IT История

С момента своего появления DVD является лакомым кусочком для многих крупнейших производителей. Каждая компания хочет, чтобы на смену CD-ROM пришла именно их разработка. Сколько уже появилось ответвлений и тропинок от одной большой дороги, известной пользователям под аббревиатурой DVD. Вот уже несколько лет мир ИТ-индустрии у перепутья - какую дорогу выбрать. Что признать общепринятым стандартом? Какое новое устройство придет на смену CD-ROM и станет таким же популярным и незаменимым. А заодно и принесет многомиллионные прибыли своим создателям.

Рождение DVD

Далекий 1994 год, впечатленный темпами завоевания компакт-дисками музыкального рынка, Голливуд формулирует требования к дискам для записи на них видеофильмов. Они были следующими:

- разрешение видео выше, чем у лазерных дисков;

- CD-качество звука и объемное звучание;

- не менее 133 минут видео на одной стороне диска;

- одновременно от 3 до 5 различных вариантов языков с возможностью выбора;

- от 4 до 6 различных вариантов субтитров (на тех же или других языках);

- различные форматы отображения широкоэкранного видео на экране;

- возможность запрета просмотра определенных сцен детьми (функция родительской защиты);

- надежная защита от копирования;

- совместимость с существующими CD-дисками (на воспроизведение);

- разделение на части и независимый доступ к ним;

- низкая стоимость производства, сравнимая с достигнутой ценой компакт-дисков.

Мир тогда знал лишь лазерные диски LD, возможности стандартного компьютерного компакт-диска были ограничены несовершенством MPEG-1.

Одновременно с нападками Голливуда и компьютерной индустрии стало очевидно, что мощностей стандартных 600-700 Мб компакт-дисков скоро хватать перестанет. В ожидании тендера на заполнение ниши прошел год. За это время на суд общественности были представлены разработки Toshiba и Warner под амбициозной маркой Super Disc (а полностью Super Density Digital Video Disc). В том же году Sony и Philips анонсировали свои наработки. Уступать не хотел никто, и как это редко, но все-таки случается, компании объединились для совместного решения проблемы. В конце 1995 года 10 мировых лидеров ИТ-индустрии объединили свои усилия для создания следующего поколения компакт-дисков. Точнее, основную цель консорциума Hitachi, Matsushita, Mitsubishi, Philips, Pioneer, Sony, Thomson, Time Warner, Toshiba и JVC можно охарактеризовать как вооруженный нейтралитет для взаимного обогащения, но об этом чуть позже. А пока группа компаний, воодушевленные появлением нового формата сжатия MPEG-2, создает компакт-диск для записи видеофильмов, практически полностью отвечающий требованиям Голливуда. Детище получило имя DVD. Расшифровка была такова: Digital

Video Disc, или цифровой видеодиск. Целый год потребовался инженерам, чтобы утрясти все технические нюансы, а когда они поняли, что же в итоге вышло из под их рук, то быстренько переименовали творение в Di-gital Versatile Disc. То есть цифровой многофункциональный диск.

Словно рыцари, объединенные священной идеей крестового похода, под знамя DVD-консорциума встают еще семь грандов: IBM, Intel, NEC, Sharp, LG Electronics, Samsung, Industry Research Institute of Taiwan. Консор-циум меняет название на DVD-форум (http://www.dvdforum.org/) и заявляет об открытом для прочих разработчиков членстве. Далее число участников форума растет, как снежный ком, устремившийся с горы под силой всемирного тяготения. Сегодня это 240 компаний, расположенных по всему миру. Решено, что форму будет отслеживать:

- DVD-Video спецификация;

- Спецификация физических параметров DVD-дисков;

- Файловая система DVD;

- DVD-Audio спецификация;

- DVD-RAM спецификация;

- DVD-R и DVD-RW спецификации;

- Системы защиты от копирования;

- Промышленные и профессиональные применения DVD.

Казалось бы, расцвет технологии, подкрепленный таким лобби, впереди и видится он исключительно в радужных тонах. Но:. Впрочем, вернемся к техническим деталям и узнаем долю новаторства DVD по отношению к CD.

