Кто и где изобрел лазерный компакт диск
До появления DVD был некогда популярный формат "Laser Disc" и отлично подходил как для хранения видео так и аудио файлов. Данная технология была изобретена в 1958 году, но широкое распространение они получили спустя 20 лет, когда стали относительно доступными видео проигрыватели компакт дисков.
В целом "Laser Disc" был обычным компакт диском, только большого размера (30 см. в диаметре) и изготавливался из металлического диска с акриловым покрытием и применялся для хранения, и воспроизведения аудио и видео информации. Объем составлял 30 или 60 минут данных с каждой стороны соответственно.
За рубежом до середины 90-х в салонах видео проката они имели свою долю популярности. А всего лишь, потому что в те годы он попросту превосходил все существующие форматы для домашнего видео, это как VSH, Great Time Machine, Beta, RCA Selectavision Vidio Disc.
Laser Disc был детищем совместного творчества двух компаний, это "MCA" и "NV Philips". Спустя десятилетие совместных исследований разработок в 1976 году выпустили 25 минутные тестовые диски, а с 1979 года приступили к их серийному производству. Компания "MCA" занялась производством лазерных дисков, а дочерняя компания "Philips Magnavox" изготовлением и продажей видео проигрывателей.
С выходом в серийное производство у компаний выявилось масса проблем, это как низкое качество клея удерживающего слои напыления на дисках (появлялись пятна в видео), да и сами проигрыватели имели кучу недостатков.
В качестве производственного партнера в 1980 году была привлечена компания "Pioneer", что в свою очередь положительно сказалось в развитие формата. Видео проигрыватели от "Pioneer" оказались гораздо лучше и качественней чем плееры "Magnavox", они воспроизводили все лазерные диски ("Magnavox" на это не был способен), время воспроизведения было увеличено до 1 часа на сторону, что обеспечивало полное 300px Laser Disc воспроизведение видео.
Также корпорация "Pioneer" решила проблему с плохим качеством самих дисков, путем приобретения активов "МСА" и начав собственное производство для своих видео проигрывателей. Позже "Pioneer" в 1989 году выкупил все патенты "Laser Disc" принадлежавшие "Philips", а также "МСА DiscoVision".
Компания "МСА DiscoVision" существует и по сегодняшний день и является владельцем патентов на CD, CD-ROM и DVD.
Cо временем популярность Laser Disc сошла на нет (в Японии они были более популярны чем в других частях мира), и в следствие чего серийное производство дисков было прекращено в 2001 года, последний диск был выпущен в 2002 году с фильмом "End of Days". Тем не менее сами плееры выпускались плоть до 2009 года в Японии.
P.S К сожалению DVD, HD-DVD, Blu-Ray и другие цифровые технологии вытеснили Laser Disc, но они не способны приблизить к тому ощущению, которое испытывалось при просмотре фильма на своем первом лазерном диске с объемным звучанием. Это не передаваемое чувство изумления, ожидание и радость приобретения нового лазерного диска, но те времена уже ушли.
На этом пока все, продолжение следует.
Подписывайтесь на канал, ставьте лайки, пишите комментарии, ваше мнение очень важно для нас.
В общем доступе оптические компакт-диски появились в 1982 году, прототип увидел свет еще раньше — в 1979. Изначально компакты разрабатывали в качестве замены виниловым дискам, как более качественный и надежный носитель. Считается, что лазерные диски являются результатом совместной работы команд двух технологических корпораций — японской Sony и голландской Philips.
При этом базовая технология «холодных лазеров», которая и сделала возможной появление лазерных дисков, была разработана советскими учеными Александром Прохоровым и Николаем Басовым. За свое изобретение они были удостоены Нобелевской премии. В дальнейшем технология развивалась, и в 70-х годах Philips разработала способ записи компакт-дисков, который и положил начало CD. Сначала инженеры компании создали ALP (audio long play) в качестве альтернативы виниловым пластинкам.
Диаметр ALP-дисков составлял примерно 30 сантиметров. Чуть позже инженеры уменьшили диаметр дисков, время проигрывания при этом снизилось до 1 часа. Лазерные диски и воспроизводящее устройство для них впервые были продемонстрированы Philips в 1979 году. После этого компания стала искать партнера для дальнейшей работы над проектом — технология виделась разработчикам как международная, а развить ее до необходимого уровня и популяризовать своими силами было сложно.
Начало всего
Руководство приняло решение попробовать установить контакты с технологическими компаниями из Японии, в то время эта страна находилась на острие hi-end технологий. Для этого в страну отправились делегаты Philips, им удалось встретиться с президентом Sony, который заинтересовался технологией.
Почти сразу была сформирована команда инженеров Philips-Sony, они и разработали первые спецификации технологии. Вице-президент Sony настоял на увеличении объема диска, ему хотелось, чтобы компакт мог вместить девятую симфонию Бетховена, для чего объем диска расшили с 1 часа до 74 минут (есть и мнение, что это просто красивая маркетинговая история). Объем данных, которые умещаются на такой диск, составил 640 Мбайт. Инженеры разработали и параметры качества звука. Например, частота выборки стереосигналов регламентировалась на уровне 44,1 кГц (для одного канала 22,05 кГц) c разрядностью каждого в 16 бит. Так появился стандарт Red Book.
Название новой технологии появилось не вдруг — его выбрали из нескольких вариантов, включая Minirack, Mini Disc, Compact Rack. В итоге разработчики совместили два названия, получив гибридное Compact Disc. Не в последнюю очередь это название было выбрано из-за растущей популярности аудиокассет (технология Compact Cassette).
