Лазерный диск сколько памяти
Лазерные накопители информации – неотъемлемая часть современной жизни. Работа с CD и DVD дисками не представляет сложностей, поэтому накопители и пользуются высоким спросом.
Такие приводы лежат в основе большинства мультимедиа, геймерских устройств. Ими оборудуют лэптопы, ПК и даже салоны авто. При этом мало кто знает, чем отличаются компакт-диски между собой, что учитывать при их покупке.
Виды CD и DVD
Разновидности компакт-дисков – одно- и двухсторонние. В первом случае данные записываются только на одну сторону, во втором на обе, соответственно, объем диска CD R или другого типа возрастает. Учтите, что при увеличенном объеме строже будут требования к хранению.
Итак, CD и DVD RW диски для чего они нужны. RW обозначают перезаписываемые изделия. Они выдерживают около тысячи циклов перезаписи, но это ориентировочные цифры. Что означает CD R и вообще приставка R, будет зависеть от контекста. На «+R» компакт-диски можно дозаписывать данные при условии наличия свободного места, в «-R» изделиях такой возможности не предусмотрено.
Чем отличаются DVD R от DVD W, тоже становится понятно – возможность записывать и стирать дополнительные данные. Ну а, чтобы понять, можно ли перезаписать диск DVD R, смотрите на плюс и минус в маркировке. Если что-то непонятно, лучше будет сразу обратиться к сотруднику магазина.
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.
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».
Нестандартная оцифровка лазерных дисков
И это приводит меня к последней истории про лазерный видеодиск на сегодня. Проект Domesday86 пытается решить все технические (но не юридические) вопросы сохранения BBС Domesday Project. Конечным результатом должна быть достоверная эмуляция оригинального кода, на современном железе. Самой большой трудностью, как я уже говорил выше, является сопряжение софта с железом в виде проигрывателя лазерных дисков, либо с эмулятором LD-проигрывателя, который будет отдавать по запросу то изображение, которое требуется. На сайте проекта есть много технической информации об оригинальном железе. Особенный интерес у меня вызвал проект Domesday Duplicator. Задача его авторов — максимально качественно оцифровать видео и графику с лазерных дисков Domesday.
Для части материалов существуют исходники, с которых печатали LD — на видеокассетах с дюймовой лентой. Они оцифрованы, но интерес представляет и то, как исходные видео и картинки сохранены на лазерных дисках. То есть недостаточно захватить видеосигнал, нужно каким-то образом записать аналоговые данные во всей полноте, например с метаданными и индексацией.
Для этого и был разработан Domesday Duplicator. Это АЦП с разрядностью 10-бит, захватывающий полосу частот шириной 20 мегагерц (для данных с LD достаточно 13 МГц с большим запасом). Устройство подключается к порту USB 3.0, а с другой стороны — непосредственно к выводу RF Out лазерного проигрывателя. Таким образом аналоговая схема старого устройства в обработке сигнала не участвует, разделение данных на звук и изображение, сигналы яркости и цвета, происходит уже в цифровом представлении. «Рип» одной стороны лазерного диска (полчаса) занимает больше 100 гигабайт.
Для обработки сырых данных был разработан открытый софт, результат работы которого показан на картинке выше. Слева — обычный захват видеосигнала с помощью потребительской платы захвата. Справа — обработка сырых данных, считываемых лазером. Самое интересное, что данная технология применима почти к любому проигрывателю лазерных дисков, и к любым дискам. В другой жизни я бы обязательно занялся такой оцифровкой, ради эксперимента. Это же так интересно: вытащить видеосигнал с неидеального (по современным меркам) носителя с таким качеством, которое не обеспечит ни один готовый проигрыватель. Но нет, я пожалуй ограничусь просмотром фильмов, со старых дисков, на старом проигрывателе, и на старом телевизоре. Тем не менее, не могу не восхищаться упорством и фанатизмом авторов проекта Domesday86. Именно благодаря таким людям стремительно устаревающие, редкие, малодоступные технологии способны обрести вторую жизнь. Это такая вершина ретрохобби. Одно дело потратить много денег на воспроизведение редких HD-релизов для собственного удовольствия. Другое — изучить ретроформат досконально и создать для него что-то новое, поделившись с сообществом. Если мне хватит сил и знаний, я таким обязательно займусь, но кажется с другим ретроформатом — моим любимым минидиском.
Моя предыдущая статья была посвящена внутреннему устройству чипа от Nvidia, да и, пожалуй, внутреннему устройству любого современного процессора. В этой статье мы перейдём к средствам хранения информации, и я расскажу, что представляют собой CD и HDD диски на микроуровне.
