые), но воспроизведение продолжается. Для CD-ROM интерполяция информации неприемлема. Информация должна быть или прочитана точно, или не прочитана вообще. Поэтому для CD-ROM предусмотрены дополнительная избыточность и средства детектирования ошибки. Это EDC (Error Detection Code) и ECC (Error Correction Code), которые принято называть третьим слоем восстановления ошибок. Работая в паре, EDC и ECC позволяют обнаружить и исправить ошибки, которые для аудиодиска были бы фатальными.

Для того чтобы читающее устройство могло определить, какие треки находятся на диске – аудио или компьютерные, было введено такое понятие, как тип трека. В стандартах семейства компакт-дисков определены два типа трека: Audio-трек и Data-трек. Тип трека указывается в таблице содержания (TOC, Table of Con-tents) для каждого трека. Также тип трека указывается в субкоде каждого кадра.

Емкость диска CD-ROM. Полезная информация (User Data) занимает в кадре 2048 байт (2к). Тогда получим:

ёмкость диска 74 мин: 333000 – 150 (пауза трека 1) = 332850 секторов × 2к = 665700к = 650,09 Мбайт;

ёмкость диска 80 мин: 360000 – 150 = 359850 секторов × 2к = 719700к = 702,8 Мбайт.

Принципы доступа к информации. Для аудиодиска объектом выбора обычно является трек. Для того чтобы выбрать любой трек, достаточно информации, записанной в таблице содержания.

Для CD-ROM, как и для любого компьютерного носителя, объектом выбора являются файлы и папки (директории). Папки тоже являются файлами особого назначения. Поэтому записей в TOC недостаточно для доступа к объектам CD-ROM.

Для доступа к файлам на дисках CD-ROM формируется файловая структура (ФС). ФС – это набор служебных записей, описывающих местоположение и атрибуты файлов и папок. Файловые структуры бывают разные, и любая из них может быть размещена на CD-ROM. Так, например, на дисках для компьютеров Macintosh может быть сформирована файловая система HFS (Hierarchical File System), которая используется на жестких дисках компьютеров Macintosh. Такие диски читаются только на Macintosh`ах.

Для обеспечения универсальности дисков CD-ROM была разработана файловая система ISO 9660. Диски с этой файловой системой совместимы с операционными системами ПК Windows, MacOS и Unix. Базовый вариант этой файловой системы накладывает ограничение на длину имени файла и символы, которые можно было использовать в названии файла (схема «8 + 3», до 8 символов в имени файла и до 3 символов в расширении). В имени файла можно использовать только символы английского алфавита, цифры и знак подчеркивания. Метка диска не должна быть длиннее 11 символов и не должна содержать пробелы.

Примечание. Метка диска (Volume Label) идентифицирует диск при его загрузке в привод CD-ROM. В проводнике Windows метка диска отображается справа от значка привода CD-ROM.

В 1995 году было введено дополнение к ISO 9660 (Joliet Specification), позволяющее использовать в именах файлов длинные имена, символы национальных алфавитов и пробелы (система кодирования Unicode).

Файловая система Joliet формируется на КД в дополнение к ФС ISO 9660. Фактически на диске присутствуют две файловые системы. Те компьютеры, которые не поддерживают Joliet, показывают имена файлов из ФС ISO 9660. При формировании файловой структуры ISO 9660 длинные имена урезаются и в конце добавляются знак «~» и цифра.

Есть еще один вариант формирования длинных имен, реализованный в некоторых программах записи. Он называется Extended ISO 9660. Позволяет размещать на диске только одну ФС (ISO 9660), но при этом разрешена длина имени файла до 128 символов. Разрешаются только символы английского алфавита, цифры и знак подчеркивания.

Точно определить размер данных, которые может хранить КД, достаточно трудно.

В ISO 9660 минимально адресуемый фрагмент информации называется логическим блоком. По умолчанию он равен размеру полезной информации в кадре (сектору) – 2048 байт. Если, к примеру, файл имеет размер 100 байт, то в блоке (а значит и кадре) остальное место останется незанятым. Если на диске размещается 1000 файлов размером 100 байт, то на диске реально будет занято 1000 × 2048 = 2048000 байт, а не 100000 байт.

