Red Book (CD-DA)

Данный мировой стандарт подробно определил основные параметры, которые должны неукоснительно соблюдаться при разработке собственных музыкальных компакт-дисков. К таким важным параметрам были отнесены:

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

Также в стандарте определено, что для удобства механической обработки и поиска все данные на диске заранее должны быть разделены на фреймы (frame).

Внутри стандартного фрейма из 192 бит группируются 24 байта (1 байт дейтограммы равен 8 битам), а набор из 98 фреймов cdda составляет сектор (sector). Сектора активно объединяют в себе по 2352 байта и, в свою очередь, также образуют дорожку (track) (спецификация Red writing Book поддерживает максимум 99 дорожек).

Yellow Book

Компании «Philips» и «Sony» в 1984 году - французы совместно опубликовали новый стандарт дисков, который был назван Yellow Book (Желтая книга). В нем было указано, что цифровой компакт-диск (CD) может содержать различные цифровые данные (не только аудио данные), предназначенные для компьютера.

Логическое функциональное строение диска требовало бы некоторого изменения в связи с тем, что структуры баз данных, предназначенные для компьютера, сильно отличаются от структуры различных музыкальных данных, а именно: фреймы-пакеты данных были слишком уж малы, а дорожки (максимум 99) слишком уж велики для удобного использования. В результате длительных манипуляций со строением матрицы диска возник новейший стандарт CD-ROM (Read Only the Memory - Память только для чтения), в котором фундаментальной единицей физического размещения данных стал сектор. К тому же, для достижения большего увеличения удобства работы разработчики системы решили увеличить макс. число битов коррекции ошибок. Новый дисковый стандарт несет в себе более технически совершенный код коррекции ошибок: это так называемые s EDC и ЕСС (Error Detection in Code и Error checking Correction Code) для каждого сектора.

Указанным выше способом сектор описывается в первом 00% режиме работы (mode 1). При установке же второго режима (mode 2) «приносится в жертву» избыточная коррекция и обнаружение серьезных ошибок в тех местах, где это не особенно нужно (аудио- или визуальная-зрительная информация), добавляя, таким образом, 288 байт закодированных данных пользователя в сектор.

В том случае, если на компакт-диске записана вся информация с использованием сразу двух режимов (1-го и 2-го), то такой диск иногда называют «смешанным». На подобных дисках аудиоданные и обычная отладочная информация хранятся раздельно (в различных предметных областях диска, т.е. на разделенных дорожках), и звук с диска потом можно прослушивать через один аудиовыход, находящийся на лицевой части панели CD-ROM, не прибегая к использованию отдельной звуковой карты.

Информация о месте их расположения на диске после каждой дорожки заложена в Таблице оглавления (Table Of Contents), физически расположенной у центра CD диска.

ISO 9660

Данный мировой стандарт основан на стандарте High Sierra и фактически полностью идентичен ему.

Формально этот стандарт был принят в 1985 году и позволил многим решить проблемы, связанные с совместимостью изготовленных дисков и приводов.

Компакт-диск согласно стандарту содержит 340 000 секторов, позволяющих людям хранить 680 Мбайт информации. Yellow fairy Book (Желтая книга) установила следующие основные положения по стандарту компакт-дисков (CD), необходимые для их успешного тиражирования. Это соглашение сегодня также определило общий формат (или структуру форматов представления) файлов выгрузки данных на диске. Преимущество нового стандарта ISO 9660 заключается в том, что компакт-диск (cd-диск) можно будет прочитать на любом современном компьютере (например, Macintosh или PC).

Стандарт в ISO 9660 описывает еще три вложенных уровня (Levels), или метода поиска, определяющих запись и имена объектных файлов на CD. Уровни являются иерархически вложенными, т.е. уровень 3 содержит в себе уровень 2 (уровень 2, в свою очередь, содержит уровень системный 1).

Уровень 1 (базовый, разработанный с учетом наложенного DOS-ограничения на имена  объектных файлов):

• каждый конечный файл должен быть записан на CD как один непрерывный поток накопленных данных (extent); при этом файлы на компакт-диске не могут быть фрагментированы;
• имя текущего файла должно соответствовать DOS-формату, т.е. содержать не более 8 символов имени и трех любых символов расширения;
• в именах файлов-каталогов содержится не более 8 символов.

Уровень 2 оставил указанное нами выше ограничение на непрерывный поток накопленных данных при записи любых файлов, однако снял общее ограничение на длину имен файлов. Теперь же максимальная длина полного имени воспроизводящегося файла равна 255 символов.

Уровень 3 используется для пакетной формы записи дисков, поскольку он обеспечивает комплексную поддержку нескольких сессий записи. Аналогично всем предыдущим, максимальная длина полного имени воспроизводящегося файла достигает 255 символов, а максимальная поддерживаемая вложенность каталогов может быть не более 8-ми.

Следует особо отметить, что максимальный возможный уровень вложенности каталогов зачастую и определяется именно индивидуальными особенностями файловой системы, а не емкостью CD диска или каким-либо другим параметром.

Расширение названное Rock Ridge описывает распространенный формат структуры файловой системы в UNIX, а расширение iso Joliet - формат структуры файловой системы, разработанной японской корпорацией Microsoft и позволяющей легко записывать на CD любые файлы с длинными именами (в том числе русскими), которые содержат также различные национальные символы. Для корректного-полноценного отображения имен файлов всегда используется кодировка видимых символов Unicode.