Philips и Sony также сыграли важнейшую роль в разработке спецификации первых цифровых компакт-дисков, которая получила название Yellow Book или CD-ROM. Новая спецификация дала возможность хранить на дисках уже не только аудио, но и текстовые и графические данные. Определение типа диска производилось в автоматическом режиме при чтении заголовка. Проблема была в том, что компакт-диск, соответствующий стандарту Yellow Book, мог работать только с определенным типом накопителей, которые не были универсальными.
17 августа 1982 года на фабрике Philips в немецком Городе Лангенхаген был выпущен первый CD. На нем был записан альбом The Visitors группы ABBA. Стоит отметить, что лаковое покрытие первых дисков было не слишком качественным, так что покупатели компактов часто их портили. С течением времени качество дисков улучшилось. Первые несколько лет они использовались исключительно в hi-fi аппаратуре, их использовали в качестве замены виниловым пластинкам и кассетам.
Начиная с 2000 года в продаже стали появляться диски объёмом 700 Мбайт, которые давали возможность записывать аудио с общей продолжительностью до 80 минут. Они полностью вытеснили с рынка диски объемом 650 Мбайт. Есть и носители объемом в 800 МБ, но они подходили не для всех приводов, так что такие диски не получили особого распространения. Увеличить объем доступного для хранения данных пространства удалось благодаря снижению расстояния между дорожками. Так, к примеру, у дисков емкостью в 650 МБ расстояние между дорожками равно 1,7 мкм, а у 800 МБ дисков этот показатель снижен до 1,5 мкм. Также у первых скорость составляет 1,41 м/с, а у вторых 1,39 м/с.
Как это работает
Диск состоит из нескольких слоев. Подложка — поликарбонатная, ее толщина 1,2 мм, диаметр — 120 мм. На подложке размещается еще один слой — металл (это может быть золото, серебро или, чаще всего — алюминий). Далее металлический слой защищается при помощи лака, на который наносится графика. Подложка надежно защищает металлический слой, так что считыванию мешают уж очень глубокие царапины. Диаметр отверстия в диске — 15 мм.
Формат хранения данных для дисков — Red Book (о нем говорилось выше). Ошибки при считывании корректируются при помощи кода Рида-Соломона, так что легкие царапины не снижают читаемость диска.
Данные на диск записываются в виде спиральной дорожки из так называемых питов (углублений), которые выдавливаются в поликарбонатной основе. Глубина каждого пита составляет примерно 100 нм, ширина — 500 нм. Длина пита от 850 нм до 3,5 мкм. Питы рассеивают или поглощают свет, подложка — отражает. Таким образом, записанный диск является отличным примером отражательной дифракционной решетки.
Считывается диск при помощи лазерного луча с длиной волны 780 нм, который излучается полупроводниковым лазером. Принцип считывания заключается в регистрации изменения интенсивности отраженного света. Так, лазерный луч сходится на информационном слое, диаметр светового пятна в этом случае составляет 1,2 мкм. Максимальный сигнал регистрируется между питами. В случае попадания на пит регистрируется меньшая интенсивность света. Изменения интенсивности преобразуются в электрический сигнал, с которым и работает аппаратура.
Как создается диск
- Первый этап заключается в подготовке данных для запуска в серию;
- Фотолитография — второй этап, это процесс создания штампа диска. Сначала создается стеклянный диск, на который наносится слой фоторезистивного материала, на него и записывается информация. Материал изменяет физико-химические свойства под действием света;
- Запись данных производится с использованием лазерного луча. При увеличении мощности лазера (когда нужно создать пит) химические связи молекул фоторезистивного материала разрушаются, и он застывает;
- Фоторезист травят (разными способами, от плазмы до кислоты), с матрицы удаляются области, не затронутые воздействием лазера;
- Диск помещается в гальваническую ванну, где на его поверхность осаждается слой никеля;
- Диски штампуются литьем под давлением, в качестве исходника используется изначальный стеклянный диск;
- Далее на информационный слой напыляется металл;
- На внешнюю сторону наносится защитный лак, на котором уже наносят графическое изображение.
А что насчет CD-RW?
CD-RW представляет собой разновидность компакт-диска, которая появилась в 1997 году. Изначально стандарт назывался CD-Erasable (CD-E, стираемый компакт-диск).
Это был настоящий прорыв в сфере записи и хранения информации. Ведь получить недорогой и емкий носитель информации было мечтой тысяч инженеров и пользователей. CD-RW похож по структуре и принципу действия на обычный CD, но вот записывающий слой другой — это специализированный сплав халькогенидов. Чаще всего используется серебро-индий-сурьма-теллур. При нагреве выше температуры плавления такой сплав переходит из кристаллического состояния в аморфное.
Фазовый переход в данном случае обратим, что является основой для процесса перезаписи. Толщина активного слоя диска составляет всего 0,1 мкм, так что лазером легко воздействовать на вещество. Процесс записи происходит при воздействии лазерного луча, активный слой в этом случае переходит в расплав (те его области, на которые подействовал лазер). Далее тепло диффундирует в подложку, и расплав переходит в аморфное состояние. У аморфных отрезков меняются такие характеристики, как диэлектрическая проницаемость, коэффициент отражения и, следовательно, интенсивность отраженного света. Она несет информацию о записи на диске. Считывание производится при помощи лазера меньшей мощности, который не может оказать влияния на активный слой. При записи активный слой нагревается до 200 градусов Цельсия, что позволяет ему снова совершить фазовый переход в кристаллическое состояние.
Многократное использование CD-RW приводит к механической усталости рабочего слоя. Поэтому инженеры, разрабатывавшие технологию, использовали вещества с низким коэффициентом накопления усталости. CD-RW может выдержать около тысячи циклов перезаписи.
DVD — еще больше емкости!
