Годом рождения DVD можно считать 1994. К середине 90-х годов в индустрии создания и распространения коммерческих фильмов для домашнего просмотра практически безраздельно царствовали кассеты VHS, хотя огромные преимущества цифровой записи над традиционными аналоговыми к тому времени уже были доказаны. CD-аудио компакты повсеместно вытеснили виниловые диски: чистый звук, малые размеры, удобство и надежность хранения, долговечность по достоинству были оценены миллионами пользователей. Естественным развитием CD-аудио стало появление новых стандартов для других приложений: CD-ROM для хранения компьютерных данных, Photo-CD для распространения цифровых изображений, Video-CD для видеофильмов. Однако качество фильмов на Video-CD, обусловленное ограничениями компрессии MPEG-1, практически осталось на том же уровне, что и у стандартных видеолент. Пожалуй, единственным преимуществом Video-CD была возможность просмотра записанных фильмов на компьютере. Чтобы удовлетворить повышающиеся запросы потребителей к качеству видео, были созданы 12-дюймовые лазерные видеодиски (LD). Несмотря на аналоговый метод записи, они действительно давали определенный выигрыш в качестве, а, кроме того, также как и Video-CD, обеспечивали некоторую интерактивность просмотра и произвольный доступ к отдельным частям записанного материала. Тем не менее, широкого распространения они не получили. Все осознавали, что необходим принципиально новый стандарт для записи видео. И в 1994 г. специальный комитет (Motion Picture Studio Advisory Committe), созданный по инициативе ведущих голливудских компаний, сформулировал основные требования к фильмам на компакт-дисках:

• 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 для CD-дисков.
  

В качестве возможных претендентов были изучены различные форматы, в том числе Super Disc (SD), предложенный в 1995 г. компаниями Toshiba и Warner, и Multimedia CD (MMCD), анонсированный в том же году их извечными соперниками — фирмами Philips и Sony. В качестве компромиссного решения, призванного примирить претендующих на “царство” конкурентов, в конце 1995 г. был создан DVD Consortium, объединивший десять компаний, занимавших лидирующее положение на мировом рынке видеотехнологий (Hitachi, Matsushita, Mitsubishi, Philips, Pioneer, Sony, Thomson, Time Warner, Toshiba и JVC), который и утвердил спецификацию стандарта DVD-дисков. Она включает следующие основные положения:

• 133 минуты или более высококачественного MPEG-2 видео с многоканальным "объемным" звуком;
  

• до 8 языков звукового сопровождения;
  

• субтитры на 32 языках;
  

• интерактивное разветвленное меню с произвольным доступом к различным главам и вариантам отображения;
  

• возможность задания и пользовательского выбора до 9 углов зрения (camera angles) на показываемый объект;
  

• цифровые и аналоговые защиты от копирования;
  

Первоначально аббревиатура DVD была образована от названия Digital Video Disc (цифровой видеодиск), а позже ее стали использовать для обозначения многофункциональных цифровых дисков — Digital Versatile Disc. В 1996 г. были опубликованы спецификации DVD-ROM и DVD-Video форматов (версия 1.0), а в конце 1996 г. в Японии проданы первые DVD-плееры. В 1997 г. широкие продажи DVD начались по всей Америке, а годом позже — в Европе, название DVD Consortium было изменено на DVD Forum, и эта организация стала открытой для вступления новых членов. В настоящее время DVD Forum насчитывает более 200 членов (в том числе более 20 европейских), а в его регламентирующий комитет кроме десяти компаний учредителей вошли еще семь: IBM, Intel, NEC, Sharp, LG Electronics, Samsung, Industry Research Institute of Taiwan. В рамках форума постоянно работают восемь групп по следующим направлениям:

• 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.
  

а также функционируют комитеты по верификации DVD-дисков, DVD- плееров и продвижению DVD-формата.

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 (несущего) 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.

CD- и DVD-диски во многом подобны, но их ключевые физические параметры значительно отличаются.



Главное преимущество DVD-дисков по сравнению с CD – существенно более высокая информационная емкость, обеспечивается большей поверхностной плотностью пит. Достичь такого показателя позволили новые технологические решения, среди которых в первую очередь стоит отметить следующие:

• двухкратное уменьшение геометрических размеров пит;
  

• более чем двухкратное уменьшение шага спирали между соседними дорожками пит;
  

• применение лазерного луча с меньшей длиной волны и увеличенной до 0,6 апертурой фокусирующей линзы для надежного считывания столь малых пит;
  

• использование более эффективных схем модуляции цифровых данных и улучшенной схемы коррекции ошибок, позволяющих на порядок повысить надежность считывания данных, несмотря на более высокую плотность их записи.
  

[color=#006600][b]Еще одно важное отличие DVD-дисков заключается в том, что они всегда двухсторонние. Два отдельных диска (толщина каждого составляет 0,6 мм) склеены между собой нерабочими сторонами. В простейшем варианте данные содержит только одна их сторон, а вторая является пустой. [/b][/color]



С каждой стороны может быть не один, а два рабочих информационных слоя: первый – “основной” - выполняется по стандартной технологии создания пит (прессования или выжигания) и напыления отражающего слоя, а второй – полупрозрачный (коэффициент отражения 40%) – наносится поверх первого.



