DVD

DVD (ди-ви-ди́,  — цифровой многоцелевой диск; также  — цифровой видеодиск) — оптический носитель информации, выполненный в форме диска, для хранения различной информации в цифровом виде. Имеет такой же размер, как и компакт-диск, но более плотную структуру рабочей поверхности, что позволяет ему за счёт использования лазера с меньшей длиной волны и линзы с большей числовой апертурой иметь бо́льший объём хранимой информации.

DVD-привод — устройство чтения и записи; имеет обратную совместимость (привод Sony Playstation 5 поддерживает DVD диски, но не может воспроизводить CD-диски) и может воспроизводить и компакт-диски. DVD может содержать как минимум 4,7 ГБ (что достаточно для полноразмерного фильма). На видео DVD для сжатия видеоданных используется формат MPEG-2.

История 
Первые массовые диски и проигрыватели DVD появились в ноябре 1996 года в Японии, однако самые первые из них появились 27 августа 1996 года в Лунисбурге, а первые ПК с DVD-приводом был сделан 1 сентября 1996 года здесь же (Philips FinePC 200 Series/3012). В марте 1997 года они появились в США и СНГ. В России фильмы начали выпускаться на DVD с 1997 года. Первые легальные российские DVD-диски содержали музыкальные фильмы «Старые песни о главном 2» и «Старые песни о главном 3» от Первого канала и были выпущены компанией «Тивионика».   

В начале 1990-х годов разрабатывалось два стандарта для оптических информационных носителей высокой плотности. Один из них назывался Multimedia Compact Disc (MMCD) и разрабатывался компаниями Philips и Sony, второй — Super Disc — поддерживали 8 крупных корпораций, в том числе Toshiba и Time Warner. Позже усилия разработчиков стандартов были объединены под началом IBM, которая не хотела повторения войны форматов, как случилось со стандартами видеокассет «Video Home System» и «Бетамакс» в 1970-х.

Официально DVD был анонсирован в сентябре 1995 года; тогда же была опубликована первая версия спецификаций DVD. Изменения и дополнения в спецификации вносит организация DVD Forum (ранее называвшаяся DVD Consortium), членами которой являются 10 компаний-основателей и более 220 частных лиц.

Первый привод, поддерживающий запись DVD-R не только в пределах Лунисбурга, выпущен компанией Pioneer в октябре 1997 г. Стоимость этого привода, поддерживающего спецификацию DVD-R версии 1.0, составляла 17 000 долл. Чистые диски объёмом 3,95 ГБ стоили по 50 долларов США.

После появления DVD-R компанией Pioneer был создан формат перезаписываемого DVD-диска — DVD-RW. Отличием от записываемого диска, как и в случае с CD-RW, была способность покрытия многократно менять свою отражающую способность под воздействием лазерного луча разной мощности. Первое устройство, поддерживающее такие диски, появилось в декабре 1999 года в Японии.

В 1998 году появился стандарт DVD-RAM, который разработали компании Panasonic, Hitachi и Toshiba. Его главной особенностью было покрытие: диски были помещены в специальный картридж для защиты от физического воздействия. Кроме того, информацию на него можно было перезаписывать более 100000 раз, что больше, чем у DVD-RW и DVD+RW.  

В августе 2002 года компания Toshiba начала разработывать новый формат — Advanced Optical Disc, который должен был составить конкуренцию Blu-ray. В 2003 году стандарт переименовали в HD DVD. 31 марта 2006 года в Японии был выпущен первый HD DVD-плеер, а спустя три недели начали появляться первые диски. Однако в феврале 2008 года Toshiba заявила о прекращении поддержки этого формата. Крупные компании, такие как Warner Brothers, Walt Disney, Twentieth Century Fox, Metro-Goldwyn-Mayer и Sony Pictures решили полностью перейти на Blu-ray. 

Изначально «DVD» расшифровывалось как «Digital Video Disc» (цифровой видеодиск), поскольку данный формат первоначально разрабатывался как замена видеокассетам. Позже, когда стало ясно, что носитель подходит и для хранения произвольной информации, многие стали расшифровывать DVD как Digital Versatile Disc (цифровой многоцелевой диск). Toshiba, заведующая официальным сайтом DVD Forum’а, использует «Digital Versatile Disc». К консенсусу не пришли до сих пор, поэтому сегодня «DVD» официально вообще никак не расшифровывается.

Техническая информация 

Для считывания и записи DVD используется красный лазер (лазерный диод) с длиной волны 650 нм (у CD — 780 нм). Шаг дорожки — 0,74 мкм, более чем в два раза меньше, чем у компакт-диска. Записанный DVD, как и компакт-диск, — пример дифракционной решётки с периодом, равным шагу дорожки.

 DVD-Video содержат фильмы (видео и звук);
 DVD-Audio содержат аудиоданные высокого разрешения (гораздо выше, чем на звуковых компакт-дисках).