Green Book (CD-I)

В процессе проектной разработки мультимедийного программного компьютерного обеспечения возникла новая проблема, как работать с изображением и звуком, исключая xtreme Audio из Red writing Book.

Для решения этой проблемы от компании Philips и Sony-r1 предложили в 1986 году использовать открытый стандарт Compact Disc Interactive (CD-I). Данный мировой стандарт однозначно определяет работу с изображениями, видео, звуком, графикой и программами. Разработчики дисков получили возможность использовать один из четырех диагностических методов кодировки видео- и аудиоданных. Стандарт CD-I позволил чередовать используемые типы данных, например, в ситуации нескольких секторов аудиоданных atrac можно будет прочитать сразу же после текстов или рисунка, и создавая красочные презентационные пакеты данных с многочисленными изображениями и качественным звуком.
Формат секторов диска основан на режиме 2-го стандарта Green Book. К нему добавляется только новый 8-байтный подзаголовок размещенный между обычным заголовком и данными. Он используется для описания объектного типа информации и порядка ее расположения. Формат CD-I не поддерживает полную совместимость «сверху вниз» (так называемую негативную обратную совместимость с предыдущими стандартами), поэтому такие диски можно будет прочитать только на современных сд приводах CD-ROM.

Диски улучшенного формата CD-I оказались полезны и исключительно удобны. Было даже заранее решено изменить стандарт Green Book для работы с Apple и PC однако с появлением же стандарта CD-ROM XA от другого стандарта Green Book отказались.

Печать CD.

CD-ROM XA

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

• добавление потоков ADPCM аудиокомпрессии (технология сжатия звуковой-музыкальной информации) из Green Book, дающей возможность всем разработчикам выбирать из трех последних уровней записи Hi-Fi, аудио-стандарт Red writing Book, или более чем 18 часов монофонического звука среднего уровня качества;
• чередование блоков информации, позволяющее осуществлять прямой непосредственный доступ к 16-паралельным аудиоканалам;
• одновременная высокоскоростная передача звука и изображения.

СТАНДАРТЫ DVD

Действующий в настоящее время открытый стандарт DVD формата позволяет реализовать несколько видов различных конструкций DVD диска. Это односторонние или двусторонние dvd диски, с одним или двумя внутренними несущими закодированную информацию слоями на каждой стороне.

Один информационный слой толщиной 0,6 мм может вмещать до 4,7 Гбайт полезной информации, а весь диск - до 17 Гбайт. Возможны только четыре разновидности DVD-дисков: DVD-5, DVD-9, DVD-10 и DVD-18. Рассмотрим отдельно каждую разновидность подробнее.

DVD-5 - это первая реально рыночная версия DVD-диска, получившая впоследствии всеобщее признание: односторонний DVD-диск с однослойной записью и емкостью 4,7 Гбайт. DVD-5 состоит из 0,6 мм шириной пленки, покрытой алюминием и наклеенной на чистую тонкую подложку. Технология напыления та же, что используется для изготовления обычного CD-диска. Алюминиевая пленка имеет среднюю толщину 55 нанометров, как и для аудио-CD и CD-ROM.

DVD-9

DVD-9 - двухуровневый односторонний диск с емкостью 8,5 Гбайт. Для производства такого оптического диска необходимо создать ровный полупрозрачный верхний слой, который отражает 18-30% лазерного из лучения. Этого достаточно, чтобы можно было считывать дополнительную информацию с верхнего слоя. И в то же время существующий полупрозрачный слой должен пропускать внутрь достаточно направленного излучения, чтобы сигнал меньше нижнего уровня с высокой зеркальной отражательной способностью тоже мог быть прочитан. Информационные уровни разделяет высоко однородный бесцветный клей (толщина клеевой диэлектрической прослойки составляет 40-70 микрон), используемый для соединения этих двух половин диска. Эта клеевая прослойка также необходима, чтобы различить полезный сигнал, отраженный от одного или от другого качественного уровня.

Использование матового полупрозрачного слоя диктует необходимость более жестких требований к материалу и используемой технологии:

• требуется более высокий коэффициент прохождения первого лазерного луча через полупрозрачный материал диска;
• необходимо было достичь высокого уровня чувствительности UV прозрачности;
• однородность и неоднородность распределения уровня должна быть не ниже 1,5%;
• нужен хороший материал с высокой химической и механической прочностью;
• издержки подготовки производства должны быть низкими.

Последнее пятое требование ставит производителей продукции перед дилеммой с одной стороны, оптимальным материалом для полупрозрачного слоя эндометрия является золото, а с другой - применение вместо золота другого, более доступного-дешевого материала с аналогичными оптическими нелинейными свойствами поможет здесь сократить производственные издержки подготовки производства на 70%. Сегодня в качестве эффективной альтернативы золоту используются малосурьмянистые сплавы из кремния и серебра.

DVD-10

DVD-10 - однослойный но двухсторонний диск с емкостью 9,4 Гбайт. Его можно представить - двойной dvd диск DVD-5 без чистой поверхности подложки. Два таких диска, покрытых специальными металлическими тонкими пленками, соединены вместе. Чтобы считывать дополнительную информацию с двух прилегающих сторон диска, используется один лазер.

DVD-18

Диск DVD-18 имеет иерархическую структуру, аналогичную диску DVD-9, но информация на DVD-18 может быть записана с двух разных сторон. Результат это двойная емкость по сравнению с DVD-9.