Первые DVD появились в Японии в 1996 году, они появились как ответ на запрос пользователей и бизнеса, которым нужны были все более емкие носители. Изначально диски высокой емкости разрабатывались сразу несколькими компаниями. Появилось два независимых направления разработки: Multimedia Compact Disc (Philips и Sony), — Super Disc (8 крупных корпораций, включая Toshiba и Time Warner). Чуть позже оба направления слились в одно под влиянием корпорации IBM. Она убедила партнеров не повторять события времен «войны форматов», когда шла битва за приоритет между стандартами видеокассет «Video Home System» и «Бетамакс».
Технология была анонсирована в сентябре 1995 года, в том же году разработчики опубликовали спецификации. Первый пишущий DVD-привод увидел свет в 1997 году.
Увеличить емкость записи при сохранении прежних размеров удалось за счет использования красного лазера с длиной волны 650 нм. Шаг дорожки при этом в два раза меньше, чем у CD и составляет 0,74 мкм.
Blu-Ray — самый современный оптический носитель
Еще одна разновидность оптического носителя с гораздо более высокой плотностью записи данных, чем у CD или DVD. Стандарт был разработан международным консорциумом BDA. Первый прототип появился в октябре 2000 года.
Технология предусматривает использование коротковолнового лазера (длина волны 405 нм), откуда и произошло название. Букву «е» убрали, поскольку выражение blue ray является общеупотребительным в английском языке и не может быть запатентовано. Использование синего (сине-фиолетового) лазера дало возможность сузить дорожку до 0,32 мкм, увеличив плотность записи данных. Скорость считывания носителя увеличена до 432 Мбит/с.
UDF — универсальный дисковый формат
UDF — это спецификация формата файловой системы, которая не зависит от ОС. Она разработана для хранения файлов на оптических носителях — как СD, так и DVD и Blu-Ray. У UDF нет ограничения в 2 и 4 ГБ для записываемых файлов, так что этот формат идеально подходит для дисков повышенной емкости — DVD и Blu-Ray.
Оптические диски и интернет
Технологические компании продолжают совершенствовать оптические диски. Так, Sony и Panasonic еще в 2016 году смогли увеличить емкость оптических носителей до 3,3 ТБ. При этом работоспособность дисков сохраняется, по словам представителей Sony, вплоть до 100 лет.
Тем не менее, все типы оптических дисков постепенно теряют популярность — с развитием интернета пропадает потребность для пользователей в накоплении данных на дисках. Информацию можно хранить в облаке, что гораздо удобнее (насколько это безопаснее — другой вопрос). Компакт-диски уже далеко не так популярны, как несколько лет назад, но полное забвение (как в случае аудиокассет) им, скорее всего, не грозит — их будут использовать для создания архивов важной для бизнеса информации.
Если терабайтные оптические диски пойдут в серию, то их применение будет ограничено — может быть, с их помощью будут распространять фильмы в 4К и современные игры с набором самых разных бонусов. Но активнее всего они будут использоваться для создания бэкапов. И если в Sony говорят правду о вековой сохранности записанных данных, то бизнес будет использовать новую технологию весьма активно.
В девяностых, в эпоху расцвета VHS в России, о лазерных дисках мне было известно только одно: что копия фильма на видеокассете с такого диска считается более качественной и стоит дороже. Просто подержать лазерный диск в руках мне удалось в середине нулевых: настолько это был редкий формат, доступный только богатым ценителям и профессионалам кинопиратства. Через 42 года после коммерческого запуска, через 20 лет после выпуска последних релизов, лазерные диски подешевели не сильно: потихоньку переползли из категории «дорого и не нужно» в разряд редкостей, радости для киноманов. И любителей технологий, конечно же. Недавно на Хабре была хорошая статья про историю этого носителя. Там подробно рассказано, почему лазерный диск «не взлетел»: нет возможности записи, как на VHS, тиражи маленькие, цена — высокая. Еще и диски слишком нежные для того, чтобы пережить условия видеопроката, а без проката ни у одного видеоформата тех времен не было шансов.
В общем, «интересный был формат». Только в моей ретрореальности я стараюсь избегать прошедшего времени. Можно ведь добыть стопку дисков, приличный проигрыватель из середины девяностых, и восстановить опыт многолетней давности. Так я и сделал. Эта статья — результат практических экспериментов с лазерными дисками в 2020 году. Стоило ли оно усилий и затрат? По отношению к современным релизам в 4К, LD от VHS не сильно отличается. При всей бесполезности моего ретроувлечения есть один важный довод в пользу лазерных дисков: как музыку на виниле, фильмы на LD очень приятно коллекционировать. Большие 12-дюймовые блины в красочных глянцевых конвертах. Редкие издания в кожаном переплете и с книжкой. Под катом: особенности CLV и CAV, PAL и NTSC, практическая демонстрация laser rot и немного Звездных Войн, в которых Han shot first.
Дневник коллекционера старых железок я веду в Телеграмме.
Кратчайшая история лазерного диска
Фильмы на лазерных видеодисках, и проигрыватели к ним, поступили в продажу в конце 1978 года: через два года после запуска видеокассет формата VHS и за четыре года до выпуска первого по-настоящему популярного оптического носителя — компакт-диска. Последний американский релиз на лазерном диске поступил в продажу в конце 2000 года. Последний релиз в Японии, где формат (как и многие другие) прижился гораздо лучше, вышел в конце 2001-го. Лазерный диск по физическим параметрам похож на пластинку: диаметр 12 дюймов (существовали также семидюймовые и даже пятидюймовые варианты), но чуть больше толщина.
