Основные понятия и определения
DVD видео. Для воспроизведения DVD с видео необходим DVD-привод и декодер MPEG-2 (то есть либо бытовой DVD-проигрыватель с аппаратным декодером, либо компьютерный DVD-привод и программный проигрыватель с установленым 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 − англ. variable bitrate). Стандартный размер видео кадра стандарта PAL равен 720×576 точек, стандарта NTSC — 720×480 точек. 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 (большая часть Европы, Россия в том числе), поначалу хотели ввести в качестве стандарта звука для DVD форматы PCM и MPEG-2, но под влиянием общественного давления и идя вразрез с пожеланиями Philips, DVD-Forum включил Dolby AC-3 в список опциональных форматов звука на дисках и обязательных форматов в плеерах.
PAL (Phase-Alternating Line). Система аналогового цветного телевидения, разработана инженером немецкой Вальтером Брухом и представленная как стандарт телевизионного вещания в 1967 году.
NTSC (National Television Standards Committee). Национальный комитет по телевизионным стандартам. Cистема аналогового цветного телевидения, разработанная в США. 18 декабря 1953 года впервые в мире было начато цветное телевизионное вещание с применением именно этой системы.
MPEG (Moving Picture Experts Group). Экспертная группа по вопросам движущегося изображения. Группа специалистов в подчинении ISO, собирающаяся для выработки стандартов сжатия цифрового видео и аудио.
MPEG-1. Группа стандартов на цифровое сжатие аудио и видео, принятую MPEG. MPEG-1 видео используется, например, в формате Video CD. Качество видео на видео-CD (VCD) приблизительно близко к качеству VHS видеокассет
MPEG-2. Группа стандартов цифрового кодирования видео и аудио сигналов, одобренных ISO — Международной Организацией по стандартизации/IEC Moving Picture Experts Group (MPEG). Стандарт MPEG-2 в основном используется для кодирования видео и аудио при вещании, включая спутниковое вещание и кабельное телевидение. MPEG-2 с некоторыми модификациями также активно используется как стандарт для сжатия DVD.
Количество (частота) кадров в секунду. Число неподвижных изображений, сменяющих друг друга при показе 1 секунды видеоматериала и создающих эффект движения объектов на экране. Чем больше частота кадров в секунду, тем более плавным и естественным будет казаться движение.
Минимальный показатель, при котором движение будет восприниматься однородным — примерно 10 кадров в секунду (это значение индивидуально для каждого человека). В традиционном пленочном кинематографе используется частота 24 кадра в секунду. Системы телевидения PAL и SÉCAM используют 25 кадров в секунду (англ.
25 fps или 25 Герц), а система NTSC использует 29,97 кадров в секунду. Компьютерные оцифрованные видеоматериалы хорошего качества, как правило, используют частоту 30 кадров в секунду. Верхняя пороговая частота мелькания, воспринимаемая человеческим мозгом, в среднем составляет 39—42 Герца и индивидуальна для каждого человека.
Некоторые современные профессиональные камеры могут снимать с частотой до 120 кадров в секунду. А специальные камеры для сверхбыстрой съемки снимают с частотой до 1000 кадров в секунду и выше, что необходимо, например, для детального изучения траектории полета пули или структуры взрыва.
Чересстрочная развертка. Развертка видеоматериала может быть прогрессивной (построчной) или чересстрочной. При прогрессивной развертке все горизонтальные линии (строки) изображения отображаются одновременно. А вот при чересстрочной развертке показываются попеременно четные и нечетные строки (называемые также полями кадра).
Чересстрочную развёртку часто называют на английский манер интерлейс (англ. interlace) или интерлейсинг. Чересстрочная развёртка была изобретена для показа изображения на кинескопах и используется сейчас для передачи видео по «узким» каналам, не позволяющим передавать изображение во всём качестве.
Системы PAL, SÉCAM и NTSC — это всё системы с чересстрочной развёрткой. Новые цифровые стандарты телевидения, например, HDTV предусматривают прогрессивную развёртку. Хотя появились технологии, позволяющие имитировать прогрессивную развёртку при показе материала с интерлейсом.
Чересстрочную развёртку обычно обозначают символом «i» после указания вертикального разрешения, например 720×576i×50 для видео в формате PAL. Для подавления неприятных эффектов, возникающих при просмотре чересстрочного видео на построчном экране, применяются специальные математические методы, именуемые деинтерлейсингом.
Прогрессивная развертка. В отличие от чересстрочной развертки, где за каждый кадр формируется только половина изображения (либо четные, либо нечетные строки), при прогрессивной развертке формируется изображение целиком, т.е. все строки. В настоящее время чересстрочная развертка используется только в дешевых ЭЛТ-телевизорах.
Деинтерлейсинг Процесс создания одного кадра из двух полукадров чересстрочного формата для дальнейшего вывода на экран с прогрессивной развёрткой, такой как компьютерный монитор. Применяется в компьютерных системах обработки видео, плоскопанельных телевизорах и т. д.
Разрешение. По аналогии с разрешением компьютерных мониторов, любой видеосигнал также имеет разрешение (англ. resolution), горизонтальное и вертикальное, измеряемое в пикселях. Обычное аналоговое телевизионное разрешение составляет 720×576 пикселей для стандартов PAL и SÉCAM, при частоте кадров 50 Герц (одно поле, 2×25);
и 648×486 пикселей для NTSC, при частоте 60 Герц (одно поле, 2×29,97). В выражении 648×480 первым числом обозначается количество точек в горизонтальной линии (горизонтальное разрешение), а вторым числом количество самих линий (вертикальное разрешение).
