DVD ir jo atmainos

Turinys

DVD diskai 3
DVD diskų struktūriniai tipai 4
Vienpusis diskas su vienu informaciniu sluoksniu. 4
Dvipusis diskas su vienu informaciniu sluoksniu. 5
Vienpusis diskas su dviem informaciniais sluoksniais. 5
Viensluoksnio (SL) ir dvisluoksnio (DL) diskų struktūrų palyginimas 5
Dvipusis diskas su dviem informaciniais sluoksniais. 5
DVD-R diskai 5
DVD įtaisai 6
DVD veikimas 6
DVD diskų informacijos kodavimas 7
DVD įtaisų struktūra 7
DVD optika 7
DVD diskų informacijos kodavimas 8
Literatūra 9DVD diskai
Susidūrus su CD talpumo problemomis 1995 metais buvo nuspręsta priimti vieningą naujos kartos, didelio tankumo optinių diskų formatą – DVD. Pradžioje tai buvo skaitoma kaip skaitmeninis video diskas (Digital Video Disk), vėliau tai pradėjo šifruoti kaip universalus arba įvvairiapusis skaitmeninis diskas (Digital Versatile Disk), nes DVD kaip ir CD gali būti saugoma įvairiarūšė informacija. Šis formatas buvo pasirinktas atmetus kitus du variantus :
1. Multimedia CD (pristatė Philips ir Sony).
2. Super aukšto tankumo diskai SDD (Toshiba, Matsushita, Time Warner) .

Daugelis diskų yra 4,7 GB talpos, bet yra ir DVD diskų kuriuose talpinama 8,5GB, 9,4GB ir 17GB informacijos.

DVD diskų forma identiška CD kaupiklių formai. Jo diametras 4,7 colio (12 cm) ir storis 0,05 colio (1,2 mm). Duomenys yra saugomi mažyčiuose išdegintuose taškeliuose spiraliniame takelyje, kaip ir CD, tiik takelis yra siauresnis. Tai leidžia daryti mažesnius taškelius ir padidinti saugojimo erdvę. Todėl duomenys rašomi 2 sluoksniais: išorinis auksinis sluoksnis yra pusiau laidus, kad leistų skaityti sidabrinį, giliau esantį sluoksnį (numatyti ir vienpusiai diskai). Abiejose pusėse galima saugoti po 4,7 Gb in

nformacijos, o tai viršija 7 kompaktinių diskų talpą. Be to galima naudoti diskus su dviem darbiniais sluoksniais kiekvienam paviršiui. Šiuo atveju kiekviena disko pusė talpina 8,5 Gb informacijos (4,7 pirmame sluoksnyje, 3,8 antrame). Naudojant abi disko puses bendras talpumas siekia 17 Gb t.y. lygus 26 paprastiems kompaktiniams diskams. Paveiksle pateikiamas DVD disko vaizdas.

Pateikiame lentelę su DVD-ROM diskų pagrindiniais parametrais.

Lentelė. DVD disko fiziniai parametrai
Diametras (mm) 120
Disko storis (mm) 1,2
Informacinio sluoksnio storis (mm) 0,6
Takelio plotis (um) 0,74
Minimalus pito ilgis (um) 040
Lazerio bangos ilgis (nm) 640
Sluoksnių skaičius) 1,2,3
Vieno sluoksnio talpis (Gb) 4,7

Didelis vieno sluoksnio DVD ir CD talpumų skirtumas susidaro DVD technologijoje naudojant ne 780 nm (CD technologija), o 640 nm ilgio bangos lazerį. Trumpesnės bangos lazeris geriau tinka mažesnių ir labi au sutankintų pitų skaitymui, todėl, gana nežymiai sutrumpinus lazerio spindulio bangos ilgį, gautas net 7 kartus didesnis talpumas. Opptinė galvutė buvo patobulinta panaudojus linzes su aukštesniu apertūros laipsniu, kas leido tiksliau sufokusuoti lazerio spindulį. Vizualiniam palyginimui toliau pateiktas CD ir DVD fragmentų padidinti vaizdai.DVD diskų struktūriniai tipai
Single Side/ Single Layer (vienpusis/vienasluoksnis): Tai pati paprasčiausia DVD disko struktūra. Šiame DVD diske galima talpinti iki 4,7 GB informacijos. Tai 7 kartus didesnė talpa nei paprastų CD-ROM diskų.