Начнём с CD диска. Наш подопытный — простой CD-R от Verbatim. Обычный диск с записанной (а точнее, напечатанной) информацией состоит из 3 основных слоёв. Слой А – поликарбонатный диск, который отвечает сразу за несколько функций. Первое – основа диска, которая выдерживает огромные скорости вращения внутри дисковода.
Так в общих чертах можно представить строение CD диска [1]
Поликарбонатный диск, как оказалось, дополнительно покрывают специальным лаком, который защищает от легких механических повреждений внешнюю поверхность диска.
Слой лака выделен красным цветом, под ним «начинается» поликарбонат
Под пучком электронного микроскопа, слой защитного лака чувствует себя не очень хорошо
Второе – именно на поликарбонате, в прямом смысле этого слова, печатается информация с матрицы — будь то фильм, музыка или программы. Как сообщает нам Вики, поликарбонатная основа имеет толщину 1,2 мм и весит всего-навсего 15-20 грамм [1].
Естественно, что поликарбонат и лак прозрачны для лазерного излучения, поэтому «напечатанную» информацию для лазера необходимо сделать «видимой», для чего поверхность покрывают тонким слоем алюминия (слой B). Стоит отметить, что CD-ROM с «напечатанной» информацией, CD-R и CD-RW имеют незначительные отличия. В двух последних случаях, добавляется промежуточный слой между поликарбонатом и алюминием, который может изменять свои свойства под действием лазерного излучения определённой длины волны, а на поликарбонате печатаются пустые дорожки. Это могут быть либо красители в случае CD-R (что-то похожее на фоторезист), либо металлические сплавы в случае CD-RW. Именно поэтому перезаписываемые диски не рекомендуется подвергать действию прямых солнечных лучей и перегреву, который также может спровоцировать изменение оптических свойств.
Давайте сравним диск и алюминиевый слой, оторванный от него. Видно, что на поликарбонате есть «канавки» (питы), а на слое алюминия наоборот возвышения, которые полностью соответствуют канавкам:
Привычные углубления на поверхности поликарбоната (АСМ-изображение)
На защитном алюминиевом слое видны питы-«наоборот»: не канавки, а выступы (АСМ-изображение)
Далее полученный «пирог» покрывают специальным защитным слоем С, чья основная обязанность – защитить «нежный» алюминиевый отражающий слой. Далее на этот слой можно что-то наклеивать, писать маркером, наносить специальные дополнительные слои для печати и т.д. и т.п.
В данном видео представлены все технологические этапы производства CD дисков:
Запись на CD диске подобная записи на виниловой пластинке, т.е. дорожка с информацией идёт по спирали. Он берёт своё начало в центре диска и заканчивается у внешнего края. А вот прямо посреди диска «стыкуются» пустые участки и дорожки с записанной информацией:
Вот была запись, а вот её и нет. Сравнение пустых дорожек и дорожек с записанной информацией (СЭМ-микрофотографии)
Принципиальных отличий на микроуровне CD от DVD и, наверное, Blu-Ray нет. Разве что питы будут меньших размеров. В нашем случае размеры 1 минимального углубления составляют 330 нм в ширину и 680 нм в длину, при этом расстояние между дорожками ~930 нм.
N.B. Если у вас есть исцарапанный CD диск, который не читается ни в одном приводе, попробуйте его заполировать. Для этого подойдёт практически любая прозрачная полироль. Она заполнит углубления, которые мешают чтению информации, и Вы хотя бы сможете скопировать информацию с диска.
Как же всё-таки иногда причудливо изгибается слой алюминия (практически произведение искусства – чёрное и белое):
Чёрные и белые полосы нашей жизни. CD (СЭМ-микрофотография)
И напоследок ещё пара изображений CD, полученных с помощью оптического микроскопа:
Оптическая микроскопия: слева — алюминиевый отражающий слой, справа — слой Al (более светлая область) на поликарбонатном диске (более тёмная область)
Приступим теперь к жёсткому диску. Для меня всегда, ещё со времён дискет и VHS оставалось загадкой, как же всё-таки устроена магнитная память?! Перед написанием статьи, я попытался найти хоть какие-то видео и медиа материалы, которые демонстрировали бы, как в предыдущем ролике, основные этапы производства жёстких дисков, и был неприятно обрадован Вики: «Обе плоскости пластин, подобно магнитофонной ленте, покрыты тончайшей пылью ферромагнетика — окислов железа, марганца и других металлов. Точный состав и технология нанесения составляют коммерческую тайну» [2]. Пришлось смириться и не искать правды от производителей HDD (разве что, Seagate слегка приоткрыл свои секреты), тем более что с приходом эры SSD конкуренция на рынке ещё больше усилилась.
