шшмнншшннп

Стирание

- 13,

Рис. 10.15. Структурная схема реверсивного лазерного проигрывателя компакт-дисков

1 - система стирания с магнитным полем стирания Н; 2 - система записи с магнитным полем записи Н; 3 - система считывания (воспроизведения); 4 - отражатель; 5 - поляризационный делитель; 6 - модулятор; 7 - коллиматор;8 - лазер; 9 - делитель систем фокусировки и слежения за дорожкой; 10, 12 - фотодиоды систем фокусировки и слежения за дорожкой; 11, 13, 14 - линзы

ние за дорожкой и фокусировкой записывающего (и воспроизводящего) лазерного луча производится по трехлучевой схеме.

Конструктивные особенности реверсивных магнитооптических дисков. Современные магнитооптические диски работают в аппаратуре аудио- и видеозаписи, персональных компьютерах и рабочих станциях по обработке изображений. Конструкция магнитооптического диска представлена на рис. 10.16 [8]. В качестве материала подложки диска применяется поликарбонат или стекпо. Расположенный на подложке магнитооптического диска рабочий слой представляет собой аморфную пленку из сплавов редкоземельных металлов, в частности сплава тербия. Он должен обеспечивать значительный магнитооптический эффект, иметь достаточно низкую точку Кюри и вьюокую чувствительность.

В настоящее время плотность записи на магнитооптических дисках достигает 1,6 Мбит/см, они допускают не менее 1 млн. цикпов перезаписи. Причем стирание как самостоятельная операция выполняется только в том случае, если надо стереть запись и оставить на диске чистое место. Если же требуется записать новую информацию на месте старой, то самостоятельная операция стирания не производится; старая запись стирается под воздействием новой.

Рис. 10.16. Конструкция реверсивного магнитооптического диска

1 - посадочное отверстие; 2 - защитный слой; 3 - магнитооптический рабочий слой; 4 - подложка

Параллельно с работами по магнитооптическим дискам ведутся исследования по созданию реверсивных оптических дисков на основе метода фазового перехода, согласно которому участки рабочего слоя переходят из аморфного состояния в кристаллическое, что приводит к увеличению их отражающей способности. При стирании информации под воздействием лазерного луча в рабочем слое этих оптических дисков происходит обратный процесс. Благодаря большой разнице отражательной способности рабочего слоя в аморфном и кристаллическом состояниях достигается отношение сигнал - шум около 50 дБ.

К настоящему времени разработана новая технология по изготовлению трехмерных (многослойных) люминесцентных (флуоресцентных) оптических дисков. Питы (метки) таких дисков не отражают свет лазера, а сами флуоресцируют при облучении лазерным лучом. Отдельные слои люминесцентных дисков полностью прозрачны, а значит, их может быть много. Экспериментально доказано, что 50 слоев не ухудшают видимость светящихся меток на нижнем слое. В этом случае каждый слой трехмерного диска является как бы самостоятельным видеодиском емкостью 4,7 Гбайт. Следовательно, суммарная емкость одного трехмерного диска составляет около 235 Гбайт.

Главное открытие, позволившее разработать новую технологию, так называемый стабильный фотохром, прозрачное органическое вещество, способное флуоресцировать при облучении лазером и сохранять это свойство длительное время.

Запись и чтение новых трехмерных люминесцентных дисков полностью соответствуют международному стандарту цифровых видеодисков. Планируется выпускать два типа трехмерных дисков: перезаписываемые и однократной записи. Внешне новые диски будут практически неотличимы от обычных компакт-дисков или цифровых дисков. Диаметр и толщина дисков остаются прежними.

Основные параметры новых дисков как носителей вьюококачест-венных видеозаписей и компьютерных данных ставят их вне конкуренции. Эти диски на сегодня единственно возможные массовые носители для записи программ телевидения вьюокой четкости.

