РАБОТА С ВИДЕО Лекция 7 Видео в мультимедиа технологиях ( По мотивам монографии Катунина Г. П.)

I. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О УХОДЯЩЕМ В ИСТОРИЮ АНАЛОГОВОМ ТЕЛЕВИДЕНИИ

Телевизионные системы :03 ММТ 3 Политическая карта мира исполосована жирными линиями границ и раскрашена в разные цвета. Особенно заметна чересполосица красок в таких густонаселенных местах, как Европа или же Ближний Восток. Во времена вражды правительства стран соседей старались всячески оградить свое население от «тлетворного» влияния, глуша радиопередачи и делая невозможным прием телевидения из-за «бугра». Многие преуспели в этом, придумав собственные стандарты, несовместимые с принятыми в других странах. Сыграла свою роль и коммерция - никто ведь не хочет, чтобы его фильмы бесплатно смотрели миллионы зрителей другого государства. Так и появилось множество разноликих стандартов сначала черно-белого, а затем уже цветного телевидения.

Телевизионные системы :03 ММТ 4

Телевизионные системы :03 ММТ 5 «Как низко ПАЛ СЕКАМ». Эта шутливая фраза имела популярность во времена, когда в бывший СССР стали из-за границы привозить видеомагнитофоны и кассеты с записями. Бывало, достанешь редкий фильм на один вечер, подключишь видеомагнитофон к своему старому телевизору, а на экране -только черно-белое кино, причем без звука, а то и вовсе ничего. Некоторые проклинали французский стандарт SECAM, принятый когда-то сгоряча, по чисто политическим соображениям. Действительно, до 1965 года наши телевизионщики в основном ориентировались на американский стандарт NTSC, вещание в котором началось в США еще в 1953 году. Но даже в богатой Америке цветные телевизоры с трудом находили дорогу в дома зрителей. Стоили они довольно дорого, но не это главное - краски на экранах были далеки от реальности.

Телевизионные системы :03 ММТ 6 Дело в том, что стандарт NTSC обеспечивает высокую четкость по цвету, но крайне привередлив к качеству канала передачи. Пробные передачи в стандарте NTSC в начале 60-х лет велись и у нас в Москве, телевизионная промышленность готовилась сделать родной стране и партии трудовой подарок к очередному съезду или же к празднику. Но при наших масштабах - от Москвы до Владивостока - затраты на модернизацию линий связи могли превысить текущие финансовые возможности в стране.

Телевизионные системы :03 ММТ 7 Но тут наступил 1965 год, и президент Франции Де Голь захотел вдруг выйти из НАТО. Советское руководство пришло от этого в восторг и решило сделать ряд встречных шагов по сближению со строптивым генералом. И во время одного из визитов на высшем уровне, без каких бы то ни было консультаций со специалистами, наши заявили о принятии французского стандарта SECAM. После этого министру связи оставалось ответить «Есть!» и запросить деньги на технологию и оборудование из Франции. Так в СССР и в «братских странах социалистического лагеря» появилась система, несовместимая с общепринятой в большинстве стран Западной Европы.

Телевизионные системы :03 ММТ 8 Немцы, долгие годы наблюдавшие со стороны за мучениями американцев с их системой NTSC, тоже не дремали. В 1963 году Вальтер Брух из компании Telefunken продемонстрировал систему PAL, в которой цветовая информация передавалась дважды в двух соседних строках, но в противофазе. За счет усреднения сигналов удавалось почти полностью подавить характерные цветовые искажения. Конечно, четкость в цвете при этом снижалась вдвое, однако на глаз это было практически незаметно. По существу, PAL - это усовершенствованная NTSC, только для ее реализации требуется прецизионная линия задержки сигнала на одну строку. Это была наиболее распространенная система цветного телевидения, которую использовали около ста стран Западной Европы, Азии и Африки.

Телевизионные системы :03 ММТ 9 Сепаратный SECAM. Франция всегда шла своим особым путем и при появлении цветного телевидения вспомнила об изобретении инженера Анри де Франса. Еще в 1954 году он создал систему, свободную от недостатков американской. SECAM в переводе с французского означает «поочередная передача цветов и память», и в полном соответствии с этим в ней в разных строках поочередно передаются красный и синий сигналы, а в приемнике для восстановления недостающей информации имеется линия задержки (память) на одну строку. Но самое главное, что для передачи сигналов цветности в ней используются частотная модуляция, делающая ее нечувственной к помехам и искажениям в каналах связи.

Телевизионные системы :03 ММТ 10 Как и PAL, SECAM снижает цветовую четкость в два раза по сравнению с NTSC. После заключения политического соглашения в 1965 году система еще пару лет дорабатывалась совместно специалистами Франции и СССР, и после ряда модификаций она наконец-то была принята для вещания одновременно у нас и во Франции.