Сами пластины изготавливаются из немагнитных металлических сплавов. Основу этих сплавов составляют алюминий и магний, как самые лёгкие конструкционные материалы. Далее на них наносится тонкий, опять таки согласно Вики, 10-20 нм слой магнитного – тут, пожалуй, слово нанокристаллический будет уместно – материала, который затем покрывается небольшим слоем углерода для защиты. Так как диск NoName, и выполнен он по древней технологии параллельной записи информации, то я позволю себе привести здесь состав материала по данным EDX (рентгеноспектральный микроанализ): Co – 1,1 атомных %, Y – 1,53 ат. %, Cr – 2,38 ат. %, Ni – 45,81 ат. %. Содержание углерода 36,54 %. Откуда-то взялись Si и P, содержание которых составляет 0,46 ат. % и 12,25 ат. %, соответственно. Происхождение кремния – по всей видимости, в следовых количествах остался на поверхности после работы микротома и моей полировки, а фосфор – просто заляпал образец.
Честно, я пытался найти слой магнитного материала толщиной «10-20 нм», но безуспешно. Если исходить из того, что увидел я, то поверхностный слой имеет толщину примерно 12 микрометров:
Тот сам «тоненький» слой, который хранит информацию в наших жёстких дисках
Сама поверхность диска очень и очень гладкая, перепад высот лежит в пределах 10 нм, что сравнимо с шероховатостью поверхности монокристаллического кремния. А вот и изображения в режиме фазового контраста, которые соответствуют распределению магнитных доменов на поверхности, т.е. мы видим фактически отдельные биты информации:
АСМ-изображения поверхности жёсткого диска. Справа представлены изображения в фазовом контрасте
Немножко о фазовом контрасте: сначала игла АСМ-микроскопа «ощупывает» рельеф, затем зная рельеф и повторяя его форму игла делает второй проход на расстоянии 100 нм от образца, чтобы «заглушить» действие Ван-дер-Ваальсовых сил и «выделить» действие магнитных сил. Флешку о том, как это происходит можно посмотреть тут.
Кстати, заметили, что единичные магнитные домены вытянуты вдоль плоскости диска и параллельны ему?! Позволю себе пару слов о методах записи. На данный момент диски с перпендикулярным методом записи информации (т.е. такие у которых магнитные домены ориентированы перпендикулярно плоскости диска), появившиеся в 2005 году, практически полностью вытеснили диски с параллельной записью. Преимущество перпендикулярной записи очевидно – выше плотность записи, но тут есть один тонкий момент в связи с данными Вики о толщине магнитного слоя. Этот нюанс называется – суперпарамагнитный предел. Т.е. существует некоторый критический размер частицы, после которого ферромагнетик уже при комнатной температуре переходит в парамагнитное состояние. Т.е. тепловой энергии хватает, что проворачивать, переориентировать такой маленький магнитик. В случае магнитной записи часто поступают следующим образом: делают один из размеров «магнитика» больше, чем два остальных (это хорошо видно на картинке с распределением магнитных доменов), тогда в этом большем направлении магнитный момент сохраняется. Так вот, если в случае параллельной записи я ещё могу поверить, что слой магнетика десятки нанометров при размерах 1 бита в несколько микрометров, то в случае перпендикулярной записи – этого просто не может быть. Толщина такой намагничиваемой области при минимальных размерах в плоскости диска, просто обязана быть минимум несколько микрометров. Так что, возможно, Вики немножко подвирает. Либо наносят магнетик в виде наночастиц диаметром 10-20 нм, а уже потом каким-то «хитрым» образом разбивают диск на области, которые и отвечают за хранение информации. К сожалению, я не полностью удовлетворил своё любопытство и ответил на вопросы о магнитной записи информации, может быть кто-нибудь поможет?!
Сравнение параллельного и перпендикулярного методов записи информации на жётских дисках [2]
Хотел бы также поделиться тремя видео, которые нашлись на просторах Интернета и связаны с жёсткими дисками. Первое посвящено принципам работы HDD (How does it work?):
Как то я даже не знал, что существовали такие носители. Многие подумают, что это те же самые CD-диски, но это не так. Вот смотрите .
LaserDisc (LD) — первый коммерческий оптический носитель данных, предназначавшийся, прежде всего, для домашнего просмотра кинофильмов. Однако, несмотря на технологическое превосходство над VHS и Betamax, Laserdisc не имел существенного успеха на мировом рынке: в основном был распространён в США и Японии, в Европе к нему отнеслись прохладно, в России лазердиски имели небольшое распространение, в основном за счёт коллекционеров — любителей видео.