10.6. Технология DVD-дисков [9]

Немного истории. Годом рождения DVD можно считать 1994. К середине 90-х годов в индустрии создания и распространения коммерческих фильмов для домашнего просмотра практически безраздельно царствовали кассеты VHS, хотя огромные преимущества цифровой записи над традиционными аналоговыми к тому времени уже были доказаны. CD-аудио компакты повсеместно вытеснили виниловые диски: чистый звук, малые размеры, удобство и надежность хранения, долговечность по достоинству были оценены миллионами пользователей. Естественным развитием CD-аудио стало появление новых стандартов для других приложений: CD-ROM для хранения компьютерных данных, Photo-CD для распространения цифровых изображений, Video-CD для видеофильмов. Однако качество фильмов на Video-CD, обусловленное ограничениями компрессии MPEG-1, практически осталось на том же уровне, что и у стандартных видеолент. Пожалуй, единственным преимуществом Video-CD была возможность просмотра записанных фильмов на компьютере. Чтобы удовлетворить повышающиеся запросы потребителей к качеству видео, были созданы 12-дюймовые лазерные видеодиски (LD). Несмотря на аналоговый метод записи, они действительно давали определенный выигрыш в качестве, а, кроме того, также как и Video-CD, обеспечивали некоторую интерактивность просмотра и произвольный доступ к отдельным частям записанного материала. Тем не менее, широкого распространения они не получили. Все осознавали, что необходим принципиально новый стандарт для записи видео. И в 1994 г. специальный комитет (Motion Picture Studio Advisory Committee), созданный по инициативе ведущих голливудских компаний, сформулировал основные требования к фильмам на компакт-дисках:

разрешение видео выше, чем у лазерных дисков;

звук качества CD и объемное звучание;

не менее 133 мин видео на одной стороне диска;

звуковое сопровождение на трех - пяти языках, возможность выбора языка;

четыре - шесть вариантов субтитров (на тех же или других языках);

различные форматы отображения широкоэкранного видео на экране; возможность запрета просмотра определенных сцен детьми (функция родительской защиты);

надежная защита от копирования;

совместимость в отношении воспроизведения с существующими CD-дисками;

разделение на части и независимый доступ к каждой из них;

низкая стоимость производства, сравнимая с достигнутой для CD-дисков.

В качестве возможных претендентов были изучены различные форматы, в том числе Super Disc (SD), предложенный в 1995 г. компаниями Toshiba и Warner, и Multimedia CD (MMCD), анонсированный в том же году их извечными соперниками - фирмами Philips и Sony. В качестве компромиссного решения, призванного примирить претендующих на царство конкурентов, в конце 1995 г. был создан DVD Consortium, объединивший десять компаний, занимавших лидирующее положение на мировом рынке видеотехнологий (Hitachi, Matsushita, Mitsubishi, Philips, Pioneer, Sony, Thomson, Time Warner, Toshiba и JVC), который и утвердил спецификацию стандарта DVD-дисков. Она вкпючает следующие основные положения:

высококачественное MPEG-2 видео с многоканальным объемным звуком длительностью 133 мин или более;

звуковое сопровождение на восьми языках;

субтитры на 32 языках;

интерактивное разветвленное меню с произвольным доступом к различным главам и вариантам отображения;

возможность задания и выбора пользователем до девяти углов зрения на показываемый объект;

цифровые и аналоговые защиты от копирования. Первоначально аббревиатура DVD была образована от названия

Digital Video Disc (цифровой видеодиск), позже ее стали использовать для обозначения многофункциональных цифровых дисков - Digital Versatile Disc. В 1996 г были опубликованы спецификации DVD-ROM и DVD-Video форматов, а в конце 1996 г в Японии проданы первые DVD-плееры. В 1997 г. широкие продажи DVD начались в Америке, а годом позже - в Европе. Название DVD Consortium было изменено на DVD Fo-oim, и эта организация стала открьпой для вступления новых членов. В настоящее время DVD Forum насчитывает более 200 членов (в том числе более 20 европейских), а в его регламентирующий комитет кроме десяти компаний учредителей вошли еще семь: IBM, Intel, NEC, Sharp, LG Electronics, Samsung, Industry Research Institute of Taiwan. В рамках форума постоянно работают восемь групп по следующим направлениям:

DVD-Video спецификация;

DVD-диски - спецификация физических параметров;

файловая система DVD;

DVD-Audio спецификация;

DVD-RAM спецификация;

DVD-R и DVD-RW спецификации;

системы защиты от копирования;

промышленные и профессиональные применения DVD. Физические параметры. Внешне DVD-диск напоминает CD: оба

являются оптическими дисками диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм. Аналогичны они и по принципам записи цифровой информации. Оба

СОСТОЯТ ИЗ прозрачной полимерной подложки, отражающего слоя и вспомогательного защитного (несущего) слоя, придающего им необходимую жесткость. В отражающем слое тем или иным образом формируется своеобразная матрица - в виде закрученной в спираль дорожки с дырками (питами). Считывание информации производится лазерным лучом, сканирующим отражающую поверхность. При попадании в дырку луч отражается точно на регистрирующий детектор, его сигнал превышает заданный порог, что и соответствует логической единице. При отсутствии дырки луч рассеивается, сигнал с детектора оказывается ниже заданного порога - фиксируется логический ноль.

CD- и DVD-диски во многом подобны, но их кпючевые физические параметры значительно отличаются.

Таблица 10.1. Сравнительная характеристика CD-и DVD-дисков

Главное преимущество DVD-дисков по сравнению с CD - существенно бопее высокая информационная емкость, обеспечивается бопьшей поверхностной плотностью пит. Достичь такого показатепя позвопипи новые технопогические решения, среди которых в первую очередь стоит отметить спедующие;

двухкратное уменьшение геометрических размеров пит;

бопее чем двухкратное уменьшение шага спирапи между соседними дорожками пит;

применение пазерного пуча с меньшей длиной волны;

использование более эффективных схем модуляции цифровых данных и улучшенной схемы коррекции ошибок, позвопяющих на порядок повысить надежность считывания данных, несмотря на бопее вьюокую ппотность их записи.

Еще одно важное отпичие DVD-дисков заключается в том, что они всегда двухсторонние. Два отдельных диска (толщина каждого составляет 0,6 мм) скпеены между собой нерабочими сторонами. В простейшем варианте данные содержит топько одна из сторон, а вторая явпяется пустой.

С каждой стороны может быть не один, а два рабочих информационных споя: первый - основной - выполняется по стандартной технологии создания пит (прессования ипи выжигания) и напыпения отражающего слоя, а второй - попупрозрачный (коэффициент отражения 40%) - наносится поверх первого.

Дпя считывания двухслойных дисков применяются сложные оптические гоповки с переменным фокусным расстоянием. Луч пазера, проходя через попупрозрачный спой, сначала фокусируется на внутреннем информационном слое, а поспе завершения его чтения - на внешнем. Типы DVD-дисков емкостью от 4,7 до 17 Гбайт приведены ниже. Цифра, содержащаяся в названии их типа, соответствует ок-ругпенному значению емкости.

Пропорционапьно емкости возрастает допустимая дпитепьность видеофильма, который может быть размещен на диске; для DVD-5 и каждой стороны DVD-10 - 133 мин, для DVD-9 и каждой стороны DVD-18 - 240 мин. В настоящее время наибольшее распространение получили DVD-5 и DVD-10.

DVD-Video как DVD-ROM. DVD-ROM - это фабрично изготовленный DVD-диск, предназначенный топько для чтения (ROM - сокращение от Read Only Memory). Такие диски предпопагают массовое тиражирование, что, несмотря на сложность технологии, позволяет существенно снизить себестоимость одного диска. На них можно серийно воспроизвести самую разпичную информацию, поэтому DVD-ROM может быть DVD-Video, DVD-Audio ипи компьютерным диском, содержащим, например, мультимедийные приложения. Все типы дисков (DVD-Video, DVD-ROM, DVD-Audio) содержат цифровые данные