Телевизионные системы :03 ММТ 11 За прошедшие почти полвека с момента принятия SECAM в нашей стране много раз возникали споры: стоило ли равняться на французов и не сменить ли нам стандарт на более распространенный PAL. Сейчас, в связи с интенсивным переходом к цифровым технологиям эти споры поутихли - «цифра» гарантирует не только полную совместимость всех телевизоров нового поколения, но и гораздо более высокую четкость, стабильность и качество цветов картинки. Менять систему, зная, что через 3-5 лет придется все равно переходить к «цифре» и выбрасывать аналоговое студийное оборудование, сегодня уже нет никакого смысла.

Телевизионные системы :03 ММТ 12 В настоящее время все телестудии США в массовом порядке перешли на цифровой стандарт HDTV. В Европе внедрено наземное цифровое телевидение в стандарте DVB-T, а спутниковое у них уже давно все цифровое. Даже у нас в России ведутся передачи в стандарте DVB-T, а многие сотни тысяч домов оснащены тарелками и цифровыми ресиверами для приема передач со спутников. Более того, цифровое телевидение сегодня приходит в дома жителей крупных городов по кабелю. Да и на DVD фильмы записаны в цифре - в форматах MPEG-2 и MPEG-4, и лишь на выходе преобразуются в аналоговую форму (NTSC или PAL), понятную для наших телевизоров. Так что «лучше цифр могут быть только цифры», но с еще более высоким разрешением, как американское HDTV.

Телевизионные системы :03 ММТ 13 В целом, если поставить рядом три телевизора достаточно хорошего класса и подать на них одну и ту же передачу, но в трех разных стандартах (NTSC, PAL, SECAM), то глаз рядового телезрителя не сумеет уловить разницы. В России принят стандарт SECAM D/K (первая буква относится к диапазону метровых волн, вторая - дециметровых), во Франции -SECAM E/L, Монако - SECAM C/L, Иране - SECAM В, Германии - PAL B/G, Англии - PAL A/I, Бельгии - PAL В/Н, Бразилии - PAL М/М, Китае - PAL D/K, в США (до 2009 года), Японии и Тайване - NTSC М/М.

Новости цифрового ТВ :03 ММТ 14 Процесс цифровизации телерадиовещания неудержим. Он уже прошел точку невозврата и несется (в меру своих сил) к конечной цели - перенести все 140 млн российских граждан в цифровую эпоху. У чиновников и представителей телеком бизнеса уже не возникает сомнений, что в итоге планка будет взята. В 16 субъектах РФ уже запущен первый мультиплекс, где-то в 2015 году маячит отключение аналогового вещания, а основная доля потенциальных зрителей до сих пор не может понять, когда и вообще зачем им переходить на цифровое ТВ. Запуск первого мультиплекса вовсе не означает, что люди в массовом порядке начнут его смотреть. Ведь они ничем не мотивированы.

Новости цифрового ТВ ( 2013 г. ) :03 ММТ 15 С нынешнего года в Ульяновской области, согласно указу президента России, должна начаться подготовка к внедрению в регионе цифрового телевидения, однако, по словам некоторых специалистов, по целому ряду причин активная работа в этом направлении начнется в лучшем случае через год. Между тем предполагается, что до 1 января 2015 года аналоговое вещание, которым в настоящее время пользуются 85 процентов населения, будет отключено. Ульяновская область входит в число 39- ти регионов третьей очереди создания цифрового телевизионного вещания, что предусматривает переход местного ТВ на « цифру » в течение годов. Для обеспечения покрытия территории Ульяновской области цифровым сигналом в регионе должно быть установлено 56 ретрансляторов – специального оборудования для трансляции сигналов, большую часть из которых нужно строить фактически с нуля.

Новости цифрового ТВ ( 2013 г. ) :03 ММТ 16 Для нашего сравнительно небольшого региона это серьезная цифра, но она продиктована нашим непростым рельефом – перепады высот требуют большего количества передающих устройств, – объясняет Владимир Свиридов. – Для обеспечения ДМВ вещания передатчики будут устанавливаться на высоте от 30 до 200 метров. Федеральная целевая программа « Развитие телерадиовещания в РФ на годы » предусматривает поэтапный переход страны на цифровое вещание. В федеральной программе « Развитие телерадиовещания в РФ на годы » говорится, что аналоговое телевещание в регионах будет сохраняться до тех пор, пока приставки не купит минимум 95 процентов населения.