В отличие от Video CD, DVD и Blu-ray дисков, LaserDisc содержит аналоговое видео в композитном представлении (полный цветной телевизионный сигнал ) и звуковое сопровождение в аналоговой и/или в цифровой форме. Стандартный лазердиск для домашнего использования имеет диаметр 30 см (11,81 дюймов) и склеен из двух односторонних покрытых пластиком алюминиевых дисков. Информация о сигнале хранится в миллиардах микроскопических углублений (питах), выгравированных в алюминиевом слое под поверхностью. Поверхностный акриловый слой (1,1 мм) защищает их от пыли и отпечатков пальцев. Для чтения данных с диска применяется маломощный лазерный луч, который через зеркально-оптическую систему создает тонкий пучок света (диаметром 1 мкм) на поверхности диска и, отражаясь, попадают на фото датчик и, далее, передаётся как закодированный аудио/видео сигнал высокой плотности для последующего воспроизведения.
Процесс записи и считывания информации осуществляется при помощи лазера.
Формат контента: NTSC, PAL
Ёмкость:
60 минут на сторону CLV (постоянная линейная скорость)
30 минут на сторону CAV (постоянная угловая скорость)
Считывающий механизм: лазер, длина волны 780 нм (инфракрасный)
Разработан: Philips MCA
Размер: диаметр 30 см (11.81″)
Применение: хранение аудио, видео
Год выпуска: 1978
Технология Laserdisc с использованием светопропускающего носителя была разработана Дэвидом Полом Греггом в 1958 году. В 1969 году компания Philips создала видеодиск, работающий в режиме отражённого света, имеющий большие преимущества перед режимом на просвет. MCA и Philips объединили свои усилия и продемонстрировали первый видеодиск в 1972 году. В продажу первый лазердиск поступил в Атланте 15 декабря 1978 года — через два года после появления на рынке видеомагнитофонов формата VHS и за четыре года до CD, основывавшихся на технологии LaserDisc. Компания Philips производила проигрыватели, а MCA издавала диски, но их сотрудничество было не очень успешным и закончилось через несколько лет. Несколько ученых, занимавшихся разработкой технологии, организовали фирму Optical Disc Corporation.
Первым лазердиском, поступившим в продажу в Северной Америке, был выпущенный MCA DiscoVision в 1978 году фильм "Челюсти". Последними — фильмы "Сонная лощина" и "Воскрешая мертвецов" компании Paramount, выпущенные в 2000 году. В Японии было издано ещё не меньше дюжины фильмов вплоть до конца 2001 года. Последним японским фильмом выпущенным в формате LaserDisc был "Tokyo Raiders".
Так как цифровое кодирование (сжатие видео) было в 1978 году либо недоступно, либо нецелесообразно, применялись три метода уплотнения записи на основе изменения скорости вращения диска:
CAV (англ. Constant Angular Velocity — постоянная угловая скорость (как при воспроизведении грампластинки)) — стандартные видеодиски (англ. Standard Play), поддерживающие такие функции как стоп-кадр, изменяемое замедленное воспроизведение вперёд и назад. CAV-диски при воспроизведении имеют постоянную скорость вращения (1800 оборотов в минуту для стандарта NTSC (525 строк) и 1500 оборотов в минуту для стандарта PAL (625 строк)), и за один оборот считывается один кадр. В этом режиме на одной стороне диска CAV может храниться 54 000 отдельных кадров - 30 минут аудио/видео материала. CAV использовали реже, чем CLV, в основном для специальных изданий художественных фильмов, для бонусных материалов и специальных эффектов. Одно из преимуществ этого метода является возможность переходить на любой кадр непосредственно по его номеру. Произвольный доступ и функция стоп-кадра позволили производителям создавать простейшие интерактивные видеодиски, размещая на диске помимо видеоматериалов отдельные статичные изображения.
CLV (англ. Constant Linear Velocity — постоянная линейная скорость (как при воспроизведении компакт-дисков)) — долгоиграющие видеодиски (англ. Extended Play) не имеют специальных возможностей воспроизведения CAV-дисков, предлагая только простое воспроизведение на всех проигрывателях Laserdisс, кроме проигрывателей высокого класса, имеющих функцию цифрового стоп-кадра. Эти проигрыватели могут добавлять новые функции, обычно не доступные для CLV дисков, такие как воспроизведение вперед и назад с переменной скоростью, и паузу, как на магнитофонах. Постепенно замедляя скорость вращения (с 1800 до 600 об/мин) CLV-диски с постоянной линейной скоростью, могут хранить 60 минут аудио/видео материала с каждой стороны, или два часа на диске. Фильмы длительностью менее 120 минут могли поместиться на один диск, тем самым снижая стоимость одного фильма и устраняя отвлекающую от просмотра необходимость заменять диск на следующий, по крайней мере для тех, кто обладал двухсторонним проигрывателем. Подавляющее большинство релизов были доступны только в CLV (несколько наименований было выпущено частично CLV, частично CAV).
