phillips-presents-cd-standard

Стандарты CD дисков

Производство компакт-дисков основано на стандартах. В этой статье мы рассмотрим форматы записи CD, которые лежат в основе технологий, описаны в спецификациях и на которые мы опираемся при производстве дисков. Эти спецификации по традиции называются цветными книгами.

На фотографии – Piet Kramer, член группы разработки оптического стандарта в Philips которая сделала революционный прорыв в технологии создания CD дисков. Комментируя совместную работу Philips и Sony он сказал: “Когда Philips начала совместную разработку компакт-диска с компанией Sony, то наша первая цель была захватить мир с помощью CD. Мы сделали это благодаря сотрудничеству и договоренности об этом новом стандарте. Для Philips, это сотрудничество было глобальной целью и оно принесло результаты. В конце 1970-х годов и в начале 1980-х, мы и подумать не могли, что настанет день, когда компьютерная и развлекательная индустрия будет вот так безальтернативно использовать формат digital CD для всех своих целей по той причине, что резко возрастет объемы данных, компьютерных программ и фильмов и мы стали единственные, кто справился с этими задачами.

Рассмотрим их в порядке популярности,

Yellow Book (желтая книга)

Формат обычного CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory). Стандарт разработан Philips и Sony для использования CD в качестве носителя информации для ПК.

Параметры стандарта:

  • физические размеры диска;
  • структура диска и организация баз данных на нем;
  • запись данных с единым потоком от центра к периферии;
  • постоянная линейная скорость чтения

Также в стандарте определено, что для удобства механической обработки и поиска все данные на диске заранее должны быть разделены на фреймы (frame). Внутри стандартного фрейма из 192 бит группируются 24 байта (1 байт дейтограммы равен 8 битам), а набор из 98 фреймов cdda составляет сектор (sector). Сектора активно объединяют в себе по 2352 байта и, в свою очередь, также образуют дорожку (track) (спецификация Red writing Book поддерживает максимум 99 дорожек).

Red Book (красная книга)

Этот формат стандартизирован под руководством Philips и Sony в 1984 году для музыкальных компакт-дисков CD-DA (Compact Disc-Digital Audio).

Логическое функциональное строение диска требовало бы некоторого изменения в связи с тем, что структуры баз данных, предназначенные для компьютера, сильно отличаются от структуры различных музыкальных данных, а именно: фреймы-пакеты данных были слишком уж малы, а дорожки (максимум 99) слишком уж велики для удобного использования. В результате длительных манипуляций со строением матрицы диска возник новейший стандарт CD-ROM (Read Only the Memory — Память только для чтения), в котором фундаментальной единицей физического размещения данных стал сектор. К тому же, для достижения большего увеличения удобства работы разработчики системы решили увеличить макс. число битов коррекции ошибок. Новый дисковый стандарт несет в себе более технически совершенный код коррекции ошибок: это так называемые s EDC и ЕСС (Error Detection in Code и Error checking Correction Code) для каждого сектора. Указанным выше способом сектор описывается в первом 00% режиме работы (mode 1). При установке же второго режима (mode 2) «приносится в жертву» избыточная коррекция и обнаружение серьезных ошибок в тех местах, где это не особенно нужно (аудио- или визуальная-зрительная информация), добавляя, таким образом, 288 байт закодированных данных пользователя в сектор. В том случае, если на компакт-диске записана вся информация с использованием сразу двух режимов (1-го и 2-го), то такой диск иногда называют «смешанным». На подобных дисках аудиоданные и обычная отладочная информация хранятся раздельно (в различных предметных областях диска, т.е. на разделенных дорожках), и звук с диска потом можно прослушивать через один аудиовыход, находящийся на лицевой части панели CD-ROM, не прибегая к использованию отдельной звуковой карты.

Green Book (зеленая книга)

Формат CD-I (CD-Interactive), разработанный Philips для интерактивных мультимедийных приложений. Применяется для записи VideoCD в формате MPEG.

