DVD Tehnoloģija

Autors: Nezināms

Pēc ilgāka laika perioda, kas pavadīts plānojot un izstrādājot, parādījies jauns formāts, kuru visi ir tā gaidījuši. DVD formāta parādīšanās iezīmēja pārēju uz daudz augstākas kvalitātes skaņas un video datu glabāšanu un izmantošanu.

            Pirmsākumos saīsinājums DVD tika atšifrēts kā digital video disc, tas ir, lielas ietilpības optiskie diski. Šie diski tiek izmantoti datorprogrammu un pielikumprogrammu glabāšanai, kā arī glabājot pilnmetrāžas filmas un augstas kvalitātes skaņu. Tādēļ, saīsinājuma DVD atšifrējums digital versatile disc, tas ir, universiālais digitālais disks - ir daudz loģiskāks.

 

Ārpusēji, DVD diski izskatās kā parastie CD-ROM diski. Bet tikai DVD iespēju robežas sniedzas daudz tālāk. DVD diskos ir iespējams glabāt 26 reizes vairāk datu nekā salīdzinot ar parastajiem CD-ROM diskiem. Ar tiem piemītošo parasto kompaktdisku vai CD-ROM ārējo izskatu un izmēriem, DVD diski ir izraisījuši lielu lēcienu datu glabāšanas ietilpības jomā, salīdzinot ar saviem senčiem, kas ļauj ietilpināt sevī 650 MB datu. Standarta vienpusējais, vienslāņa DVD disks var glabāt 4,7 GB datu. Bet tā nav galējā robeža - DVD diski var tikt izgatavoti pēc divslāņu standarta, kas ļauj vienas puses ietilpību palielināt līdz 8,5 GB. Bez tam, DVD diski mēdz arī būt divpusēji, kas palielina viena diska ietilpību līdz 17 GB. Par nelaimi, lai nolasītu DVD diskus, Jums būs nepieciešams iegādāties jaunu diskiekārtu, bet tā tik pat labi lasīs arī Jūsu vecos CD-ROM diskus un CD audiodiskus. Ko dod mums šī grandiozā diskietilpība? Tas nozīmē, ka mums ir parādījušās tik tiešām lielas iespējas izklaides un izglītības jomā, iespēja skatīties videofilmas ar satriecošu attēla un skaņas kvalitāti. DVD diski nodrošina daudz skaidrāku un kvalitatīvāku attēlu, kā lāzerdiski (LD) un daudz spilgtāku, piesātinātāku skaņu, kā CD diski. Bez tam DVD diski dod izvēles iespējas. Ir iespēja izvēlēties no kāda rakursa noskatīties filmas scēnu, pateicoties tam, ka viena un tā pati scēna tiek uzņemta no dažādiem kameras atrašanās lenķiem. Tādā veidā, vienu un to pašu filmu var skatīties, piemēram, ar vardarbības sižetiem vai bez tiem, bet vienas un tās pašas filmas sižetu var neticami izmainīt. Un praktiski viss tas jau ir pārdošanā! Tālāk, mēs ielūkosimies tehnoloģijā, kas sniedz mums tik daudz iespēju.

DVD tehnoloģija.

            Kā CD-ROM diski, tā arī DVD glabā datus šūnās, kuras izvietotas uz spirālveida treka, un kuri savukārt izvietoti uz atstarojošas metāliskas virsmas, un kas pārklāta ar plastikātu. DVD nolasīšanas ierīcēs izmantotais lāzera stars slīd pāri uz treka novietotajām šūniņām, un šis lāzera stars ar uztverošās iekārtas palīdzību tiek interpretēts vieninieku un nuļļu veidā.

            Pamatprasības, izstrādājot DVD, bija skaidri noteiktas: paaugstināt diska datu ietilpību uz datu šūniņu blīvāka izvietojuma rēķina, pie tam izgatavošanas tehnoloģijai ir jābūt lētai.

            Pētījumu rezultātā tika izgatavots ievērojami kvalitatīvāks pusvadītāju lāzers ar mazāku viļņu garumu, kā rezultātā kļuva iespējams izmantot daudz mazāka izmēra datu šūniņas.

            Ja lāzera staram parastā CD-ROM iekārtā viļņa garums ir 780 - nanometru (nm), tad DVD iekārta izmanto lāzera staru ar viļņa garumiem 650 - nm vai 635 - nm, kas ļauj ar lāzera staru pārklāt divas reizes vairāk viena treka šūniņu, un divas reizes vairāk treku, kuri atrodas uz ierakstāmās virsmas.

            Citi jaunievedumi - jaunais sektoru formāts, daudz drošāka kļūdu korekcija, un uzlabota kanālu modulācija.

            Šie uzlabojumi kopā ņemti, papildus palielina datu ierakstīšanas blīvumu pusotru reizi. Stingrās ražošanas prasības un ne sevišķi lielā ierakstīšanas virsma, ir kļuvuši par vienīgajiem šķēršļiem, izstrādājot DVD, un kuru dēļ uz diska izvietojamo datu blīvums ir ierobežots līdz 4,7 Gb. Bet ir izrādījies, ka tā nav galējā robeža.

            Ierakstot DVD diskos video un skaņu, tiek izmantota ļoti sarežģīta datu kompresēšanas tehnoloģija, un kuru dēvē par MPEG-2. MPEG-2 ir video un skaņas datu saspiešanas (kompresijas) standarts, un tas nodrošina iespēju uz mazākas virsmas izvietot lielus informācijas apjomus. MPEG standartam ir zemāk minētās paaudzes.

            Kompresijas standartu MPEG ir izstrādājusi Kinomategrāfijas ekspertu grupa (Moving Picture Experts Group -MPEG). MPEG tas ir standarts, kas paredzēts skaņas un video failu kompresēšanai daudz ērtākā ielādēšanas un pārsūtīšanas formātā, piemēram, pielietošanai Internetā. MPEG-1 standartā skaņas un video datu plūsmas tiek pārraidītas ar ātrumu 150 kilobaiti sekundē, ar tādu pašu ātrumu kā viena ātruma (1-x) CD-ROM iekārtā. Šai standartā dati tiek vadīti ar galveno video kadru izvēles paņēmienu, aizpildot tikai tos apgabalus, kuri mainās starp kadriem. Par nelaimi, MPEG-1 nodrošina daudz zemākas kvalitātes videoattēlu, kā tiek pārraidīts televīzijas standartā.

            MPEG-2 standarta kompresija kardināli maina lietas būtību. Vairāk kā 97% digitālo datu, kas nodrošina video signālu, tiek dublēti, tas ir, tiek nodrošināta rezerve un tie var tikt sakompresēti bez zudumiem attēla kvalitātē. Tātad rezerves algoritms. Rezerves dzēšanas procesa rezultātā, tiek nodrošināta lieliska videoattēla kvalitāte MPEG-2 formātā pie daudz zemāka datu pārraides ātruma. Aiz šī iemesla, mūsdienu videoprogrammu nodrošināšanas līdzekļi, tādi kā digitālās satelītu sistēmas un DVD, izmanto tieši šo MPEG-2 standartu.

Datu pārraides ātrums un piekļuves ātrums.

            Esošajām DVD iekārtām ir nedaudz mazāks disku griešanās ātrums, salīdzinājumā ar novecojušajām CD-ROM iekārtām ar 3-x diska griešanās ātrumu. Pateicoties lielajam datu blīvumam uz DVD diska, to pārraides ātrums atbilst CD-ROM iekārtas 9-x griešanās ātrumam, ko ciparos var izteikt kā 1,3 MB/s.

            Tā sāls ir tai faktā, ka video DVD diska iekārtā tiek griezts ar 9-x ātrumu, tai pašā laikā, kad videoprogrammas uz parastās CD iekārtas ir paredzētas 2-x vai 4-x diska griešanās ātrumam (tā lūk, kādēļ izmantojot 24-x ātruma parasto CD lasītājiekārtu pie videoattēla nolasīšanas, nav nekādu ievērojamu kvalitātes uzlabojumu). Uz tā rēķina, ka video kods tiek pārraidīts 2,25-4,5 reizes ātrāk, videofilmai, kas tiek attēlota ar DVD, ir teicama kvalitāte. Skatoties to pašu disku uz CD-ROM, attēls atgādina mirgojošu attēlu pavecā kinoteātrī. Tik tiešām, ja skatamies vienu un to pašu filmu ar VideoCD, VHS vai DVD iekārtām, tad kvalitātes starpība būs acīmredzama, pie tam viennozīmīgi līdera pozīcijas būs DVD.

            Patlaban tirgū jau parādījušās otrās paaudzes DVD disku lasīšanas iekārtas, kurām ir 2-x griešanās ātrums. Tas neietekmē video attēla kvalitāti, bet palielina programnodrošinājuma ielādes ātrumu no DVD-ROM.

            Praktiski bez izmaiņām ir palicis viens svarīgs parametrs, kurš būtiski ietekmē DVD diskiekārtas ražību, tas ir, piekļuves ātrums, citiem vārdiem, tas laiks kas nepieciešams lāzera staram pārējot no viena treka uz otru. Ar vidējo piekļuves ātrumu 150-200 milisekundes (ms), DVD-ROM diskiekārtas, protams, nevar konkurēt ar cietajiem diskiem programmu palaišanas un datu meklēšanas laika ziņā.

            Bet tas nav traģiski pie video skatīšanās, jo šai gadījumā dati uz diska tiek izkārtoti secīgi. Bez tam, DVD-ROM kā arī CD-ROM ir lieliski piemēroti programmu ielādei un var kalpot kā rezerves datu glabātava pielikumprogrammām, kuras nav iespējams izvietot uz cietā diska. Tas var likties neticami, bet jau ir parādījušās DVD-R un DVD-RAM iekārtas, kas ļauj glabāt datus uz speciāliem pārrakstāmiem un ierakstāmiem DVD diskiem. DVD-RAM iekārta ļauj pārrakstīt DVD-RAM diskus vairākkārt un pirmie eksemplāri ir jau parādījušies tirgū. DVD-R iekārtas ļauj ierakstīt tika vienreiz.

            Bet tikai ir viena nianse: standarta DVD-R un DVD-RAM diski var glabāt tikai atbilstoši 3,95 GB un 2,58 GB uz katras diska puses, kas ir mazāk kā 4,7 GB uz parastā DVD diska. Divslāņu DVD-R un DVD-RAM disku parādīšanās tuvākajā laikā vēl nav gaidāma. Pirmos divslāņu eksemplārus ir iecerēts izlaist 1999. gada beigās, un kuru vienas puses ietilpība būs 4,7 GB.

            Visas šīs pastāvīgas izmaiņas DVD tehnoloģijā, ļauj saprātīgam pircējam pareizi izvēlēties. Piemēram, vai ir vērts pirkt tagad, ja Hitachi - līderis DVD tehnoloģijās, sola ka uz 2001. gadu, pateicoties blue-laser (zilais lāzers) tehnoloģijas izmantošanai, uz viena DVD diska slāņa ietilps 14 GB datu? Starp citu, šobrīd eksistējošais DVD formāts paliks nemainīgs diezgan ilgi.

DVD video.

            Dekodējot MPEG-2 video ir nepieciešama jaudīga aparatūra - tāda kā īpaša karte ar dekodējošo procesoru, kas parasti jau ir komplektā ar DVD iekārtu, vai arī Pentium II procesors, kura skaitļošanas jauda tiek izmantota pie dekodēšanas ar programmatūras palīdzību. Ja iespējams, tomēr labāk izmantot dekodēšanas aparatūru nekā to darīt ar programmu palīdzību.

Izklaides industrijas korporācijām ir divi galvenie iemesli kāpēc DVD izmantot mājas video vajadzībām. Pirmais iemesls slēpjas tai faktā, ka DVD disku ražošanas izmaksas sastāda tikai ceturtdaļu no videokasešu ražošanas izmaksām. Otrs iemesls ir tas, ka DVD nodrošina augstu attēla kvalitāti, daudz spilgtāku un iespaidīgāku nekā lāzerdiski. Bez tam, DVD ir tādas priekšrocības, kuras nenodrošina videolenta, tas ir, skaņa ar Dolby Digital (AC3) kvalitāti un iespēja izsargāties no nelegālas kopēšanas un pavairošanas.

Tās visas ir labās ziņas. Sliktās ir tajā apstāklī, ka video kvalitāte ir stipri atkarīga no diska izgatavotāja un kā tiek dekodēts MPEG-2 formāts. Turklāt videofilmu iznomātāju izvirzītās prasības pret nelegālās kopēšanas novēršanu, rada nepieciešamību iekārtās izmantot sarežģītas aizsardzības shēmas, kas savukārt var sarežģīt dažādu izgatavotājfirmu ražotu disku nolasīšanu.

DVD skaņa.

DVD filmu ražotāji, reizē ar savām programmām piedāvā patiesi satriecošu skaņu, kas ierakstīta pēc Dolby Digital (AC-3 Digital Sound) standarta, kurš nodrošina piecus +

vienu skaņas kanālus.

Ja ir gadījies iegriezties mūsdienīgā kinoteātrī vai redzēt reklāmu par mājas kinoteātra skaņu, tad var iedomāties par ko iet runa. Vairumā mūsdienīgās filmās skaņa ir ierakstīta AC-3 5.1 channels standartā, tas ir, vienā zemfrekvences kanālā tiek ietverti pieci atsevišķi (diskrēti) kanāli. Atšķirībā no Dolby ProLogic standarta, daudzkanālu skaņas ierakstīšanas AC-3 standarts paredzēts, ka skatītāja (klausītāja) priekšā ir novietoti trīs skaļruņi (tumbas): kreisā, centrālā un labā, bet aiz klausītāja muguras ir vēl divas (kreisā un labā). Brīvi izvēlētā vietā novietots zemfrekvences skaļrunis, kuru, starp citu, parasti novieto priekšpusē zem centrālā skaļruņa.

AC-3 standarta skaņas ieraksta kvalitāte filmu skaņas veidotājiem dod iespēju, pēc dažādu studijas specefektu izmantošanas, panākt to, ka skatītājam rodas realitātes iespaids tam kas notiek uz ekrāna.

Dolby Digital skaņas diskrētums nodrošina skaņas skaidrumu (sevišķi svarīgu pie dialogiem) un telpiskuma izjūtu. Skaņa, kas ierakstīta ar AC-3 standartu, var izplatīties pa telpu brīvi izvēlētos virzienos, kā rezultātā tiek panākta klātbūtnes izjūta.

Kā papildus iespēja varētu būt šī: DVD diskā iespējams ierakstīt 16-, 20- vai 24- bitu stereo skaņu ar CD kvalitāti un 48 KHz vai 96 KHz frekvenci, kas ir pēc Dolby ProLogic standarta.

Izmantotie informācijas avoti.

1.      http://ixbt.stack.net/storage/dvdinfo.html