CAA (англ. Constant Angular Acceleration — постоянное угловое ускорение). В начале 1980-х годов, из-за проблем с перекрестными помехами на долгоиграющих лазерных CLV-дисках, компанией Pioneer Video было представлено CAA-форматирование долгоиграющих лазерных дисков. Кодирование с постоянным угловым ускорением очень похоже на кодирование с постоянной линейной скоростью, за исключением того, что в CAA происходит мгновенное снижение скорости при угловом смещении на определённый шаг, вместо постепенного замедления в устойчивом темпе, как при чтении CLV-дисков. За исключением 3М/Imation, все производители Laserdisc приняли схему CAA кодирования, хотя этот термин редко (если вообще) использовался на потребительских упаковках. CAA кодирование заметно улучшило качество изображения и значительно сократило перекрестные помехи и другие проблемы слежения.
В 1998 году проигрыватели LaserDisc были примерно в 2 % американских домов. Для сравнения в 1999 году в Японии эта цифра составляла 10 %.
В массовом секторе LaserDisc полностью уступил место DVD, и производство дисков устаревшего формата и проигрывателей для них было прекращено. Сегодня формат LaserDisc пользуется успехом лишь у любителей, собирающих лазердиски с различными записями — фильмы, музыка, шоу.
Многие из энтузиастов утверждают, что формат LaserDisc способен более натурально, чем цифровое видео, передавать фазы движений, и в подавляющем большинстве случаев видео с LaserDisc смотрится более комфортно, чем цифровое. Этому есть основание: LaserDisc — аналоговый формат, здесь отсутствует как внутрикадровое, так и межкадровое сжатие, это запись композитного сигнала, полосы частот.
Кроме того, на данный момент до сих пор есть множество видео, не вышедших на DVD / BluRay или изданных в качестве, уступающем качеству LaserDisc. Например, "Олимпия" Лени Рифеншталь.
Domesday Project
История проекта Domesday начинается 900 с лишним лет назад, когда в средневековой Англии была проведена не то перепись населения, не то инвентаризация ресурсов народного хозяйства. Фолиант с результатами переписи называется "Книга Судного Дня". В названии книги смысловой акцент делается скорее не на библейском «страшном суде», когда всем воздастся за их деяния, а на информации об этих самых деяниях. В смысле, когда бы этот Суд ни произошел, необходимые для воздаяния данные уже собраны в книге. Это ценный источник исторических данных, и много лет спустя, в восьмидесятых годах прошлого века, концепцию решили воспроизвести, используя самые современные технологии. Была собрана информация о современной жизни Соединенного Королевства, записаны видеоролики о тогдашнем быте, написан сопроводительный текст. Все это получило название BBC Domesday Project (в честь книги) и было доступно на системе из компьютера BBC Master, производства компании Acorn, и лазерного проигрывателя Philips.
То есть: компьютер с восьмибитным процессором MOS 6502, 128 килобайт памяти. Лазерный проигрыватель управляется по интерфейсу SCSI, на дисках хранятся как данные (до 300 мегабайт на стороне), так и видео/изображения. На аналоговую картинку накладывается текст и компьютерная графика, и все это выводится на монитор. На видео выше показана работа этой системы в сборе, в том числе невероятная реализация того, что мы сейчас называем Google Street View. Очень круто: настоящий мультимедийный интерактив, который был сделан в 1986 году, за пять лет до распространения мультимедийных релизов для обычных IBM PC на компакт-дисках. Учитывая невероятно убогое качество видео и картинок на MPC CD-ROM, у Domesday Project было даже некоторое преимущество в качестве.
Да, но при этом проект является характерным примером преждевременного цифрового устаревания. Была сделана ставка на устаревающую уже тогда компьютерную архитектуру. На нежизнеспособный носитель для хранения цифровых и аналоговых данных. Даже язык программирования (BCPL) — и тот устаревший. При этом нельзя просто взять и перенести кодовую базу на современный язык программирования, или запустить в эмуляторе: весь проект завязан на лазерный диск с аналоговой информацией. Ее мало просто оцифровать, нужно еще восстановить логическую последовательность: при каких обстоятельствах программа воспроизводит ту или иную картинку или видеоролик, обращаясь к необходимой области на определенном диске (их было несколько). В начале нулевых стало понятно, что когда у последнего специализированного LD-проигрывателя сдохнет электроника или лазер, проект Судного Дня, во всей своей интерактивной полноте, будет утерян.
