Specificatii DVD

          DVD (Digital Versatile Disc) este un mediu de stocare a informatiei asemanator cu compact discul, folosit pentru aplicatii de tip multimedia, jocuri si audio. Cu o capacitate cuprinsa intre 4,7 si 17,1 GB (in continua crestere) si cu o calitate a imaginii si sunetului net superioare vechiului format VHS, DVD-ul cunoaste cea mai mare dezvoltare, piata de aparatura electronica fiind practic umbrita de comecializarea in procente tot mai mari a acestor echipamente.

 

          Aplicatiile formatului DVD

          In ciuda  impactului puternic pe care l-a avut aparitia compact discului pe piata, in ultima vreme s-a simtit nevoia unui suport pentru stocarea unei cantitati mai mari de informatii. Acesta nu s-a lasat mult asteptat, facandu-si aparitia la sfarsitul anilor '90.

          DVD-Video, aparut in anul 1997, este de departe cel mai utilizat dintre toate formatele DVD si s-a dovedit a fi un bun suport pentru distributiile cu continut video in industria cinematografica. Poate stoca un film cu o calitate video superioara, cu sunet surround pe un disc de dimensiunile unui compact disc obisnuit.

          DVD-ROM-ul a inceput sa inlocuiasca clasicul CD-ROM si furnizeaza un mediu de stocare de dimensiuni mai mari industriei de componente de calculatoare.

          DVD-Audio, format care a aparut in anul 2000, lanseaza industria audio catre noi provocari. Suportul ofera un sunet de o inalta calitate, muzica cu sunet surround si multe alte facilitati care ofera industriei muzicale noi posibilitati de dezvoltare.

          Principalele facilitati ale formatului DVD sunt:

·       compatibilitatea cu actualul mediu CD;

·       dimensiunile fizice sunt identice cu cele ale compact discului;

·       sunt disponibile in format cu unul sau doua fete avand fiecare unul sau doua straturi pe care se poate face scrierea datelor;

·       dispune de o capacitate de 4,7 GB pe strat si maxim 8,5 GB pe fiecare fata;

·       este destinat fomatelor video, audio si multimedia, nu doar formatelor audio;

·       toate formatele folosesc un sistem de fisiere de tipul UDF (Universal Disk Format);

·       dispune de un format standard digital si analogic pentru protectia la copiere neautorizata.

 

           Parametrii DVD-ului

Parametri

CD

DVD

Comentarii

Fete

1

1 sau 2

  

Straturi

1

1 sau 2

  

  Capacitate (GB)

0,70

4,7-17

  

Latimea unei piste (µm)

1,6

0,74

  

Lungimea medie a unui pit (µm)

0,83

0,4

  

Lungime de unda (nm)

780

650

  

Apertura numerica

0,45

0,6

defineste unghiul spotului

Viteza liniara (m/s)

1,3

3,49

  

Modulatie

EFM

8 la 16

  

 Protectie la erori

ECC

RSPC

  

Subcod

da

nu

nu este nevoie de subcod

Piste

da

nu

DVD-ul foloseste fisiere, nu piste

          Cu toate ca este identic in aparenta cu compact discul obisnuit el difera totusi prin cativa parametrii tehnologici.

          In ansamblu, un DVD are structura din figura urmatoare.

   

Structura discului DVD

 

          In tabelul de mai jos sunt prezentate tipurile de formate DVD:

             

DVD 5                                                   DVD 9

       

DVD  10                                                DVD 18

Formate DVD

    Exista si formate hibride de DVD, la care se folosesc doua straturi, citite de fascicole laser de pe aceeasi fata a discului, dar la lungimi de unda diferite. Stratul din adancime corespunde standardului CD si este reflectorizant pentru fascicolul laser de 780 nm. Stratul de la suprafata corespunde standardului DVD, fiind transparent pentru fascicolul laser de 780 nm si reflectorizant pentru cel de 650 nm.

 

           Formate DVD inregistrabile (Recordable) si reinregistrabile (Re-Writable)

          In aceasta categorie intra formatele DVD-R, DVD-RW si DVD-ROM.

·       DVD-R este formatul destinat utilizatorilor profesionisti si necesita pentru scriere o raza laser cu lungimea de unda de 635 nm. Zona de Lead-in contine informatii necesare pentru formatul master, drept urmare formatul DVD-Video poate fi creat cu ajutorul acestui mediu in schimbul folosirii benzii DLT. DLT este acronimul de la Digital Linear Tape, format folosit pentru transferul de la date DVD pre-mastered intr-un format master pentru crearea ulterioara de duplicate. Exista mai multe formate, dintre care se remarca DLT4000 si DLT8000. Exista si o versiune pentru utilizatorii obisnuiti, pentru aceasta fiind necesara o raza laser cu lungimea de unda de 650 nm. In acest caz, in zona de Lead-in nu se poate scrie.

·       DVD-RAM este formatul care defineste discul reinscriptibil cu o capacitate de 4.7 GB/fata, utilizat pentru stocare de date. Acest format mai este folosit si de unele recorder-e DVD.

·       DVD-RW este dedicat utilizatorilor obisnuiti, fiind folosit in scopul inregistrarii video.

          Pe langa acestea, mai exista si alte formate hibride: SACD (Super Audio CD) sau combinatii intre DVD-ROM si CD-ROM. Acestea din urma au pe o parte informatie in format DVD-ROM, iar pe cealalta parte informatie in format CD-ROM. Aceste discuri au doua fete si pot fi citite si pe o parte si pe cealalta.

          In continuare este prezentat formatul de date al DVD-urilor, adica modul de dispunere al celor trei parti componente principale ale unui disc (Lead-in, Zona de date, Lead-out) in cazul diferitelor tipuri de DVD-uri.

Disc cu un singur strat

Disc cu doua starturi - piste cu cai paralele

Disc cu doua starturi - piste cu cai opuse

          De asemenea, pe suprafata unui DVD se poate afla si o zona numita Burst Cutting Area (BCA), unde se pot inscriptiona informatii aditionale. Aceasta zona este reprezentata de un cod de bare care poate semnifica un numar serial.

          Aceasta zona se afla pe o raza cuprinsa intre 22,3 si 23,5 mm. Datele inscriptionate in aceasta zona au o dimensiune de 12 pana la 188 octeti si pot fi citite de catre dispozitivul DVD.

 

           Sistemul de fisiere al formatului DVD

          Toate tipurile de discuri DVD (DVD-Video, DVD-ROM si DVD-Audio) au datele dispuse in fisiere. Toate aceste date sunt accesate folosind un sistem de fisiere comun tuturor discurilor DVD. Pentru compatibilitate cu versiunile inscriptibile si reinscriptibile, a fost ales formatul UDF Bridge. Aceasta presupune o combinatie intre formatul UDF (Universal Data format) si standardul ISO 9660 pentru compatibilitate cu mediul CD-ROM.

Principalele specificatii ale formatului UDF sunt:

·       independenta intre sistemul  propriu-zis si producator;

·       este bazat pe standardul ISO 13346;

·       poate manipula atat medii de tip read-only cat si reinscriptibile;

          Fisierele formatului DVD-Video nu pot sa fie mai mari de 1 GB si trebuie sa fie inregistrate ca o singura extensie (intr-o singura secventa). Primul director de pe disc trebuie sa fie VIDEO_TS si sa contina toate fisierele. Numele fisierelor este in format  8.3. Formatul DVD-Audio contine, de asemenea, toate fisierele intr-un director numit de data aceasta AUDIO_TS.

 

          Codarea si calitatea audio 

          Informatia audio de pe cele trei tipuri de suporturi este codata diferit, si anume:

·       DVD-Video foloseste codarea Dolby-Digital (formal numita si Dolby AC-3, format de compresie a informatiei audio surround cu 5 canale)

Home Theatre

          Cele 5 canale sunt dispuse dupa cum arata figura de mai sus, avand in centru observatorul. Semnificatia simbolurilor este urmatoarea:

  1. L - Left (stanga);

  2. R - Right (dreapta);

  3. Ls - Left surround;

  4. Rs - Right-surround;

  5. C - Center (centru);

  6. LFE - Low Frequency Effects (Subwoofer).

          Formatul DVD-Video mai foloseste optional si codarea DTS (Digital Theater System), codare audio multicanal utilizata in cinematografe.

·       DVD-Audio foloseste codarea liniara PCM (Pulse Code Modulation), in traducere modularea impulsurilor in cod, cea mai utilizata metoda de codare a semnalului audio analog in semnal digital.

·    SACD (Super Audio CD) foloseste codarea DSD (Direct Stream Digital)

          Codarea PCM

          Este folosita pentru compact disc de mai bine de 20 de ani si codeaza informatia audio in esantioane. Pentru compact disc esantioanele sunt preluate cu o rata de esantionare de 44,1 KHz si sunt 16 biti/esantion pentru fiecare din cele doua canale audio stereo. Cu toate acestea, cu timpul s-a constatat ca la compact disc rezolutia sunetului nu este destul de inalta pentru a satisface audiofilii.

          DVD-audio utilizeaza PCM cu o rata de esantionare de pana la 96 kHz (192 kHz pentru semnalul stereo) si dispune de 24 biti/esantion, oferind astfel o rezolutie mult mai buna.  

          Codarea DSD (Direct Stream Digital)

          In figura urmatoare este prezentata codarea unei linii sinusoidale:

          Sirul de biti din codarea DSD este in majoritate format din valori de „1” acolo unde sinusoida este pozitiva, iar acolo unde sinusoida este negativa sirul de biti este format in majoritate de valori de „0”. Orice forma de unda poate fi reprezentata teoretic folosind codarea DSD, care mai este denumita, de altfel, si codarea delta-sigma.

          Latimea impulsurilor DSD este proportionala cu valoarea formei de unda la momentul respectiv.

          DSD foloseste o rata de esantionare de 2,8224 Mb/s, care este de 64 de ori mai mare decat in cazul PCM. Pentru frecvente joase, DSD are un raport semnal-zgomot mai mare.        

Codarea Direct Stream Digital

          Dezavantajele codarii DSD

          Codul DSD genereaza zgomote si este un mare consumator de largime de banda. O inregistrare pe 6 canale necesita o largime de banda de aproximativ 17 Mb/s si un disc de 4,7 GB va stoca numai 37 de minute de informatie audio.

          Codare DSD nu este usor de editat fara o conversie in prealabil in format PCM; pe de alta parte, sunt disponibile la ora actuala noi echipamente hardware capabile sa efectueze aceasta operatie cu un mai mic efort din partea utilizatorilor.

          O concluzie care se trage de aici este aceea ca DSD face conversia de la digital la analog usor, dar PCM, cu o rata de esantionare si cuantizare suficient de mari, poate furniza o expunere a semnalului audio cu o acuratete mai mare. Rezultatul este ca atat codarea PCM cat si codarea DSD pot furniza un foarte inalt nivel calitativ al informatiei audio, care este acceptat de cel mai impatimit iubitor al sunetului de buna calitate (de cea mai ciulita ureche).