II. СЖАТИЕ ВИДЕОИНФОРМАЦИИ

Общие сведения :03 ММТ 18 Основной сложностью при записи цифрового видео и при его передаче по каналам связи является большой объем телевизионного сигнала. Проведем расчет, который покажет, какой же объем будет иметь обычный двухчасовой фильм в разрешении 640x480 с частотой смены кадров 25 Гц. Пусть каждая точка принадлежит стандартной компьютерной палитре RGB из 16 миллионов цветов. 640x480x3=900 кбайт - размер одного кадра, кбайт - размер одной секунды видео, 154 Гбайт !!! - размер всего фильма. Ясно, что такие огромные объемы информации хранить и передавать очень сложно. Так, если мы хотим поместить фильм из примера на компакт - диск объемом в 650 Мб, то нам понадобятся 243 диска или 33 DVD- диска по 4,7 Гбайт ! Поэтому сразу же с появлением цифрового видео остро встал вопрос о компрессии видеоданных. Причем эта компрессия должна быть очень сильной. При том, что звук удается сжать только раз в раз, даже используя самые совершенные алгоритмы.

Общие сведения :03 ММТ 19 Осуществить компрессию ТВ - сигнала позволяет присущая ему избыточность. В общем случае большая часть изображения любого ТВ - кадра обычно приходится на участки, имеющие постоянную или мало меняющуюся в пространстве яркость, а резкие световые переходы и детали малых размеров занимают небольшую долю площади изображения. Коэффициент корреляции соседних элементов изображения, описывающий статистическую связь между яркостями этих элементов, близок к 1. Зная яркость одного элемента, можно с высокой степенью вероятности предсказать яркость соседнего. Такого рода избыточность можно назвать пространственной избыточностью изображения.

Общие сведения :03 ММТ 20 В телевидении различают статистическую избыточность, избыточность по восприятию, структурную и спектральную избыточность. По теории вероятностей избыточность является следствием определенных корреляционных связей. Корреляция означает, что некоторый элемент изображения более или менее существенно зависит от соседей в пространстве и во времени. Под статистической избыточностью понимают корреляционные связи между соседними ( по вертикали и горизонтали ) отсчетами ТВ - сигнала. Необходимо подчеркнуть, что снижение избыточности в этом случае до определенных пределов обратимо.

Общие сведения :03 ММТ 21 Аббревиатура MPEG представляет собой сокращение от названия специальной экспертной группы Moving Picture Coding Experts Group ( дословно - « Группа экспертов по кодированию подвижных изображений »), образованной Международной организацией по стандартизации (International Organization for Standartization - ISO) и Международной электротехнической комиссией (International Electro-Technical Commission - IEC) в январе 1988 года. Сейчас в ее работе принимают активное участие более 300 ведущих экспертов из различных академических учреждений и более чем из 200 компаний, включая, такие известные, как Fujitsu, General Instrument, Ivlatsushita, Mitsubishi, Philips, Scientific Atlanta, Sony, Samsung Electronics и др. К настоящему моменту группой создана уже целая серия стандартов : MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7, а с июня 2000 г. велись работы над еще одним стандартом - MPEG-21 - Multimedia Framework ( Система мультимедийных средств ).

MPEG :03 ММТ 22 При разработке стандарта были приняты следующие ограничения, определившие его область применения : размер изображения по горизонтали < 768 пикселей ; размер изображения по вертикали < 576 строк ; число макроблоков < 396; частота кадров < 30 Гц ; развертка прогрессивная ; скорость цифрового потока < 1,856 Мбит / с.

MPEG :03 ММТ 23 MPEG-2 был принят как международный стандарт под номером ISO/IEC в 1996 г. и дополнен в 1997 г. Коротко его можно охарактеризовать как MPEG-1 со значительными улучшениями, включающими обработку чересстрочных изображений, набор уровней и профилей, масштабируемый синтаксис, системный уровень с программным и транспортным потоками, новые средства кодирования звука и ряд других. При равной скорости потока кодер MPEG-2 примерно на 50% сложнее кодера MPEG-1. Успех MPEG-2 в значительной мере определил и прекращение работ над стандартом MPEG-3, предназначавшимся для телевизионных систем высокой четкости ( ТВЧ ). Оказалось, что синтаксис MPEG-2 пригоден для высоких разрешений, больших скоростей и полных компонентных сигналов без прореживания.

MPEG :03 ММТ 24 Стандарт MPEG-4 позволяет передавать видеоинформацию с очень большими коэффициентами сжатия по узкополосным каналам связи, что необходимо как в системах видеосвязи при использовании обычных телефонных сетей и относительно низкоскоростных цифровых каналов (64 кбит / с ), так и для передачи движущихся изображений и звукового сопровождения через Интернет. Кроме того, новый стандарт обеспечивает интерактивность, то есть возможность для пользователя управлять процессом передачи ему информации путем запросов, выбора вариантов и других действий. Таким образом, стандарт MPEG-4 является важным шагом на пути к интерактивному телевидению будущего.

