Заметки о возможностях записи дисков DVD, а также перспективах развития этого формата.
Азы DVD-записи
Коротко остановлюсь на конструкции записывающего устройства. По сути она мало чем отличается от аналогичной в приводах CD-R/RW. Основное различие состоит в конструкции лазера и, конечно же, в прошивке микросхем привода (то есть микропрограммах, управляющих работой устройства). Для записи и чтения DVD-дисков используются лазеры с длиной волны 650 нм. При работе с многослойными дисками задействуется возможность перефокусировки лазера (изменения его фокусного расстояния). При этом фокус лазерного луча попадает на разную глубину диска и взаимодействует с информационными слоями, расположенными один над одним. Иногда для перефокусировки применяется механизм смены линз (для взаимодействия с разными слоями диска служат линзы с различными фокусными расстояниями).
Некоторые устройства записи используют диски в специальных прямоугольных футлярах, напоминающих по конструкции дискету (так называемые, диски Type 1).
Форматы записываемых DVD-дисков
DVD-RAM. Этот формат дисков существует давно (ровесник DVD-ROM). Создан компаниями Toshiba, Hitachi и Matsushita для многократной записи и перезаписи информации (как вы знаете, RAM Random Access Memory память с произвольным доступом). Принцип его работы аналогичен CD-RW-дискам. Лазер используется для переведения специального активного вещества в одно из двух предусмотренных агрегатных состояний. Сначала он расплавляет участок активного вещества (температура порядка 500-700 С). Затем мощность лазера уменьшают, в результате активное вещество охлаждается и твердеет. От скорости остывания зависит, в какое агрегатное состояние перейдет данный участок поверхности диска. При быстром остывании получается аморфное состояние. При постепенном кристаллическое. Вещество в аморфном состоянии является оптически-мутным для лазера. Поэтому при считывании информации лазерный луч рассеивается на участках с аморфным состоянием и свободно проникает сквозь кристаллические. После этого он отражается зеркальным слоем диска и регистрируется фотодиодом. Комбинации двух типов участков кодируют информацию на диске.
Логическая организация информации (коды коррекции ошибок, файловая система и т. д.) на записываемых дисках та же, что и на DVD-ROM. Благодаря этому должна сохраняться полная совместимость между ними. Однако DVD-RAM не читаются в старых DVD-ROM-устройствах из-за низкой отражающей способности своей рабочей поверхности, составляющей 18-30 % от обычной (из-за этого устройство чтения может даже воспринять диск как многослойный).
DVD-RAM бывают одно- или двухсторонними, запечатанными в специальный картридж (Type 1) или использующиеся без него (Type 2). На данный момент DVD-RAM, как и все записываемые DVD-диски, являются однослойными. Этот формат применяется довольно широко как в персональных компьютерах, так и в видео (например, 8-сантиметровые диски для цифровых видеокамер). DVD-RAM предусматривает запись информации в режиме CLV (Constant Linear Velocity постоянная линейная скорость). CLV лучше подходит для потоковых данных (например, видео или аудио). Емкость дисков от 2.6 Гб до 9.4 Гб.
Цены на устройства записи и чистые диски к ним $300-$500 и $12-$20 соответственно. Как видите, цена приводов и чистых дисков составляет существенное препятствие на пути распространения данного формата.
DVD-R. Эти девайсы похожи на знакомые многим CD-R диски. Буква «R» обозначает Recordable записываемый. Создал данный формат DVD-форум в составе Toshiba, Philips, Sony, Thomson. В дисках DVD-R (рис. 1) применяются те же принципы записи, что и в CD-R: лазерный луч прожигает специальный чувствительный слой. В результате слой становится непрозрачным для лазера. Так получаются непрозрачные (выжженные) и прозрачные (не выжженные) участки на рабочей поверхности диска. Эти участки образуют питы и ленды, с помощью которых и кодируется информация. Вернуть такой диск в исходное состояние, то есть очистить его, нельзя. Поэтому носители DVD-R используются для однократной записи. Диск вмещает до 3.95 Гб на одной стороне и до 7.9 Гб на двух. Для 80-мм дисков: 1.23 Гб и 2.46 Гб на одной и двух сторонах соответственно.
DVD-R имеет две вариации DVD-R(G) и DVD-R(A). В отличие от других дисков, использующих для записи лазер с длиной волны 650 нм, DVD-R(A) работает с 635 нм лазером. Кроме того, на DVD-R(A) может быть записана специальная информация для авторизации. Отсюда и приставка в его имени. Продублировать ее на другие типы дисков нельзя, так как область носителя, в которую она записывается, доступна в других форматах только для чтения.
Преимущество дисков формата DVD-R их хорошая «читаемость» в DVD-ROM-устройствах. Достигается это благодаря порядочной отражающей способности их поверхности, составляющей, как и для оригинальных DVD-ROM, 45-85 процентов. А теперь о грустном: $500 и $5-20 такова ориентировочная цена записывающего устройства и диска к нему. А ведь это диск для однократной записи! Такая высокая стоимость является искусственным барьером пиратству, которого боится видеоиндустрия. Так что DVD-R, к сожалению, не для домашнего использования.
DVD-RW (DVD-R/W). Формат использует схожий с DVD-RAM принцип записи. Буквы RW (ReadWrite) говорят о способности дисков (рис. 2) к многократной записи. В разработке и продвижении формата участвуют компании Pioner, Aiwa, Yamaha, Fuji,Sanyo, Nikon, Sharp, Sony, Hitachi, TDK, Zoran, Samsung, Eastman Kodak. Первым устройством DVD-RW стал привод производства Pioner 1999. Существуют модификации формата DVD-ER и DVD-VR (Video Recording не путать со штампуемым DVD-Video, являющимся оригинальным DVD-ROM). Емкость диска 4.7 Гб.
Несмотря на высокую цену приводов и носителей, DVD-RW составит неплохую конкуренцию DVD-RAM. Основная ставка делается на большую универсальность формата и лучшую совместимость с существующими DVD-ROM-устройствами.
DVD+RW. Схож со стандартом DVD-RW и выступает его прямым конкурентом. Разработан фирмами Philips, Sony и Hewlett-Packard, объединенными в альянс DVD+RW. На сегодняшний день, по моему мнению, этот союз продвигает свое детище (рис. 3) наиболее активно. Кстати, этому способствуют не только выдающиеся технические характеристики самого формата DVD+RW, но и такая приятная мелочь, как полная совместимость с DVD-R и DVD-RW-дисками (впрочем, проверить это автор не в состоянии). Кроме того, предусмотрена запись как в режиме CLV (о котором я уже упоминал), так и в CAV (Constant Angular Velocity постоянная угловая скорость). Причем последний вариант наилучшим образом подходит для разнотипных данных с произвольным доступом (например, множество мелких файлов). Емкость диска 4.7 Гб. Цены за устройства записи и диски на фоне остальных форматов вполне конкурентоспособны. Существует также вариант формата для однократной записи DVD+R. Ожидается, что 2002 год станет годом расцвета DVD+RW. Уже сейчас все члены альянса имеют хотя бы по одному представленному на рынке DVD+RW устройству, причем в 70 % случаев записанные на них диски DVD+RW читаются на обычных DVD-ROM-устройствах. Результат, конечно, не идеальный, но гораздо лучше, чем у конкурентов.
В Киеве реально можно достать разнообразные модели DVD-писалок как внешние так и внутренние, а также диски к ним.
Если вы планируете использовать привод лишь для архивирования данных и приобрели записывающее устройство DVD-RAM тогда все в порядке. В противном случае, нельзя забывать о несовместимости DVD-RAM с проигрывателями DVD-ROM.
Приводы, позволяющие работать со всеми доступными форматами CD и DVD, пока существуют лишь в анонсах или, в лучшем случае, производятся ограниченными партиями, как красавец DVDRevo (рис. 4). Одним из немногих реально доступных продуктов является устройство DVR-A03 от Pioneer (рис. 5).
Надо сказать, что Pioneer действительно «всем ребятам пример». Другие компании пока что не спешат активно переходить от слов к делу и представлять на рынок обещанные фантастические устройства. За исключением, пожалуй, лишь HP. В чем же причина столь вялого проникновения новой технологии на наши рабочие столы? А дело в конкуренции. Она, как любая сила, способна и созидать, и разрушать. Сейчас мы видим, как компании, стремясь к стратегическому превосходству над конкурентами и защите своих экономических интересов, разрабатывают марионеточные форматы накопителей. Основываясь на своей патентной базе, разные фирмы пытаются навязать конкурентам свои правила игры (таблица 1). А выход из положения как всегда прост и многократно подтвержден условиями рынка это открытые стандарты. Именно за ними будущее.
Будущее DVD
Поиски будущего приемника DVD ведутся чуть ли не с момента его появления. Ищут основательно и с изобретательностью. Основными направлениями изысканий можно считать: увеличение многослойности дисков, увеличение плотности записи, запись информации с помощью ступенчатых питов. Рассмотрим некоторые из них.
FMD. Fluorescent Multilayer Technology предоставляет возможность создать «многоэтажный» диск. В каждом слое имеется специальное вещество, которое способно поглощать луч лазера и, «возбуждаясь», фосфоресцировать, то есть светиться со смещением в красную область спектра относительно поглощенного лазерного луча. Изменяя фокусировку лазера, можно легко выбирать, какой слой диска «возбуждать». Технология выглядит весьма заманчиво. Даже опираясь на существующую элементную базу DVD (современная механика и лазер 650 нм), реально получить диски емкостью в 25 Гб. При внесении более глубоких изменений в существующую технологию и использовании 480-нанометрового лазера, емкость дисков перевалит за терабайт! Автор технологии компания Constellation 3D, предлагает использовать аналогичный подход для создания карты ClearCard. Это будет пятидесятислойная карточка площадью 16 кв. см., способная вместить 1 Тб данных.
Данная технология мне кажется наиболее перспективной. Дело в том, что по сравнению с нижеописанными ветками эволюции DVD, она является наименее «крутой». По ней будет проще карабкаться, когда дело дойдет до массового внедрения. Ведь для того чтобы научить имеющиеся приводы DVD работать с многослойными дисками, не понадобится почти никаких перемен в конструкции.
HD-DVD. High Density высокая плотность записи. Закономерный процесс уменьшения длины волны лазера, переведения его в синюю и даже фиолетовою область спектра позволит значительно уменьшить записываемые дорожки (а их размер должен быть сопоставим с длиной волны лазера). Однако создание подобного излучателя, причем пригодного для массового производства, остается нерешенной задачей. Основные проблемы две: большие габариты имеющихся лазеров и их высокая цена.
ML-ROM. Multi Level, или, иными словами, «многоуровневый» диск, представляет собой воплощение идей DVD с той лишь разницей, что питы в нем имеют разную глубину. В результате спиральная дорожка DVD представляет собой ступенчатую канавку. По характеру отраженного лазерного света электроника измеряет глубину питов и, расшифровывая их комбинации, считывает с диска данные.
Разрабатывает технологию ML-ROM компания Calimetrics. Она решает проблему ликвидации высокого уровня помех при считывании информации с диска. Бороться с недостатками формата удается с помощью всевозможных ухищрений при записи дисков, конструировании считывающих головок, особом кодировании информации, а также использовании кодов обнаружения и коррекции ошибок (знаменитый код RS-PC). Ради чего же предпринимаются все эти усилия? 100 Гб на диск вам ни о чем не говорит? В общем, с выгодами все понятно. Остается дождаться, когда же вся эта благодать появится на наших рабочих столах. Впрочем, ждать, возможно, осталось недолго.