Таким образом, чем больше будет на диске маленьких файлов, тем больше будет размер незанятого пространства.

2.1.1.3. Mixed Mode CD. Mixed Mode CD – это диск со смешанными режимами (CD DA и CD-ROM).

На таком диске первый трек всегда имеет тип Data и содержит файловую структуру с компьютерными данными. За Data-треком располагаются аудиотреки. Особенность использования такого диска – аудиотреки начинаются со второго трека. «Умные» проигрыватели не позволят запустить на проигрывание первый трек. Но остается риск того, что простые проигрыватели позволят проигрывать первый трек, а это чревато выходом из строя акустических систем. Этот формат используется в основном при создании игровых дисков, для размещения игровых программ с музыкальным сопровождением. Для музыкальных дисков с небольшим добавлением компьютерной информации используется другое решение, о котором будет сказано чуть позже.

При подготовке диска Mixed Mode всегда должно выполняться одно жесткое правило – в конце Data-трека должно быть добавлено 150 пустых кадров (2 сек.), так называемый Postgap, а в начале второго трека обязательно должна быть пауза длиной не менее 2 сек. (а иначе диск на мастеринге не считается – устройство по созданию алюминиевых CD-дисков). Для дисков CD-ROM паузу принято называть Pregap.

2.1.1.4. CD-ROM XA (eXtended Architecture). Этот формат является потомком формата CD-ROM. Его появление было вызвано необходимостью обозначать тип цифровой информации, хранящейся в конкретном кадре диска. Связано это было с появлением специализированных проигрывателей мультимедийной информации, способных проигрывать видео со звуком и отображать неподвижные изображения (в частности, проигрыватели Video CD).

Кадры на диске CD-ROM XA имеют более сложную структуру, чем кадр CD-ROM. Есть два вида кадров (или две формы): Form 1 и Form 2. Кадр Form 1 похож на кадр CD-ROM.

Структура кадра CD-ROM XA Form 1. Структура подобного кадра отображена на рис. 14.

Sync (12)

Header (4)

SubHeader (8)

User Data (2048)

EDC (4)

ECC (276)

Рис. 14. Структура кадра CD-ROM XA Form 1

Отличие от кадра CD-ROM состоит в том, что появился SubHeader (8 байтов), его назначение – указывать проигрывателю, в какой форме хранится информация (Form 1  или Form 2), какой тип информации находится в данном кадре (Data, Audio или Video) и должна ли информация из кадра выдаваться на внешнее устройство в конкретный момент времени (Real Time Sector). Связано это с тем, что в цифровых форматах хранения видеофильмов звук и видео чередуются в определенном порядке. При этом они должны выдаваться на воспроизводящие устройства в строго определенные моменты времени, иначе нормального воспроизведения не получится. Кадры Form 1 используются для хранения системной информации, для хранения видео и звука используются кадры Form 2.

Структура кадра CD-ROM XA Form 2. Структура кадра Form 2 представлена на рис. 15.

Sync (12)

Header (4)

SubHeader (8)

User Data (2324)

EDC (4)

Рис. 15. Структура кадра CD-ROM XA Form 2

Кадр Form 2 отличается увеличенным размером зоны пользовательских данных (звук, видео), но реализовано это за счет отказа от кодов коррекции ошибок. В итоге кадры Form 2 более чувствительны к ошибкам считывания и в этом плане похожи на кадры аудиодиска. Сходство усиливает и алгоритм их воспроизведения. Поскольку кадры Form 2 являются обычно кадрами реального времени (Real Time), для проигрывателя главная задача – вовремя выдать видео и звук на устройства отображения. Если кадр оказывается поврежденным, он пропускается (изображение на экране может «застыть»).

Применение формата CD-ROM XA обязательно при создании диска Video CD. Требования к формату дисков Video CD оговорены в стандарте White Book (Белая Книга). Видео и звук на таком диске закодированы в соответствии со стандартом MPEG 1. Качество изображения видео в формате MPEG 1 примерно соответствует качеству формата VHS (видеокассеты). Достоинство формата – стереозвук. Диски могут быть проиграны на специализированных проигрывателях VCD, на DVD-проигрывателях, а также на некоторых игровых приставках.