Количество цветов и цветовое разрешение видеосигнала. Описывается цветовыми моделями. Для стандарта PAL применяется цветовая модель YUV, для SÉCAM модель YDbDr, для NTSC модель YIQ, в компьютерной технике применяется в основном RGB (и αRGB)
, реже HSV, а в печатной технике CMYK. Количество цветов, которое может отобразить монитор или проектор зависит от качества монитора или проектора. Человеческий глаз может воспринять, по разным подсчётам, от 5 до 10 миллионов оттенков цветов. Количество цветов в видеоматериале определяется числом бит, отведённым для кодирования цвета каждого пикселя (англ. bits per pixel, bpp).
1 бит позволяет закодировать 2 цвета (обычно чёрный и белый), 2 бита — 4 цвета, 3 бита — 8 цветов, …, 8 бит — 256 цветов, 16 бит — 65 536 цветов, 24 бита — 16 777 216 цветов. В компьютерной технике имеется стандарт и 32 бита на пиксель (αRGB), но этот дополнительный α-байт (8 бит) используется для кодирования коэффициента прозрачности пикселя (α), а не для передачи цвета (RGB).
При обработке пикселя видеоадаптером, RGB-значение будет изменено в зависимости от значения α-байта и цвета подлежащего пикселя (который станет «виден» через «прозрачный» пиксель), а затем α-байт будет отброшен, и на монитор пойдёт только цветовой сигнал RGB.
Битрейт. Ширина (иначе говорят скорость) видеопотока или битрейт (англ. bit rate) — это количество обрабатываемых бит видеоинформации за секунду времени (обозначается «бит/с» — бит в секунду, или чаще «Мбит/с» — мегабит в секунду; в английском обозначении «bit/s» и «Mbit/s» соответственно).
Чем выше ширина видеопотока, тем в общем лучше качество видео. Например, для формата VideoCD ширина видеопотока составляет всего примерно 1 Мбит/с, а для DVD составляет около 5 Мбит/с. Конечно, субъективно разницу в качестве нельзя оценить как пятикратную, но объективно это так.
А формат цифрового телевидения HDTV использует ширину видеопотока около 10 Мбит/с. При помощи скорости видеопотока также очень удобно оценивать качество видео при его передаче через Интернет. Различают два вида управления шириной потока в видеокодеке — постоянный битрейт (англ. constant bit rate, CBR) и переменный битрейт (англ. variable bit rate, VBR).
Концепция VBR, ныне очень популярная, призвана максимально сохранить качество видео, уменьшая при этом суммарный объём передаваемого видеопотока. При этом на быстрых сценах движения, ширина видеопотока возрастает, а на медленных сценах, где картинка меняется медленно, ширина потока падает.
Это очень удобно для буферизованных видеотрансляций и передачи сохранённого видеоматериала по компьютерным сетям. Но для безбуферных систем реального времени и для прямого эфира (например, для телеконференций) это не подходит — в этих случаях необходимо использовать постоянную скорость видеопотока.
Соотношение сторон экрана. Соотношение ширины и высоты кадра (англ. aspect ratio) — важнейший параметр в любом видеоматериале. Ещё с 1910 года кинофильмы имели соотношение сторон экрана 4:3 (4 единицы в ширину к 3 единицам в высоту; иногда ещё записывается как 1,33:
1 или просто 1,33). Считалось что зрителю удобнее смотреть фильм на экране такой формы. Когда появилось телевидение, то оно переняло это соотношение и почти все аналоговые телесистемы (и, следовательно, телевизоры) имели соотношение сторон экрана 4:3.
Компьютерные мониторы также унаследовали телевизионный стандарт сторон. Хотя ещё в 1950-х годах это представление о 4:3 в корне изменилось. Дело в том, что поле зрения человека имеет соотношение отнюдь не 4:3. Ведь у человека 2 глаза, расположенных на одной горизонтальной линии — следовательно, поле зрения человека приближается к соотношению 2:1.
Чтобы приблизить форму кадра к естественному полю зрения человека (и, следовательно, усилить восприятие фильма), был введён стандарт 16:9 (1,78), почти соответствующий так называемому «Золотому сечению». Цифровое телевидение в основном тоже ориентируется на соотношение 16:9.
https://www.youtube.com/watch?v=r-L8ypgBr8s
К концу XX века, после ряда дополнительных исследований в этой области, стали появляться даже и более радикальные соотношения сторон кадра: 1,85, 2,20 и вплоть до 2,35 (почти 21:9). Всё это, безусловно, призвано глубже погрузить зрителя в атмосферу просматриваемого видеоматериала.
PCM. Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ или PCM — Pulse Code Modulation) используется для оцифровки аналоговых сигналов перед их передачей. Практически все виды аналоговых данных (видео, голос, музыка, данные телеметрии, виртуальные миры) допускают применение ИКМ-модуляции.
Чтобы получить на входе канала связи (передающий конец) ИКМ-модулированный сигнал из аналогового, амплитуда аналогового сигнала измеряется через равные промежутки времени. Количество оцифрованных значений в секунду (или скорость оцифровки) кратна максимальной частоте (Гц) в спектре аналогового сигнала.
Мгновенное измеренное значение аналогового сигнала округляется до ближайшего уровня из нескольких заранее определенных значений. Этот процесс называется квантованием, а количество уровней всегда берется кратным степени двойки, например, 8, 16, 32 или 64.
Номер уровня может быть соответственно представлен 3, 4, 5 или 6 битами. Таким образом, на выходе модулятора получается набор битов (0 или 1). На приёмном конце канала связи демодулятор преобразует последовательность битов в импульсы с тем же уровнем квантования, который использовал модулятор. Далее эти импульсы используются для восстановления аналогового сигнала.