Single Side/ Dual Layer (vienpusis/dvisluoksnis): Tokio tipo diskas informaciją talpina 2 sluoksniuose, vienoje pusėje, tokiame diske galima talpinti iki 8,5GB duomenų, tai 3,5GB daugiau negu vienasluoksniame DVD di
iske.

Double side/ Single Layer (dvipusis/vienasluoksnis): Tokiame diske telpa 9,4GB duomenų, po 4,7GB kiekvienoje pusėje. Nesunku pastebėti, kad tokio disko talpa yra dvigubai didesnė nei vienasluoksnio/vienpusio DVD disko, tokiame diske duomenys įrašomi į abi puses, todėl reikia apversti diską į kitą pusę norint skaityti duomenis kitoje pusėje, arba įsigyti įrenginį kuris gali nuskaityti DVD diską iš abiejų pusių.

Double Side/ Double Layer (dvipusis/dvisluoksnis): Tokios struktūros diske galima sutalpinti net 17 GB duomenų (po 8,5GB kiekvienoje pusėje). Priminsime, jog šie dydžiai yra suapvalinti, nes 1KB=1024 baitams, todėl tikslūs duomenys gali būti šiek tiek mažesni.

3 Lentelė. DVD diskų specifikacijos.
Disko tipas Pusės ir sluoksniai Talpumas Grojimo laikas
CDROM SS 650 Mb Max. 74 min audio
DVD-5 SS/SL 4,7 Gb > 2 val. video
DVD-9 SS/DL 8,5 Gb 4 val. video/td>
DVD-10 DS/SL 9,4 Gb 4,5 val. video
DVD-18 /td DS/DL >8 val. video
SS – single side (vienpusis diskas)
SL – single layer (vienas sluoksnis)
DS – double side (dvipusis diskas)
DL – double layer (dvigubas sluoksnis)Vienpusis diskas su vienu informaciniu sluoksniu.
Šis diskas labiausiai primena įprastą CD-ROM. Informacija saugoma disko vienos pusės viename sluoksnyje. Šio disko ir struktūra yra gana panaši į CD-ROM disko struktūrą. Informacija saugoma atspindinčiame sluoksnyje padarant įdubas (pitus). Informacijos kiekis padidėja tik dėl lazerio spindulio bangos ilgio sutrumpinimo (trumpesnė lazerio banga daro tai įmanoma). Pateikiame tokio disko fragmentą.Dvipusis diskas su vienu informaciniu sluoksniu.
Dvipusis DVD diskas primena du CD-ROM diskus suglaustus nugarėlėmis. Čia panaudotas la
anksčių magnetinių diskelių (Floppy discs) dvipusio rašymo principas. Šiuo atveju darbiniai sluoksniai yra abiejose disko pusėse. Atitinkamai padidėja ir disko talpumas. Nuskaityti informacijai iš tokių diskų, įrenginiai turi turėti nuskaitymo galvutes iš abiejų pusių. Pateikiame tokio disko struktūrą:

Šių diskų darbinio sluoksnio storis yra 0,6 mm, viso disko kaip ir paprasto vienpusio DVD disko – 1,2 mm.Vienpusis diskas su dviem informaciniais sluoksniais.
Tokių diskų talpa yra 8,5 Gb (4,7 pirmame sluoksnyje, 3,8 antrame). Čia informacija yra saugoma dviejuose sluoksniuose ir svarbiausias elementas skiriantis šiuos diskus nuo viensluoksnių – pusiau skaidrus reflektorius. Šis reflektorius ir skiria abu informacinius sluoksnius. Tai kritinis disko elementas. Jo gamybos technologija yra pati sudėtingiausia disko gamybos eigoje. Pusiau skaidrus reflektorius gaminamas iš aliuminio, nors yra įvairių realizavimo būdų. Visi kiti elementai išlieka tie patys.Viensluoksnio (SL) ir dvisluoksnio (DL) diskų struktūrų palyginimas
Informacijos saugojimo būdas išlieka tas pats – sukuriamos skirtingai šviesą atspindinčios vietos (pitai), tik jie kuriami ne viename, o dviejuose sluoksniuose. Informacija nuskaitoma fokusuojant lazerio spindulį į reikiamą informacinį sluoksnį. Tai pavaizduota 14 paveiksle. Kai linzė lazerio spindulį sufokusuoja į viršutinį sluoksnį, informacija ir skaitoma iš jo, o antro sluoksnio informacija nuskaitoma sufokusavus spindulį į antrą jį sluoksnį. Šiuo atveju spindulys turi praeiti per pirmo sluoksnio pusiau skaidrų reflektorių.Dvipusis diskas su dviem informaciniais sluoksniais.
Šiuose diskuose naudojama paprastų dvisluoksnių di
iskų technologija, tik šie dvigubi sluoksniai kuriami abiejose diskų pusėse. Gamyba šiuo atveju nežymiai pasudėtingėja, tačiau gaunamas du kartus didesnis talpumas (17 Gb). Tokio disko struktūra pateikiama 15 paveiksle.DVD-R diskai
DVD Forum organizacija jau patvirtino specifikacijas dviejų įrenginių, kurie leidžia informaciją ne tik nuskaityti, bet ir įrašyti į DVD-R diskus. Tokie įtaisai DVD-R (DVD Recordable) gali informaciją įrašyti tik vieną kartą. Įtaisai, kurie leidžia rašyti daugelį kartų pavadinti DVD-RAM (Random Access Memory).

Šie DVD diskai yra dviejų tipų – vienpusiai ir dvipusiai. Kiekvienoje tokio disko pusėje turėtų tilpti apie 3,95 Gb duomenų. Darbiniai tokių diskų paviršiai yra padengti specialiais temperatūrai jautriais dažais (kaip ir CD-R). DVD-R lazeris turi du nustatytus režimus. Rašant lazerio spindulys įkaitina atitinkamas temperatūrai jautraus sluoksnio vietas iki kelių šimtų laipsnių. Dėl to šios vietos pakeičia savo spalvą ir tuo pačiu atspindėjimo savybes. Šie pakitimai yra negrįžtami, todėl pakeisti šios informacijos neįmanoma. Skaitant lazeris dirba mažesniu galingumu todėl negali pakeisti optinių sluoksnio charakteristikų. Pakeitimai, kurie padaromi šiuo metodu yra gana maži, todėl ne visi šiuolaikiniai DVD-ROM įrenginiai gali skaityti šiuos diskus. Tarptautinė organizacija Optical Storage Technology Association užsiiminėjanti optinių įtaisų standartizavimu, pasiekė, kad naujausiose DVD įtaisų versijose šio trūkumo nebebūtų.

DVD-RAM diskai taip pat bus leidžiami dviejų tipų – vienpusiai ir dvipusiai. Kiekvienoje tokio disko pusėje bus galima patalpinti iki 2,6 Gb duomenų. Informacijos išsaugojimo patikimumo padidinimui tokie diskai bus patalpinti į specialius įdėklus su paslankiu dangteliu. Bet kuriuo atveju įstačius diską į kaupiklį dangtelis atsidaro kaip ir įstatant paprastą disketę. Tačiau vienpusiai diskai galės būti gaminami ir be dėžutės su užsklanda.

Darbiniai DVD-RAM paviršiai yra padengti plona plėvele sudaryta iš kristalų, kurie paveikti lazerio spindulio įkaista ir pereina į amorfinę būseną. Taip atsitikus, pasikeičia jų atspindžio savybės. Lazeris naudojamas DVD-RAM kaupikliuose turi 3 galingumo režimus. Mažiausio galingumo režimas naudojamas duomenų nuskaitymui, o likę du kiti – kristalų pavertimui į amorfinę būseną ir atgal. Tokių pasikeitimų optinės charakteristikos irgi yra labai nežymios, todėl ne visi DVD-ROM įtaisai gali skaityti šiuos diskus. Artimiausiu laiku šio nesuderinamumo turėtų nebelikti.DVD įtaisai
DVD diskasukiai gali atkurti bet kokius CD diskus. Bet pasikeitimas formatais nėra visas. CD įrenginiai negali perskaityti DVD kaupiklių. Pats pagrindinis DVD pranašumas – atminties dydis. CD diskai apriboti 650 MB, o DVD kaupiklių atminties dydis prasideda nuo 4,7 GB. Pažanga susijusi su naujos lazerinės technologijos taikymu

Jau dabar yra keletas DVD-ROM kaupiklių kartų.

Pirmosios kartos kaupikliai turi daug bendrų bruožų. Visų pirma jie turi bendrą duomenų perdavimo greitį – 1380 KB/s. Šis dydis faktiškai tapo DVD duomenų spartos matavimo vienetu. Šie kaupikliai turi pakankamai sunkią optinę galvutę, kas sukelia didelį inertiškumą ir ilgą segmento paieškos laiką (sekutume – 200 ms).

Paskutiniu metu DVD-ROM gamintojų ratas labai išsiplėtė ir patys įtaisai tapo labiau universalūs. DVD režime duomenų perdavimo greitis padidėjo dvigubai, o skaitant kompaktinius diskus jis siekia 20X ir 24X kartos CD-ROM įtaisus. Patobulintos buvo ir optinės galvutės – jos tapo lengvesnėmis ir paslankesnėmis. Todėl beveik ketvirčiu sutrumpėjo kreipties laikas. Labai svarbu, kad praktiškai visi antros kartos DVD-ROM įtaisai gali skaityti duomenis iš CD-R ir CD -RW diskų.DVD veikimas
Atsitiko taip kaip ir turėjo atsitikti, DVD naudojamas kompiuteryje ir kaip video grotuvas namuose, kuris valdomas taip pat kaip ir video magnetofonas. Dar prie to turi ir papildomų valdymo galimybių, tokių kaip disko skanavimas ir fragmentų ieškojimas, pauzė ir sulėtintos peržiūros galimybė.

Jūs galite filmą žiūrėti kadrais ir kiekvienas kadras bus labai geros kokybės. Meniu ar distancinio valdymo pagalba galėsite “peršokti” į bet kurią filmo vietą, galėsite keisti žiūrėjimo dydį (visam ekrane ar dalyje jo). Numatyta ir speciali funkcija, leidžianti apriboti nuo vaikų, filme tam tikrų scenų rodymą (pvz.: smurto ir t.t.). Bet didžiausia turbūt DVD galimybė – tai didelė duomenų talpa. Sakot filmui tiek duomenų nereikia? O kaip tada dėl vertimo? PVZ: Galimybė mėgautis filmų peržiūromis įvairiomis kalbomis, gali būti verčiama ir su titrais. Distancinio pulto ar tam tikros programos pagalba galite pasirinkti iš 8 skirtingų įgarsintų kalbų, ar pasirinkti iš 23 kalbų titrais.

Bene maloniausia galimybė peržiūrinti filmus – tai tų pačių scenų peržiūra iš skirtingų padėčių. Įsivaizduokite kaip būtu šaunu žiūrėti krepšinio varžybas, iš savo pasirinktos padėties, ar ją staigiai keisti, artėjant žaidėjui prie krepšio žiūrėti iš viršaus ar iš po krepšio 🙂 Jus galite pasirinkti daugiausiai keturias kameros padėtis, be abejo tai turi būti numatyta kuriant ir montuojant filmą.DVD diskų informacijos kodavimas
Sukūrus kompaktinius diskus ir panaudojus juos kompiuterijoje iškilo daug nesuderinamumo problemų. Skirtingos OS (Operacinės Sistemos) turi savo duomenų laikymo formatus todėl joms keistis informacija yra gana sudėtingas už davinys.

Kuriant DVD buvo prisiminta ši problema ir pabandyta jos išvengti. Nuspręsta sukurti vieningą duomenų saugojimo formatą. Toks formatas buvo pavadintas UDF (Universal Disk Format – universalusis diskų formatas). Jis, matyt, ateityje pakeis visus kitus nesuderinamus formatus. UDF yra suderinamas su visais perrašomais ir WORM diskais.

Šis formatas yra “skaidrus” keičiantis informacija tarp visų CD-ROM diskų. Formate yra numatoma skaitymo, rašymo bei kitos funkcijos. Informaciją saugomą UDF formate, gali skaityti ir IBM ir MAC tipo kompiuter iai nepriklausomai nuo OS (DOS, UNIX, Windows). Šį formatą palaikantys įrenginiai gali skaityti CD-ROM bei CD-R diskus.

Nepriklausomi kompiuterinės įrangos gamintojai gamina įrangą palaikančią UDF visose Windows 95 įskaitant OSR-2 versijose. Microsoft planuoja UDF formatą padaryti vienu iš pagrindinių Windows 98 sistemoje.DVD įtaisų struktūra
Nors tarp pirmos ir antros kartos įtaisų yra skirtumų, pagrindiniai jų komponentai yra tie patys. Buitiniai DVD įtaisai yra skirti atkurti tik vaizdui bei garsui ir gali būti naudojami kaip videomagnetofonai. Jų funkcijos yra gana apribotos. Šiems įtaisams reikia atkurti garso ir vaizdo signalus, o personalinių kompiuterių DVD įtaisams reikia apdoroti visokios rūšies duomenis. Buitinių DVD įtaisų struktūrinė schema pavaizduota paveiksle.DVD optika
DVD įtaisai naudoja raudonąjį lazerį kurio bangos ilgis – 640 nm. CD kaupikliuose naudojamas infraraudonais 780 nm bangos ilgio lazeris. Lazerio bangos ilgio sumažinimas leido padidinti fokusavimo tikslumą bei sumažinti informacinio vieneto (pito) plotį.

Daugelio įtaisų linzių sistemose naudojamos holografinės linzės su dviem skirtingais židinio nuotoliais. Tai leidžia skaityti kompaktinius ir DVD diskus su viena optine galvute. Kai kurie DVD įtaisai skirtingiems diskų tipams skaityti naudoja skirtingus lazerius ir linzes. Pirmosios kartos PC-DVD diskasukiai negalėjo skaityti CD-R diskų. Antrosios kartos įtaisai naudojantys dvigubą lazerį ir vieną linzę jau gali skaityti CD-R diskus.

Kadangi DVD diskai būna ir dvisluoksniai reikalingas dvigubas fokusavimas. Tai irgi atliekama su holografinėmis linzėmis turinčiomis du fokuso taškus.DVD diskų informacijos kodavimas
Sukūrus kompaktinius diskus ir panaudojus juos kompiuterijoje iškilo daug nesuderinamumo problemų. Skirtingos OS (Operacinės Sistemos) turi savo duomenų laikymo formatus todėl joms keistis informacija yra gana sudėtingas už davinys.

Kuriant DVD buvo prisiminta ši problema ir pabandyta jos išvengti. Nuspręsta sukurti vieningą duomenų saugojimo formatą. Toks formatas buvo pavadintas UDF (Universal Disk Format – universalusis diskų formatas). Jis, matyt, ateityje pakeis visus kitus nesuderinamus formatus. UDF yra suderinamas su visais perrašomais ir WORM diskais.

Šis formatas yra “skaidrus” keičiantis informacija tarp visų CD-ROM diskų. Formate yra numatoma skaitymo, rašymo bei kitos funkcijos. Informaciją saugomą UDF formate, gali skaityti ir IBM ir MAC tipo kompiuter iai nepriklausomai nuo OS (DOS, UNIX, Windows). Šį formatą palaikantys įrenginiai gali skaityti CD-ROM bei CD-R diskus.

Nepriklausomi kompiuterinės įrangos gamintojai gamina įrangą palaikančią UDF visose Windows 95 įskaitant OSR-2 versijose. Microsoft planuoja UDF formatą padaryti vienu iš pagrindinių Windows 98 sistemoje.Literatūra
Internetas:

1. http://perkunas.vtu.lt/kompiuteriai/cd_dvd/

Leave a Comment