Были предприняты попытки воссоздания проекта в вебе, которые сами по себе быстро устаревали, терялись в связи со смертью автора. Инициативам по выкладыванию контента мешал копирайт. Короче, можно сказать, что общество столкнулось с большими трудностями в сохранении современного наследия, состоящего из изображений, текста, кода, железа. Трудности были причем не только технические, но и юридические. Все это применимо не только к проекту Domesday, но и, например, к сохранению информации из веба и многим другим компьютерно-архивным задачам. Я вижу в этом некую иронию: с компьютерно-мультимедийным наследием 34-летней давности большие проблемы, а тысячелетний фолиант — пожалуйста, доступен, бери и читай.
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.
Оптические диски: все о них
Перед рассмотрением сходств CD и DVD нужно разобраться с определением оптического диска как такового. В состав лазерного элемента входят 4 слоя:
- Пластина на поликарбонатной основе – речь о бесцветном пластике, он тонкий, располагается сверху изделия. На него наносят надписи, можно печатать на поверхности картинки.
- Рабочий слой – представляет собой особый краситель. Эта часть прожигается с применением лазера.
- Металлический слой – тонкий, создается с применением цветных металлов. В зависимости от категории диска, эта часть изготавливается из драгметаллов, алюминия, различных сплавов. Металл хорошо отражает лазерные лучи.
- Лак поверх металла – низ или основа, защищает инфослой от повреждения, потери.
Теперь вы знаете, из чего делают компакт диски. Разберем процесс записывания информации: лазерный луч перемещается по дорожке в форме спирали от центра диска к его краям и прожигает рабочие точки. Прожженные части дорожки не отражаются лазерными лучами, нетронутые за счет металлического слоя – отражаются.
Так выходит двоичный код – если луч отразился, получается 1, если нет, то 0. Этот код и является основой записи цифровых данных.
Что такое CD и DVD
Размеры DVD дисков – это далеко не самая главная их характеристика. Толщина составляет около 1.2 мм, объем разный. CD R – это пластиковый компакт-диск с односторонней (чаще всего) записью информации, в DVD носителях запись идет на обе стороны. Часть с информацией всегда длинная, спиралевидная, имеет вид канавки, начинается в центре дискового носителя.
Для чего нужен CD диск – для записи и считывания данных. Этот процесс осуществляется с применением лазера невысокой мощности. Информационные потоки могут иметь разные формы. Лазерный луч сначала проходит стадии отражения, после попадает на приемник.
Особенность хранения данных на CD дисках состоит в том, что информация считывается снизу носителя – для лазерного луча тут предусмотрен выступ, где по мере отражения от него, ход волны луча выходит меньше – примерно наполовину самой длины волны. Движение подавляется, появляется оповещение об отсутствии сигнала.
В чем различие CD и DVD при примерно аналогичном устройстве? Во втором случае шаг канавки меньше, размеры выступов тоже будут незначительными. Выходит, что диаметр CD диска может быть намного больше для записи аналогичного объема данных, чем для DVD носителя. Если важна максимальная вместительность и при этом компактность, вам нужен второй вариант.
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:
Изучая историю лазерного диска на практике, с использованием настоящего плеера и настоящих кинорелизов, я конечно же хотел выяснить, где у этого формата условный «святой грааль». Я имею в виду нечто совсем уж редкое, нестандартное, странное и высокотехнологичное. В случае коллекционирования старых вещей, как правило с трудом добываемое. Для лазерных видеодисков как носителей существует как минимум четыре категории подобной дичи: так называемые Squeeze LD, первые кинорелизы в формате высокой четкости Hi-Vision, записываемые лазерные диски. И одна крайне интересная комбинация лазерного видеодиска с компьютером, известная как Domesday Project.
Про эти четыре категории я и хочу рассказать в нехарактерном для меня формате «по материалам из интернета». Редкие устройства и диски из этого списка добыть можно, но у меня просто нет столько денег на хобби. К счастью, их довольно подробно описали более состоятельные коллекционеры. Прежде, чем начать, хочу поделиться вот такой мыслью. Мне показалось, что залогом долговременного успеха какой-либо технологии является некий запас прочности. В случае носителя данных я имею в виду задел под последующее расширение функциональности. Например, вслед за штампованными компакт-дисками появились записываемые однократно, а потом и перезаписываемые. Сама технология развилась до современных носителей Blu-Ray с емкостью более ста гигабайт на диск такого же размера.
