DVD (Digital Versatile Disk

Formatul de baza al CD / CD-ROM-ului se cunostea cam din 1980. De atunci tehnologia s-a mai imbunatatit, astfel incat discurile optice de mare capacitate sunt acum realizabile economic si cerute intens pe piata. Industriei cinematografice i-ar placea foarte mult sa inlocuiasca benzile video analogice cu discuri digitale, de vreme ce discurile ofera o calitate mai buna a imaginilor si sunetului, sunt mai ieftine, dureaza mai mult, ocupa mai putin spatiu in videoteci si nu trebuie derulate. Companiile producatoare de bunuri electronice de larg consum cauta un nou produs exploziv, si mai multe companii de calculatoare ar vrea sa-si adauge optiuni multimedia la produsele lor software.

Aceasta combinatie de tehnologie si cereri din partea a trei industrii extrem de puternice si de bogate, a condus la DVD, initial acronim pentru Digital Video Disk (disc video digital), oficial acum Digital Versatile Disk (disc universal digital).

Asemanator cu CD-ul, DVD-ul are cinci variante si respectiv cinci carti pentru definirea caracteristicilor:

DVD-ROM    - mediu de stocare de mare capacitate;

DVD-Video - mediu de stocare digital pentru filme de lung metraj;

DVD-Audio - format de stocare digital, exclusiv audio (similar cu CD-Audio)

DVD-R - disc video digital inregistrabil - permite o inregistrare si mai multe citiri (inrudit cu CD-R)

DVD-RAM - disc digital care se poate reinscriptiona.

Cu aceleasi dimensiuni ca si CD-ul standard (diametru de 120 mm, grosime 1.2 mm), discurile DVD furnizeaza o capacitate de stocare mai mare de 17 GB.

Discurile tip DVD au fost definite in patru formate:

DVD-5- o singura fata, un strat -capacitate de stocare 4.7 GB

DVD-9- o singura fata, doua straturi -capacitate de stocare 8.5 GB

DVD-10 - doua fete cu cate un strat -capacitate de stocare 9.4 GB

DVD-18- doua fete cu cate doua straturi -capacitate de stocare 17 GB.

Asemanarile intre DVD si CD sunt multiple: diametrul de 120 mm, din policarbonat -cu cavitati si soluri-, grosime 1.2 mm, iluminarea cu o dioda laser, citirea cu un foto-detector.

Diferentele intre DVD si CD sunt:

Pistele sunt mai apropiate la DVD, distanta intre doua piste fiind de 0.74 µm (fata de 1.6 µm la CD, figura 2.24). Cavitatile in care sunt stocate informatiile sunt mai mici si astfel se asigura mai multe cavitati per pista. Lungimea minima a unei cavitati pentru discul DVD cu un strat este de 0.4 µm (fata de 0.834 µm la CD). Micsorarea cavitatilor conduce la necesitatea unui spot laser mai mic. DVD realizeaza aceasta prin utilizarea unui laser infrarosu cu lungimea de unda de 635 nm sau 650 nm (fata de 780 nm la CD).

Specificatiile DVD permit citirea a patru formate. Philips si Sony doreau discuri cu o singura fata si doua straturi pentru versiunea de capacitate mare, dar Toshiba si Time Warner doreau discuri cu doua fete si un singur strat. Philips si Sony nu credeau ca utilizatorii sunt dispusi sa intoarca discurile, iar Time Warner nu credea ca doua straturi pe o singura fata vor functiona vreodata. Compromisul facut: toate variantele sunt acceptate, dar piata va hotari care va rezista.

Tehnologia cu doua straturi depune un strat reflectorizant la baza, acoperit de un strat semireflectorizant (figura 2.25). In functie de focalizare, razele laserului sunt reflectate de strat sau de celalalt. Stratul de dedesubt are nevoie de cavitati si soluri de dimensiuni ceva mai mari, pentru a prezenta siguranta in functionare, astfel incat capacitatea sa este diminuata fata de cea a stratului superior.

CD DVD

Figura 2. Compararea CD si DVD

Figura 2. Straturile unui DVD cu o fata

Discurile cu doua fete sunt obtinute prin lipirea spate in spate a doua discuri de 0.6 mm cu o singura fata (figura 2.26). Pentru a asigura o grosime standard pentru toate variantele, un disc cu o singura fata consta dintr-un disc de 0.6 mm lipit de un substrat neinscriptionat (cu continut ce urmeaza a fi definit).

Figura 2. Straturile unui DVD cu doua fete

1 UDF (Universal Disk Format

Una din marile realizari ale DVD este faptul ca a facut posibila utilizarea CD-urilor pentru date video si audio sau combinate in cadrul unei structuri de fisier numita UDF (Universal Disk Format). Promovat de Optical Storage Technology Association (OSTA), structura UDF asigura ca orice fisier poate fi accesat de orice unitate, calculator sau utilizator video. UDF depaseste problemele de incompatibilitate ale CD-urilor, cand standardul a trebuit rescris pentru fiecare noua aplicatie (de exemplu, multimedia). Deoarece UDF nu a fost suportat de sistemele Windows, pana la aparitia versiunii Windows 98, furnizorii de DVD au fost nevoiti sa utilizeze un format intermediar numit UDF Bridge. Acesta este un hibrid intre UDF si ISO 9660. Windows 95 OSR 2 (dar nu si versiunile mai vechi) suporta UDF Bridge.

2 DVD-ROM

Ca in cazul discurilor DVD, si unitatea DVD-ROM difera usor de unitatea CD-ROM (figurile 2.27 si 2.28). In interiorul unitatii sunt mai multe asemanari decat deosebiri:

interfata este ATAPI sau SCSI;

pe CD-ROM datele sunt inregistrate aproape de suprafata exterioara fata de DVD unde datele se stocheaza in stratul din mijloc; de aceea aceste discuri pot avea doua fete.

Unitatea DVD-ROM roteste discul mai lent decat unitatea CD-ROM cu aceeasi rata de transfer. In timp ce unitatea CD-ROM cu viteza simpla asigura o rata de transfer de 150 KB/s, unitatea DVD-ROM 1x poate asigura o rata de transfer de 1250 KB/s care este aproximativ viteza unei unitati CD-ROM 8x

Figura 2. DVD-ROM si raza laser

Figura 2. Comparatia intre tehnologia CD si a DVD

Unitatile DVD-ROM au inceput a fi general disponibile in 1997, fiind capabile sa citeasca CD-ROM-uri cu viteza 12x. Ca si unitatile de CD-ROM, au aparut in 1998 unitati DVD-ROM cu viteze crescute. In anul 1999 au existat deja unitati DVD cu viteza 6x (cu o rata de transfer de 8100 KB/s) care au fost capabile sa citeasca CD-ROM-uri cu viteza 32x

DVD-Video

DVD-Video utilizeaza compresia MPEG-2 pentru stocarea semnalului video.

MPEG-2 ofera o mai buna compresie decat MPEG-1 si imaginile pastreaza toate calitatile. MPEG-2 video utilizeaza 480 linii orizontale per cadru (720 x 480 pixeli) fata de 425 linii pentru laser-disc si 250 - 270 linii pentru VHS - Video.

In tabelul 2.4 sunt precizate capacitatile de stocare ale diferitelor tipuri de discuri DVD cu compresie MPEG-2.

Tabelul 2.4

Tabelul 2.5 marcheaza diferitele caracteristici ale comprimarii cu MPEG - 2 respectiv MPEG - 1.

Tabelul 2.5

Discurile video DVD sunt protejate pentru efectuarea copiilor neautorizate. La nivelul anului 1999 au existat patru astfel de protectii:

CGMS - informatia CGMS este incrustata in semnalul video de iesire. Pentru a lucra cu CGMS, echipamentul trebuie sa recunoasca si sa respecte codul respectiv.

CSS (Content Scrambling System) - cu acest mod datele nu pot fi citite direct de pe disc. Sistemul necesita ca unitatea DVD-ROM si decodorul video (hardware si software) sa aibe posibilitatea de decriptare a circuitului care decodifica datele inainte de proiectie.

APS (Analogue Protection System) - previne copierea in VCR .

DTCP (Digital Transmission Content Protection) - numit si 5CP - pentru cinci companii: Intel, Sony, Hitachi, Matsushita si Toshiba - care au decis in 1998 marcarea cu standardul CGMS copy never (nici o copiere) sau copy once (o singura copiere).

4 DVD-R (DVD - Recordable)

DVD-R a aparut in toamna anului 1997 cu o capacitate initiala de 3.95 GB pentru o parte. DVD-R nu are chiar capacitatea DVD-ROM-ului.

DVD-R utilizeaza tehnologia vopselei polimerice, ca si CD-R, si este compatibil cu aproape toate unitatile DVD. In anul 1999 capacitatea acestor discuri a crescut pana la 4.7 GB. DVD-R sunt relativ foarte scumpe.

5 DVD-RAM

Unitatile DVD-ROM reinscriptionabile (DVD-RAM) utilizeaza tehnologia schimbarii de faza cu cateva elemente din tehnologia MO si nu tehnologia pur optica a CD-urilor.

In tabelul 2.6 sunt prezentate compatibilitati intre diverse unitati DVD si CD.

Tabelul 2.6

6 DVD - Audio

Este interesant de notat ca primul mediu de stocare optic facut accesibil tuturor a fost CD-audio. Abia in 1990 CD-ROM-ul a devenit element standard pentru echipamentele tip calculator personal.

Pentru inregistrarile de mare fidelitate pe CD-uri, s-au creat noi standarde care inca se infrunta pentru a deveni urmatorul standard acceptat pentru DVD-Audio. Printre acestea sunt: SACD (Super Audio CD) si DAD (Digital Audio Disc). Cand unul dintre acestea va fi decisiv, atunci se vor putea produce discuri cu date cu rezolutie de 24 biti la 96 kHz rata de esantionare fata de actualul format 16 biti la 44.1 kHz.

Formatul SACD este compatibil cu dispozitivele reproducatoare existente, si acesta poate fi in avantajul acceptarii de catre consumatori.

Capacitatea discurilor DVD-Audio cu doua straturi este intre 2 si 4 ore, iar cele cu un singur strat au capacitatea injumatatita.