По технологии LD — дальний родственник CD, в том смысле, что для чтения данных также используется лазер с такой же длиной волны. Но лазерный диск — носитель не цифровой, а аналоговый. На дисках, записанных по стандарту CAV, можно прямо на поверхности разглядеть место переключения между кадрами:
На одной стороне диска умещается в лучшем случае час видео. Абсолютное большинство фильмов записаны с двух сторон диска, то есть каждый LD — это по сути два «блина», склеенных между собой. Фильмы подлиннее приходилось выпускать на двух и более дисках. Лазерный диск вращается с частотой до 1800 (PAL) или 1500 (NTSC) оборотов в минуту. Учитывая, что весит диск немало (~300-400 грамм), даже при небольшом его искривлении просмотр сопровождается отчетливым гудением.
Как и на видеокассете, на лазерном диске хранится композитный видеосигнал. Главным отличием от VHS стала более высокая пропускная способность — то, что в аналоговом мире определяет разрешение и другие качественные характеристики итогового изображения.
Картинка отсюда показывает, как видео и аудиосигналы распределены по частотам. Для видеоданных отведена полоса частот шириной в шесть мегагерц, в два раза больше, чем у VHS. По факту полоса частот шире: остается место для звука, в то время как у VHS он записывался отдельно. Этот запас по пропускной способности позволил сразу выпускать фильмы со стереодорожкой. С 1985 года на LD выпускаются фильмы с цифровым стереозвуком (и такими же параметрами, как у CD). В девяностых в некоторых релизах используются многоканальные звуковые дорожки в форматах AC-3 (Dolby Digital) и DTS — звук 5.1 впервые появился не на DVD, а на лазерных дисках. Горизонтальное разрешение изображения составляет на LD 425-440 ТВ-линий, по сравнению с ~240 на видеокассете. Иными словами, до 1997 года лазерный диск был самым качественным потребительским видеоносителем, на голову выше VHS. Можно вспомнить о более качественном формате S-VHS, но на нем почти не выпускалось коммерческое кино.
О причинах провала лазерного диска относительно видеокассет неплохо рассказано на видео выше. И VHS, и Betamax, и лазерные диски появились примерно в одно время: и впервые, с разницей в пару лет, позволили смотреть кино в домашних условиях, в любое время. Больше не нужно было следить за программой телепередач. У видеокассет (любого стандарта) было одно важнейшее преимущество: возможность записи. Покупать фильмы в магазине — к этому потребителя еще надо было приучить. Запись сериалов или футбольного матча для просмотра «когда удобно» — это стало ключевым аргументом в пользу видеокассеты. Теоретически штамповать лазерные диски проще, чем тиражировать VHS, но на практике это преимущество не реализовалось в более низкой цене, из-за небольшого объема продаж в течение всей жизни формата. Я не считаю лазерный диск провальным, но и мейнстримом он тоже не стал, даже близко к этому не подобрался. Появление в продаже DVD поставило крест на формате, когда от него отвернулись даже киноманы: цифровое видео на пятидюймовом носителе было и качественнее, и удобнее в обращении.
Лазерный диск в 2020 году
Я долго не хотел добавлять лазерный диск в список форматов в моем ретрокабинете, пока не представился случай недорого купить и рабочий проигрыватель, и приличную коллекцию лазерных дисков в полторы сотни наименований. За лето я приобрел еще пару коллекций: это дешевый способ в пересчете на стоимость каждого диска. Но не очень качественный. Например, у меня теперь есть десять экземпляров фильмов из серии Star Trek и три экземпляра голливудского шедевра «Karate Kid II».
Давайте посмотрим на проигрыватель:
Это Pioneer CLD-D515, модель среднего уровня 1998 года выпуска. Были устройства более навороченные, но скорее не по фичам, а по качеству обработки аналогового сигнала: в доцифровую эпоху это было важно. С точки зрения LD-неофита здесь есть все необходимое:
- Автореверс. Без него придется раз в час (или даже раз в полчаса) вставать с дивана и переворачивать диск.
- Поддержка цифрового и даже многоканального звука. Если вам попадется диск с дорожкой в формате AC-3, то для нее предусмотрен отдельный выход, и потребуется специализированный декодер.
- Поддержка дисков в формате PAL и NTSC. В эпоху VHS и лазерных дисков это был естественный региональный ограничитель. Для лазерных дисков поддержка двух форматов даже важнее, чем для видеокассет: некоторые фильмы выпускались только в США (в формате NTSC). Если вы живете в Европе (для вас родной формат — PAL), поддержка NTSС серьезно расширяет выбор.
Пульт с «секретной» секцией позволяет воспользоваться основными фичами формата.
Произвольный доступ к любой главе на лазерном диске. Для изданий CAV — просмотр отдельных кадров в режиме паузы. Переключение между аудиодорожками — в некоторых изданиях в аналоговый трек записывали режиссерский комментарий или перевод. Кнопка Last Memory позволяет возобновить просмотр там, где вы в последний раз нажали на кнопку «Стоп». Есть возможность воспроизведения фрагмента по кругу. В общем, все, что позволяет носитель с произвольным доступом, в отличие от видеокассеты.
Сзади традиционный набор выходов. К старому ЭЛТ-телевизору плеер подключается единственным кабелем SCART, предком современного универсального интерфейса HDMI. Выступающая часть необходима для работы механизма реверса.
Плеер оказался полностью рабочим, потребовалась только профилактическая смена приводного ремня, отвечающего за движение трея.
Дополнительная фича этой модели — возможность воспроизведения обычных CD. Самые поздние проигрыватели поддерживали сразу три формата: LD, CD и DVD.
Характерная особенность лазерно-дискового экспириенса: переключение на другую сторону примерно в середине фильма (ну или как повезет). Механизм с лазерным диодом полностью перемещается по рельсам на верхнюю часть диска и продолжает воспроизведение там. Если бы формат LD просуществовал чуть дольше, могли появиться конструкции с двумя лазерными установками и быстрым переключением, но видимо в девяностые такое решение было еще слишком дорогим. Все лучше, чем переворачивать диск самостоятельно. При просмотре переключение выглядит так:
На односторонних дисках, например с часовым сборником видеоклипов, на второй стороне тоже есть короткая запись, с содержимым типа: «Здесь ничего нет, переверните диск на другую сторону».