MPEG-4. Объекты и сцены :03 ММТ 25 Важнейшей особенностью MPEG-4 является объектно - ориентированный подход, сущность которого заключается в том, что передаваемое изображение со звуковым сопровождением представляется как совокупность видео - и аудио - объектов. Видеобъектами могут быть изображения людей и предметов, перемещающихся перед неподвижным фоном, и сам неподвижный фон. Аудиообъектами могут быть голоса людей, музыка, другие звуки. Связанные видео - и аудиообъекты, например, изображение человека и его голос, образуют аудио - визуальный объект. Видео - и аудиообъекты составляют сцену. MPEG-4 содержит специальный язык для описания сцен - BIFS (Binary Format for Scenes - двоичный формат для сцен ).

MPEG-4. Объекты и сцены Описание сцены имеет иерархическую структуру. На рис приведен пример структуры описания сцены, в которой Шерлок Холмс и доктор Ватсон беседуют в комнате на Бейкер - стрит. Верхним уровнем структуры является сцена в целом. Она содержит неподвижный фон, образованный изображениями стен, мебели и т. п. В сцене присутствуют два персонажа, каждый из которых является аудиовизуальным объектом, включающим видеообъект - движущееся изображение персонажа, и аудиообъект - голос этого персонажа :03 ММТ 26 Рис Пример структуры описания сцены Кроме того, в сцене присутствует камин, который также является аудиовизуальным объектом, включающим видеообъект - изображение непрерывно движущегося огня, и аудиообъект - звуки, исходящие от камина.

MPEG :03 ММТ 27 Стандарт MPEG-7 предусмотрен как описательный, предназначенный для регламентации характеристик данных мультимедиа любого типа, вплоть до аналоговых, и записанных в разных форматах ( например, с разным пространственным и временным разрешением кадра ). Среда хранения и передачи описания тоже может быть произвольной, при этом описание может храниться и передаваться отдельно от самого материала.

III. ТЕХНОЛОГИЯ CD- и DVD- ДИСКОВ

:03 ММТ 29 Предшественником CD- и DVD- дисков является всем хорошо известная дискета (floppy disk). Этот носитель появился на свет в 1952 году благодаря японскому изобретателю Иоширо Накамацу. Первоначально этот носитель применялся только в Японии в исследовательских лабораториях для записи уравнений в цифровом виде. Но после приобретения лицензии на его производство известной корпорацией IBM им стали пользоваться вначале в Америке, а потом и во всем мире.

:03 ММТ 30 В 80- х годах флоппи - диски стали широко применяться в персональных компьютерах. Первые 5,25- дюймовые диски могли вместить лишь 100 кбайт данных но в конце концов, их емкость возросла до 1,2 Мбайт. В 1987 году появились 3,5- дюймовые гибкие диски. Емкость постепенно увеличилась до 1,44 Мбайта, но на сегодняшний день такого объема для большинства пользователей уже недостаточно. 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.

Технология компакт - 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. 12.1): 1. основного ( базового ); 2. отражающего ; 3. защитного ; 4. декоративного :03 ММТ 31 Рис Структура компакт - диска

Технология компакт - дисков :03 ММТ 32 Компакт - диски бывают трёх типов. 1. Обычные компакт - диски. Они предназначены только для считывания данных и изготавливаются на заводе методом штамповки. Вначале это был единственный тип дисков. 2. Записываемые компакт - диски CD-R (CD recordable). На диски CD-R пользователь может записать с помощью специального дисковода какие - либо данные, однако сделать это можно только один раз. 3. Перезаписываемые компакт - диски CD-RW (CD rewritable). На эти диски данные можно записывать многократно.

Компакт - диски CD-R 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 ): 1. основной ; 2. регистрирующий ; 3. отражающий ; 4. защитный ; 5. декоративный :03 ММТ 33 Рис Структура записываемого компакт - диска

Компакт - диски CD-RW :03 ММТ 34 Теперь немного о перезаписываемых компакт - дисках (CD- RW). На них, как уже говорилось, данные можно записывать многократно. Однако не стоит переоценивать их возможности. Есть два распространённых заблуждения по поводу дисков CD-RW. Заблуждение первое : при использовании дисков CD-RW можно произвольно стирать и дописывать отдельные файлы. Это утверждение совершенно неверно. Запись на диски CD- RW происходит аналогично записи на CD-R: весь диск сразу или за несколько сессий. Отличие состоит в том, что можно дать команду стирания, в результате выполнения которой весь регистрирующий слой вновь одинаково пропускает световые лучи. При этом никаких данных на диске не остаётся. Таким образом, на диск CD-RW можно записать некоторые данные, возможно, в несколько сессий, затем, когда они станут больше не нужны, очистить весь диск целиком, затем опять записывать данные, и так далее.