Этот формат возник в процессе проектной разработки мультимедийного программного компьютерного обеспечения возникла новая проблема, как работать с изображением и звуком, исключая xtreme Audio из Red writing Book. Для решения этой проблемы от компании Philips и Sony-r1 предложили в 1986 году использовать открытый стандарт Compact Disc Interactive (CD-I). Данный мировой стандарт однозначно определяет работу с изображениями, видео, звуком, графикой и программами. Разработчики дисков получили возможность использовать один из четырех диагностических методов кодировки видео- и аудиоданных. Стандарт CD-I позволил чередовать используемые типы данных, например, в ситуации нескольких секторов аудиоданных atrac можно будет прочитать сразу же после текстов или рисунка, и создавая красочные презентационные пакеты данных с многочисленными изображениями и качественным звуком.

Формат секторов диска основан на режиме 2-го стандарта Green Book. К нему добавляется только новый 8-байтный подзаголовок размещенный между обычным заголовком и данными. Он используется для описания объектного типа информации и порядка ее расположения. Формат CD-I не поддерживает полную совместимость «сверху вниз» (так называемую негативную обратную совместимость с предыдущими стандартами), поэтому такие диски можно будет прочитать только на современных сд приводах CD-ROM. Диски улучшенного формата CD-I оказались полезны и исключительно удобны. Было даже заранее решено изменить стандарт Green Book для работы с Apple и PC однако с появлением же стандарта CD-ROM XA от другого стандарта Green Book отказались.

Orange Book (оранжевая книга)

Стандарт CD-R, разработанный Philips и Sony для устройств CD-MO (Compact Disc-MagnetoOptical) и CD-WO (Compact Disc-Write Once). Существует большое количество форматов записи CD. Рассмотрим наиболее распространенные в рамках оранжевой книги.

CD-ROM – стандартный формат для записи информации на диск. Может иметь файловую систему ISO 9660 или Joliet. Формат записи секторов может быть CD-ROM Mode 1 или CD-ROM XA Mode 2.

CD-DA (Audio CD) – стандартный формат для записи музыки на диск. В этом формате на диск можно записать объем информации до 74 мин. Существует расширение этого стандарта CD-Text, позволяющее дописывать дополнительную текстовую информацию о произведениях и исполнителях.

Mixed-Mode CD – формат записи, при котором на первой дорожке записаны данные, а на остальных – музыка, причем запись осуществлена за одну сессию. Если такой диск проигрывать на обычной аудиоаппаратуре, первая дорожка будет звучать как резкий и неприятный шум. В силу этого чаще используется более удобный формат CD Extra.

CD Extra – формат записи, при котором в первой сессии записываются несколько музыкальных дорожек, а во второй сессии — дорожка с данными в формате CD-ROM XA. Такой тип записи часто используют производители компьютерных игр. Диски CD Extra можно проигрывать в обычной аудиоаппаратуре без отрицательных эффектов, свойственных Mixed-Mode CD.

CD-XA Bridge – формат записи, объединяющий CD-I и PhotoCD. Используется для записи Kodak PhotoCD и VideoCD.

По сравнению с CD-I, стандарт Yellow fairy Book оказался не настолько хорош для записи и хранения аудио- и видеоданных. Поэтому в 1989 году компании в Philips, Sony опубликовали новый стандарт CD-ROM XA (extended Architecture — расширенная архитектура), который внес наиболее значительные улучшения по сравнению например, со стандартом Yellow Book.

И, наконец, отдельно стоит рассмотреть Multisession CD, который не является самостоятельным форматом, а представляет собой способ записывать информацию на диск не сразу, а порциями, которые называются сессиями. Запись в несколько сессий применяется в различных форматах. Для чтения таких дисков необходимы Multisession CD-ROM, каковыми являются все современные приводы за исключением самых старых 1- или 2-скоростных. Использование нескольких сессий связано с экономией дискового пространства: запись первой сессии отнимает 22 Мбайта, а каждой последующей – 13 Мбайт.