Лазерный видеодиск появился слишком рано, чтобы стать массовым, но запас прочности у него был. Для цифрового звука, стерофонического и многоканального, а потом и для записи видео в формате «почти FullHD», и для данных. Его аналоговая природа и большие размеры не позволили ему превратиться в популярный мультимедийный носитель данных для компьютеров в девяностых (им стал компакт-диск). Но попытки были, еще в восьмидесятые, незадолго до CD-ROM, но на самом деле из совершенно иной эпохи. И эти попытки были очень интересные.
Предыдущая статья про лазерные видеодиски с практическим опытом и впечатлениями.
Дневник коллекционера старых железок я веду в Телеграмме.
Чем отличаются CD и DVD
Из чего сделан DVD диск или CD носитель, мы писали выше – между данными типами разницы обычно нет. А вот размеры лазерного луча будут разными – в DVD они меньше, прожигаемые точки и дорожки, соответственно, тоже небольшие в сравнении с CD. Какой объем CD диска считается стандартным – 700 Мб, DVD – 4.7 Гб.
Независимо от того, сколько памяти на CD диске, скорость записывания будет выше, чем на DVD, зато DVD быстрее читается. Также первый вариант обычно дешевле стоит.
DVD диски – более новая технология, поэтому разновидностей больше, функционал шире.
Записываемые лазерные диски
Здесь, наконец-то, лазерные диски начинают приближаться к компьютерам тех времен. Но не во всех случаях. Записываемые лазерные диски чаще всего использовались для хранения аналоговых данных — тех же изображений или видео, а не цифровых. Два цифровых формата упоминаются здесь: это LV-ROM компании Philips и LD-ROM компании Pioneer. Используя разные файловые системы, эти диски могли вместить, соответственно, до 324 или до 540 мегабайт данных на сторону. Что, учитывая размеры носителя, как-то мало. У всех записываемых реинкарнаций лазерного диска есть одна особенность: они использовались только в профессиональной среде, стоили огромных денег, а сейчас информацию о них нужно собирать буквально по крупицам.
Популярное описание еще одного записываемого формата, на сей раз CRVdisc от Sony, есть в видео того же Techmoan. Он не поленился и нашел устройство для записи, а также диски. Данная установка предполагает работу с видеосигналом, и к компьютеру для передачи данных не подключается. Параметры CRVdisc чуть хуже, чем у заводского LD в формате CAV: 36 или 43 тысячи отдельных кадров, то есть 20-24 минуты видео. В видео приводятся примеры использования: библиотека изображений, например древний цифровой каталог в музее. Или динамический «задник» для ТВ-эфира, в который вклеивается изображение с ведущими телепередачи. В общем, записываемый лазерный диск был оправдан там, где требовалось что-то записать один раз, и потом регулярно это воспроизводить без деградации, и с достаточно высоким качеством. Комплект, похожий на тот, что тестировал Techmoan, на момент публикации статьи продавался в Нидерландах всего за 3500 евро (новый!). Диски (записываемые, напоминаю, однократно), нужно покупать отдельно. На eBay сейчас ровно одно предложение: два бэу (!) диска за 150 евро в Германии.
Squeeze LD
Начнем с простой «дичи»: диски в формате Squeeze LD. Так как лазерный видеодиск в итоге стал форматом для обеспеченных любителей кино, довольно много фильмов выпускались с «кинотеатральным» соотношением сторон, в широком формате. И это в те времена, когда стандартным телевизором был ящик с соотношением сторон 4:3. Обеспеченный любитель кино мог приобрести ранние широкоэкранные телевизоры или установить проектор (как правило огромный сундук с тремя трубками). Даже в этом случае происходила потеря вертикального разрешения кадра. Например, соотношение сторон фильма Терминатор 2 — 2.39:1. Разрешение кадра в стандарте PAL — 576 линий по вертикали, соотношение сторон 4:3. Получается, что кадр из «Терминатора» в театральной версии по вертикали должен занимать 321 линию. Все остальное — это горизонтальные черные полосы. Что если растянуть кадр по вертикали, используя полное разрешение кадра (576 линий в PAL или 480 в NTSC), а при воспроизведении сжать? Так и сделано на дисках формата Squeeze LD.
По сути была использована технология съемки на кинопленку анаморфированного изображения, только там за растягивание и сжатие отвечает специализированная оптика.
База фильмов на LD знает только про 34 релиза в формате Squeeze LD. Технология появилась слишком поздно, и давала слишком небольшой прирост качества изображения, чтобы стать популярной. На плеерах и ТВ, не умеющих «тянуть» картинку, она ломала совместимость. В общем, не прижилась. Из-за малого количества изданий, диски Squeeze LD ныне стоят дорого или очень дорого.