Компакт - диски CD-RW :03 ММТ 35 Заблуждение второе : стирать старые данные и записывать новые на диск CD-RW можно сколь угодно много раз. Это также совершенно неверно. Правда, существует и обратное заблуждение : некоторые считают, что полный цикл записи и стирания для одного носителя можно произвести не более 10 раз. Именно так для перестраховки утверждали производители первых CD-RW. Спустя некоторое время многие производители стали утверждать, что на диск CD-RW можно произвести до 1000 циклов записи ( иногда говорят даже до ). Отсюда и родилось заблуждение второе. Действительно, ведь стираешь данные с компакт - диска не каждый день. Даже если стирать диск целиком и записывать новые данные приходится каждую неделю ( что тоже невообразимо часто ), то срока жизни такого диска должно хватить приблизительно на 20 лет ( а если считать, что диск выдерживает циклов записи, то на 200 лет ).

Файловые системы компакт - дисков :03 ММТ 36 Для организации файловой структуры на каком - либо носителе необходим стандарт на файловую систему для этого носителя. Наиболее распространённой сегодня является система FAT (File Allocation Table), которая используется на дискетах (FAT 12) и на многих жёстких дисках (FAT16 и FAT32). Кроме того, для винчестеров могут использоваться такие файловые системы, как NTFS и пр. Для компакт - дисков была разработана специальная файловая система, которая, с одной стороны, отвечает требованиям к расположению данных на компакт - диске, а с другой - обеспечивает совместимость, т. е. позволяет использовать приводы компакт - дисков на различных аппаратных платформах и под управлением различных операционных систем. Эта система получила название ISO9660.

Устройство DVD :03 ММТ 37 Внешне DVD- диск напоминает CD: оба являются оптическими дисками диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм. Аналогичны они и по принципам записи цифровой информации. Оба состоят из прозрачной полимерной подложки, отражающего слоя и вспомогательного защитного слоя, придающего им необходимую жесткость. В отражающем слое тем или иным образом формируется своеобразная матрица - в виде закрученной в спираль дорожки с « дырками » ( питами ). Считывание информации производится лазерным лучом, сканирующим отражающую поверхность. При попадании в дырку луч отражается точно на регистрирующий детектор, его сигнал превышает заданный порог, что и соответствует логической единице. При отсутствии дырки луч рассеивается, сигнал с детектора оказывается ниже заданного порога - фиксируется логический ноль.

Устройство DVD CD- и DVD- диски во многом подобны, но их ключевые физические параметры значительно отличаются. В первую очередь следует отметить, что DVD- диски является почти всегда двухсторонними. Два отдельных диска ( толщина каждого составляет 0,6 мм ) склеены между собой нерабочими сторонами. В простейшем варианте данные содержит только одна из сторон, а вторая является пустой. Послойная структура одной половины DVD- диска показана на рис :03 ММТ 38 Рис Послойная структура одной половины DVD- диска

Устройство DVD Главное преимущество DVD- дисков - более высокая информационная емкость - стало возможным в силу ряда технологических решений : в два раза уменьшены геометрические размеры пит ; более чем в два раза уменьшен шаг спирали между соседними дорожками ; для надежного считывания столь « малых » пит применяются лазерный луч с меньшей длиной волны ; используются более эффективные схемы модуляции цифровых данных и улучшенная схема коррекции ошибок, что позволило на порядок повысить надежность считывания данных :03 ММТ 39 Рис Ширина дорожки и размер питов CD- и DVD- дисков

Устройство DVD :03 ММТ 40 Стандарт DVD позволяет реализовать несколько различных конструкций диска. Это односторонние или двусторонние диски, с одним или двумя несущими информацию слоями на каждой стороне. Один слой толщиной 0,6 мм может вместить до 4,7 Гбайт информации, а весь диск - до 17 Гбайт. Возможны четыре разновидности DVD- дисков : DVD-5, DVD-9, DVD-10 hDVD-18.

Устройство DVD DVD-5 ( рис. 12.5) это первая рыночная версия DVD диска - односторонний диск с однослойной записью и емкостью 4,7 Гбайт. DVD-9. С каждой стороны диска может быть не один, а два рабочих информационных слоя ( рис. 12.6). Если первый из них - « основной » - выполняется по стандартной технологии создания пит ( прессования или выжигания ) и напыления отражающего слоя, то второй - полупрозрачный ( коэффициент отражения 40%) - наносится поверх первого :03 ММТ 41 Рис Структура диска DVD-5 Рис Структура диска DVD-9

Устройство DVD DVD-10. В принципе это два диска DVD-5, соединенные вместе ( рис. 12.7). Однослойный двухсторонний диск обеспечивает емкость 9,4 Гбайт. Чтобы считывать информацию с двух сторон диска используется один лазер. На сегодняшний день ни один из производителей оборудования не объявил о Разработке модели, которая позволяла бы воспроизводить такие диски без переворачивания. Впрочем, это и не нужно, так как обычно на таких дисках записываются фильмы в двух версиях : на одной стороне - широкоэкранная версия, на другой - обычная :03 ММТ 42 Рис Структура диска DVD-10