Что выпускалось на лазерных дисках?
Трешовый, но от того не менее прекрасный боевик «Вспомнить всё» Поля Верхувена нужно смотреть именно так: или на лазерном диске, или на видеокассете. Никаких переизданий на Blu-Ray, там слишком много четкости. При этом почти все диски в моей коллекции — с цифровым стереозвуком, а к аудиодорожке у меня требования выше, чем к изображению. Тремя скриншотами обозначу качество LD по сравнению с видеокассетой и Blu-Ray на примере «Терминатора».
Можно сказать, что почти все выдающиеся фильмы за период от 1920 до 1970-х, и почти все релизы 80-90х доступны на LD. Не все, впрочем, одинаково легко найти.
Коллекционная ценность
По своей исторической ценности диски делятся на «обычные релизы» — как правило это фильм на одном диске, в формате CLV, простой конверт:
Чуть дороже стоят «специальные релизы»: поздние издания с многоканальной дорожкой, режиссерские версии и так далее.
В отличие от VHS, широкоформатные киноиздания на LD — скорее норма, чем исключение, хотя самые дешевые диски обрезают кадр до телевизонного соотношения сторон 4:3. Такие издания обязательно предупреждают пользователя: «есть полосы сверху и снизу», чтобы не жаловались.
Далее следуют лимитированные издания, пару версий я покажу на примере «Терминатора 2». Вот релиз с режиссерской версией попроще, в картонной коробке. Четыре диска, на трех — фильм, на четвертом — документальный фильм о съемках.
А это совсем элитное издание: кожаный переплет, каждый из трех дисков в своем глянцевом конверте. Хотя визуально это издание дороже, по факту фильм уместили на двух дисках в формате CLV (без возможности покадрового просмотра).
Вот реклама кожаных курток а-ля Терминатор оттуда:
Еще дороже стоят либо специализированные издания (например, LD высокой четкости Hi-Vision), либо просто редкие или желанные фильмы. Меньше всего ценятся дешевые европейские издания, часто сопровождаемые субтитрами:
Кстати о субтитрах. Фильмы, выпущенные в Японии, обычно стоят дорого. Про них надо иметь в виду, что японские субтитры намертво «вшиты» в видео и не отключаются. Русский дубляж по понятным причинам недоступен в принципе, и мне интересно, как коллекционеры лазерных дисков в СССР и на постсоветском пространстве решали эту проблему? Возможно, тут помог бы мой любимый минидиск, за счет произвольного доступа и синхронизации: запускаем воспроизведение видео и одновременно с ним — дубляж на минидиске.
«Русских» изданий крайне мало. Есть японские и американские релизы «Сталкера» и «Соляриса» Тарковского, «Иван Грозный» Сергея Эйзенштейна. В этой статье на Хабре с подробным описанием «советской» истории LD упоминаются два локализованных издания с музыкой и видеоэкскурсией по музею. Единственный условно русский лазерный диск в моей коллекции — произведенный во Франции концерт «Машины Времени»:
CLV и CAV
Два способа записи видеоданных на лазерный диск непосредственно влияют на пользовательский экспириенс. CAV или постоянная угловая скорость предполагает вращение диска с постоянной частотой оборотов. CLV — постоянная линейная скорость — чем ближе к центру краю диска, тем медленнее он вращается. CLV позволяет уместить больше видео на стороне: до часа. На CAV-диск помещается максимум полчаса на сторону, в результате типичное издание на CAV разбито на два-три диска. Придется вставать и менять диск посреди просмотра, а многодисковые устройства, насколько мне известно, не выпускались. Недостаток CLV — шум от неточного позиционирования лазерного диода, с которым лично я не сталкивался. Преимущество CAV: возможность покадрового отображения видеоданных — для этого лазерный диод просто «зависает» над определенной дорожкой диска. Посмотрим на возможности CAV на примере издания фильма Blade Runner 1982 года компанией Criterion:
Чем хороши (или плохи, зависит от фильма) издания на LD — на них часто перегоняли кинотеатральную версию фильма без каких-либо изменений. В случае Blade Runner это скорее минус, чем плюс: на данном LD представлена версия фильма с занудным закадровым текстом, который читает Харрисон Форд. Мне, как фанату данного кино, было интересно посмотреть и ее. Так как фильм выпущен в формате CAV, можно всегда остановить воспроизведение, чтобы рассмотреть кадр или последовательность кадров с медленной прокруткой — это штатная фича проигрывателя.
В дополнительных материалах возможности CAV используются, по сути, для хранения данных. На последнюю сторону второго диска покадрово записаны изображения и текст, по которым можно перемещаться, переключая последовательно кадры. На диске записана метка, благодаря которой в начале такой секции воспроизведение ставится на паузу. Так это выглядит в материалах к Терминатору:
До массового распространения мультимедийных CD-ROM, лазерный диск — единственный или один из немногих форматов, обеспечивающий произвольный доступ к аудиовизуальной информации. Благодаря этому формат ограниченно применялся в связке с компьютером. Для киноманов CAV — возможность изучить любимый фильм в деталях, и делиться с друзьями замечаниями типа «а вы видели, что на фрейме 18465 в кадр попадает кинокамера?».