Структура данных 
В отличие от компакт-дисков, в которых структура аудиодиска принципиально отличается от диска с данными, в DVD используется файловая система UDF (для данных может быть использована ISO 9660). DVD-видео, для которых существует требование «проигрываться на бытовых проигрывателях», используют ту же файловую систему UDF, но с рядом ограничений (документ ECMA-167) — например, не допускается фрагментация файлов.
Таким образом, любой из типов носителей DVD может нести любую из четырёх структур данных (см. выше).

Многослойная технология 
DVD может иметь до двух рабочих слоёв на одной стороне.

Ёмкость диска 
Физически DVD может иметь одну или две рабочие стороны и один или два рабочих слоя на каждой стороне. От их количества зависит ёмкость диска (из-за чего 8-сантиметровые диски получили названия DVD-1, −2, −3, −4, а 12-сантиметровые диски — DVD-5, −9, −10, −14, −18, по принципу округления ёмкости диска в Гб до ближайшего сверху целого числа):

Указанные числа — приблизительные. На DVD данные записываются секторами; один сектор содержит 2048 байт. Поэтому точное значение ёмкости DVD можно определить умножением 2048 на количество секторов на диске, которое слегка варьируется у различных типов DVD-носителей:

Примечание: формат DVD-R(W) не задаёт точное число секторов, а лишь требует, чтобы ёмкость была не ниже 4,7 млрд байт. Однако большинство производителей придерживаются числа 2 298 496 секторов, что и указано в таблице.

Записываемые DVD 

Первоначально HP разработала записываемые носители DVD для сохранения данных при резервном копировании и переносе.

Записываемые DVD теперь используются и в бытовых аудио- и видеопроигрывателях или рекордерах. Существуют три формата записываемых и перезаписываемых DVD-R/RW, DVD+R/RW (плюс) и DVD-RAM (минус, тире). DVD-R распространён двух типов: General, с длиной волны записи 650 нм и Authoring, с длиной волны записи 635 нм. Оба типа проигрываются на любом DVD-плеере, запись осуществляется в зависимости от модели. DVD-авторинг видео возможен для любого из этих типов, но только для последнего возможна запись видео с использованием Content Scramble System.

Сейчас DVD-рекордеры, в основном, могут записывать как DVD+R/RW, так и DVD-R/RW форматы (обычно указывают DVD±R или для каждого формата отдельно логотипы DVD Forum и DVD+RW Alliance), а проигрыватели — читать оба этих формата, однако выпущенные ранее могут иметь сложности с «+». А некоторые первые модели DVD-плееров могли привести к повреждению DVD±R/RW/DL при попытке их проиграть.

DVD c возможностью многократной перезаписи RAM, в отличие от RW, обладают более высокой надёжностью, возможностью большего числа циклов перезаписи (до ~100 тыс., RW «всего» более ~1 тыс.), но также и более высокой стоимостью.

Единица скорости (1x) чтения/записи DVD составляет 1 385 000 байт/с (то есть около 1352 Кбайт/с = 1,32 Мбайт/с), что примерно соответствует 9-й скорости (9x) чтения/записи CD, которая равна 9 × 150 = 1350 Кбайт/с. Таким образом, 16-скоростной привод обеспечивает скорость чтения (или записи) DVD, равную 16 × 1,32 = 21,12 Мбайт/с.

Форматы DVD-R и DVD+R 
Стандарт записи DVD-R(W) был разработан в 1997 году японской компанией Pioneer и группой компаний, примкнувших к ней и вошедших в DVD Forum, как официальная спецификация записываемых (впоследствии и перезаписываемых) дисков.

Созданные на базе DVD-R диски DVD-RW первоначально имели недостаток, связанный с несовместимостью старых приводов с этими новыми дисками. Проблема заключалась в отличии оптического слоя, ответственного за «запоминание» информации, который имел меньшую (по сравнению с носителями с однократной записью и штампованными дисками) отражающую способность. В дальнейшем вопрос был почти полностью решён, хотя раньше именно из-за этого старые DVD-приводы не могли хорошо проигрывать новые перезаписываемые диски.

Так как при разработке стандартов DVD-R и DVD-RW не были учтены разработки фирм Sony, Philips и некоторых других, а также ввиду высокой цены лицензии на эту технологию, эти производители записывающих приводов и носителей для записи объединились в , разработавший в середине 2002 года стандарт DVD+R(W), стоимость лицензии на который была ниже.

Созданный альтернативный формат, получивший название DVD+R и DVD+RW, имел другой материал отражающего слоя и специальную разметку, облегчающую позиционирование головки (LPP, Land pre-pits — предзаписанные питы между дорожками, содержащие данные адресации и другую служебную информацию; эти данные позволяют приводу DVD записывать информацию в желаемые места на диске) — основное отличие подобных «плюсовых» дисков от «минусовых».

Помимо этого, во время использования перезаписываемых «плюсовых» дисков количество ошибок уменьшается, а корректность записи увеличивается, в результате чего сбойный сектор можно с лёгкостью перезаписать, а не стирать и записывать весь диск заново. Следовательно, если вы намерены активно пользоваться функцией перезаписи и записи, лучше выбрать рекордер, поддерживающий «плюсовой» формат (на что сейчас способно большинство моделей).