Устройство DVD DVD-18. Структура DVD-18 такая же, как и у DVD-9, но DVD-18 может читаться с обеих сторон { рис. 12.8). В результате обеспечивается двойная емкость по сравнению с DVD Гбайт :03 ММТ 43 Рис Структура диска DVD-18

DVD Video :03 ММТ 44 Основным использованием DVD, по замыслу создателей формата, должны были стать кинофильмы. И действительно, из всех областей применения DVD наибольшее распространение получило именно видео. Формат DVD позволяет получить отличное качество аудио и видео для воспроизведения на большом экране с объемным звуком. Заложенные в формат возможности и бонусные материалы могут вдохнуть новую жизнь в старые хиты и дать покупателю то, что он не может получить в кинотеатре. Количество фильмов, подготовленных на DVD, с каждым годом увеличивается. Кино - и видео - индустрия активно работает над созданием версий современных и классических фильмов для DVD.

Достоинства технологии DVD Video :03 ММТ 45 Цифровые технологии позволили не только хранить и передавать аудио - Информацию, способную в полной мере реализовать настоящую киноатмосферу на дому, но и повысить качество изображения. Стал возможным домашний просмотр кинокартин в их истинном, широком формате. Благо, теперь есть на чем это делать : потребителю предлагаются широкоформатные телевизоры ( с соотношением сторон экрана 16:9 и даже 21:9), проекторы для домашних кинотеатров и даже плазменные панели на любой вкус и кошелек. Они и различаются между собой по соотношению сторон, а, следовательно, и по целостности воспроизведения « широких » форматов.

Достоинства технологии DVD Video Дело в том, что DVD- фильмы сегодня выпускаются в формате 16:9. С другой стороны, телевизионные стандарты PAL и NTSC не позволяют транслировать широкоэкранные фильмы ни в каком другом формате, кроме 4:3. Для разрешения этого противоречия было разработано несколько способов « упаковки » широкоформатной картинки в телевизионный кадр. В конечном итоге при сжатии изображения получается картинка широкого формата, физически записанная в формате 4: :03 ММТ 46 Рис Соотношение сторон экрана

Недостатки технологии DVD Video :03 ММТ 47 Региональная кодировка. Самый неприятный недостаток. Региональную кодировку имеют сами носители, приводы и проигрыватели, аппаратные декодеры и программы - проигрыватели. Причем, если вы не обратите внимания на эту особенность при покупке аппаратного обеспечения, то проблема может усложниться. Хотя, если вы предполагаете смотреть только диски своей зоны, то ничего страшного нет. Каждый плейер содержит код региона, в котором он был продан. Плейер не будет воспроизводить диски, которые запрещены в этом регионе. Но существуют и мультизонные приводы и плейеры. Диски без кодов будут воспроизводиться на любом плейере в любой стране. Это не система шифрования, а лишь один байт информации на диске, который проверяет плейер.

Недостатки технологии DVD Video :03 ММТ 48 Имеются 8 регионов ( или зон ), на которые разделено все пространство земного шара ( очень, кстати, любопытная схема деления ). Плейеры и диски идентифицируются номером области, нарисованным поверх стилизованного глобуса на корпусе или коробке. Если диск может быть воспроизведен в более чем одной области, то на глобусе будет нарисовано несколько цифр. Зоны эти следующие : 1. США, Канада. 2. Япония, Европа, Южная Африка, Ближний Восток ( включая Египет ). 3. Юго - Восточная Азия, Восточная Азия ( включая Гонконг ). 4. Австралия, Новая Зеландия, Тихоокеанские Острова, Центральная Америка, Южная Америка, Карибские острова. 5. Наша зона. Бывший Советский Союз, Индийский полуостров, Африка ( также Северная Корея, Монголия ). 6. Китай. 7. Зарезервировано. 8. Экстерриториальная зона ( самолеты, круизные лайнеры и пр.).

:03 ММТ 49 Рис Региональное кодирование DVD- дисков

Файловая система дисков DVD-Video Большим достижением в обеспечении совместимости в технологии DVD стала принятая в 2000 году единая файловая система MicroUDF. Файловая система MicroUDF - это адаптированная для применения в DVD версия файловой системы UDF (Universal Disk Format), которая, в свою очередь, основана на международном стандарте ISO Эта файловая система постепенно идет на смену устаревшей ISO9660, созданной в свое время для использования в компакт - дисках. На переходный период ( пока не выйдут из обращения компьютерные устройства и диски, работающие в формате ISO9660) будет использоваться файловая система UDF Bridge, которая является некоторой комбинацией MicroUDF и ISO9660. Для записи Audio/Video DVD- дисков может использоваться только MicroUDF :03 ММТ 50

IV. Состояние и перспективы развития DVD- технологий

Туманные перспективы двухслойных носителей :03 ММТ 52 В середине 2004 года на рынке появились первые серийные модели приводов, позволяющих производить запись на двухслойные носители « плюсового » формата (DVD+R DL, или DVD+R9). За счет добавления второго слоя объем носителей удалось увеличить почти вдвое - с 4,7 до 8,5 Гбайт. Однако пока что использование двухслойных носителей приносит пользователям больше проблем, чем выгод. В силу чисто технических причин запись на второй слой осуществляется с более низкой скоростью, вследствие чего запись одного двухслойного диска занимает больше времени, чем двух однослойных.