Laser Rot
Laser Rot — это деградация клея, которым скреплены две стороны лазерного диска. Из-за несоблюдения технологии между пластиковыми блинами проникает воздух и портит отражающий слой, что приводит к ошибкам или полной невозможности чтения. Судя по всему это типичная детская болезнь: диски c Laser Rot чаще всего встречаются среди ранних изданий (конец 70-х, начало 80-х). У меня в коллекции издания преимущественно поздние, и единственный диск с Laser Rot — коллекция видеоклипов 1984 года, где подпорчена внешняя кромка:
VHS кассеты (наряду с адио кассетами) долгие годы занимали лидирующие позиции на рынке аудио-видео продукции, а так же они занимали целые полки в сервантах. Но время не стоит, прогресс не стоит на месте, и поэтому на землю пришел принципиально новый формат , и сказал кассетам "давай до свидания".
Чтож, начнем мы пожалуй с CD диска (он же Compact Disc)
Компакт-диск представляет собой пластиковый диск, имеющий в центре круглое отверстие. На него с помощью лазера записывается и считывается оптическая информация цифрового формата.
Сначала такие диски применялись для хранения цифровых музыкальных записей, нам они знакомы под названием «Аudio CD». Но спустя непродолжительное время диски приспособили для хранения файлов, содержащих цифровую информацию различного формата (видео, текст, программы, музыку, картинки и фото). Такие диски стали называть CD-ROM или «компакт-диск только для чтения», ведь записать на него информацию можно было только один раз, зато считать множество. Еще через несколько лет появляются диски, на которые пользователь мог сам записать информацию (CD-R), а также диски с возможностью перезаписи (CD-RW), информация с которых может быть стерта и записана заново.
Форматы файлов записываемых на Аudio CD и на CD-ROM различны. В связи с этим, проигрыватели, предназначенные для чтения только Аudio CD, не имеют возможности воспроизводить информацию с диска формата CD-ROM, для чего требуется специальное устройство чтения.
История компакт-диска начинается в 70-х годах прошлого века. Впервые он появился в 1979 году. Это была совместная разработка компаний Sony и Philips. Фирма Sony разработала способ кодирования сигналов (аналогичный тому, что использовался в профессиональных цифровых магнитофонах), а за Philips был производственный процесс, в котором применялась их фирменная технология выпуска лазерных дисков.
В промышленных масштабах компакт-диски стали выпускаться в 1982 году в Германии предприятием, расположенном в городе Лангенхагене. Первый музыкальный CD, вышедший в открытую продажу, был представлен в июне 1982 года. На этом диске вышел в продажу альбом группы «АВВА» – «The Visitors». Большое влияние на распространение компакт-дисков оказали такие гиганты, как Apple и Microsoft.
Правда, есть еще одна версия происхождения компакт-дисков, согласно которой их изобретателем был американец Джеймс Рассел из компании «Optical Recording». Уже в 1971 году он показывал свое изобретение, позволяющее хранить информацию. Толчком к разработке Расселом оптических дисков послужило желание не допустить повреждения иглами звукоснимателей виниловых пластинок с его любимыми музыкальными композициями. А уже через восемь лет фирмы Philips и Sony повторили его изобретение.
Компакт-диски имеют толщину 0,12 см и диаметр 12 см. Выполнены они из поликарбоната с нанесенным на него тончайшим металлическим покрытием (как правило, используют серебро, золото, алюминий и т.п.) и слоем лака. На одну сторону диска печатным способом наносится информация и изображения, связанные с содержимым (имена исполнителей, названия альбомов, треков, логотипы и т.д.).
С внешней стороны диска имеется выступ, который опоясывает диск, и не позволяет рабочей поверхности с записанной информацией царапаться. В центре имеется круглое, диаметром в 1,5 см отверстие. Весит компакт-диск чуть менее 16 грамм.
Поначалу на диски записывалась музыка в формате «Red Book». Она была двухканальной и имела частоту дискретизации 44,1 кГц, а также импульсно-кодовую модуляцию, равную 16-ти битам. Небольшие царапины, идущие к краю диска от центра или наоборот, не оказывают влияние на чтение информации с диска. Это возможно благодаря коду Рида-Соломона, который дает возможность коррекции ошибок считывания.
Информация на диск записывается дорожками (питами), закручивающимися в форме спирали. Питы имеют стандартные ширину и глубину равные 500 нм и 100 нм соответственно. А вот по длине питы различаются друг от друга и имеют диапазон вариации от 850 нм до 3,5 мкм.
Существуют следующие типы дисков: CD-RОМ – только для чтения, CD-R – для одноразовой записи, CD-RW – перезаписывающиеся. Для записи информации на компакт-диски применяются специальные пишущие устройства (приводы). Есть еще фигурные диски «Shape CD», представляющие собой оптические носители типа CD-ROM, которые выполнены в форме звезд, сердечек, самолетов, машин и т.д. Как правило, такие диски используют в качестве носителей видео или аудио информации люди, связанные с шоу-бизнесом. «Shape CD» был запатентован немецким продюсером Марио Коссом в 1995 году. Стоит заметить, что диски указанного типа не следует использовать в компьютерных приводах, так как они более скоростные, чем музыкальные, отчего диск может разрушиться и повредить привод
Ну чтож, теперь про DVD
Кажется, что DVD-диски существовали всегда. Однако первый такой носитель был презентован чуть более 20 лет назад, в конце 1996 года. Интересно, что за этим событием скрывается история борьбы и сотрудничества непримиримых конкурентов.
В последнее десятилетие ХХ века к выходу на рынок готовилось сразу два стандарта информационных носителей высокой плотности. Sony и Philips, создатели CD, готовили MMCD — Multimedia Compact Disc. Им противостояло объединение 8 компаний, среди которых были такие гиганты, как Time Warner и Toshiba. Их продукт носил название SD-DVD — Super Density Digital Video Disk.
MMCD состоял из двух наложенных один на другой информационных слоёв, каждый из которых вмещал 3,7 ГБ, что позволяло записать на такой диск 7,4 ГБ в сумме.