Внешне DVD и компакт-диск абсолютно идентичны. Тот же самый диаметр 12 сантиметров, та же самая толщина в 12 миллиметров. Такие же и принципы записи цифровой информации. DVD и CD состоят из полимерной прозрачной основы, отражающего слоя и защитного несущего слоя. Считывание информации производится лазерным лучом, сканирующим поверхность отражающего слоя. Различия начинаются на физическом уровне. Основное из них - это число сторон. На DVD их две. Она может использоваться либо не использоваться, но ее наличие обязательно. Емкость первого DVD-диска составляла 4.7 Гигабайта. Минимальная длина пита, вследствие этого, уменьшилась вдвое, до 440 нанометров. Вдвое же сократился и шаг спирали до 740 нанометров. Длина волны лазера вместо 780 нм стала 635. Все эти параметры взаимосвязаны. Чтобы увеличить объем записываемой информации, понадобилось уменьшить геометрические размеры. Для считывания уменьшившихся пит понадобилось изменение характеристик лазера. Пришлось модифицировать и способ коррекции ошибок. На смену CIRC пришел, пусть и более медленный, но надежный RSPC. Итак, роды прошли удачно. Дитя быстро встало на ноги и окрепло. В 1996 году спецификации новой технологии получили широкую огласку. А уже в конце того же года в стране Восходящего Солнца в продажу поступили первые DVD-плееры. В 1997 году DVD завоевывает Северную Америку. 1998 год - Старый Свет начинает постепенно приобщаться к новинке.

Голливуд остался доволен. Качество, полученное благодаря DVD, ничуть не уступало, а в чем-то и превосходило воспроизведение обыкновенной магнитной ленты на видеомагнитофоне. Мало того, что процесс перемотки кассеты стал для владельцев DVD-плееров анахронизмом, так открылись еще и уникальные возможности, неведомые доселе. Запись отдельно нескольких звуковых дорожек, возможность демонстрации субтитров на 32 языках мира или восемь языков на выбор в озвучивании каждого фильма, а также цифровая и аналоговая защита от копирования.

DVD-форматы

Первым получившим широкое распространение форматом DVD стал так называемый DVD-5. Фактически, это был компакт-диск в миниатюре, увеличивший благодаря этому свой объем. Но техническая мысль не стояла на месте и очень скоро родила DVD-9. Раз уж все равно менять лазер в считывающей головке, так почему бы не изменить ему еще и фокусировку. Так DVD стали многослойными.

Фокус заключался в том, что на рабочей поверхности диска появлялся дополнительный слой. А для того чтобы не нарушать работоспособность основного слоя, он делался из полупрозрачного материала. Основной слой, как и раньше, вырабатывался прессованием, а второй дополнительный полупрозрачный наносился при помощи напыления. Рабочий объем диска увеличился еще в 2 раза и составил 8.54 Гигабайта. Логичным продолжением этих технологий стали DVD-10 (диск стал двусторонним, каждая из сторон выполнялась по технологиям DVD-5) с объемом 9.4 Гбайта и DVD-18 (то же самое для DVD-9) с впечатляющим объемом 17.08 Гигабайта.

Независимо от того, для чего используется DVD (для видеофильмов, аудио или цифровых данных), в них применяется общая файловая система, названная UDF Bridge Format. Она является комбинацией Micro-UDF и ISO 9660. UDF (Universal Disk Format) - это файловая система, разработанная ассоциацией OSTA (Optical Storage Technology Association) на базе стандарта ISO 13346. Она является очень гибким многоплатформенным стандартом, используемым, в частности, в магнитооптических накопителях и DVD. ISO 9660 - стандарт файловой системы для CD-ROM в РС-приложениях. Он включен в UDF Bridge для обеспечения совместимости с существующим программным обеспечением.

На самом верхнем уровне принципиальной файловой структуры DVD-диск - это том (Volume), содержащий файлы данных различного типа (в рамках UDF Bridge Format системы). Том делится на зоны видео (директория Video_TS), аудио (директория Audio_TS) и зону данных остальных типов (например, компьютерных данных общего назначения, обычно составляющих основное содержимое DVD-ROM). Поэтому не удивляйтесь тому, что на вашем компьютерном DVD будут иметься два каталога Video_TS и Audio_TS - напомним, что файловая система для всех типов дисков одинаковая. DVD для видеоплееров должны содержать все файлы в соответствующей директории. Причем, файлы должны иметь имя не более 8 символов и 3 на расширение, а также записываться в виде непрерывной последовательности. В файлах содержится не только видеопоток, но и звук, и те самые многонациональные субтитры. С информационной точки зрения, все данные на DVD-Video разделяются на две взаимосвязанные категории: навигационные или, по-другому, управляющие (Control Data) и, собственно, воспроизводимые объекты (Object or Presentation Data). Навигационные данные служат указателями (адресами) на соответствующие объекты. Здесь можно увидеть аналогию между FAT-таблицей (File Allocation Table) компьютерной операционной системы и собственно файлами с данными. Объекты воспроизведения, в свою очередь, делятся на видео, аудио и графику.

Это лишь верхняя часть айсберга файловой системы DVD. Возможности DVD практически безграничны (представьте себе, сколько информации можно записать на несколько десятков гигабайт). Одной из документированных возможностей DVD является возможность задания и пользовательского выбора до 9 углов зрения на показываемый объект. Чтобы создать диск, использующий все средства DVD, нужны тысячи долларов. Технология съемки кино может претерпеть значительные изменения, если бы изначально она была направлена на DVD-технологию.

К концу девяностых мир ИТ охватила новая революция. Казалось бы, изживающий себя компакт-диск нанес ответный удар по своему новоиспеченному конкуренту DVD. Стала находить массовое применение технология CD-R и CD-RW. Сама возможность многократной перезаписи компакт-диска оказалась чрезвычайно заманчивой для пользователей. А аппаратура для этого (а проще говоря, записывающий CD-привод) становилась доступной практически каждому. Было понятно - чтобы отвоевать сердца консерваторов, нужно создать нечто подобное. Народился новый стандарт - DVD-R. DVD, который можно записать, но лишь однажды. А в 1997 году на рынке появился DVD-Recorder от компании Pioneer. Стоимость пишущего драйва была: 17 тысяч долларов!!! За два года стоимость такой игрушки снизилась всего в три раза. DVD-R исполнялись в двух типах: с возможностью полного копирования и защищенного. Болванки при этом для них были разными. Во втором (более дешевом) случае у пользователя отсутствовала возможность перенести на копию слово, необходимое для расшифровки алгоритма сжатия, что делало невозможным копирование лицензионного и защищенного авторскими правами материала. Если же такая необходимость возникала, то ее себестоимость значительно превышала прибыль от нелегального копирования, естественно, защищая свой копирайт. Именно этот факт значительно затормозил развитие DVD как достойного преемника CD. Слишком дорого стоили (да и стоят) DVD-диски и проигрыватели. До начала следующего тысячелетия они оставались забавой для богатых. Вещью, которую нельзя было назвать практичной.

Три формата на один DVD

Развитие DVD требовало быстрого создания недорогого формата, способного выдерживать несколько перезаписей. Причем оборудованием, по стоимости сопоставимым с нынешними CD-RW-приводами. И здесь начался великий раскол в стане DVD-форума. Никто из грандов не захотел принести в жертву свои корпоративные интересы, мечтая обогатиться в одиночку. Началось великое противостояние трех китов: DVD-RAM, DVR - RW и DVD +RW. Первым исторически, в 1997 году, был DVD-RAM. Детище тогда еще единого DVD-форума, DVD-RAM долгое время оставался своеобразным ответом Чемберлену . Он как бы был, но был никому не нужен на приводах ценою в несколько десятков тысяч долларов.

Конструктивное отличие записываемых и перезаписываемых дисков от фабрично тиражируемых DVD-ROM заключается в наличии специального пигментного слоя между прозрачной подложкой и отражающей поверхностью. Дырки в таком слое не штампуются, а выжигаются лазерным лучом повышенной мощности соответствующего рекодера. Технологической особенностью такой записи было использование лазера с длиной волны в 635 нм, хотя чтение DVD-дисков возможно как на 635, так и 650 нм. Важно отметить, что в то же время во всех DVD-Video-плеерах и DVD-ROM-приводах для чтения используются лазеры на 650 нм. Процесс перезаписи основан на свойстве изменения фазового состояния специального органического красителя, используемого в RW-дисках в качестве физического носителя информации. Более подробно, при точечном нагреве лучом лазера (на 650 нм) до определенной температуры красителя. Здесь и скрывалась непрактичность применения первенца DVD-RAM. Такие диски совершенно отказывались читаться на домашних DVD-плеерах. Отражающая способность поверхности, которая у DVD-RW и им подобным заметно меньше, чем у стандартных однослойных DVD-ROM-дисков, но совпадает с соответствующим значением двухслойных дисков. DVD-спецификация требует, чтобы все плееры читали двухслойные диски. И большинство устройств декларируют такую возможность, так что они должны регистрировать изменения интенсивности луча лазера, отраженного от поверхности DVD+RW-диска. Так что, теоретически должна быть 100% совместимость с перезаписываемыми дисками. Однако некоторые модели DVD-ROM-приводов и DVD-Video-плееров могут ошибочно воспринимать такие диски как просто двухслойные обычные диски и пытаться считать информацию с отсутствующего второго слоя. И в недоумении почесывают свои лазерные головки. А при такой стоимости применение DVD-RAM для домашней архивации и резервного копирования данных было просто невозможным. Оставался узкий круг корпоративных клиентов, едва востребовавший и окупивший потраченные на разработку стандарта средства. В основном эти финансовые вливания делали Pioneer и Panasonic. Не погибнуть разработке дал один неоспоримый плюс - число возможных перезаписей. DVD выдерживал до 100 тысяч сеансов изменения своего содержимого.

Но требовалась более экономичная модель, и тот же самый Pioneer стал развивать технологию DVD-RW. Вроде бы проект получил официальную поддержку DVD Forum и намеревался стать единственным и неповторимым . Если бы не проворные европейцы из Philips, Ricoh и примкнувший к ним Hewlett Packard. Как лукаво заметил представитель Philips на презентации нового формата: Мы просто добавили кнопку записи . Они вывели в своих секретных лабораториях совершенно иной стандарт - CD+RW. Ряд отличий от обычных DVD можно проследить в предложенной таблице (см. таблицу 1).

Главные отличия кроются в технологическом процессе и, как ни странно, в совместимости устройств. Перед покупателем стоит выбор из трех вариантов записываемых DVD. В количестве возможных перезаписей лидирует DVD-RAM, опережая своих конкурентов в 100 раз. Плюсы DVD-RW - это лучшая совместимость с домашними DVD-плеерами старших поколений. Теоретически перепрошивка микрокода накопителя способна справиться с этой проблемой, но вряд ли такие программы будут выпущены для большого числа устаревших продуктов. DVD+RW способен на чтение обыкновенных компакт-дисков самых разных формаций. Позитив RW немногим, но дешевле RW со знаком минус. Но самые страшные технические детали фирмы разработчики, как всегда, держат в строжайшем секрете.

А ведь есть еще и могущественная Sony, которая обещает в скором времени выдвинуть на рынок DVD с возможностью чтения стандартным CD-ROM-приводом. Компании Sonic Solutions и Ravisent Technologies представили DVD-формат, который получил название cDVD. Он, позволяет записывать на стандартные DVD-диски данные, которые могут быть считаны на CD-ROM-дисководе. Благодаря этому изобретению пользователи, у которых нет DVD-плееров, смогут считывать информацию с DVD-дисков на обычных CD-ROM'ах. Пользователи ПК смогут просматривать на своих компьютерах высококачественное MPEG-видео. Как сообщается, новая технология будет использована в пакете Popular DVDit.

Консорциум как средство конкурентной борьбы

Итогом этого технологического раскола стало образование сразу трех объединений самых могущественных компаний, поддерживающих тот или иной формат. Первое из них - это старый добрый DVD Forum. Вынужденные поддерживать свое детище DVD-RAM, эта группа компаний долго отказывала в признании даже DVD-RW. Столь долго, что активисты этого формата летом 2000 года образовали собственный консорциум RW Products Promotion Initiative (RWPPI, http://www.rwppi.com/) по продвижению продуктов DVD-RW. Первоначально это было практически японское объединение, но со временем и остальная планета приобщилась к новым идеям. На данный момент около 40 компаний включились в продвижение продуктов DVD-RW . Это такие известные имена, как Aiwa, Yamaha, Fuji, Sanyo, Nikon, Sharp, Sony, Hitachi, TDK, Zoran, Samsung, Eastman Kodak, Thomson, JVC, LG. Уже в феврале прошлого года DVD-форум признал DVD-RW официальным стандартом для компьютерной периферии, фактически отказав тем самым в поддержке своему более раннему творению, DVD-RAM. Разработчикам удалось переманить на свою сторону таких монстров, как Compaq и Apple, подписавших соглашение о сотрудничестве и поставках новых драйвов к своим PC и MAC.

В ответ на эту японскую экспансию Европа выдала свой консорциум - DVD+RW (http://www.dvdrw.com/). Его ряды полнили Philips, Ricoh, Sony, HP, Yamaha, Thomson, Hitachi, Mitsubishi. Как видите, в этих двух реестрах немало перекликающихся имен. Борьба явно еще не закончена, и многие крупные корпорации, желая подстраховаться, поддерживают оба предложенных формата.

Консорциум уже давно перестал быть объединяющим фактором, а превратился в некий кулак, которым удобнее бить по столу во время деловых переговоров. Даже такое декоративное с точки зрения полномочий предприятие, как DVD-форум, подчас играет краплеными картами. Происходит постепенный переход к откровенному лоббированию интересов фирм, входящих в DVD-форум. Например, мера против производителей плееров из Тайваня. Требования пройти обязательную сертификацию или лишение права на использование логотипа DVD. При этом тайцы занимают нишу на рынке производителей плееров порядка 14%. А о способах получения этой лицензии и говорить не приходится. Не слишком разборчивы в средствах и другие консорциумы. Каждый стремится сделать именно свой формат официально признанным и идет на закулисные переговоры с самыми крупными производителями железа .

Место битвы: CeBIT

Но любимым ристалищем конкурентов является ганноверский CeBIT. Второй год подряд выставка достижений компьютерного хозяйства всей планеты пристально наблюдает за разрешением проблемы в мире DVD.

Напомним, что CeBIT-2001 прошел под знаком споров между DVD-RAM, DVD-RW и DVD+RW. Специально под выставку ведущие компании разработали записывающие приводы, пытаясь перещеголять друг друга в цене и производительности, а также стоимости расходных материалов. Поборники CD+RW представили тогда еще и домашний записывающий DVD-плеер. Стоимостью 2500 долларов. Аналогичное устройство для компьютера стоило 750 долларов. Panasonic тогда упрямо пытался реанимировать DVD-RAM. А Pioneer (заметим, во всех смыслах этого слова - эта же фирма создала и первый пишущий DVD-драйв) продемонстрировала конкурирующий формат DVD-RW. Именно CeBIT-2001 стал отправной точкой нового витка борьбы между корпорациями. Из мира теоретических выкладок и технологических новинок противостояние перешло в разряд коммерческой конкуренции конкретных продуктов.

Между тем, прошел год, а исход сражения за DVD до сих пор не ясен. А в момент редкого перемирия путаницу умудрилась внести Sony Corporation. Японцы выкинули на американский рынок свою новинку из околоконкурентной области - DD-RW. Компакт-диск двойной плотности был призван поддержать морально устаревший формат CD-RW. Двойная плотность расширила емкость классического диска до 1.3 Гб. Конечно, несопоставимо с минимальными 3.4 Гб все еще не стандартизированного DVD, но все же дешевая альтернатива.

CeBIT-2002 принес новые технологии и новый раскол в стан DVD-форума. Девять ведущих грандов из форума объявили, ни много ни мало, о новом поколении DVD! Технология получила название Blue-Ray ( Синий лазер ). Увеличение плотности записи позволит улучшить качество воспроизводимых фильмов. А кроме этого, новаторы намерены перенести DVD на новоявленный формат сжатия MPEG-4. За качество приходится платить, а не всем понятно такое стремление к уплотнению в нынешних условиях, когда и имеющиеся возможности DVD не используются на все 100 процентов. И в противовес 9 новаторам образовалось лобби из 11 консерваторов, считающих нецелесообразным переход на иной тип лазера и увеличение битрейта. Разумный довод - зачем вызывать удорожание и без того недешевого удовольствия DVD? Спор так и не выявил фаворита в ходе прошедшего CeBIT. В Ганновере Hewlett Packard порадовал нас очередным уменьшением цен на записывающие DVD-драйвы. Для формата DVD+RW стоимость подобных устройств сегодня порядка 600 долларов и обещает в ближайшем будущем опуститься до планки 500. Будем ждать следующего CeBIT, который, может быть, даст ответы на многие уже давно возникшие вопросы.