DVD-видео 

Для воспроизведения DVD с видео необходим DVD-оптический привод и декодер MPEG-2 (то есть либо бытовой DVD-проигрыватель с аппаратным декодером, либо компьютерный DVD-привод и программный проигрыватель с установленным декодером). Фильмы на DVD сжаты с использованием алгоритма MPEG-2 для видео и различных (часто многоканальных) форматов для звука. Битрейт сжатого видео варьируется от 2000 до 9800 Кбит/с, часто бывает переменным (VBR). Размер видео кадра для стандарта PAL равен 720×576 точек, а для стандарта NTSC — 720×480 точек.

 Файлы видеоданных
Эти файлы располагаются в папке VIDEO_TS.
 IFO — это информационные файлы диска; они содержат информацию о том, что находится в файлах VOB, и поддерживают порядок их запуска.
 BUP — файл резервного копирования файла IFO. Каждому файлу IFO соответствует файл BUP такого же размера.
 VOB — основные файлы DVD, в которых содержится информация о видео, аудио, титрах.

Видео записывается в виде отдельных фрагментов (VTS_01_1.VOB, VTS_01_2.VOB, VTS_01_3.VOB...), которые можно выбирать через меню диска (отображается не название файла, а название/изображение гиперссылки на файл, указанный при создании диска). При просмотре переключение между фрагментами происходит по порядку нумерации и незаметно, при необходимости кнопками |<< и >>| происходит выбор предыдущего или следующего фрагмента, кнопками << и >> замедление или ускорение воспроизведения. 

Доступ к диску через видеопроигрыватели осуществляется через меню диска, которые оформлены в виде гиперссылок на отдельные фрагменты содержимого на фоне статичного или анимированного изображения. Любое DVD-видео имеет корневое (начальное) меню. Если меню одноуровневое, то в нём отображаются гиперссылки начала воспроизведения всего диска с начала и с начала фрагментов; при наличии дополнительных функций (к примеру, просмотр видео, снятого камерами с разных углов) отображаются и они. 

В случае многоуровневого меню, если на диске записаны 2 и более разных видео, в корневом меню отображаются гиперссылки для воспроизведения всего диска и для перехода на меню второго уровня (количество соответствует количеству записанного видео), а оттуда избирается способ воспроизведения выбранного видео. 

Информация о меню первого уровня находится в файлах VIDEO_TS.IFO, VIDEO_TS.BUP, VIDEO_TS.VOB. При наличии меню второго уровня файлы с меню второго уровня и фрагментами каждого видео записываются в отдельной папке, информация о меню второго уровня находится в файлах VTS_01_0.IFO, VTS_01_0.BUP, VTS_01_0.VOB (меню второго уровня первого видео), VTS_02_0.IFO, VTS_02_0.BUP, VTS_02_0.VOB (меню второго уровня второго видео) и т.д. Таким же образом меняются и названия файлов фрагментов видео: VTS_01_1.VOB, VTS_01_2.VOB... (у первого видео), VTS_02_1.VOB, VTS_02_2.VOB... (у второго видео) и т. д..

 Аудиоданные
В папке AUDIO_TS данные обычно не отображаются.

Аудиоданные в DVD-фильме могут быть в формате PCM, DTS, MPEG или Dolby Digital (AC-3).
 В странах, использующих стандарт NTSC, все фильмы на DVD должны содержать звуковую дорожку в формате PCM или AC-3, а все NTSC-плееры должны эти форматы поддерживать. Таким образом, любой стандартный диск может быть воспроизведён на любом стандартном оборудовании.
 В странах, использующих стандарт PAL (большинство стран Европы), сначала предполагалось ввести в качестве стандарта звука для DVD форматы PCM и MPEG-2, но DVD-Forum, под общественным давлением и вразрез с пожеланиями Philips, включил Dolby AC-3 в список опциональных форматов звука на дисках и обязательных форматов в плеерах.

См. также 
 Blu-Ray — дальнейшее развитие формата CD и DVD
 Привод оптических дисков
 DVD-проигрыватель
 Региональное кодирование оптических дисков
 HD-DVD
 M-DISC
 DVD-RAM
 DRT-DM
 Video CD

Примечания

Литература 
 DVD — новый формат цифрового оптического диска. «Радіоаматор» № 1-1999
 
 
 Jim Taylor. DVD Demystified. McGraw-Hill Professional. ISBN 0-07-135026-8 (2nd ed., December 22, 2000)
 Ralph Labarge. DVD Authoring and Production. CMP Books. ISBN 1-57820-082-2 (August 2001)

Ссылки 

 DVD FAQ
 Виктор Устинов. Хранение данных на CD и DVD: на наш век хватит?

DVD
Оптические диски
Появились в 1996 году
Видеоносители
Изобретения Японии