Развитием формата Video CD стал формат Super Video CD. Отличие в том, что для SVCD видеоряд кодируется в соответствии со стандартом MPEG 2, что позволяет улучшить его качество практически до качества DVD. Но при этом уменьшается максимальное время проигрывания (около 20–30 мин.). Формат SVCD хорошо подходит для издания сборников видеоклипов. Современные DVD-проигрыватели поддерживают формат SVCD.

С появлением формата CD-ROM XA было введено понятие «тип диска». Для того чтобы проигрывающие устройства могли отличать диски CD-ROM XA от дисков остальных типов, в таблице содержания компакт-диска указывается тип диска, который может принимать три значения:

1) 00h (010) – ROM/Audio (для дисков CD DA, CD-ROM, Mixed Mode CD);

2) 10h (1610) – CD-Interactive;

3) 20h (3210) – CD-ROM XA.

Формат CD-Interactive применялся на дисках LG Karaoke и является закрытым форматом компании «LG».

Встречаются также диски, которые получили название «неправильный XA». У такого диска тип диска установлен как CD-ROM XA, сектор имеет Form 1, но при этом SubHeader не содержит никакой информации. Согласно стандарту на диски CD-ROM XA, пустой SubHeader может быть только в тех областях диска, где нет полезной информации (Postgap). Поэтому привод CD-ROM не обязан читать информацию из кадров с таким SubHeader. И хотя современные приводы читают такие диски, нет 100 %-й гарантии, что все модели приводов будут читать такие диски.

2.1.1.5. Multisession CD. Формат CD-ROM XA используется также при создании дисков Multisession.

Термин «сессия» (дословно – сеанс) появился вместе с форматом CD-Recordable (Записываемый Компакт-Диск). Под сессией понимается сеанс записи компакт-диска, то есть запись на диске Lead-In, программной зоны (Program Area, PA) и Lead-Out (рис. 16).

Сессия 1	Сессия 2	Сессия 3
Lead-In	PA	Lead-Out	Lead-In	PA	Lead-Out	Lead-In	PA	Lead-Out

Рис. 16. Организация Multisession CD

Стандартом на записываемые КД разрешается размещение на КД нескольких сессий (до 99). Lead-In каждой сессии содержит свою собственную TOC, которая включает список треков, входящих в эту и предыдущие сессии. Также в TOC каждой сессии указан тип этой сессии.

Формат Multisession разрешает производить запись на диск, который уже имеет сессию (сессии). Запись возможна при условии, что в TOC последней сессии имеется специальная метка, разрешающая запись еще одной сессии. При записи новой сессии в ней формируется новая файловая система, которая указывает местоположение вновь записываемых файлов и, кроме этого, как правило, определяет местоположение файлов из предыдущих сессий (хотя может этого и не делать). Также в новой сессии могут быть записаны новые версии файлов, уже имеющихся в предыдущих сессиях (при этом в новой файловой системе указывается местоположение новой версии файла, а ссылка на старый файл не формируется – “псевдостирание”). Для операционной системы компьютера и для пользователя этот процесс выглядит как добавление или замена файлов.

Есть и "недостатки" подобной организации. При записи первой сессии будущего диска Multisession в TOC первой сессии делается специальная метка, говорящая о том, что на диске может быть еще одна сессия (диск “не финализирован”). Привод CD-ROM, читающий такой диск, обнаружив эту метку, начитает читать ту область КД, где должен находиться Lead-In следующей сессии. Если Lead-In есть, делается попытка прочитать TOC следующей сессии. Если чтение этой области не удается, привод делает вывод, что следующей сессии нет, и работает с TOC первой сессии, показывая её файловую структуру. Если же чтение удается и во второй сессии тоже есть метка, цикл повторяется до тех пор, пока не будет обнаружена последняя сессия.

В случае если Lead-In какой-либо из сессий будет записан некачественно или в области размещения Lead-In будут повреждения, привод CD-ROM может принять ложное решение об отсутствии следующей сессии и показать файловую систему текущей сессии. При наличии дефектов в области Lead-In второй и следующих сессий пользователь диска может получить старый набор информации с неоткорректированными файлами либо неполный набор информации.

Формат Multisession используется для дисков формата CD Plus (они же Enhanced CD, CD Extra).

Структура таких дисков оговорена стандартом Blue Book (Голубая Книга).

В первой сессии такого диска, имеющей тип ROM/Audio, размещаются аудиотреки, во второй сессии, имеющей тип CD-ROM XA, размещаются компьютерные данные (например, видеоклип).

Преимущества – аудиопроигрыватели видят только первую сессию, проигрывание начинается с трека 1. Привод CD-ROM всегда обращается к последней сессии, т. е. ко второй и отображает компьютерные данные.

При подготовке такого диска следует учитывать, что Lead-Out первой сессии и Lead-In второй сессии в сумме занимают 2,5 мин. дискового пространства. Для дисков, заполняемых «под завязку», это критично.

Также есть еще диски с другой организацией данных, например: Playstation, Sega DreamCast, LG Karaoke. Исследование структуры этих дисков показало, что она отвечает стандартам Philips/Sony. Но формально эти диски не являются членами семейства КД и их структуру описывают соответствующие внутрифирменные стандарты закрытого типа.

2.1.2. Виды дисков

Изначально КД существовали только в одном варианте – с диаметром диска 120 мм. Стремление к использованию КД в мобильной технике привело к выпуску компакт-дисков меньшего диаметра – 80 мм (mini CD), при этом время проигрывания аудио-информации составило 24 мин., а максимальная емкость дисков не превысила 211 Мбайт.

2.1.3. Принципы записи КД. Форматы записи КД

Общими для устройств записи компакт-дисков являются следующие принципы:

1) изменения оптических свойств носителя информации под воздействием лазерного излучения;

2) наличие на «чистом» диске специальной направляющей дорожки (groove).

Существует два вида дисков, позволяющих запись информации. Это CD-Recordable (CD-R, однократно записываемые КД) и CD-Rewritable (CD-RW, многократно перезаписываемые КД).

В системе CD-Recordable между подложкой и отражающим слоем находится светочувствительное вещество (органический краситель). Изначально это вещество прозрачно. Под воздействием луча лазера определенной мощности вещество теряет прозрачность. Так формируется последовательность «псевдопитов» и «псевдолэндов». Считывание производится с помощью луча лазера меньшей мощности.

Структура записываемого компакт-диска представлена на рис. 17.

Этикетка
Защитный лак
	Отражающий слой (серебро, золото)
	Светочувствительный слой (DYE)
Подложка

Рис. 17. Структура записываемого КД

Для того чтобы сформировать в процессе записи диска спиральную информационную дорожку, соответствующую всем требованиям стандарта, на чистом диске изначально присутствует специальная направляющая дорожка – Pregroove. В процессе записи следящая система рекордера ведет записывающую головку точно по этой направляющей дорожке, создавая спиральную информационную дорожку.

Кроме областей, предназначенных для записи сессий, на диске CD-R присутствуют специальные служебные зоны: PCA (Program Calibration Area) – зона, используемая для подбора оптимальной мощности лазера перед началом записи, и PMA (Program Memory Area) – зона, используемая для временного хранения информации о структуре создаваемого диска (требуется при использовании некоторых режимов записи).

В системе CD-Rewritable светочувствительный слой может находиться в одном из двух устойчивых состояний – кристаллическом или аморфном, соответственно пропуская луч лазера до отражающего слоя и обратно или же рассеивая свет.

Если вещество находится в первом (кристаллическом состоянии), то считывающий луч лазера беспрепятственно проходит сквозь рабочий слой, отражается от отражающего слоя и в итоге попадает на фотоприемник, что соответствует логической "1". Если же вещество находится в аморфном состоянии, луч рассеивается, не попадая в итоге на фотоприемник, что соответствует логическому "0". Для перевода вещества из одного состояния в другое используются специальные режимы нагрева и охлаждения лазерным лучом. Вначале вещество нагревается до высшей температуры T1, при этом оно теряет свою структуру, локально в точке фокусировки луча лазера становясь аморфным; если затем полностью выключить лазер, т. е. произвести резкое охлаждение T1 >> T комн., то вещество, остывая, так и останется в аморфном состоянии. Если же лазер не выключить, а только уменьшить его мощность и полностью выключить только через какое-то время, то за счет двухступенчатого охлаждения T1 >> T2 >> T комн., вещество рабочего слоя успевает кристаллизоваться.

Режимы записи. Существует несколько режимов записи CD-R и CD-RW дисков:

1. Track-At-Once (TAO) – трек за один проход: рекордер записывает первый трек, после чего производится запись информации об этом треке в служебную область диска (PCA), затем производится запись следующего трека и т. д. В завершение производится запись вводной и выводной дорожек. При использовании этого метода возможна запись отдельных треков в разное время и на разных рекордерах. Трек при этом оформляется в виде пакета, который начинается пятью блоками «вбегания» (Run-In Blocks) и завершается двумя блоками «выбегания» (Run-Out Blocks). Между пакетами вставляются связующие блоки (Link Blocks), в которых отсутствуют питы и лэнды.

2. Disc-At-Once (DAO) – диск за один проход: рекордер последовательно записывает вводную дорожку, область программы и выводную дорожку. При этом выключения лазера не происходит.

3. Session-At-Once (SAO) – сессия за один проход: развитие предыдущего режима записи. Абсолютно ему аналогичен за исключением того, что в TOC добавляется информация, разрешающая запись следующей сессии.

4. Incremental Packet Writing – пакетная запись с приращением: похожа на режим TAO, только в пакет заключается не трек, а отдельный файл. Позволяет добавлять на диск по одному файлу за один сеанс записи.

2.2. Стандарт DVD

Диски данного стандарта появились в 1996 году. Первоначально аббревиатура DVD расшифровывалась как Digital Video Disc (цифровой видеодиск), это оптические диски с большой емкостью. Эти диски используются для хранения компьютерных программ и приложений, а также полнометражных фильмов и высококачественного звука. Потом появилась расшифровка аббревиатуры DVD как Digital Versatile Disc (универсальный цифровой диск).

Рис. 18. DVD-диск

Появление DVD-дисков связано с "невысокой" емкостью CD - дисков и постепенным ростом объемов мультимедийных библиотек, игр, программного обеспечения, переходом к распространению фильмов в более высоком качестве.

Снаружи диски DVD выглядят как обычные диски CD-ROM (120 или 80 мм). Но есть существенные отличия: диски DVD могут хранить в 26 раз больше данных по сравнению с обычным CD-ROM. Это обусловлено различными методами "уплотнения" информации на диске.

Для того чтобы считать DVD-диск, необходимо новое устройство – DVD-ROM (которое позволяет считывать и CD-ROM-диски).

2.2.1. Основы устройства DVD. Как и CD-ROM, диски DVD хранят данные за счет расположенных насечек вдоль спиральных треков на отражающей металлической поверхности, покрытой пластиком. Используемый в устройствах чтения DVD-дисков лазер скользит вдоль треков по насечкам, а отраженный луч интерпретируется приемным устройством в виде единиц или нулей.

Основное требование при разработке DVD было простым: увеличить емкость хранимых данных за счет расположения как можно большего числа насечек вдоль треков на диске, при этом технология изготовления должна быть дешевой.

Результатом исследований стала разработка более высокочастотного полупроводникового лазера с меньшей длиной волны, вследствие чего стало возможным использовать насечки более маленького размера (рис. 19).

Рис. 19. Структура CD - и DVD-дисков

В то время, как лазер в обычном устройстве CD-ROM имеет длину волны 780 нм, устройства DVD используют лазер с длиной волны 650 нм или 635 нм, что позволяет покрывать лучом в два раза больше насечек на одном треке и в два раза больше треков, расположенных на одной записанной поверхности.

Другие нововведения – это новый формат секторов, более надежный код коррекции ошибок и улучшенная модуляция каналов.

Вместе эти улучшения дополнительно увеличивают плотность записи данных в полтора раза. Жесткие производственные требования и незначительно большая поверхность записи стали последним препятствием при разработке DVD, из-за чего емкость данных, размещаемых на диске, ограничена 4,7 Гбайт.

Для записи видео и звука на DVD применяется очень сложная технология компрессии данных, носящая имя MPEG-2. MPEG-2 представляет из себя следующее поколение стандарта на сжатие (компрессию) видео - и звуковых данных, обеспечивающего возможность разместить большие объемы информации в меньшем пространстве.

2.2.2. Типы DVD-дисков. Большинство DVD-дисков с диаметром 120 мм имеют емкость 4,7 Гбайт. Применение схем удвоения плотности и их комбинирования позволяет создавать диски большей емкости.

Простейшим способом удвоения емкости является использование двухсторонних дисков. Производители могут изготавливать диски DVD толщиной 0,6 мм, что в половину меньше толщины стандартного диска CD. Это дает возможность соединить два диска обратными сторонами и получить удвоенную емкость.

По другой технологии создается второй слой для размещения данных, это позволяет увеличить емкость одной стороны диска. Первый слой делается полупрозрачным, таким образом лазерный луч может проходить через него и отражаться уже от второго слоя. Но это предъявляет определенные требования к полупрозрачному слою.

Выделяют следующие структурные типы DVD:

1. DVD-5 (Single Side/Single Layer, односторонний/однослой-ный) – это самая простая структура DVD-диска. На таком диске можно разместить до 4,7 Гбайт данных. Такой DVD-диск состоит из 0,6 мм пленки, покрытой алюминием и наклеенной на чистую подложку. Алюминиевая пленка имеет толщину 55 нм, как и для CD-дисков. Структура диска отображена на рис. 20.

Рис. 20. Структура диска DVD-5

2. DVD-9 (Single Side/Dual Layer, односторонний/двухслой-ный) – этот тип дисков имеет два слоя данных, один из которых полупрозрачный. Оба слоя считываются с одной стороны и на таком диске можно разместить 8,5 Гбайт данных. Структура диска отображена на рис. 21.

Рис. 21. Структура диска DVD-9

Полупрозрачный слой 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 отражательной способностью тоже читался. Информационные уровни разделяет высокооднородный клей (толщина клеевой прослойки составляет 40–70 мкм), используемый для соединения двух половин диска. Это расстояние необходимо, чтобы различить сигнал, отраженный от одного и другого уровней.

3. DVD-10 (Double Side/Single Layer, двусторонний/однослой-ный) – на таком диске помещается 9,4 Гбайт данных (по 4,7 Гбайт на каждой стороне). Емкость такого диска вдвое больше одностороннего/однослойного DVD-диска. Между тем из-за того, что данные располагаются с двух сторон, придется переворачивать диск или использовать устройство, которое может прочитать данные с обеих сторон диска самостоятельно (рис. 22).

Рис. 22. Структура диска DVD-10

4. DVD-18 (Double Side/Double Layer, двусторонний/двух-слойный) – структура этого диска обеспечивает возможность разместить на нем до 17 Гбайт данных (по 8,5 Гбайт на каждой стороне) (рис. 23).

Рис. 23. Структура диска DVD-18

В портативной технике (видеокамеры) применяются DVD-диски диаметром 80 мм с емкостью 1,46 Гбайт (односторонний/однослойный), 2,66 Гбайт (односторонний/двухслойный), а также могут быть использованы двусторонние диски.

Примечание. все приведенные цифры соответствуют емкости, указанной в миллионах байтов. Если округлять по другой методике, принимая за основу, что 1 Кб = 1024 байта, а не 1000 байт, то получается "информационная" емкость 120 мм дисков: 4,38 Гбайт, 7,95 Гбайт, 8,75 Гбайт и 15,9 Гбайт соответственно.

2.2.3. Форматы DVD. Количество форматов дисков не так велико, как для КД. В качестве файловой системы может быть использован стандарт ISO 9660 (Joilet) или более подходящая для DVD файловая структура UDF (Universal Disk Format) – универсальный дисковый формат для хранения файлов на оптических носителях. В итоге были предложены следующие типы организации:

1. DVD-Video – такой тип говорит о том, что диск содержит видеоданные, при этом файлы на диске должны быть структурированы определенным образом.

Зона DVD-Video содержит все файлы, необходимые для воспроизведения DVD-Video, которые должны находиться в каталоге VIDEO_TS. Эта зона построена из одного видеоменеджера (VMG, Video Manager) и нескольких наборов видеозаголовков (VTS, Video Title Sets). VMG состоит из информации видеоменеджера (VMGI, Video Manager Information), набора видеообъектов для меню VMG (VMGM_VOBS, Video Object Set for VMG Menu) и резервной VMGI (BUP) (рис. 24).

Рис. 24. Файловая структура диска DVD-Video

VMGI содержит управляющую информацию для всей зоны DVD-Video и состоит из одного файла с именем VIDEO_TS. IFO.

В VMGM_VOBS, состоящем из одного файла с именем VIDEO_TS. VOB, находится содержимое меню выбора заголовка.

VMGI(BUP) представляет собой полную копию VMGI и состоит из одного файла с именем VIDEO_TS. BUP.

VMGM_VOB может отсутствовать, но наличие двух остальных типов информации обязательно.

В соответствии со спецификацией потока программы MPEG-2 видео, звук и данные элементов субграфики из презентационных данных мультиплексируются с частью навигационных данных. Структура блока и пакета соответствует этой спецификации, каждый блок содержит 2048 байт. Скорость мультиплексирования (mux_rate) составляет 10,08 Мбит/с.

Видеоданные существуют в виде одного потока данных, сжатого в соответствии с требованиями видеоформата MPEG-2. Для обеспечения высокого качества изображения поток поддерживает переменную скорость передачи данных с максимальным значением 9,8 Мбит/с.

Формат DVD-Video совместим со стандартами NTSC и PAL и поддерживает форматное соотношение 4:3 и 16:9 (разрешение видео 720 × 480 и 720 × 576 соответственно).

На диске DVD-Video могут использоваться следующие форматы звука: линейная импульсно-кодовая модуляция (ИКМ, PCM – Pulse Code Modulation), Dolby Digital (AC3), DTS и MPEG audio. Каждая видеопрограмма может иметь до восьми аудиопотоков, которые характеризуются различными атрибутами, например, языком. Каждый поток состоит из нескольких каналов.

При использовании линейной ИКМ или DTS звуковое сопровождение DVD может иметь частоту дискретизации до 96 кГц с разрешением до 24 бит. Для Dolby Digital и MPEG audio частота дискретизации составляет 48 кГц.

Особенностью DVD является использование элементов субграфики, что позволяет задать какие-либо данные (например, субтитры, меню, тексты караоке), которые затем будут демонстрироваться в виде растровой картинки поверх основного видеосюжета. Эти данные сжаты с использованием кодирования длины повторения. Для каждой видеопрограммы может быть до 32 потоков элементов субграфики.

Такая организация позволяет размещать на одном диске DVD-Video несколько видеофрагментов, которые могут быть связаны общим меню и иметь поясняющий материал, реализованный в виде субграфики.

2. DVD-Audio – тип DVD-диска, обеспечивающий хранение аудиоинформации. По своей структуре напоминает DVD-Video с несколькими отличиями.

Имеется зона DVD-Audio (каталог AUDIO_TS), содержащая следующие элементы:

а) простой аудиоменеджер (Simple Audio Manager, SAMG), состоящий из файла AUDIO_PP.IFO, который является эквивалентом таблицы содержания компакт-диска;

б) аудиоменеджер (Audio Manager, AMG) – описывает структуру диска для воспроизведения. Содержит файл AUDIO_TS.IFO, дополнительно файл видео с меню AUDIO_TS.VOB и резервный файл AUDIO_TS.BUP;

в) данные видеоряда (Audio Still Video Set, ASVS) – опциональная часть, содержащая статические изображения, отображающиеся при воспроизведении аудиоданных, сохраняются в формате AUDIO_SV.*;

г) аудиообъект (Audio Objects, AOBs) – непосредственно аудиоданные, сохраненные в соответствующем звуковом формате: PCM, Dolby Digital, DTS или MPEG Audio.