Faq по записываемым компакт-дискам и приводам cd-r
Автор: Евгений Музыченко
(2:5000/14@FidoNet, music@spider.nrcde.ru)
Все права в отношении данного текста принадлежат автору. При воспроизведении
текста или его части сохранение Copyright обязательно. Коммерческое использование допускается
только с письменного разрешения автора.
Данный документ является дополнительным по отношению к базовому описанию
конструкции и формата звуковых компакт-дисков (CDDAFAQ) и описанию
дисков и приводов CD-ROM (CDROMFAQ), с которыми рекомендуется ознакомиться
перед его прочтением.
Что такое CD-R, CD-E и CD-RW?
Система однократной (CD-Recordable — записываемый CD) и многократной
(CD-Erasable — стираемый CD, CD-ReWritable — перезаписываемый CD) записи компакт-дисков. CD-RW и CD-E обозначают одно и то же — диск с
возможностью стирания и перезаписи, причем название CD-RW практически
вытеснило CD-E. Терминами CD-R, CD-E и CD-RW обозначаются как устройства для записи, так и сами диски.
Для однократной записи используются так называемые «болванки», представляющие собой обычный компакт-диск, в котором отражающий слой выполнен преимущественно из золотой или серебряной пленки, а между ним и
поликарбонатной основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный
луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные питам.
На CD-R организуется та же информационная структура, что и на штампованных дисках — TOC и набор дорожек различных типов. Это позволяет при
помощи соответствующего программного обеспечения записывать звуковые,
фото- и видеодиски, которые могут затем проигрываться в бытовых звуковых и видеопроигрывателях. Однако отражающая способность зеркального
слоя и четкость питов у дисков CD-R ниже обычного, отчего некоторые
устройства могут работать с ними неуверенно.
В перезаписываемых дисках используется промежуточный слой из органической пленки, изменяющей под воздействием луча свое фазовое состояние
с аморфного на кристаллическое и обратно, в результате чего меняется
прозрачность слоя. Фиксация изменений состояния происходит благодаря
тому, что материал регистрирующего слоя при нагреве свыше критической
температуры переходит в аморфное состояние и остается в нем после остывания, а при нагреве до температуры значительно ниже критической
восстанавливает кристаллическое состояние. Существующие диски выдерживают от тысяч до десятков тысяч циклов перезаписи. Однако их отражающая способность существенно ниже штампованных и однократных CD, что
затрудняет их считывание в обычных приводах. Для чтения CD-RW формально необходим привод с автоматической регулировкой усиления фотоприемника (Auto Gain Control), хотя некоторые обычные приводы CD-ROM и бытовые проигрыватели способны читать их наравне с обычными дисками.
Способность привода читать CD-RW носит название Multiread; ранние приводы маркировались «CD-E Enabled».
Перезаписываемый диск может иметь такую же структуру дорожек и файловую систему, что и CD-R, либо на нем может быть организована специальная файловая система UDF (Universal Disk Format — универсальный дисковый формат), позволяющая динамически создавать и уничтожать отдельные
файлы на диске.
Чем объясняется различный цвет рабочей поверхности дисков?
Различным материалом регистрирующего и отражающего слоев. В качестве
регистрирующего слоя для дисков CD-R наиболее распространены органические соединения,
известные под условными названиями «цианин»
(Cyanine) и «фталоцианин» (Phtalocyanine). Цианин имеет голубой (cyan)
цвет (от которого и происходит название материала, не имеющее отношения к цианидам — химическим производным циановодорода) и характеризуется средней стойкостью к облучению светом и перепадам температуры.
Фталоцианин имеет золотистый цвет и значительно более стоек ко внешним
воздействиям.
В качестве отражающих материалов используют золото и серебро, реже — алюминий и сплавы. Соответственно, рабочая поверхность диска с отражающим слоем из бесцветного металла имеет цвет своего регистрирующего
слоя, а отражающий слой из золота изменяет цвет цианина с голубого на
зеленоватый.
Органический слой дисков CD-RW обычно имеет серо-коричневый цвет.
Чем диск CD-R/CD-RW отличается от штампованного?
Прежде всего, эти диски изготовляются со вспомогательной разметкой
(pregroove) в которой закодирована временнАя сетка (ATIP — Actual Time
In Pregroove, действительное время по разметке), которая одновременно
служит и для разбивки диска на кадры (блоки), и дополнительная информация о диске — коды, рекомендуемые значения скорости вращения и мощности записывающего лазера. Разметка используется для нахождения служебных и пользовательских областей диска и для для облегчения слежения
за информационной дорожкой в процессе записи. При считывании слежение
производится, как обычно, по записанной информационной дорожке.
Кроме этого, диск содержит две служебные области: PCA (Power
Calibration Area — область калибровки мощности) и PMA (Program Memory
Area — область памяти программы), расположенные внутри от «официального» радиуса начала записи. PCA используется для выбора оптимальной
мощности лазера перед каждой записью, а PMA — для временного хранения
TOC в случае записи одной сессии в несколько приемов.
PCA и PMA являются таблицами фиксированной длины емкостью по 100 элементов каждая, что ограничивает как общее количество случаев записи,
так и этапов формирования незакрытых сессий.
Минимальной единицей информации, записываемой на CD-R за один прием,
является дорожка (track) в формате CD-DA или CD-ROM. Минимальная длина
дорожки — 300 блоков (600 КБ, 4 сек). В начале каждой дорожки формируется служебный зазор (pre-gap), содержащий ее параметры, размером 150
блоков (300 КБ, 2 сек) для однотипных дорожек и 225 блоков (450 КБ, 3
сек) для дорожек разных типов.
Одна или несколько дорожек образуют программную область (Program
Area); которая может формироваться в несколько приемов, между которыми
адреса и параметры дорожек (TOC) сохраняются в PMA. На этом этапе доступ к записанным дорожкам имеют только приводы CD-R, так как обычные
приводы CD-ROM не знают о PMA и требуют, чтобы программная область была обрамлена зонами Lead-In (4500 блоков — 9 МБ, 1 мин) и Lead-Out
(2250 блоков — 4.5 МБ, 30 сек), а также наличия TOC в Lead-In. Структура из Lead-In, Program Area и Lead-Out называется сессией, а процесс
записи Lead-In и Lead-Out вокруг области данных — закрытием сессии.
Какие обозначения делаются на записываемых дисках?
Обозначениями CD-R и CD-RW маркируются однократные и перезаписываемые
диски. Диски CD-R можно использовать для записи в приводах CD-RW, но
не наоборот.
На всех дисках указывается максимальное гарантированное время записи
(обычно 74 минуты, 333000 блоков). В случае, когда предварительная
разметка сделана на большее время, на диск возможна запись более продолжительной программы, однако в случае недостаточной длины размеченной дорожки диск будет испорчен. Точное количество доступных для записи блоков зависит от модели диска; его можно получить, запросив свойства диска в записывающей программе. Некоторые диски имеют менее
333000 доступных блоков.
На большинстве дисков указана их максимальная вместимость в мегабайтах
данных (обычно 650 при размере блока 2048 байт). На дисках некоторых
производителей (например, Maxell) вместимость в рекламных целях указывается в миллионах байтов (680), что означает те же 650 МБ. Отдельные
диски маркируются цифрой 780, что обозначает емкость диска в звуковых
секторах (74 минуты по 176 КБ). При записи в формате mode 2 за счет
большей величины блока данных возможна запись более 650 МБ ценой снижения корректирующей способности кода.
На диске или коробке сообщается также максимально допустимая скорость
записи (1x..6x). Для записи на повышенных скоростях нужен рассчитанный
на эти скорости регистрирующий слой, и превышение допустимой скорости
записи может привести к смазыванию информационных меток и последующей
плохой читаемости диска, либо к полной его негодности. Отсутствие маркировки скорости или упоминания о ней в сопроводительном тексте говорит о том, что запись на повышенных скоростях не гарантируется.
Как делается запись на CD-R и CD-RW?
Запись дисков CD-R выполняется при помощи специальных программ — Easy
CD, CD Creator, CD Publisher, Direct CD и т.п. Процесс записи одной
дорожки представляет собой единую операцию, которая не может быть
прервана, иначе диск будет испорчен. Для обеспечения равномерности
поступления записываемой информации на лазер все приводы имеют буфер,
исчерпание данных в котором (Underrun) приводит к аварийному прерыванию записи. Исчерпание данных в буфере может быть вызвано запуском параллельных процессов, работой системы виртуальной памяти (swapping),
захватом процессора «нечестными» драйверами устройств, зависанием
программы или ОС. К сбою записи приводят также механические толчки
привода.
Различается два основных режима записи CD-R: DAO (Disk At Once — весь
диск за один прием) и TAO (Track At Once — одна дорожка за один прием). При записи методом TAO лазер включается в начале каждой дорожки и
отключается в ее конце; в точках включения и выключения лазера формируются серии специальных блоков — run-in, run-out и link, предназначенные для связывания дорожек между собой. Стандартный промежуток содержит 150 таких блоков (2 секунды). При записи методом DAO лазер
включен на протяжении записи всего диска.
Диск, записанный за один прием, является наиболее универсальным и считывается любыми CD-ROM с любым файловым диспетчером, однако после записи невозможно дописывание новых данных на диск, а режим DAO поддерживается не всеми записывающими приводами. Этот режим также желателен
для записи мастер-дисков для последующего тиражирования путем штамповки — большинство типовых станков для изготовления матриц воспринимают
только непрерывно записанные оригиналы.
Реализованная в приводе поддержка режима DAO может не работать при некоторых сочетаниях привода, его микропрограммы (firmware), интерфейса,
драйверов интерфейса и записывающей программы. Если известно, что в
других сочетаниях DAO поддерживается, нужно попытаться обновить прошивку, сменить драйверы или записывающую программу.
В режиме TAO пишутся многосессионные диски формата CD-ROM, допускающие
последующую дозапись данных; это также наиболее простой способ записи
CD-DA с паузами между дорожками. Сессия может быть как полностью записана за один прием — с формированием TOC, файловой системы (для
CD-ROM) и зон Lead-In/Lead-Out (запись с закрытием сессии), так и в
несколько приемов, с сохранением временных TOC в элементах PMA (запись
с оставлением открытой сессии).
Накладные расходы на первую сессию составляют 11250 блоков (22,5 МБ),
на каждую последующую — 6750 (13,5 МБ), и проявляются не в ограничении
доступного пространства в очередной сессии, а в его уменьшении для
последующих сессий. Это означает, что все без исключения свободные
блоки пользовательской области могут быть заняты новой сессией, однако
число свободных блоков после записи сессии окажется меньшим еще на
11250 или 6750. Если при этом пользовательская область не будет исчерпана — останется возможной запись дополнительных сессий.
При закрытии сессии в ее Lead-In записывается указатель на свободную
область диска непосредственно за Lead-Out, что дает возможность дописывания на диск новых сессий. Однако, по наиболее универсальным стандартам CD-DA и CD-ROM, чтобы нормально считываться во всех устройствах, диск должен быть полностью закрыт — в этом случае указателя на
свободную область не создается, и диск становится недоступным для последующей записи. Подавляющее большинство современных приводов не обращают внимания на закрытость диска.
Перед началом записи необходимо сформировать полный список входящих в
сессию файлов; последующее добавление файлов на диск возможно лишь в
виде дополнительных сессий. Приводы CD-ROM, не поддерживающие многосессионную запись, считывают с диска только первую TOC (сессию) — соответственно, с их помощью можно считывать лишь файлы первой сессии.
Многосессионные CD-ROM считывают только последнюю TOC, поэтому последняя сессия на многосессионном диске должна содержать в своем оглавлении ссылки и на файлы предыдущих сессий. Для этого при записи очередной сессии применяется опция импортирования сессий (Import Track) для
создания полного общего оглавления. Совпадающие по именам каталоги при
этом объединяются, как при дописывании на обычный диск. Адресация файлов в любом случае ведется в пределах всего диска, поэтому объединению
подвергаются только оглавления. Файлы сессий, которые не были импортированы при создании очередной, в результирующем каталоге присутствовать не будут и обычное обращение к ним будет невозможным, однако многие программы записи на CD-R позволяют выборочно считывать отдельные
сессии диска. То же самое позволяет делать одна из версий MSCDEX — MDCDEX, или Adaptec Session Selector (из комплекта Easy CD Creator),
при условии поддержки со стороны привода.
Перед началом собственно процесса записи привод выполняет калибровку
лазера, используя область PCA. Теоретически, таких калибровок может
быть не более 100, однако ряд современных приводов записывают в PCA
вместе с параметрами оптимального режима записи свой номер модели, так
что при последующих операциях над этим диском в приводах этого же типа
калибровка выполняться не будет.
Если запись на однократный многосессионный диск по какой-либо причине
была прервана, в ряде случаев имеется возможность использовать оставшееся свободным пространство диска. Для этого требуется программа записи, имеющая опцию закрытия сессии (Close Track/Session), после чего
нужные данные записываются очередной сессией без импорта прерванной
сессии (предшествующие ей сессии могут быть импортированы).
Поскольку конечная видимость каждого файла определяется процессом импорта оглавления, возможно исключение из каталога отдельных файлов и
выборочная замена файлов с совпадающими именами. Старая копия файла
продолжает оставаться на диске в одной из предшествующих сессий, однако в новый каталог помещается ссылка на новый экземпляр. Выборочное
исключение файлов предыдущих сессий в каталог новой сессии дает эффект
их «удаления». Видимость «удаленных» таким образом файлов впоследствии
может быть «восстановлена» путем их импорта в новые сессии.
Для записи CD-RW, кроме сессионного метода, может применяться их предварительное форматирование — разбивка на секторы, подобно магнитным
дискам. После форматирования диск CD-RW может использоваться, как
обычный сменный диск — стандартные файловые операции копирования, удаления и переименования преобразуются драйвером привода CD-RW в серии
операций перезаписи секторов диска. Благодаря этому для работы с дисками CD-RW не требуется специального программного обеспечения, кроме
драйвера привода с поддержкой UDF (например, Adaptec DirectCD) и программы начальной разметки.
Некоторые версии записывающих программ (например, CDR Publisher,
WinOnCD с версии 3.0 или Adaptec Easy CD Creator с версии 3.0) позволяют записывать загружаемые диски. Для загрузки с таких дисков BIOS
компьютера должен поддерживать эту возможность (последние версии AWARD
и Phoenix BIOS). Загружаемая часть CD-ROM записывается в виде образа
загрузочной дискеты или винчестера, из которого при загрузке BIOS системной платы эмулирует диск A:.
Как делается запись звуковых компакт-дисков?
Звуковые диски (CD-DA) записываются из набора звуковых файлов формата
RIFF WAVE (расширение .WAV), формат файлов — стерео, 16 разрядов, 44.1
кГц. Каждый файл может быть записан на собственную дорожку (режим
TAO), либо все файлы записываются на одну дорожку (режим DAO). В режиме TAO за счет записи зон pre-gap между дорожками возникают физические
промежутки, слышимые как двухсекундные паузы в звуке; в режиме DAO
файлы пишутся встык и дают непрерывное звучание. Независимо от режима
записи каждый файл оформляется в виде отдельной «звуковой дорожки»,
смена которых отмечается субкодом Q, а адреса записываются в TOC.
Поскольку объем дорожки всегда кратен размеру кадра (2352 байта), то
звуковые файлы округляются до целого числа кадров путем дописывания
нулей (тишины) в конце. В случае непрерывной звуковой программы, полученной разрезанием большого звукового файла не несколько частей и записи их в режиме DAO, такое округление может привести к заметным на
слух помехам.
Что такое Packet Writing?
Система пакетной записи на CD-R или CD-RW, позволяющая быстро включать
и отключать записывающий лазер в промежутках между блоками, записывая
7 связующих блоков (2 — run-out, 4 — run-in, 1 — link) вместо обычных
150. Эта система была введена для записи CD-RW, поскольку его «секторная» структура требует точного управления лазером для снижения накладных расходов на паузы.
Привод с пакетной записью не требует постоянного потока данных на входе — когда данные в буфере исчерпаны, лазер отключается, а при появлении данных запись продолжается с прерванного места с минимальными потерями в плотности. Такая технология исключает порчу диска в результате отставания потока данных от скорости записи. Однако этот способ записи не спасает от сбоев в результате толчков привода, зависания системы или отключения питания во время записи.
При помощи пакетной записи одна сессия обычного однократного диска может быть записана в несколько приемов; существующие программы позволяют представлять CD под их управлением в виде обычного диска, на который файлы пишутся стандартными операциями ОС. От DirectCD это отличается тем, что записанные файлы не могут быть переименованы, изменены
или удалены. После завершения формирования сессии она закрывается
обычным способом.
Поскольку при пакетной записи между блоками все же возникают промежутки, некоторые приводы CD-ROM могут не читать CD-R, записанные с разрывами пакетов.
Почему файлы допустимого объема могут не вмещаться на диск?
Как и на магнитные диски, информация на CD записывается блоками — обычно по 2048 байт — и каждый файл занимает целое число таких блоков.
В среднем дополнительно расходуемый объем примерно равен половине блока на каждый файл, однако точно это определяется только на этапе построения образа. Кроме этого, общее количество файлов, каталогов и
структура их имен влияет на размер области оглавления. Некоторые программы (например, Adaptec Easy CD Creator) вычисляют требуемый реальный
объем заранее (для этого нужно дождаться завершения оптимизации, однако общее число блоков все равно может быть не совсем точным), другие
ограничиваются только суммированием размеров файлов, и при близком к
предельному объеме данных в режиме записи «на лету» места на диске может не хватить, в результате чего диск будет испорчен. В таких случаях
рекомендуется предварительно строить образ записываемого диска. Число
блоков, необходимое для записи образа в формате ISO, можно получить
делением размера образа на 2048 для Mode 1 (CD-ROM) или 2352 для Mode
2 (XA), плюс 300 блоков на Pregap/Postgap, плюс еще 2-5 блоков на мелкие неточности.
Почему при записи на звуковой диск чистого WAV появляются помехи?
Одна из наиболее частых причин заключается в заголовках звуковых файлов и дополнительной информации в них. Файл формата RIFF (WAV) содержит заголовок и произвольное количество записей (chunk) разного типа,
один из которых (data) представляет собственно звуковые данные. Некоторые звуковые редакторы (например, Cool Edit, Sound Forge ряд программ считывания звуковых дорожек) помещают в файл дополнительные записи со своей служебной информацией, однако ряд программ формирования
звуковых CD может полагать, что звуковые данные начинаются по фиксированному смещению от начала файла, или всегда продолжаются до конца
файла. В результате этого служебная информация попадает на диск в формате цифрового звука и воспроизводится, как шум или щелчки между дорожками. Для устранения этого явления необходимо либо запрещать звуковым редакторам сохранение в WAV-файле служебной информации, либо убирать ее при помощи других программ, чтобы в файле оставались только
записи типов «fmt» и «data».
Имеются отзывы о программах, которые записывают WAV-файлы на диск
вместе с заголовком, даже если он содержит только необходимые записи.
В этом случае можно удалить из файлов заголовки, преобразовав их в «чистый» PCM-формат (RAW), когда звук полностью занимает весь файл.
Однако программы, записывающие WAV-файлы вместе с заголовком, однозначно следует признать некорректными.
При звуковых дорожек в режиме TAO между ними при помощи P-субкода формируются двухсекундные паузы в начале и конце которых происходит мгновенное прекращение и возобновление звука. Если в начале и конце дорожки нет полной тишины, такое переключение воспринимается на слух, как
щелчок. Некоторые комбинации записывающего привода и программы могут
также оставлять звуковой мусор в междорожечных промежутках, не полностью прописывая «заглушку» из P-кода в течение паузы. Звуковые диски
с непрерывными программами необходимо записывать одним сеансом (DAO),
а точки стыковки соседних дорожек должны иметь нулевую амплитуду звука.
Еще одна возможная причина — округление размера звукового файла до
полного кадра, порождающее мгновенное прекращение звука, если последние отсчеты файла не содержат полной тишины. Некорректные программы
записи могут оставлять участок, полученный при округлении, необнуленным, в результате чего там может оказаться мусор. При записи непрерывных программ путем разрезания большого звукового файла размеры звуковых фрагментов необходимо выбирать кратными размеру кадра (2352 байта).
Кроме вышеперечисленного, помехи на записанных звуковых дисках могут
возникать из-за нестабильности потока данных в CD-R (переполнение
внутреннего буфера или прерывание потока), отклонений от нормы параметров записываемого сигнала, режима работы лазера или скорости вращения диска, заводских дефектов диска, а также по вине проигрывателей,
неспособных уверенно считывать конкретные экземпляры дисков. В случае
некачественной записи дисков с данными положение нередко спасают большие объемы корректирующих кодов, предусмотренные в форматах CD-ROM.
Как максимально точно скопировать диск?
Лучше всего это делать либо прямым покадровым копированием с диска на
диск, либо предварительным снятием образа диска в файл. Первый способ
быстрее, однако требует наличия двух приводов и чреват сбоями записи в
случае ошибок чтения и рекалибровки читающего привода, второй надежнее, может быть выполнен на одном приводе, однако требует значительного дискового пространства (до 650 МБ для CD-ROM и до 780 МБ для CD-DA
и других форматов дисков).
В случае прямого копирования (например, при помощи Adaptec CD Copier,
CDRWin 3.5 или других программ) дисков формата CD-DA или CD-ROM mode 2
вступают в действие факторы точности позиционирования (для CD-DA) и
надежности исправления ошибок (для обоих форматов). Для точного копирования CD-DA подходят лишь приводы, способные к точному позиционированию и стыковке кадров.
Промежуточный образ диска в файле можно получить, например, программой
SnapShot из пакета DAO. Adaptec CD Copier не позволяет «честным» путем
создать образ, однако при использовании одного привода он формируется
в заданном каталоге в виде .TMP-файла (формат ISO), откуда его можно
переименовать после завершения фазы считывания диска.
Прямое копирование или копирование через образ позволяют копировать
загрузочные диски, а также ряд дисков нестандартного формата. Однако
не следует путать покадровое считывание образа диска с его построением
заново, что делает, например, Adaptec Easy CD Creator по команде «Create Disk Image» — в этом случае происходит повторное формирование
TOC и размещение файлов на диске, в результате чего диск-копия будет
совпадать с оригиналом лишь по содержанию, но не по структуре и формату.
Как обеспечить достаточный запас быстродействия при записи?
Хотя запас быстродействия реально необходим только при работе с приводами, не поддерживающими пакетную запись, однако и при пакетной записи
слишком частое переключение лазера приводит к повышению накладных расходов и ускоренному износу оптической системы.
Для проверки быстродействия в большинстве записывающих программ есть
режимы тестирования — имитации полного процесса записи: либо с обходом
обращения к CD-R, либо с переводом CD-R в специальный тестовый режим,
в котором он, как и при записи, принимает данные, но не включает лазер
на запись. Первый режим доступен с любым CD-R, однако не дает полной
достоверности, второй требует поддержки со стороны привода и обеспечивает динамику, полностью аналогичную процессу записи (с точностью до
записи служебных зон lead in и lead out, которая в тестовом режиме не
имитируется). Узнать о поддержке тестового режима в CD-R можно, запросив его свойства в записывающей программе.
При поддержке приводом тестового режима лучше всего заранее провести
серию тестов, загружая систему различными видами нагрузок до тех пор,
пока запись не начнет прерываться — это даст примерное представление
об имеющемся запасе быстродействия. Однако при замене компонент системы — как аппаратных, так и программных, и даже в различных режимах работы (например, с регистрацией в сети или без нее), поведение может
существенно изменяться.
При записи «на лету» (on-the-fly) до включения записывающего лазера
формируется только оглавление диска, а сами записываемые файлы открываются и считываются
непосредственно в процессе записи. В случае устройств прямого доступа с медленным
позиционированием (CD-ROM, магнитооптика, медленные винчестеры) и множества мелких файлов темп
их открывания может оказаться недостаточным. В режиме записи «на лету» желательно иметь значительный (до двукратного и более) запас по средней
скорости поступления исходных данных.
Если какие-то исходные файлы в режиме on-the-fly берутся с CD-ROM,
нужно учитывать возможность его перехода в ждущий режим (sleep mode)
при отсутствии обращений, после чего для запуска требуется несколько
секунд. Например, между формированием оглавления и началом записи дорожки данных на диск в течение нескольких минут записывается вводная
зона, во время чего штатных обращений к CD-ROM не производится. В режиме тестирования имитация записи вводной зоны может не выполняться,
поэтому даже после успешного тестирования при записи может возникнуть
сбой. Easy CD Creator, начиная с версии 3.01d, в процессе записи искусственно поддерживает активность CD-ROM, чтобы исключить его самопроизвольный переход в ждущий режим, а с версии 3.5a — имитирует запись
вводной и выводной зоны в тестовом режиме.
Наиболее надежный режим записи — с предварительным построением образа
диска (image), который формируется во временном файле до включения записи, а затем максимально равномерно и последовательно переносится на
диск. В этом режиме, если нет других снижающих быстродействие причин,
практически не требуется запаса по быстродействию.
Снижать быстродействие системы могут:
- параллельно работающие приложения, в том числе системные процессы — например, оптимизаторы памяти или диска, серверы файлов, принтеров,
баз данных или электронной почты, размещенные на записывающей машине,
когда к ним происходит обращение по сети;
- наличие пассивного подключения к сети, при котором принимаемые пакеты могут вызывать срабатывание системных процессов;
- или программы защиты экрана (screen savers), автоматически активизируемые в паузах работы пользователя;
- чрезмерная фрагментация исходных дисков, повышающая накладные расходы на позиционирование по диску;
- недостаток оперативной памяти, вызывающий откачку (свопинг) на диск;
- динамическое изменение системой объема файлового кэша; при наличии
критичных к скорости приложений рекомендуется задавать постоянный объем (файл System.ini, секция [vcache], ключи MinFileCache/MaxFileCache,
значения в килобайтах);
- частое поступление системных прерываний — от модема, мыши, принтера
и других устройств;
- работа других приводов CD-ROM (в Windows 95 это — одна из наиболее
неоптимальных подсистем) или флоппи-дисководов;
- нахождение записывающего привода на одном кабеле с устройством, с
которого в процессе записи поступают данные (файлы или образ);
- неподходящий режим параллельного порта (SPP/Normal вместо EPP) для
внешнего CD-R с соответствующим адаптером;
- частая и долгая рекалибровка некоторых моделей винчестеров.
Если все перечисленные причины устранены, но быстродействия все равно
не хватает — остается только снижать скорость записи.
Если статическое быстродействие системы достаточно для выбранной скорости записи, процесс все
же может быть нарушен кратковременными задержками данных в результате «просадки» системы при запуске программ,
опознании вставленных дискет и компакт-дисков, перечитывании сбойных
участков на исходных носителях, при аварийном завершении параллельных
программ и т.п. Запас надежности в этом случае можно приблизительно
оценить по объему буфера CD-R, поделив его на скорость записи и получив время, на которое поток данных может изредка безболезненно прерываться.
Какова надежность дисков CD-R/RW в сравнении со штампованными?
Поскольку отражающий слой дисков CD-R/RW обычно делается из золота и
серебра, менее подверженных окислению, чем алюминий в большинстве
штампованных дисков, они тускнеют медленнее обычных. Однако материал
регистрирующего слоя CD-R/RW более чувствителен к свету и также подвержен окислению и разложению. Кроме того, регистрирующая пленка находится в полужидком состоянии и потому чувствительна к ударам и деформациям диска — например, к его перегибу при извлечении из коробки. Наиболее оптимистичная оценка времени жизни дисков на основе фталоцинанина — около 100 лет, однако реальные цифры для большинства современных дисков (цианин и другие материалы) гораздо ниже. Примерная оценка
долговечности среднего CD-R на основе массовой статистики — около
двух-трех и более лет при аккуратном обращении и около года — при интенсивном использовании в сочетании с неаккуратным обращением (удары,
перегибы, воздействие тепла, влажности, яркого света и т.п.). Для качественно изготовленных и записанных дисков при полном соблюдении условий хранения и эксплуатации время жизни оценивается минимум в 10
лет.
Где найти программы, драйверы и информацию по CD-ROM?
Compact Disk Terminology, Jim Fricks, Disc Manufacturing, Inc. Распространяется в файле CD_Term.Doc.
CD-R FAQ, Andy McFadden, www.fadden.com/cdrfaq/
www.faqs.org — большое собрание FAQ
www.cd-info.com
www.ahead.com.de/firmware — подборка прошивок для приводов
Большая подборка материалов по CD-ROM имеется на www.cdrom-guide.com
Как записать файлы с компьютера на диск
Для начинающих пользователей компьютера, возможно, запись на внешние носители информации, такие, как CD и DVD диски, вызывает некоторые трудности. Однако способов записи есть очень и очень много. Я выделю два способа: стандартный и через специальную программу для работы с дисками – Nero.
Первый способ заключается в том, что нужно файлы перенести в папку диска. Такие файлы подготавливаются к записи, но еще не записываются! Как только файлы подготовлены к записи на диск, при щелчке мыши на запись, все файлы разом записываются на диск. Потом отдельно такие файлы удалить нельзя. Чтобы удалить какой-то файл с диска, потребуется сначала сохранить все файлы на компьютере, очистить диск, заново подготовить те файлы, которые нужно записать, и, собственно, записать их.
Запись дисков
Итак, теперь давайте попробуем записать файлы на новый диск.
Первый способ – стандартный.
Вставляем диск в дисковод, открываем “Пуск”>”Компьютер”>”DVD RW дисковод” (или CD RW дисковод).
Воспользуемся самым обычным методом записи дисков (“С проигрывателем CD/DVD”). Вводим название диска (например, “MyDisc”). Жмем “Далее”. Открывается папка, в которую необходимо перетащить и подготовить для записи файлы с компьютера. После этого папка примет следующий вид:
После этого, нажимаем правой кнопкой мыши и выбираем пункт “Записать на диск”.
После этого, вводим название диска и жмем кнопку “Далее”.
Затем, ждем окончания записи файлов на диск. Обычно время записи на DVD-RW диск составляет 30 мин. Но не всегда. Многое зависит от выбранного типа записи и объема.
Для завершения процедуры записи, нажмите кнопку “Готово”.
Диск успешно записан!
Второй способ можно использовать только в том случае, если на компьютере присутствует программа Nero (проверено на Nero 7).
Достаточно просмотреть или на рабочем столе компьютера следующий значок, или в меню “Пуск”>”Все программы”>”Nero 7 Ultra Editional”>”NeroStartSmart”.
Если есть такая программа, то, соответственно ее и запускаем (если установлена windows 8 – запускаем с помощью администратора). Далее, нажимаем на стрелку влево, чтобы расширить функционал программы (отображается список программ).
Затем, наводим указатель мыши (никуда не нажимаем) на пункты “Данные”>”Создать DVD с данными”.
Слева в окошке “Открыть с помощью:” выбираем программу “Nero Express”. и жмем на зеленую стрелку справа:
Откроется программа Nero Express. В пустое поле в центре программы необходимо переместить файлы с компьютера, которые необходимо записать на диск. Внизу располагается индикатор доступности записи. На данный момент можно записать объем информации не более 4500 Мб (выделяется зеленым цветом). Если объем информации превышает допустимую норму, индикатор показывает, что есть “излишек” информации. Необходимо уменьшить количество информации, т.к. она не вмещается на диск. После этого жмем кнопку “Далее”.
Вводим имя диска, ставим две галочки, согласно рисунку ниже и жмем “Запись” (при записи одноразового диска CD/DVD-R, лучше первую галочку не ставить, т.к. при появлении ошибок во время записи появится очень много проблем, в результате которых диск может быть испорчен)
Таким образом появляется уверенность, что информация откроется на другом компьютере (или устройстве).
В будущем на диске данные, если останется место, можно будет дозаписать. Если же выключить вторую галочку по созданию мультисессионного диска, то пустое пространство на диске заполняется и на диск в будущем никакую информацию записать нельзя.
Кликаем “Запись”.
Открывается окошко с текущими операциями записи на диск.
После записи, если не было никаких ошибок – появится окошко о том, что верификация данных успешно завершена.
Затем, нажимаем кнопку “Далее”.
Закрываем программу (нажав на крестик в правом верхнем углу).
Если в скором будущем на дисках подобная запись не планируется, то проект можно не сохранять.
Поздравляем, диск успешно записан!
Опубликовано: 2021-05-16 17:43:01