Туманные перспективы двухслойных носителей :03 ММТ 53 Кроме того, на данном этапе использование двухслойных носителей оказывается нецелесообразным с экономической точки зрения. Двухслойные диски пока значительно дороже однослойных - это объясняется сложностью технологического процесса и высоким уровнем брака при производстве. Даже с учетом почти двукратного превосходства в емкости удельная стоимость хранимых на двухслойных дисках данных получается в раз выше по сравнению с однослойными.

От к LightScribe :03 ММТ 54 Много лет назад, на выставке CeBIT 2002 компания Yamaha продемонстрировала технологию (« диск тату »), которая позволяла наносить текст и изображения на рабочую сторону диска. При этом данные записывались на внутренней ( ближайшей к центральному отверстию ) области диска, а видимые текст и изображения - на внешней. Летом того же года Yamaha выпустила серийную модель привода CRW-F1, в котором была реализована поддержка Для реализации данной функции были внесены некоторые изменения в конструкцию привода : в частности была увеличена мощность записывающего лазера, а также применен новый высокоточный механизм управления скоростью вращения диска.

От к LightScribe :03 ММТ 55 Технология позволяет быстро и легко маркировать диски CD-R непосредственно в записывающем приводе, но обладает при этом серьезным недостатком : поскольку часть рабочей поверхности используется для « оформительских » целей, объем, доступный для записи данных, неизбежно уменьшается. В начале 2004 года компания HP объявила о создании усовершенствованной системы прямого маркирования дисков (Direct Disc Labeling system), получившей коммерческое название LightScribe. Данная технология является совместной разработкой Mitsubishi Kagaku Media (MKM) и HP. В отличие от технология LightScribe предусматривает нанесение изображений не на рабочий слой диска, а на обратную сторону - туда, где обычно располагается этикетка ( разумеется, записываемые диски для этого должны быть снабжены дополнительным светочувствительным слоем ).

От к LightScribe :03 ММТ 56 Для того чтобы воспользоваться технологией LightScribe, необходимо иметь три компонента : LightScribe- совместимый записывающий привод, носитель с дополнительным светочувствительным слоем и специальное программное обеспечение. В этом случае пользователь по окончании записи информации может перевернуть диск и с помощью записывающего привода нанести изображение на его декоративную поверхность. Внедрение технологии LightScribe позволит многим пользователям навсегда забыть про специальные маркеры, наклейки и CD- принтеры.

От к LightScribe :03 ММТ 57 В конце 2004 года Verbatim начала поставки носителей LightScribe CD-R 52 х ; розничная цена упаковки из 10 дисков составляет около 9 $. Кроме того, компания начала продажу носителей LightScribe DVD+R 8x. Одновременно с Verbatim компания TDK тоже объявила о начале поставок носителей LightScribe (CD-R 52x и DVD+R 8 х ). В начале 2005 года было официально подтверждено, что разработчики известного пакета Nero получили сертификат на использование технологии LightScribe. Поддержка LightScribe была реализована в программе Nero версии 6 после установки специального обновления, доступного для загрузки на официальном сайте компании (

Гибридные диски :03 ММТ 58 « Толстый » DualDisc. Несмотря на значительное снижение цен на DVD- приводы и DVD- носители, а также на широкое распространение DVD- проигрывателей, компакт - диски пока не сдают свои позиции. Причин тому много - это и известный консерватизм большинства пользователей, и гигантский « парк », находящихся в эксплуатации устройств, оснащенных CD- приводами. Однако, с точки зрения издателей звуковых и видеозаписей, подобное положение дел является не самым лучшим. Широкое распространение носителей двух различных форматов во многих случаях приводит к необходимости изготавливать одну и ту же продукцию и на CD, и на DVD - а это влечет за собой увеличение производственных затрат и значительное усложнение стратегического планирования.

HD-DVD и Blu-ray Disc :03 ММТ 59 История противоборства двух конкурирующих форматов записи (HD-DVD и Blu-ray Disc), претендующих на право в ближайшем будущем стать общепринятым стандартом оптических дисков высокой плотности, приближается к своей кульминации. В 2004 году были утверждены окончательные версии спецификаций физического уровня HD-DVD-ROM и BD-ROM. Принципиальные различия форматов HD-DVD и Blu-ray Disc: оба стандарта предусматривают использование для считывания данных сине - фиолетового лазера с длиной волны 405 нм, однако параметры оптической системы и формат записи существенно различаются для каждого из них.

