Теория и практика DVD-Video

Часть I – Предшественники DVD.

А). VHS.

Она же Video Home System. Она же видеокассета (надеюсь, среди читателей не затесались пользователи вымершего как динозавра стандарта Betamax). Теоретиче-ски это первый источник A/V сигнала, давший хоть какую-то возможность почувст-вовать дома обстановку схожую с кинозалом. Что же мы получаем, имея в руках нормальную лицензионную видеокассету. Ну, во-первых, аналоговую картинку в формате PAL (реже в NTSC), с разрешением порядка 320*250 точек. Стерео звук, который может содержать в себе сигнал Dolby Surround. Так остановились.… С это-го момента я ненадолго прерву свой краткий рассказ о наших старых знакомых ви-деокассетах и расскажу об еще более старой фирме Dolby Labs.

Сия небезызвестная контора была основана на рубеже 60-х и 70-х годов. Пер-выми плодами деятельности стали технологии шумопонижения, использовавшиеся для улучшения отношения сигнал/шум в аудиокассетах. Назывались они Dolby Noise Reduction уровней A (совсем хорошо), B (хорошо), С (ну тоже неплохо). По данным разведки Dolby A NR могла улучшать отношение сигнал/шум на 20 db. Технология Dolby HX Pro применялась на этапе записи ленты для увеличения динамического диапазона. В 1982 году была представлена технология Surround. Остановимся на ней поподробнее. Данная технология, и ее последующие реинкарнации использовала, так называемый матричный способ кодирования каналов. Ну, например, вы в обыч-ный стереосигнал хотите засунуть информацию об еще одном, например, тыловом. Берем и помещаем сигнал тылового канала прямо в центре между правым каналом и левым. Потом аппаратура находит общее в двух каналах и подает отловленный сиг-нал на тыловые колонки. Просто и элегантно? Не то слово! Так или почти так рабо-тает Dolby Surround образца 1982 года. Плюсы подобного решения очевидны – не нужно изобретать велосипед для хранения такого сигнала. Минусов впрочем, тоже более чем достаточно. То что получается в итоге, звучит, скажем так, не очень здо-рово. Локализация (легко ли нам определить, откуда исходит звук), довольно плохая. Так как частотный диапазон тылового канала ограничен (100 – 7000 Гц), звуковая картина, в общем, и целом не очень хороша. К тому же качество того, что вы в итоге услышите, ну очень сильно зависит от используемой декодирующей аппаратуры. Впрочем, тот факт, что Surround сигнал «совместим» с любой аппаратурой предо-пределил огромную популярность Dolby Surround. Вернее не его, а его «улучшенной версии» - Dolby Surround Pro-Logic, появившейся на свет в 1987 году. Локализация заметно улучшилась, к тому же в стереосигнал умудрились впихнуть еще один сиг-нал – центральный. В итоге данный формат приобрел заслуженную популярность – более 6000 фильмов получили звуковые дорожки в Surround. Надо отметить еще вот что. Когда вы слышите разговор про Dolby Surround, считайте что говорят о Dolby Surround Pro-Logic. Просто «тот самый» Surround образца 1982-го широкого распро-странения не получил, а обывателю выговаривать столь длинное название не хочет-ся. Профи и «понимающие» обычно говорят просто Pro-Logic…

Вернемся же к нашим баранам. Я чувствую, читатель трепещет и думает: «А может и у меня есть кассеты с сюрраундом?!». Отвечаю – может. Для ответа на этот вопрос необходимо осмотреть тыльную сторону упаковки кассеты и поискать там эмблему Dolby Surround Stereo. Есть?! Мои поздравления и… соболезнования. Дело в том, что для получения Surround-а для начала нужно получить просто стерео. Увы видео-магнитофон/видеоплеер со стереозвуком есть ДАЛЕКО не у каждого. Подобные «видаки» перешли в разряд массового товара года 3-4, когда большее количество российского «видеопарка» было уже закуплено. Впрочем, если стереофонический видеомагнитофон у вас есть – проблема своей остроты практически не теряет. Для получения полноценного четырехканального сигнала нужен декодер. Дело в том, что даже сейчас декодер или ресивер (разговор о нем позже) является в провинции ну очень экзотической вещью. Впрочем, если руки выросли, как говорится, из нужного места и паять вы умеете, Pro-Logic декодер можно собрать самому. Если вниматель-но покопаться в Интернете, то необходимые схемы можно найти. Однако все же да-же хорошие видеокассеты являются плохим источникам A/V сигнала для домашнего кинотеатра. Далеко не выдающаяся картинка и средненький звук в лучшем случае будут примерно такими же, как в хорошем «настоящем» кинотеатре. И это при весь-ма приличных затратах (350 – 500 $ на качественный видеомагнитофон).

B). LD.