Для считывания двухслойных дисков применяются сложные оптические головки с переменным фокусным расстоянием. Луч лазера, проходя через полупрозрачный слой, сначала фокусируется на внутреннем информационном слое, а после завершения его чтения — на внешнем. Типы DVD-дисков емкостью от 4,7 до 17 Гбайт приведены ниже. Цифра, содержащаяся в их названии типа, соответствует округленному значению емкости.





Пропорционально емкости возрастает допустимая длительность видеофильма, который может быть размещен на диске: для DVD-5 и каждой стороны DVD-10 – 133 мин, для DVD-9 и каждой стороны DVD-18 — 240 мин. В настоящее время наибольшее распространение получили DVD-5 и DVD-10.

DVD-ROM - это фабрично изготовленный DVD-диск, предназначенный только для чтения (ROM – сокращение от Read Only Memory). Такие диски предполагают массовое тиражирование (тысячи и миллионы экземпляров), что, несмотря на сложность технологии, позволяет существенно снизить себестоимость одного диска. На них можно серийно воспроизвести самую различную информацию, поэтому DVD-ROM может быть DVD-Video, DVD-Audio или компьютерным диском, содержащим, например, мультимедийные приложения. Все типы дисков (DVD-Video, DVD-ROM, DVD-Audio) содержат цифровые данные в файлах, причем файловая система для всех дисков общая. Но DVD-Video и DVD-Audio содержат данные в особых директориях, которые не могут быть пустыми — VIDEO_TS и AUDIO_TS. У обычных DVD-ROM эти директории отсутствуют. Поэтому, говоря о DVD-ROM, часто подразумевают диск с компьютерными данными, а современные компьютеры сегодня нередко оснащаются DVD-ROM-приводами, хотя это дополнение пока не очень популярно (напомним, что для того, чтобы проиграть DVD-фильм на компьютере, кроме привода необходим еще и декодер MPEG-2).

Все данные на дисках DVD-Video подразделяются на две взаимосвязанные категории: навигационные, или управляющие (Control Data), и воспроизводимые объекты (Object or Presentation Data). Навигационные данные служат указателями (адресами) на соответствующие объекты, подобным образом соотносятся таблица FAT (File Allocation Table) компьютерной операционной системы и файлы с данными. Объекты воспроизведения в свою очередь делятся на видео, аудио и графику. Таким образом, DVD-Video диск содержит данные четырех типов.



Напомним, что, согласно спецификации, DVD-Video диски, предназначенные для коммерческого распространения полнометражных фильмов, должны обеспечивать:

• длительность воспроизведения не менее 133 мин (для DVD-5);
  

• объемный звук;
  

• до 32 вариантов субтитров на различных языках;
  

• различные варианты отображения широкоэкранного видео;
  

• защиту от копирования и региональное кодирование;
  

• интерактивность просмотра.
  

В состав DVD-Video кроме динамически меняющегося основного видео могут входить фиксированные изображения (кадры) с различной информацией, требующей внимательного просмотра (чтения), например, страницы со сведениями об авторских правах, предупреждениями против несанкционированного копирования, слайд-шоу из включенных в содержание фотографий или сложные меню. С целью экономии дискового пространства они хранятся на диске не в виде последовательностей, а как отдельные I-кадры.

В DVD-Video присутствуют и особые графические субизображения (произвольного размера – от нескольких пикселей до полного кадра 720х576), состоящие всего из четырех цветов (три + прозрачный). Они используются для отображения поверх видео субтитров, кнопок меню, другой дополнительной графической или текстовой информации. Поскольку стандартом для любого фильма допускается до 32 вариантов субтитров на различных языках (и это в дополнение к восьми вариантам звукового сопровождения), то сохранение на диске субтитров в виде самодостаточных готовых графических файлов, а не специфических кодов букв различных алфавитов, представляется более гибким и надежным решением. Возможность выбора одного из трех цветов отображения позволяет добиваться читаемости текста/графики на любом фоне.

Фильм на DVD-диске превосходит его VHS-копию не только по качеству звука и видео. Не менее привлекательны возможность произвольного доступа к любой части записанного фильма и интерактивное управление различными функциями его просмотра. Иерархическая структура построения DVD-Video является многоуровневой и многослойной. Все содержимое диска делится на различные главы (Titles - наименования, фильмы, альбомы) – их может быть до 99. Главы в свою очередь состоят из разделов (Chapters - сцен, клипов, программ) – максимальное их число то же 99. Переход на любую из частей диска может выполняться “мгновенно”. Каждая глава допускает несколько различных версий развития, связанных, например, с выбором угла наблюдения (камеры), варианта финала, установкой ограничений показа “жестких” сцен (защита родителей). Зритель через экранное меню с помощью дистанционного пульта может выбирать язык для звукового сопровождения и субтитров, угол камеры или даже возможное развитие сюжета, вызывать дополнительную видео и графическую информацию (биографии актеров, подробности съемки и т.д.). Хотя все эти возможности и предусмотрены стандартом, то, насколько они реализуются, зависит от конкретного производителя, и очень часто на DVD- диске размещают только одну главу (например, один фильм).