HD-DVD и Blu-ray Disc :03 ММТ 60 Рис Сравнение основных параметров приводов и носителей CD, DVD, HD-DVD и Blu-ray Disc

Студия Universal выпустила гибридные Blu-Ray/DVD диски :03 ММТ 61 Новости 07 Дек, 2009 г. - 10:01 Голливудская студия Universal представила новый универсальный диск, объединяющий фильмы в Blu-ray и DVD- формате на одном носителе. С одной стороны такого диска расположены два слоя DVD, а с другой 2 слоя Blu-Ray. Крейг Корнблау, президент студии Universal отметил, что новые носители позволяют людям, не имеющим пока проигрывателя и телевизора высокой чёткости, собирать коллекцию Blu-ray фильмов и просматривать их на своём DVD- плеере.

Студия Universal выпустила гибридные Blu-Ray/DVD диски :03 ММТ 62 Несколько лет назад та же студия Universal вместе с Warner Brothers продвигали аналогичную технологию комбинированных DVD/HD DVD носителей, но формат HD DVD проиграл более перспективному сопернику, и идея на время перестала быть актуальной. Интересно то, что в производстве DVD и HD DVD имели много общего, тогда как Blu-ray и DVD очень сильно отличаются. Поэтому можно ожидать, что стоимость технологии будет достаточно высокой и повлияет на цену фильмов. Первые гибридные диски от Universal вышли 19 января 2010 года. Это была шпионская трилогия про суперагента Борна.

Альтернативные решения :03 ММТ 63 Компания Sony разработала формат оптических носителей Professional Disc for Data (PDD), предназначенных в первую очередь для использования в хранилищах данных. По замыслу создателей, носители PDD являются преемниками ныне используемых 5- дюймовых магнитооптических дисков емкостью 9 Гбайт. Носители PDD будут выпускаться в защитных картриджах ( в таких же, как и магнитооптические диски ); при этом совместимость с накопителями формата Blu-ray Disc не предусмотрена. Емкость носителей PDD первого поколения составит 23,3 Гбайт, а скорость записи - порядка 9 Мбит / с.

Альтернативные решения :03 ММТ 64 Специалисты Sony создали компактный оптический диск оригинальной конструкции, получивший рабочее название Universal Media Disc (UMD). Носитель UMD представляет собой оптический диск диаметром 60 мм и емкостью 1,8 Гбайт, заключенный в защитный картридж. Компания Plasmon еще в середине 2003 года начала продвигать оптические накопители формата UDO (Ultra Density Optical), которые так же, как и PDD, позиционируются в качестве замены накопителей на магнитооптических дисках в корпоративных хранилищах данных.

Что будет дальше ? :03 ММТ 65 Ультрафилетовые приводы. Один из путей дальнейшего повышения удельной плотности записи на оптические носители - уменьшение длины волны лазера, используемого для считывания информации. Существующие сегодня решения на базе сине - фиолетового лазера позволяют записывать от 23 до 27 Гбайт на один слой оптического диска диаметром 120 мм. Наиболее очевидным способом дальнейшего увеличения плотности записи является уменьшение длины волны используемого в приводе источника света. Сотрудники исследовательской лаборатории компании Pioneer провели серию экспериментов. Благодаря уменьшению длины волны ученым удалось вдвое ( по сравнению с Blu-ray Disc) уменьшить ширину дорожки оптического диска и достичь уровня плотности записи, при котором на одном слое 120- миллиметрового диска умещается до 500 Гбайт данных.

Что будет дальше ? :03 ММТ 66 « Бумажные » диски. Весной 2004 года компании Toppan Printing и Sony обнародовали информацию о весьма любопытной совместной разработке. Ученым удалось создать технологию производства 25- гигабайтных ROM- дисков Blu-ray на основе органического сырья. Примерно половину веса таких носителей составляет обычная бумага (!). Голографические накопители. Весьма перспективным направлением считается развитие голографической технологии оптической записи. Однако практическое внедрение принципов голографической записи в оптических приводах сдерживается объективными факторами - прежде всего необходимостью обеспечения строгих требований и допусков к характеристикам и параметрам используемых источников света, элементов оптической системы и материалам, из которых изготавливаются носители.

Голографические накопители :03 ММТ 67 Ведущие разработчики голографических накопителей – японская компания Optware и американская InPhase Technologies – уже выпускают небольшие серии голографических накопителей. Рис Запись данных в голографическом накопителе Рис Чтение данных в голографическом накопителе

:03 ММТ 68