Он же Laser Disc. LD ни в коем случае нельзя путать с компакт диском. Внеш-не LD похож на компакт диск, однако размеры схожи с виниловой пластинкой. Диск двухсторонний. Переворот как правило осуществляется автоматически. Видео пи-шется в аналоговом формате в NTSC или PAL. PAL-овские диски имеют только аналоговые звуковые стереодорожки, в которых, как правило, присутствует Dolby Surround. NTSC-шные диски могут иметь две дорожки, в том числе и цифровую (Dolby Digital или DTS, разговор о них состоится позднее). Плюсы LD очевидны – видео пишется с более высоким разрешением, посему выглядит очень и очень неплохо. Звук значительно естественнее и натуральнее. Наиболее существенные минусы LD – очень высокая цена необходимых компонентов. LD плеер во времена «расцвета» формата стоил 700 – 2000 $. Цена качественной аудиосистемы (комплект из усилителя, декодера и колонок) колебалась в пределах 20000 – 45000 $. Диски в зависимости от популярности стоили 35 – 100 $. Ценовой фактор предопределил то, что LD не вышел из сугубо элитного сектора. Диски также были подвержены, так называемому «лазерному гниению», то есть портились от повседневного использования. Не выдержав конкуренции с DVD, LD «умер» уже к началу 2000 года.

Часть II – DVD.

История принятия формата.

Формат DVD был принят организацией, под названием DVD форум, в конце 1995 года. В DVD форум входят лидеры мировой электронной промышленности, та-кие как Philips, Panasonic, Toshiba, Sony и другие. Фактически, DVD задумывался как ёмкий носитель информации, наподобие компакт диска. Тогда, в 1995-м были при-няты спецификации DVD-Video и DVD-ROM. Разница между ними приблизительно такая же, как между Audio CD и CD-ROM. Собственно поэтому DVD было бы пра-вильно расшифровывать не как Digital Video Disk а как Digital Versatile Disk (Versa-tile – универсальный).

DVD как носитель.

Чисто внешне DVD диск очень схож на обычный компакт диск и имеет абсо-лютно такие же размеры. Основное различие заключается в емкости. DVD имеет бо-лее высокую плотность записи. Это достигается как лазером с меньшей длинной волны (650 нм против 780 нм в компакт диске), предусмотрены и так называемые двухслойные диски, что означает что на одной стороне данные записаны в два слоя, при этом один слой полупрозрачный, и второй слой читается "сквозь" первый. Мож-но записывать данные на обе стороны DVD-дисков, и таким образом удваивать их ёмкость, что иногда и делается. Таким образом, существуют следующие типы дис-ков.

• DVD-5, 12cм, 4.7 Гб данных или свыше 2 часов видео, один слой на одной сто-роне.

• DVD-9, 12cм, 8.5 Гб данных или около 4 часов видео, два слоя на одной сторо-не.

• DVD-10, 12cм, 9.4 Гб данных или около 4.5 часов видео, на обеих сторонах по одному слою.

• DVD-14 12cм, 13.24 Гб данных или около 6.5 часов видео, два слоя на одной стороне, один слой на другой.

• DVD-18 12cм, 17 Гб данных или более 8 часов видео, на обеих сторонах по два слоя. Пока что дороги в производстве, и производятся довольно редко.

DVD Video.

DVD Video это формат хранения цифрового видео на диске DVD. Это то, что обычно под DVD и понимают.

Часть 1 – Техническая информация, связанная с дисками.

Видео на DVD.

Видео на DVD представлено в виде цифрового видеоизображения, сжатого по алгоритму MPEG-2. Формат - 25 кадров в секунду с разрешением 720 х 576 точек при глубине цвета 24-бит (PAL) или 30 кадров 720 х 480 х 24-бит (NTSC). Использу-ется переменный битрейт, варьирующийся в зависимости от сложности сцены от 2.5 до 10.5 Мбит/c. Битрейт свыше 5.5 – 6 Мбит/с уже гарантирует отсутствие часто встречающихся на Video CD или Mpeg 4 квадратиков, однако еще больший битрейт бывает полезен для очень сложных сцен, например такие, как живописные пейзажи. Теперь о размерности изображения. Изображение может быть полноэкранным (от-ношение сторон 4:3 или 1.33:1), или широкоэкранным (отношение сторон 16:9 или 1.78:1 и более).

Полноэкранное изображение разделяют на «стандартное» (Standard 1.33:1) , то есть изначально писавшееся со стандартного телевизионного сигнала размерностью 4:3 и пансканированное (4:3 Pan & Scan). Это означает то, что исходное изображение было широкоформатным, но оно было обрезано по бокам и растянуто, и приведено к соотношению 4:3.

Полноэкранное пансканированное изображение.

Диск «Куда приводят мечты»

Широкоформатная картинка бывает разных размерностей. Это такие, как 1.78:1 (или 16:9), 1.85:1, 2.35:1 и, наконец, 2.85:1. По способу записи широкоэкранный сигнал бывает леттербоксным (Letterbox), и анаморфным (Anamorph). При записи леттер-боксной картинки получают видеосигнал размерностью 4:3 в котором пустое место изначально заполнено черным цветом. Вполне понятно, что часть пикселов, которые могли содержать полезную информацию просто бездействуют (например, при запи-си картинки с размерностью 2.35:1 «бездельничают» 43 процента точек). Анаморф-ная картинка пишется по-другому. Изображение с мастер – ленты растягивается по вертикали (анаморфируется) до размерности 4:3 и в таком виде оцифровывается. При цифро-аналоговом преобразовании получившаяся