Сходства CD и DVD
Сходств у CD и DVD дисков немало, но куда больше различий. CD емкость носителя будет зависеть от модели, а не самого типа – варианты в продаже представлены очень разные. Если емкость CD RW диска большая, можно будет перезаписывать большие объемы данных.
Кстати, CD диск – это обозначение типа носителя, он может быть перезаписываемым и не перезаписываемым. Но изначальный объект памяти определяет предельно допустимое количество информации для первичной записи. Максимальная информационная емкость CD диска всегда указывается на коробочке или конверте.
Оба типа носителей применяются в современных компьютерах. Они представляют собой производительные многофункциональные машины, обрабатывающие внушительные объемы данных. Для информации как раз и были созданы носители. Помимо основного встроенного в ПК жесткого носителя (винчестера), есть еще съемные варианты. Максимальная память CD диска указывает на объемы данных, которые реально записать на носитель. У DVD, Blu-ray дисков принципы работы, записи те же.
Для считывания, обработки, перезаписи данных носитель вставляют в привод – он должен быть в конкретном ноутбуке или ПК. Какой стороной вставлять диск в дисковод – вниз блестящей частью, вверх матовой с надписями, картинками.
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?».
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.
Hi-Vision и формат MUSE
Но по ценности артефактов Squeeze LD не может сравниться с дисками Hi-Vision. Представленный в 1993 году, Hi-Vision был по сути первым носителем видео в формате высокой четкости. За 10 лет до Blu-Ray и HD DVD. За пять лет до выпуска еще одного редкого формата D-VHS. Задолго до массового распространения собственно телевизоров и телевещания в формате HD.
История Hi-Vision подробно описана в видео на канале Techmoan. Эмбед выше — первая часть, а вот здесь можно найти вторую. Hi-Vision — это торговая марка для носителя. Cтандарт кодирования-декодирования видео называется MUSE, он также использовался в Японии для раннего аналогового (!) телевещания в формате высокой четкости. Параметры изображения (некоторые технические данные есть тут): разрешение 1035 линий (совсем немного меньше, чем 1080 линий у современного стандарта FullHD), 30 кадров в секунду, несжатый сигнал требовал полосу частот шириной 30 мегагерц. После сжатия на лазерном диске сохранялся сигнал с полосой частот 8.1 мегагерца, чуть больше, чем стандартные ~6 мегагерц у обычных LD. Сделано это было за счет улучшения нескольких параметров носителя: скорость чуть выше (до 2700 оборотов в минуту против ~1800 у стандартного LD), данные записаны чуть плотнее.
Из того же видео Мэтта Techmoan приведу сравнение (ок, слегка пожатое ютюбом) обычного LD и релиза Hi-Vision. Разница есть, но она не выдающаяся: помимо возможностей стандарта, требовался еще и правильный перенос, сканирование исходника в высоком разрешении. В общем все то, чего в середине девяностых еще не было. Меня не перестает удивлять, что в тот же момент, когда мои родители радовались первому магнитофону, кто-то (очень богатый даже по меркам Японии) смотрел кино в высоком разрешении.
Близкий к идеальному пример HD-видео из девяностых показан выше. Это запись 1993 года, но переизданная позднее уже в цифровом формате, на кассете D-VHS. По сравнению с возможностями современных HD-видеокамер, и даже смартфонов, картинка слегка мыльная, но все равно лучше, чем аналоговое видео стандартного разрешения.
Чтобы сегодня посмотреть лазерный диск высокой четкости, придется отдать очень много денег. 3-5 тысяч долларов за рабочий проигрыватель, или тысячу за нерабочий, если вы хотите поиграть в рулетку с ремонтом. У Techmoan плеер ломался два раза, последний — фатально. Более того, просто проигрыватель не покажет вам кино, нужен еще отдельный декодер формата MUSE — в Японии он использовался и для просмотра Hi-Vision, и для декодирования ТВ-сигнала со спутника. Среди фанатов лазерного диска распространено мнение, что даже обычные издания плеер Hi-Vision читает лучше, за счет лазерного излучателя с меньшей длиной волны (670нм против 780нм). Да, параметры лазера почти такие же, как у формата DVD, выпущенного через четыре года после лазерного диска (там 650нм). Наконец, если вы купили аппаратуру, и она у вас работает, потребуются фильмы. В базе LDDB есть информация о 167 релизах. На eBay эти диски продаются примерно по 300 долларов.
Читайте также: