Тема 6. Технология CD- и DVD-дисков, DVD-Video.

 

Появление в 1980 году компакт-диска (Compact Disc, CD) стало значительным событием в цифровой технологии. Он был разработан фирмами Sony и Philips для решения некоторых проблем, возникающих при использовании аналоговых носителей.

 

Технологиякомпакт-дисков

Знание физической стороны дела технологии записи компакт-дисков может помочь при возникновении нестандартных ситуаций и позволит выбрать верные условия, например, для долгосрочного хранения этих носителей.

Итак, что же представляет собой компакт-диск? Обычно компакт- диск, изготовленный на заводе, состоит их четырёх слоев (рис. 6.1):

1. основного(базового);

2. отражающего;

3. защитного;

4. декоративного.

Основнойслойизготавливаетсяобычноизполикарбоната,инанегоприходится практически всятолщина компакт-диска.

Еслидискизготовленназаводе,то,скореевсего,информациянанегонанесенатакназываемымметодомштамповки.Приэтоминформационныйузорт.е.собственното,чтопредставляетсобойзаписаннуюнакомпакт-дискеинформацию,наноситсяпрямонаосновнойслой в виде набора микроскопическихуглублений.

Второй слой, отражающий, очень тонкий. Его наносят на основу диска методом напыления. В тех местах, где на основном слое находятся углубления информационного узора, отражающий слой немного искривляется, и угол отражения луча изменяется. Именно за счёт этого можно считывать записанную на диске информацию.

 

 

Рисунок6.1.Структуракомпакт-диска

 

Защитныйслой предохраняетотражающийслой от случайнойпорчи,ведьлюбоеповреждениеотражающегослояприводиткневозможностисчитатьданныесповреждённойобласти.Поэтомурользащитногослоятруднопереоценить.Ксожалению,нередкопроизводителиделаютзащитныйслойслишкомтонким,иэтоследуетиметь в виду.

Наконец,декоративныйслойсодержитрисунки,надписи,наклейкиидругие«украшения»верхнейстороныкомпакт-диска.Еслиэтиэлементыукрашенияотсутствуют,тодекоративныйслойпредставляетсобойчутьподкрашеннуюпрозрачнуюповерхность.

Извсегосказанногоможносделатьнесколькополезныхвыводов,касающихся эксплуатациии хранениякомпакт-дисков.

Посколькуосновнойслой,которыйнаходитсясрабочейстороныдиска,намноготолще,чемзащитныйслойилидажезащитныйидекоративныйслои,вместевзятые,топовредитькомпакт-дискгораздопрощесверхнейегостороны,особенноприотсутствиинаклейки.Даинаклейка,еслионатонкая,можетнеспасти.Прислучайномкасанииверхнейстороныдискаострымпредметоммогутбытьповрежденыинаклейкаизащитныйслой.Приэтомобнажаетсячастьотражающегослоя,следовательно,некотораяегообластьтоженеминуемобудетповрежденаподвоздействиемокружающейсреды.Аэтозначит,чтопрочитать данныес повреждённойобластибудетневозможно.

Какнистранно,бытуетмнениеотом,чтоберечьотповрежденийследуетлишьрабочуюсторонудиска,асобратнойстороныможноделатьчтоугодно.Какмывидим,этосовсемнетак.Болеетого,вомногихслучаяхвосстановитьповреждённыйдискгораздолегче,еслиповрежденаименнорабочаясторона.Конечно,царапинынаэтойсторонеизменяютуголпреломлениялучей,чтоприводитксбоямвчтенииданныхсдиска.Однакоблагодарятолщинеосновногослоя,онипрактическиникогданеразрушаютотражающийслойиинформационныйузор.Крометого,поцарапанныйсрабочейстороныдискнередкоможновосстановитьполировкой.Существуют даже специальныеустройствадляполировкикомпакт-дисков.Кстати,нарабочейсторонеопаснеевсегоцарапины,идущиепоокружностидиска,апоперечные,радиальные,царапиныобычно не представляют особойугрозы.

Отражающийслойкомпакт-дискаможетразрушатьсяподвлияниемслишкомяркогосвета.Поэтомукомпакт-дисквсегдаследуетхранитьвкоробкеиливконвертетак,чтобыподегорабочейсторонойбыланепрозрачнаяповерхность.Некоторыелюди,необнаруживкоробкиотизвлечённогоизкомпьютера(илиизмузыкальногоцентра)компакт-дискаи не имея времени её искать, оставляют компакт-диск на столе в «перевёрнутом»виде,рабочейсторонойкверху.Очевидно,онинадеются,что так меньше вероятностьпоцарапать рабочую сторонудиска.

Этогонеследуетделатьнивкоемслучае!Деловтом,чтодлительноевоздействиесветанарабочуюсторонудискапринесётгораздобольшевреда,чемдаженесколькомелкихцарапин.Ивособенностиэтоактуальнодлязаписываемыхдисков.Длянихтакоехранение,вообще, «смерти подобно».

Новернёмсяк«внутреннему»устройствудисков.Компакт-дискибывают трёхтипов.

Обычныекомпакт-диски. Онипредназначенытолькодлясчитыванияданныхиизготавливаютсяназаводеметодомштамповки.Вначалеэтобылединственныйтипдисков.

Записываемыекомпакт-дискиCD-R(CDrecordable). НадискиCD-Rпользовательможетзаписатьспомощьюспециальногодисководакакие-либоданные,однако сделать это можно только один раз.

Перезаписываемыекомпакт-дискиCD-RW(CDrewritable).Наэтидиски данные можнозаписывать многократно.

 

Компакт-дискиCD-R

Первые CD-R можно было записывать только целиком. Затем появилась технология многосессионной записи на эти диски. Дело в том, что если на такой диск записано, к примеру, 300 Мбайт данных, то, по идее, остаётся свободное место ещё как минимум для 400 Мбайт информации. Однако для обеспечения полной совместимости со всеми старыми читающими дисководами на диск должна быть добавлена так называемая закрывающая запись. Без неё данные с диска считываться не будут.

Но проблема была в том, что после закрывающей записи на диск ничего добавить уже нельзя. Т.е. физически записать, конечно, можно, но считывающий дисковод найдёт эту закрывающую запись и сочтёт, что после неё на диске уже ничего нет.

Поэтому и была придумана технология многосессионной записи. Завершая сеанс такой записи, программа записывает на диск закрывающую запись сессии вместо закрывающей записи всего диска. Потом можно будет дописать на этот же диск ещё порцию данных и после неё – закрывающую запись второй сессии, и так далее. В принципе, когда на диске не станется места, можно дописать туда ещё и закрывающую запись диска.

Многосессионная технология записи сразу же расширила возможности применения CD-R, однако и тут не обошлось «без ложки дегтя». Во-первых, многосессионные диски обычно считываются гораздо медленнее, чем записанные за одну сессию. Кроме того, некоторые считывающие дисководы могут быть несовместимы с такими дисками. Например, некоторые из них могут «увидеть» на многосессионном диске только те файлы, которые были записаны в последней сессии, а некоторые – только файлы первой сессии. Правда, это относится лишь к старым моделям дисководов, поскольку все современные устройства делаются уже в расчёте на считывание многосессионных дисков.

Внутреннее строение записываемых дисков несколько отличается от устройства обычных CD. Дело в том, что записываемые диски, в отличие от обычных, состоят не из четырёх, а из пяти слоев (рис. 6.2):

1. основной;

2. регистрирующий;

3. отражающий;

4. защитный;

5. декоративный.

 

Рисунок6.2.Структуразаписываемогокомпакт-диска

 

Здесьнаосновномслоеотсутствуетинформационныйузор,нодобавленещёодинслой–регистрирующий.Именнона негозаписываютсяданные.Лазерныйлучвыжигаетинформационныйузорвматериалеэтогослоя,затемняяопределённыеточкиповерхности.Присчитыванииинформациилучбудетотражатьсяотэтихточекслабее,чемотостальных.Разумеется,призаписикомпакт-дискалазердисководадолжен работать с большей мощностью, чем при чтении.

Изсказанногоследует,чторегистрирующийслойзаписываемогокомпакт-дискаоченьчувствителен ксвету.Вотпочемутакиедискинельзяоставлять на свету (особенно рабочей стороной вверх).

 

Компакт-дискиCD-RW

Теперьнемногооперезаписываемыхкомпакт-дисках(CD-RW).Наних,какужеговорилось,данныеможнозаписыватьмногократно.Однаконестоитпереоцениватьихвозможности.Естьдвараспространённыхзаблужденияпоповодудисков CD-RW.

Заблуждениепервое:прииспользованиидисковCD-RWможнопроизвольностиратьидописыватьотдельныефайлы.Этоутверждениесовершенноневерно.ЗаписьнадискиCD-RWпроисходитаналогичнозаписинаCD-R:весьдисксразуилизанесколькосессий.Отличиесостоитвтом,чтоможнодатькомандустирания,врезультатевыполнениякоторойвесьрегистрирующийслойвновьодинаковопропускаетсветовыелучи.Приэтомникакихданныхнадискенеостаётся.Такимобразом,надискCD-RWможнозаписатьнекоторыеданные,возможно,внесколькосессий,затем,когдаонистанутбольшененужны,очиститьвесьдискцеликом,затемопятьзаписыватьданные,итакдалее.

Заблуждениевторое:стиратьстарыеданныеизаписыватьновыенадискCD-RWможноскольугодномногораз.Этотакжесовершенноневерно.Правда,существуетиобратноезаблуждение:некоторыесчитают,чтополныйциклзаписиистираниядляодногоносителяможнопроизвестинеболее10раз.ИменнотакдляперестраховкиутверждалипроизводителипервыхCD-RW.Спустянекотороевремямногиепроизводителисталиутверждать,чтонадискCD-RWможнопроизвестидо1000цикловзаписи(иногдаговорятдажедо10000).Отсюдаиродилосьзаблуждениевторое.Действительно,ведьстираешьДанныескомпакт-дисканекаждыйдень.Дажееслистиратьдискцеликомизаписыватьновыеданныеприходитсякаждуюнеделю(чтотоженевообразимочасто),тосрокажизнитакогодискадолжнохватитьприблизительнона20лет(аеслисчитать,чтодисквыдерживает10000циклов записи, то на 200 лет). Какпоказываетпрактика,вбольшинствеслучаевпосле25-27-гоцикловстиранияиповторнойзаписидискCD-RWначинаетчитатьсясошибками.Ещёчерезпаруцикловзаписисчитатьснегоданныестановится практическиневозможно.

Нужноиметьввиду,чтокоэффициентотраженияудисковCD-RWнамногониже,чемуобычныхдисковиCD-R.Этоприводитктому,чтоданныестакихдисковмогутневерносчитыватьсяилинесчитыватьсявообщестарымиприводами,нерассчитанныминачтениеданныхсCD-RW.Всесовременныемоделиприводовужеделаютсясрасчётомна дискиCD-RW,такчтопроблемснимисейчаспрактическиневозникает.Однакобытовыепроигрывателизвуковыхкомпакт-дисковимузыкальныецентры,какправило,неумеютпроигрыватьCD-RW,поэтомунельзяиспользоватьтакиедискидлясоздания звуковыхдисков.ЕслиCD-проигрывательможетчитатьCD-RW,этообычноуказываетсягде-нибудьнавидномместе.ПриводыCD-RWмогутзаписыватькакдискиCD-R,так и CD-RW.

Объёмданных,которыеможнозаписатьнаодинкомпакт-диск,различен.Стандартными являются диски,объёмкоторых равен650 Мбайтили74минутзвучания(еслидискзаписанвформатеAudioCD).Внастоящеевремяпрактическивсеустройства,какчитающие,такизаписывающие,могутбезпроблемработатьсдискамиувеличенногообъёма.Натакиедискиможно записыватьдо700 Мбайт данных или80 минут звука.

Здесьможнообнаружитьнекотороенесоответствие:ведьоднаминутанесжатогозвукавформате,использующемсяназвуковыхкомпакт-дисках,занимаетоколо10Мбайт.Соответственно,надискобъёмом700Мбайт,поидее,должнопомещатьсяпримерно70минмузыки, а на самом деле тампомещается 80мин.

Деловтом,чтоформатзаписизвуковогодискавесьмасильноотличаетсяотформатадискасданными.Так,надискесданнымиприсутствуетбольшеизбыточнойинформации,котораяповышаетнадёжностьидолговечностьносителя.Действительно,еслинекотороемузыкальноепроизведениеумещаетсяназвуковомкомпакт-дискеввидезвуковойдорожки,этоещёнезначит,чтооножеуместитсянанемввидефайла.

Существуютикомпакт-дискиещёбольшейплотности.Некоторыекомпанииразработалидискиобъёмом800и900Мбайтидаже1Гбайт,а

«апофеозом»подобныхразработокявилсятакназываемыйDDCD–компакт-дискдвойнойплотности(doubledensitycompactdisc).Натакойдискпомещаетсявдвоебольшеинформации,чемнаобычный(соответственно1300или1400Мбайт).Ниодинизэтих«больших»форматов не получил широкогораспространения.