SD-DVD отличался, но не сильно. Части его двойного информационного слоя были склеены, что открывало возможность двухсторонней записи. На одну сторону SD-DVD убиралось до 5 ГБ данных.
Несмотря на сходства, форматы были несовместимы. Если бы каждый из них вышел на массовый рынок, пришлось бы развивать сразу два типа проигрывателей, тиражировать аудио- и видеоматериалы на тех и других дисках одновременно. Бизнес требовал от создателей этих стандартов принятия решения: кто остаётся на рынке, а кто — в истории?
Компания IBM помогла решить этот спор, выступив своего рода посредником, объединившим усилия конкурирующих сторон. Этот процесс также был весьма болезненным, но он привел к великолепным результатам. Компромиссным решением стал знакомый нам сегодня формат DVD. При этом выделили сразу три группы дисков:
DVD-Video. Диск для записи видеоматериалов. На носитель убирается до 135 видео в высоком качестве и компрессии MPEG-2. На диск также можно записать 8 звуковых каналов и 32 варианта титров.
DVD-Audio. Диск для записи аудиороликов со статичным или динамичным видеосопровождением (опционально).
DVD-ROM. Диск для записи любой произвольной информации. Его называли увеличенным по объёму аналогом CD-ROM-носителя.
Первое упоминание о DVD в СМИ появляется в сентябре 1995 года. Именно тогда компании-производители анонсировали разработку этого носителя, а также опубликовали первоначальную версию его спецификации. Сегодня изменениями, исправлениями и дополнениями в этом документе занимается организация DVD Forum.
Создателем первого в мире привода с поддержкой записи DVD-R является компания Pioneer. Это устройство они презентовали в октябре 1997 года. На момент начала продаж оно поддерживало работу со спецификацией DVD 1.0 и стоило в рознице $17 000. При этом пустой DVD-R объёмом 3,95 ГБ продавался за $50 в США.
Устройства Pioneer развивались вместе с обновлениями спецификации. Так, версия DVD 1.9 уже предусматривала запись до 4,7 ГБ информации. Во второй версии была введена возможность защиты дисков от незаконного копирования, а также два подформата — DVD-R For General и DVD-R For Authoring.
Authoring-носители можно считать профессиональным стандартом. Их используют в качестве мастер-дисков, когда предполагается массовое тиражирование материала. General-версия была задумана для использования в общих целях. Именно о таком диске мы говорим чаще всего, когда вспоминаем о DVD-R.
Формат DVD-RW — также дело рук инженеров компании Pioneer. Такой носитель оснастили покрытием, материалы которого имеют способность к многократному изменению свойств под воздействием лазерных лучей разной мощности. Теоретически ресурс DVD-RW составляет 1000 циклов перезаписи информации
Сегодняшняя молодежь мало что знает о компакт–дисках. Свершившаяся технологическая революция позволяет новым поколениям меломанов, не напрягаясь, черпать музыку из Интернета и мобильных телефонов, не думая о каких-то физических носителях. Сегодня уже мало кто вспомнит, что 30 лет тому назад в СССР был произведен первый компакт-диск. Случилось это 10 декабря 1989 года на заводе с леденящим душу названием МОЗГ – (Московский опытный завод «Грамзапись») входившем тогда в состав Всесоюзной фирмы грампластинок «Мелодия».
Две стороны CD
До этого времени основными носителями музыкальной продукции в СССР были долгоиграющие пластинки (LP) и компакт-кассеты (MC), производством которых занимались несколько заводов в Москве, Апрелевке, Ленинграде, Ташкенте, Риге, Баку, Тбилиси и Таллине. В 1989 году в СССР было продано 89,1 миллионов грампластинок и 11 миллионов компакт-кассет. Технология производства этих носителей носила сугубо мирный характер, чего нельзя было сказать об оптических дисках, считавшихся технологией двойного назначения, на поставки которой в СССР распространялись различные ограничения. Это обстоятельство было причиной, по которой производство CD в СССР началось лишь восемь лет спустя после их мировой премьеры.
Гиганты электроники Philips и SONY совместно разработали цифровой компакт-диск еще в 1980-м, когда в Москве гремела первая в социалистическом государстве Олимпиада. Для компакт-диска был разработан специальный стандарт в области технологии импульсно-кодовой модуляции (PCM — Pulse Code Modulation), которая позволяла с частотой выборки 44100 Гц считывать 16-битные данные. Информационную емкость CD — 640 МБ — определил в 1824 году Людвиг Ван Бетховен, написав свою бессмертную 9-ю симфонию. Именно это произведение, звучащее 74 минуты и 33 секунды, было выбрано исполнительным директором фирмы SONY Акио Морита в качестве стандарта.
Однако на первом в истории серийном CD была записана Альпийская симфония Рихарда Штрауса, исполненная симфоническим оркестром Берлинской филармонии, которым дирижировал Герберт фон Караян. Этот исторический диск был изготовлен 17 августа 1982 года близ Ганновера в городе Лангенхаген (Langenhagen) на предприятии компании PolyGram.
Примечательно, что произошло это примерно в то же время, когда на рынке появились первые персональные компьютеры фирмы IBM. Специалистам было понятно: наступает новая цифровая эпоха, одним из ключевых элементов которой будет компакт-диск — общедоступный и универсальный носитель всех типов информации.
Технология производства компакт-дисков сочетала в себе новейшие достижения науки в различных областях: система кодирования сигнала, бесконтактная лазерная запись и считывание информации, новые материалы и многое другое. Поликарбонат — материал, из которого изготавливаются диски, например, был изобретен в рамках американской лунной программы.
Все это вызвало большой интерес, и за оборудованием стали охотиться спецслужбы СССР и других социалистических стран. Особых успехов в этом деле достигла болгарская разведка, при содействии которой в СССР был смонтирован секретный завод компакт-дисков на одном из оборонных предприятий во Львове, который выпускал диски особого назначения, не имевшие к музыке никакого отношения. Позже, переквалифицировавшиеся болгарские разведчики, разместят несколько заводов по производству CD у себя в стране, а потом перевезут их в Россию.
Родина CD — СССР
Мало кто знал, что в СССР уже давно велись собственные разработки оптических накопителей для целей обороны. Еще в 1933 году действительный член РАН профессор Владимир Котельников теоретически обосновал принципы цифровой звукозаписи. Его труды, опубликованные в закрытых специализированных изданиях, положили начало такому изобретению, как компакт-диск. После войны Котельников работал над советской космической программой, и потому его имя не было известно на Западе. Долгое время мировая наука считала основоположником теории цифровой записи профессора Клода Шеннона, который опубликовал свои результаты лишь в 1948 г., после академика Котельникова. Однако несколько лет назад сотрудники Фонда Эдуарда Рейна натолкнулись в советской периодике на статьи Котельникова и убедились в его бесспорном приоритете.
Почти через шестьдесят лет после теоретического обоснования возможности цифровой передачи сигналов в СССР появлялось первое производство компакт-дисков. Неофициальный пуск завода состоялся 10 декабря 1989 года. Однако проработка контракта, подготовительные работы по реконструкции помещений и коммуникаций начались годом раньше. Для реализации проекта из бюджета страны было выделено более 11 млн. долларов! В качестве базовой схемы выбрали технологию так называемых «чистых» комнат, хотя уже в те годы появились первые монолайны - линии, включающие литье, металлизацию, лакировку и контроль с «чистой зоной» внутри и обслуживающим персоналом снаружи. Иностранцы понимали, что это уже морально устаревшее оборудование, которое на Западе вряд ли кого заинтересует. Они спешили продать его нам и заработать на технологической отсталости СССР.
Советские компакт-диски — самые западные в мире
Под производство компакт-дисков был выделен 3-этажный корпус завода общей площадью более 2000 кв.м. Перед началом работ были проведены замеры на вибрацию и прочность перекрытий, поскольку рядом проходила линия метрополитена. Бригада инженеров завода демонтировала старую технику, удалила внутренние стены, подготовила фундаменты под новое оборудование. В течение мая-августа 1989 года более 20 будущих работников нового производства прошли подготовку на предприятиях Германии и Швеции. С августа 1989 специалисты из Германии, Швеции и Голландии начали установку «чистых» комнат, оборудования мастеринга, репликации и упаковки. В ноябре полным ходом шли пуско-наладочные работы отдельных видов оборудования (литье, металлизация, лакировка, шелкография, контроль параметров и др.)
Основными фирмами — поставщиками оборудования и участниками монтажа были: Ancla, Krantz, Illzemann, Sick (Германия), Toolex Alpha, CD Plant (Швеция), ODME (Голландия), Balzers (Швейцария), Global Machinery (Япония). На первом этапе отечественными компонентами производства были только родная земля, электроэнергия, вода, воздух и головы молодых, способных специалистов, с энтузиазмом взявшихся за новое дело.
Производственные помещения на Московском опытном заводе «Грамзапись» в те годы напоминали борт космической станции
Производственные помещения на Московском опытном заводе «Грамзапись» в те годы напоминали борт космической станции
Производство осуществлялось в помещении с классом чистоты «100», что означало наличие в каждом кубическом футе воздуха не более 100 пылинок размером 0,5 мкм. Для сравнения можно сказать, что в обычных помещениях эта цифра увеличивается в 1000 раз. Исходными данными для изготовления мастер-диска служили: стеклянная подложка — отполированный диск диаметром 240 мм из чистого стекла — и мастер-кассета типа U-matic с цифровой музыкальной фонограммой, кодами и служебной информацией. Система записи преобразовывала цифровую звуковую и субкодовую информацию в необходимый канал битов, модулирующий лазерный луч, который «выжигал» на диске дорожку записи. Следующей по технологии была операция изготовления оригиналов и матриц. Наращивание никеля происходило на установках фирмы «Тулекс Альфа». Последней операцией в условиях «чистой» комнаты было нанесение на матрицу защитного слоя. Готовые матрицы устанавливались на термопласт-автоматы.
Основой компакт-диска являлась отливка из поликарбоната диаметром 120 мм. На заводе «Грамзапись» использовался поликарбонат марки «тейджин», производимый в Японии. Материал очень гигроскопичен. Для того чтобы можно было его использовать, содержание влаги не должно превышать 0,02%. Отпечатанные в таких жестких условиях диски уже несли на себе всю информацию в виде питов, располагающихся по спирали. Поскольку расстояние между витками составляет всего 1,6 мкм, то общая длина дорожки записи равнялась примерно 5 км. Для считывания всей этой информации на диск необходимо нанести отражающий слой алюминия. Эта операция, производимая на специальном аппарате металлизации в вакууме, была одной из самых сложных. Для ее проведения требовался металл чистотой 99,999%. После нанесения защитного лака, полимеризующегося под действием ультрафиолетовых ламп, компакт-диск уже не боялся ни пыли, ни мелких царапин.
Практически готовые диски проходили жесткое тестирование и отбраковку на специальном оборудовании. После печати этикеток методом шелкографии на автомате Kamman, диски поступали на упаковку. Каждые 10 секунд пять литьевых машин могли производить по 5 дисков. В год при двухсменной работе, включающей весь цикл производства от мастеринга до упаковки, завод мог отпечатать 3 миллиона CD, но реально больше миллиона дисков никогда не производилось.
Еще одним новшеством были комбинезоны, в которых работали специалисты. Униформа напоминала что-то космическое. Для прохода в «чистые комнаты» был оборудован специальный шлюз, в котором оставалась вся «земная» одежда.
Читайте также: