Рейтинг@Mail.ru

Наши друзья и партнеры

купить дешевый 
компьютер родом из Dhgate.com






Книги по Linux (с отзывами читателей)

Библиотека сайта rus-linux.net

Andy McFadden's
CD-Recordable FAQ - Раздел 2

Последнее обновление: 2003/01/13
Версия: 2.44

Содержание

[2] Кодирование CD
[2-1] Как физически хранится информация?

[2-2] Что такое XA? CDPLUS? CD-i? MODE1 или MODE2? Красная/желтая/синяя книга?

[2-3] Как узнать, в каком формате записан диск?

[2-4] Как работает защита от копирования?

[2-4-1] ...на CD-ROM?

[2-4-2] ...на аудио CD?

[2-4-3] ...на аудио CD (Macrovision SafeAudio)

[2-4-4] ...на аудио CD ( SunnComm MediaCloQ)

[2-4-5] ...на аудио CD (Midbar Tech - Cactus Data Shield)

[2-4-6] ... на аудио CD (Key2Audio / Sony DADC)

[2-4-7] ...на аудио CD (BayView Systems - Duolizer)

[2-4-8] ...на аудио CD (Sanyo)

[2-4-9] Как работает CD-ROM, защищенный системой Doc-Witness OpSecure?

[2-5] Что такое мультисессионный диск?

[2-6] Что такое каналы подкода?

[2-7] Часто ли используются поля идентификатора CD?

[2-8] Сколько времени занимает прожигание CD-R?

[2-9] В чем разница между режимами disc-at-once и track-at-once?

[2-10] В чем разница между записью с образа и записью <на лету>?

[2-11] Каким образом проигрыватель аудио CD игнорирует треки с данными?

[2-12] Чем CD-RW отличается от CD-R?

[2-13] Могут ли проигрыватели DVD читать CD-R?

[2-14] Стоит ли покупать рекордер DVD-R?

[2-15] Что такое <джиттер> и <коррекция джиттера>?

[2-16] Где можно подробнее узнать об истории CD и CD-R?

[2-17] Почему в аудио CD не используется коррекция ошибок?

[2-18] Чем CD-R отличаются от MiniDisc?

[2-19] Что происходит при финализации (а также закрытии и фиксации)?

[2-20] Как файлы WAV/AIFF конвертируются в формат аудио CD Красной книги?

[2-21] Что значит MultiRead? MultiPlay?

[2-22] Можно ли использовать диск, если запись не удалась?

[2-23] Почему рекордеры вставляют "00" байт в начало аудиотреков?

[2-24] Сколько треков можно записать на диск? Сколько файлов?

[2-25] Мешает ли SCMS делать копии?

[2-26] Записывает ли рекордер на диск серийный номер?

[2-27] Что такое TOC? Чем она отличается от директории?

[2-28] Что такое ISO?CIF? BIN и CUE?

[2-29] Почему стандартная длительность CD составляет 74 минуты?

[2-30] Почему у центра CD-R видна незаписанная полоса?

[2-31] Что такое "BURN-Proof"? "JustLink"? "Waste-Proof"?

[2-32] Может ли проигрывание CD-R в проигрывателе DVD повредить диски?
[2-33] Кто на самом деле изготовил эту болванку CD-R?
[2-34] Можно ли скопировать CD, закодированные в DTS?

[2-35] Почему 44.1 КГц? Почему не 48 КГц?

[2-36] Какой формат у файла .CDA?
 
[2-37] Что такое DD-R и DD-RW?
[2-38] Что такое ATIP?

[2-39] Что такое диски и устройства "ML"?

[2-40] Что такое CD-MRW?
[2-41] Что такое Audio Master Quality (AMQ)?
[2-42] Можно ли нарисовать лазером рекордера картинку на диске?
[2-43] Подробности о кодировании данных на CD

[2-43-1] Каким образом луч лазера считывает или записывает диск?

[2-43-2] Как углубления и плоские участки превращаются в нули и единицы? Что такое EFM-модуляция?

[2-43-3] Что такое кадр и CIRC-кодирование? Как работает ECC?

[2-43-4] Из чего состоит сектор?

[2-43-5] Что находится в каналах подкода?

[2-43-6] Меня интересует более подробная информация

[2-44] Всегда ли цифровая запись лучше, чем аналоговая?

[2-44-1] Что же такое "цифровой" и "оцифровка"?

[2-44-2] Как все это относится к аудио-CD?


Тема: [2] Кодирование CD
(1998/04/06)

Основы CD.

Тема: [2-1] Как физически хранится информация?
(2000/04/18)

Из _The Compact Disc Handbook, 2nd edition_ by Ken Pohlmann, 1992 (ISBN 0-89579-300-8):

"Однократно записываемые носители производятся аналогично обычным дискам, предназначенным только для чтения. Как и обычные CD, они состоят из поликарбонатной основы, отражающего слоя, и защитного верхнего слоя. Однако, между основой и отражающим слоем помещен регистрирующий (записываемый) слой, изготовленный из органического красителя. :. В отличие от обычных CD, здесь используется спиральный трек разметки для направления записывающего лазера; это значительно упрощает конструирование оборудования, и обеспечивает совместимость дисков".

Обычный CD-R состоит из следующих слоев, сверху вниз:

[опционально] этикетка
[опционально] устойчивое к царапинам покрытие и/или покрытие с возможностью печати
UV-cured лак
Отражающий слой (24K золото или сплав серебряного цвета)
Органический полимерный краситель
Поликарбонатная основа (прозрачный пластик)

Да, в <золотых> CD содержится настоящее золото, но если вы посмотрите через CD-R на свет, то вы заметите, что этот слой настолько тонкий, что он просвечивает (толщина слоя золота составляет от 50 до 100 нм). Необходимо иметь в виду, что данные располагаются ближе всего к стороне этикетки, а не к стороне прозрачного пластика, с которой данные считываются. Если у CD-R нет твердого верхнего покрытия, такого, как у Kodak "Infoguard", то верхнюю сторону очень легко поцарапать, и сделать использование CD-R невозможным.

Штампованный CD имеет выпуклые и вогнутые места, называемые "lands" и "pits", соответственно. Лазер в CD рекордере создает отметки в слое красителя, которые обладают теми же отражающими свойствами. Последовательность питов и лендов на диске кодирует информацию и позволяет считывать ее на аудио или компьютерном CD приводе.

Диски записываются с внутренней стороны к внешней. На CD-R вы можете убедиться в этом, посмотрев на диск, который вы записали. Спиральный трек совершает 22,188 оборотов вокруг CD, производя примерно 600 оборотов треков на миллиметр при движении к краю. Если "размотать" эту спираль, то ее длина составит около 3.5 милей.

Структура CD-RW другая:

[опционально] этикетка
[опционально] устойчивое к царапинам покрытие и/или покрытие с возможностью печати
UV-cured лак
Отражающий слой
Верхний слой диэлектрика
Регистрирующий слой (изменяющий форму)
Нижний слой диэлектрика
Поликарбонатная основа (прозрачный пластик)

Смотрите раздел сетевых справочников, где приведены ссылки на дополнительную информацию (особенно http://www.cd-info.com/). На http://www.pc.be.philips.com/cdrw/general.html , а также на http://www.nswc.navy.mil/cosip/nov97/cots1197-2.shtml есть хорошие картинки.

Тема: [2-2] Что такое XA? CDPLUS? CD-i? MODE1 или MODE2? Красная/желтая/синяя книга?
(2000/11/13)

Это очень обширная тема. Смотрите ссылки в разделе (8-1), особенно http://www.cd-info.com/ и http://www.cdpage.com/, а также страницы FAQ'ов alt.cd-rom.

Краткие сведения о стандартах:

Red Book (Красная книга)

физический формат для аудио CD (a/k/a CD-DA)

Yellow Book (Желтая книга)

физический формат для CD с данными

Green Book (Зеленая книга)

физический формат для CD-i

Orange Book (Оранжевая книга)

физический формат для записываемых CD

Часть I

CD-MO (Mагнитно-оптические)

Часть II

CD-WO (Однократно записываемые, включая гибридную спецификацию для PhotoCD)

Часть III

CD-RW (Перезапиcываемые)

White Book (Белая книга)

формат для VideoCD

Blue Book (Синяя книга)

CD Extra (иногда обращается к формату LaserDisc)

CD Extra

двухсессионный CD, первая сессия - CD-DA, вторая - данные (a/k/a CD Plus)

CD-ROM/XA

eXtended Architecture, (расширенная архитектура), мост между Желтой книгой и CD-i

MODE-1

стандартные секторы Желтой книги

MODE-2

может быть form-1 или form-2

FORM-1

2048 байт данных, с коррекцией ошибок, для данных

FORM-2

2324 байт данных, без коррекции ошибок, для аудио/видео

ISO-9660

стандартная файловая система (evolved from High Sierra format)

Rock Ridge

расширения, допускающие длинные имена файлов, и UNIX-style symlinks

CD-RFS

дифференциальная файловая система пакетной записи Sony

CD-UDF

промышленная дифференциальная файловая система пакетной записи

CD-Text

стандарт Philips для кодирования данных о диске и данных на аудио CD

Желтая книга в действительности определяет как mode 1, так и mode 2, где mode 2 содержит 2336 байт данных. Зеленая книга определяет mode 2 form 1 и mode 2 form 2. Это означает, что секторы mode 2 sectors могут быть <бесформенными>, что иногда называют Yellow Book mode 2.

Если после всего этого вы еще живы, то загляните на http://www.emediapro.net/AprEM/parker4.html.

Если вы хотите приобрести экземпляры стандартов, посетите http://www.licensing.philips.com/ Они недешевы! Некоторые из них можно скачать с http://www.ecma.ch/. ECMA-119 описывает ISO-9660, а ECMA-130 по звучанию напоминает "yellow book", если произнести эти слова медленно.

Что касается SVCD, то загляните на http://www.iki.fi/znark/video/svcd/overview/.

По HDCD, см. http://www.hdcd.com/. Эти диски записаны в формате Красной книги, но некоторые биты аудио содержат дополнительную закодированную информацию. Они хорошо звучат на обычном CD проигрывателе, и гораздо лучше на проигрывателе HDCD.

SACD в сущности не является форматом CD. Такие диски могут иметь соответствующий Красной книге слой, считываемый обычными CD проигрывателями, но для реализации их преимуществ необходим специальный проигрыватель.

Тема: [2-3] Как узнать, в каком формате записан диск?
(2001/07/09)

Обычно это можно определить, посмотрев на упаковку и/или на сам диск:

  • На дисках CD-DA стоит значок "Compact Disc Digital Audio";
  • На дисках CD+G написано "CD Graphics"" (возможно, даже CD-EG "Extended Graphics");
  • На дисках CD-i стоит значок "Compact Disc Interactive";
  • На дисках VideoCD стоит значок "Compact Disc Digital Video" и/или написано "VideoCD".
  • На дисках SVCD стоит значок "Super Video CD" (слова "Super Video" под стандартным значком CD). Диски используют один из стандартных форматов CD-ROM.
  • На дисках DVCD написано "DVCD"?? [ не могу найти достаточно информации о DVCD ]
  • На дисках HDCD (High Definition Compatible Digital) стоит значок "HDCD". См. http://www.hdcd.com/. Видимо, эти диски используют формат стандарта Красной книги (Прим. пер.: так оно и есть).
  • Диски SACD (Super Audio Compact Disc) сравнительно новые. Диски могут иметь два слоя, один из которых будет в аудиоформате Красной книги, другой - в похожем на DVD формате, обеспечивающем высокое качество. (Прим. пер.: SACD - достойная альтернатива DVD-audio, созданная фирмой Sony. Первые выпущенные диски не имели слоя в формате CDDA).
  • DTS (Digital Theater Surround) CD те же, что и обычные CD, но используют кодировку DTS вместо PCM. См. (2-34).

VideoCD - не то же самое, что CD-Video (a.k.a "Compact Disc Video" или CD-V). CD-V - аналоговый формат, как LaserDisc, и его нельзя просмотреть на дисководе CD-ROM.

Встречаются также Compact Disc MIDI или CD-MIDI.

Некоторые соображения по высокоскоростным CD-RW изложены в разделе (4-46).

Тема: [2-4] Как работает защита от копирования?
(2002/04/01)

Защита от копирования (иногда неправильно называемая "защитой авторских прав") - это свойство продукта, затрудняющее изготовление его точной копии. Цель состоит не в том, чтобы сделать копирование невозможным - в общем-то, этого добиться нельзя - но чтобы воспрепятствовать "копированию по случаю" программного обеспечения и музыки. 

Цель защиты состоит не в укрытии информации от любопытствующих; о шифровании данных на CD-ROM см. раздел (3-9)

Отдельная, связанная с защитой тема - это "защита от контрафактной продукции", при которой издатель хочет, чтобы серийно изготовленные копии можно было легко отличать от оригинала. Пример - голограммы на внутреннем кольце продуктов от  Microsoft. Поскольку существует целые заводы по штамповке дисков с контрафактным программным обеспечением (бОльшая часть - в Китае), это создает серьезные проблемы крупным производителям программного обеспечения. .

Сначала защита на CD-ROM встречалась редко, однако с ростом популярности CD рекордеров выросла и популярность защиты от копирования. БОльшая часть игр, выпущенных за последние несколько лет, имеет защиту от копирования. 

Новинкой является защита от копирования  для аудио CD, вызванная к жизни распространением через интернет файлов MP3. Такая защита более сложна, поскольку она должна обеспечивать корректное воспроизведение диска в проигрывателе CD, но в то же время вносить изменения в сигнал при считывании диска приводом CD-ROM. При этом все, чего можно добиться - это воспроизвести музыку в аналоговом формате, а затем снова оцифровать ее, т.е. получить удастся лишь неточную копию.

Введение в вопрос см. в статье по адресу  http://news.cnet.com/news/0-1005-201-7320279-0.html.

Иногда возникает вопрос: является ли защита от копирования законной. В некоторых странах - может быть и нет. В США закон допускает "добросовестное использование" материала, защищенного авторским правом, но не требует, чтобы поставщик этого материала сделал такое использование простым. Таким образом, хотя копирование песни для личного использования может быть правомерным, закон не содержит требований того, чтобы издатель поставлял материал в незащищенном формате. Защита от копирования существует много лет: некоторые схемы, примененные еще в Apple II, были тщательно продуманы, и никогда не возникало проблем с их правомерностью. 

По адресу http://overclockers.com/tips907/ можно найти статью, в которой поясняется, что "добросовестное использование" - это правовое понятие, но не конституционная норма, а также что это означает для потребителя. В этой статье приводятся интересные выдержки из решений судов по таким правовым актам, как DMCA и DeCSS. Одна из них гласит: "У нас нет оснований полагать, что право на "добросовестное использование", закрепленное в законодательстве об авторских правах, и не предусмотренное в Конституции, гарантирует изготовление копий оптимальным способом или в формате, идентичном оригиналу". Другими словами, право на "добросовестное использование" вовсе не обязывает издателей создавать условия для изготовления точных цифровых копий оригинала, а не аналоговых или низкокачественных цифровых копий.

В следующих разделах каждый случай рассматривается по отдельности. 

Тема: [2-4-1] ...на CD-ROM?
(2002/06/18)

Существует несколько возможностей. Хороший обзор некоторых распространенных технологий защиты можно прочесть по адресу:  http://www.tomshardware.com/storage/02q2/020617/index.html. Еще один источник информации о защите - статьи по адресу http://www.cdmediaworld.com/hardware/cdrom/cd_protections.shtml.

Всем интересующимся защитой собственных дисков не стоит особенно беспокоиться. Защита от копирования, в целом, не работает. Если у вас есть собственноручно написанное приложение, такое, как игрушка или пакет CAD, то вы, возможно заинтересуетесь одной из коммерчески лицензированных схем, перечисленных ниже, или, (прости Господи), использованием электронного ключа dongle. В целом, однако, если диск можно считать, то и его содержимое может быть скопировано. Если вы не хотите, чтобы ваши данные кто-то копировал, лучше зашифруйте их (3-19).

Простой и часто встречающийся способ - увеличение длины нескольких файлов на CD, чтобы казалось, что они занимают сотни мегабайт. Это производится установкой намного большей, чем в действительности, длины файла в образе диска. Файл практически накладывается на множество прочих файлов. Поскольку программе известна реальная длина файла, софт будет работать нормально. Если пользователь попытается скопировать файлы на жесткий диск, то эта попытка провалится, поскольку на CD якобы содержится несколько Гб данных. (На практике это не останавливает пиратов, потому что они всегда делают копии образа диска. К тому же никакой стандартный софт не позволяет создавать такие диски.)

Настройка читающего и записывающего софта дает лишь одну возможность  - запись ложных данных в часть ECC сектора данных. Стандартный привод CD-ROM автоматически исправит <ошибки>, записав другую порцию данных на производный диск. Тогда считывающее устройство загружает весь сектор в качестве сырых данных без коррекции ошибок. Если оно не может найти оригинальных нескорректированных данных, то ему становится известно, что оно считывает <скорректированную> копию. Это, однако, работает только на таких системах, как игровые приставки, где механизм привода и прошивка строго определены. Такая защита обходится "сырым" чтением.

Менее изысканный, но не менее эффективный способ заключается в том, чтобы отпечатать серебряный CD с данными, выходящими за пределы вместимости 74-минутного CD. Копирование диска в этом случае потребует малодоступных CD-R, однако в настоящее время нетрудно использовать перепрожженную (разделы (3-8-1) и (3-8-2)). 

В последнее время производители программного обеспечения для PC используют нестандартные промежутки между аудиотреками и индексные отметки в неожиданных местах. Эти диски не копируются большинством программ, а на дисководах, не поддерживающих режим disc-at-once может оказаться также невозможным скопировать их (см. раздел (2-9)). Однако при наличии правильного привода и софта, копирование таких дисков проблем не вызывает.

Другой завоевывающий популярность способ - нестандартные диски с треком короче 4-х секунд. Большая часть записывающего софта, и, в действительности, некоторые рекордеры, либо откажутся копировать диск с таким треком, либо будут предпринимать безуспешные попытки сделать это. Защищенное таким образом приложение должно проверять присутствие и размер такого трека. Некоторые рекордеры, однако, могут справиться с такой задачей, так что это не защита от дурака. (В одном случае, рекордер мог записывать треки немного длиннее трех секунд, но отказался писать треки длиной в одну секунду. Видимо, есть предел, ниже которого ни один рекордер писать не будет). В таких случаях пиратам придется удалять явную проверку наличия такого трека непосредственно из программного продукта.

Размещение множества треков с данными, перемежаемых аудиотреками на CD поставит в тупик некоторые дупликаторы дисков.

Иногда копия диска имеет другую метку тома. Это обычно происходит только при пофайловой перезаписи, не при копировании образа диска, так что проверка имени диска иногда полезна, но не очень эффективна.

Изменение TOC таким образом, что диск кажется больше, чем он есть на самом деле, может убедить некоторые программы копирования в том, что исходный диск слишком велик.

Программа CloneCD (раздел (6-1-49)) позволяет без труда копировать многие защищенные диски при правильном сочетании считывающего и пишущего приводов. Главное ее достоинство - возможность считывания и записи необработанных данных, которую поддерживают не все приводы.

Заявлено, что система Laserlok из http://www.diskxpress.com/ способна предотвращать неавторизованное копирование дисков при небольших затратах. Защищенные ею диски копируются при помощи CloneCD.

Другая программа - LaserLock от MLS LaserLock International (http://www.laserlock.com/) обладает аналогичными функциями и также пасует перед CloneCD.

По утверждению разработчика, DiscGuard от TTR Technology способна вписывать подпись в штампованные CD и CD-R, которая обнаруживается всеми приводами CD-ROM, но не воспроизводится без специального оборудования. Программа может использовать проверку присутствия подписи в качестве защиты от копирования и не запускаться в случае ее отсутствия

Sony DADC продвигает аналогичный продукт под названием Securom. Некоторая информация есть на http://www.sonydadc.com/hotnews/secu_fra.htm.

Еще один вариант - C-Dilla's SafeDisc (http://www.macrovision.com/).

И еще: CD-Cops от Link Data Security (http://www.linkdata.com/).

Более изощренные технологии используют питы нестандартной геометрической формы, что заставляет проигрыватели при последовательных попытках считывать данные всякий раз по-разному. То считывается "1", то "0". Если при считывании трека привод CD-ROM всякий раз видит различные данные, то программа знает о том, что диск оригинальный. Снятая копия всякий раз будет выдавать одинаковые данные. (Некоторые приводы CD-ROM, впрочем, тоже... эта технология недостаточно отработана). 

Тема: [2-4-2] ...на аудио CD?
(2002/10/21)

Цель заключается в том, чтобы создать диск, который можно воспроизводить на обычном проигрывателе аудио CD, но трудно скопировать или "сграбить" для кодирования в MP3. В середине 2001 года было широко объявлено о технологиях, разработанных фирмами Macrovision (2-4-3) и SunnComm (2-4-4).

Самой первой формой защиты от копирования для аудио была SCMS. Она работает только на рекордерах, поддерживающих  SCMS, это, как правило, потребительские стационарные рекордеры аудио CD. "Профессиональные" рекордеры и рекордеры, подключаемые к компьютерам, не поддерживают SCMS. См. раздел (2-25)

На некоторых CD использовалась умышленно поврежденная TOC (Table of Contents, таблица содержания; см. раздел (2-27)), что ставило в тупик некоторые приводы CD-ROM и программы для грабления. Более современные схемы пытаются изменять аудиосэмплы таким образом, чтобы при воспроизведении дисков на приводах CD-ROM были слышны щелчки. В нескольких последующих разделах подробно описываются эти подходы к защите от копирования. 

Список дисков, подозреваемых в использовании защиты от копирования, а также способы уведомления звукозаписывающей индустрии о том, что вы не в восторге от такой защиты, см.: http://www.fatchucks.com/corruptcds/.

Многие типы защиты от копирования не соответствуют стандарту CD-DA, поэтому на таких дисках не может использоваться официальный логотип CD. Однако, на значительной части CD этот логотип вообще отсутствует, поэтому этот факт еще ни о чем не говорит. 

Работу под названием "Оценка новых технологий защиты от копирования аудио-CD" ("Evaluating New Copy-Prevention Techniques for Audio CDs") J.A. Halderman (в формате PostScript) можно найти по адресу http://crypto.stanford.edu/DRM2002/halderman_drm2002_pp.ps. Этот документ бул отправлен в рабочую группу по защите цифрового контента (2002 ACM Workshop Digital Rights Management) (http://crypto.stanford.edu/DRM2002/prog.html).

Кстати, если вы убеждены в том, что компании звукозаписи и исполнители загребают огромные суммы от продажи каждого CD, то вам стоит прочитать статью в Electronic Musician, в которой описывается то, откуда деньги берутся, и на что они уходят. См.:  http://industryclick.com/magazinearticle.asp?magazineid=33&releaseid=9554&magazinearticleid=132835&SiteID=15 (Возможно, вам потребуется браузер IE; через Netscape 4.7 для Linux зайти на этот сайт невозможно).

Интересные цифры: только около 16% всех продаваемых CD приносят издателям какую-либо прибыль И за счет этой прибыли окупается издание всех остальных. Только 3% исполнителей получают какую-либо прибыль от продажи музыки. Исходя из этих цифр, неудивительно, что звукозаписывающая индустрия предпринимает шаги для противодействия пиратству.

Новости и комментарии читайте по адресам:

Сообщения о некоторых дисках от Sony можно прочитать здесь: http://slashdot.org/article.pl?sid=02/04/03/226233&mode=nested. В статье из MacUser рассказывается о том, что защищенный диск Celine Dion _A New Day Has Come_ застревает в компьютерах iMacs. Чтобы его извлечь требуется разобрать всю машину:  http://www.macuser.co.uk/macsurfer/php3/openframe.php3?page=/newnews/newsarticle.php3?id=1990

Тема: [2-4-3] ...на аудио CD (Macrovision SafeAudio)
(2001/08/28)

В первой половине 2000 года фирма TTR Technologies объявила о выпуске продукта под названием  MusicGuard (http://www.MusicGuard.com/), который, как утверждалось, должен был не допускать копирования аудио CD.  Продукт был отозван, но эта технология снова появилась на рынке в середине 2001 года, в виде продукта под названием SafeAudio от Macrovision (http://www.macrovision.com/).

Основная идея заключается в том, чтобы создать сэмплы, звучащие как статические разряды, и перемешать ближайшие данные ECC таким образом, чтобы они выглядели как неисправимая ошибка. Проигрыватели аудио CD при воспроизведении интерполируют эти сэмплы, а приводы CD-ROM при извлечении цифрового аудио - как правило, нет. Что дает корректное воспроизведение диска на проигрывателе CD, и невозможность "грабления" или создания корректной копии через привод CD-ROM.

Соответствующие сайты и новости:

Рассматриваемый подход основывается на анахронизме конструкции привода CD-ROM. Существует два способа воспроизведения CD на компьютере: один аналоговый, другой цифровой. При аналоговом воспроизведении аудио передается через кабель, соединяющий привод CD-ROM со звуковой картой. Многие компьютерные проигрыватели CD работают, обращаясь к приводу с запросом на воспроизведение CD через аналоговый кабель. (Возможно, это не относится к новым Макинтошам - вероятно, в Mac OS 9 применен полностью цифровой подход. Некоторые новые проигрыватели для PC также используют цифровой путь).

При цифровом чтении требуется считывание с диска "сырых" сэмплов, возможно, с изменением данных (например, изменяя порядок байтов), необходимым для работы звуковой карты, и с последующей подачей на звуковое устройство. До последнего времени многие приводы CD-ROM очень плохо справлялись с этой задачей, в некоторой степени из-за логического разделения цифрового и аналогового пути сигнала в головах их конструкторов. Аудио CD использовали аналоговое чтение, CD-ROM с данными - цифровое, и, несмотря на возможность чтения аудио в цифровой форме, в этом не видели особого смысла. (Некоторые дополнительные замечания см. в разделе (2-15)). 

Macrovision, вероятно, использует отличия в обработке неисправимых ошибок в аудио сэмплах при цифровом и при аналоговом чтении. Аналоговый путь используется при воспроизведении CD на проигрывателе CD или на приводе CD-ROM. При обнаружении неисправимой ошибки (Е32) исследуются сэмплы, предшествующие ошибке и последующие за ней, и на основании этих сэмплов осуществляется интерполяция. Это означает, что на поцарапанном CD вы не услышите именно тех сэмплов, которые были на нем записано, но вы также и не услышите никаких щелчков, благодаря такому сглаживанию. Это свойство определенно не годится для CD-ROM с данными - интерполяция данных смысла не имеет.

В большинстве приводов CD-ROM чтение аудио сектора при извлечении цифрового аудио осуществляется точно так же, как и считывание сектора с данными: все неисправимые ошибки остаются таковыми. Вместо интерполяции сэмплов вы получаете оригинальное аудио со всеми имеющимися ошибками. Поэтому некоторые CD проигрываются на вашем компьютере нормально, но оказываются полностью испорченными при их цифровом извлечении на том же самом приводе. В обоих случаях на диске имеются ошибки, но при использовании компьютерного CD-проигрывателя они сглаживаются логикой в аналоговом пути сигнала. 

Некоторые приводы могут использовать интерполяцию при извлечении цифрового аудио (DAE) на низких скоростях. При этом, вероятно, появляется возможность "сграбить" трек с защищенного от копирования диска, снизив скорость извлечения до однократной. 

Есть мнение, что для вычищения битов, добавленных записывающими компаниями, можно использовать программную интерполяцию извлеченного аудио. Однако, проблема заключается в том, что после извлечения данных коды CIRC уже недоступны. Поэтому нелегко будет определить, где именно расположены сбойные биты. К примеру, можно создать низкоуровневые, но ритмичные искажения, которые были бы заметны и неприятны, и которые было бы трудно распознать автоматически.

(Существует вероятность, что любое программное обеспечение, предназначенное для удаления защиты от копирования, будет противоречить DMCA (Digital Millenium Copyright Act), и его авторы будут подвергаться взысканиям и уголовному преследованию. Если это так, то все предшествующие соображения могут быть признаны незаконными. Подробнее о DMCA см.  http://www.eff.org/.)

Как получить "чистую" копию защищенного диска? Вот четыре варианта, от наименее до наиболее предпочтительного: 

(1) Записывать непосредственно с аналогового выхода привода, через звуковую карту или внешний аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). При преобразовании из цифры в аналог и обратно качество теряется, на что и рассчитывает звукозаписывающая индустрия. 

(2) Вероятно, существует возможность воспроизвести диск на CD проигрывателе с выходом S/PDIF, и получить на цифровом выходе интерполяцию размещенных ошибок. При записи через цифровую звуковую карты или CD рекордер со входом S/PDIF, видимо, возможно получить толную копию оригинала. Конечно, все должно осуществляться на однократной скорости, и разделения между треками придется отмечать вручную, что делает это занятие довольно утомительным. Этого можно избежать при использовании "двухдисковой" деки, однако недорогие модели добавляют к сигналу SCMS, что не есть хорошо. Не забывайте о том, что возможны еще и потери при последовательном копировании, особенно если вы записываете с CD-R (из-за более высокого BLER), поэтому копирование на CD-R, и последующее извлечение аудио с CD-R требует некоторой осторожности. См. раздел (3-18)

(3) Некоторые приводы поддерживают расширение, описанное в последних версиях спецификаций ATA/ATAPI и SCSI MMC.  Это расширение к команде "READ CD" ("считать CD") выдает набор флагов, указывающих, какие байты в аудио блоке не были исправлены на уровне С2 (раздел (2-17)). Приложение для извлечения аудио, имеющее доступ к этой информации, может осуществлять собственную интерполяцию этих ошибок. Некоторые приложения уже используют в некоторой степени эту возможность; см. http://www.feurio.com/English/faq/faq_vocable_c2error.shtml. Функция "drive check" (проверка привода) программы cdspeed (раздел (6-2-11)) позволяет определить, способен ли привод выдавать "метки С2". 

(4) Привод CD-ROM, обладающий логикой, позволяющей интерполировать неисправимые ошибки при извлечении цифрового аудио, дает возможность копировать и "грабить" защищенные диски без каких-либо усилий. 

Успех или провал защиты от копирования для аудио CD зависит от двух факторов: насколько она будет эффективна для предотвращения "копирования по случаю", и с какими проблемами столкнутся законные владельцы аудио CD при их воспроизведении. Фирма Macrovision утверждает, что ее "золотые уши" не смогли заметить разницы, хотя такой тест может оказаться необъективным, если при прослушивании воспользоваться проигрывателями CD класса high-end, особенно чувствительными к неисправимым ошибкам. 

Правомерны сомнения технического плана, заключающиеся в том, что защита от копирования снижает эффективность исправления ошибок. Поскольку несколько процентов ECC при этом требуется для надлежащего воспроизведения чистого диска, увеличивается возможность того, что царапины и отпечатки пальцев вызовут слышимые искажения. На практике, если "статические" сэмплы будут сравнительно немногочисленны, и если они будут располагаться далеко друг от друга, то эти отличия станут несущественными. 

Последний совет: не думайте, что каждый диск, с которого аудио извлекается с ошибками, является защищенным от копирования. На форумах появляется множество сообщений от людей, которым кажется, что они обнаружили защищенный диск, и о том, как какой-то конкретный софт позволяет обойти эту защиту. Начните с поиска обычных причин: диск может быть грязным, или низкого качества изготовления, ваш привод может быть не очень хорош при извлечении цифрового аудио. Существует множество причин неудачного извлечения аудио. Люди в течение многих лет сталкиваются с трудностями при извлечении цифрового аудио. Некоторые советы можно прочитать в разделе (3-3).

Некоторые веб сайты, (в частности, cdfreaks.com), сообщили, что замена CDFS.VXD исправит все ошибки. Однако нет никакой разницы при извлечении аудио в VXD вместо EXE. Более того, ни один из этих сайтов, трубящих победу, не назвал ни одного защищенного SafeAudio диска, который был скопирован, скорее всего потому, что на момент написания этих строк не известно ни одного диска, использующего SafeAudio. (Подобный шум - не новость. Широко провозглашалось, что диски для приставки Sega's Dreamcast можно скопировать такими средствами, которые очень скоро были признаны совершенно нелепыми). Если разрекламированный CDFS.VXD - это на самом деле украденный драйвер для Plextor, тогда он может использовать упомянутую выше технологию номер три, но это будет работать только на приводе, поддерживающем расширенные свойства команды READ CD.

Тема: [2-4-4] ...на аудио CD (SunnComm - MediaCloQ)
(2002/07/24)

Фирма SunnComm (http://www.sunncomm.com/) выпустила продукт под названием "MediaCloQ". Он был использован для защиты альбома Charley Pride "A Tribute to Jim Reeves" в середине 2001 года. Результаты оказались неубедительными: чистые версии треков появились в сети, однако они могли были быть извлечены с незащищенного диска, вышедшего в Австралии.  Замысел заключался в облегчении "добросовестного использования", и позволял пользователям скачивать MP3-версии песен после того, как они зарегистрируют свой оригинал. Несколько статей по теме: 

BMG Entertainment рассматривает возможность использования этого продукта. См.: http://www.zdnet.com/zdnn/stories/news/0,4586,5094925,00.html.

Принцип данной защиты заключается в том, чтобы затруднить распознавание диска как аудио CD в приводах CD-ROM. Диск мультисессионный, и в нем используется некорректная ТОС, поэтому у программ для грабления и копирования дисков при работе с ним возникают проблемы. SunnComm публично не раскрывает никаких деталей. 

В августе 2001 года фирма SunnComm объявила о выходе версии 2.0 своего продукта, но никаких подробностей о защите также сообщено не было.

Вот некоторые личные впечатления от защиты SunnComm на диске Charley Pride, а также способ, который позволил мне получить "чистую" копию:

На упаковке имеется логотип SunnComm, и текст: "Этот аудио CD защищен при помощи SunnComm(tm) MediaCloQ(tm) Ver 1.0. Он предназначен только для воспроизведения в стандартных проигрывателях аудио CD, но не в проигрывателях DVD". Тем не менее, мой проигрыватель DVD смог воспроизвести этот диск, преодолев первоначальное смущение.

Сам диск имеет необычную конструкцию.  Около того места, где заканчивается музыкальная запись, имеется широкая полоса, а за ней - странные лучевые узоры. Вероятно, они носят либо декоративный характер, поскольку встречаются и на незащищенных дисках. Несколько фотографий этого диска можно увидеть по адресу http://www.fadden.com/cdrpics/.

Компьютер под Win98SE с приводом CD-ROM Plextor 40max увидел на этом диске две сессии и 16 треков с данными. Мой проигрыватель CD увидел только 15 аудиотреков. Уже это свойство затрудняет "грабление" или копирование диска, поскольку программное обеспечение не видит никаких аудиотреков, и копия на CD-R будет состоять из треков, которые даже проигрыватель CD будет воспринимать как дорожки с данными. Другая машина, с приводом Plextor 12/20 и немного другим программным обеспечением, вообще с трудом определила, что это за диск. У меня сложилось впечатление, что диск сконструирован с расчетом запутать прошивку считывающего привода. 

Чтобы выбрать первую сессию и, тем самым, получить доступ к аудиотрекам, я попробовал использовать "Session Selector". Это привело к полному зависанию рекордера Plextor 8/20 до перезагрузки системы. Думаю, что причина в прошивке привода.

Затем я попробовал запустить CDRWIN v3.7a (раздел (6-1-7)), и извлечь несколько треков при помощи привода Plextor 12/20. Безрезультатно: на дисплее отобразились 15 невыбираемых треков и один трек с данными в MODE-2.

Далее, я попробовал функцию извлечения "Extract Disc/Tracks/Sectors", выбрав "Extract Sectors", и указав тип данных "Audio-CDDA (2352)", ввел широкий диапазон значений (от 0 до 300000, где каждый аудио сектор есть 1/75-я секунды). Процесс застопорился при чтении блока 173394, и я попробовал снова, остановившись на блоке 173390. В результате получился довольно большой WAV файл, который я открыл при помощи Cool Edit, представляющий собой все содержимое диска, живое и невредимое. Воспроизведение не выявило никаких слышимых дефектов. 

Думаю, что такой способ сработал поскольку функция посекторного извлечения игнорирует границы треков и сессий, и просто вытаскивает содержимое блоков. Потеря отметок треков несколько раздражает, однако их можно легко добавить чем-нибудь типа CDWave (раздел (6-2-16)). 

(Однако, такой подход не сработал при копировании "My Private War" - диска с поврежденной ТОС. Вероятно, он также не поможет при копировании диска с защитой SafeAudio).

"zEEwEE" предлагает сложную, но поучительную схему обхода защиты на дисках с поврежденными вторыми ТОС. Она замечательна тем, что позволяет использовать стандартные инструменты, типа Exact Audio Copy (раздел (6-2-12)), в которых сохраняется деление на треки, и может проделывать причудливые трюки для достижения высочайшего качества извлечения аудио. См. http://cdprot.cjb.net/. [Мне сообщили, что диск, использованный мною в качестве примера был защищен не MediaCloQ, а с помощью Midbar Tech's Cactus Data Shield 100]. Суть метода заключается в том, что внешняя сторона диска становится недоступной для чтения в приводе CD-ROM. Оказывается, для этого можно использовать фломастер или наклейки (впрочем, наклейки могут оторваться и повредить привод). Такой способ, впервые обнародованный в августе 2001 года, привлек внимание средств массовой информации только в мае 2002 года.

Тема: [2-4-5] ...на аудио CD (Midbar Tech - Cactus Data Shield)
(2002/02/13)

У фирмы Midbar Tech Ltd (http://www.midbartech.com/), похоже, под маркой "Cactus Data Shield" скрываются две различные схемы защиты. (На их веб-сайте сейчас упоминаются три: CDS100, CDS200 и CDS300). Первая использует нестандартную ТОС. В ней изменено положение области lead-out и длина последнего трека, при этом длительность диска представляется как всего 28 секунд. Эти искажения действуют не на все приводы CD-ROM, кроме того, некоторые проигрыватели CD от Philips вообще не могли воспроизводить эти диски. Сообщалось, что BMG Entertainment пробовало эту технологию и отказалось от нее. 

В конце 2001 года фирма объявила о другой технологии. Изобретение описано в патенте США (http://www.delphion.com/details?&pn=US06208598__). 

Применяемый подход, вероятно, заключается в размещении фреймов с ложной управляющей информацией в сравнительно постоянной части аудиопотока CD. При воспроизведении лишние фреймы пропускаются. Копия такого диска или поток цифровых данных с выхода S/PDIF содержит ложные фреймы, а при записи на CD-R дополнительная управляющая информация не записывается. В результате плохие сэмплы появляются только в копиях.

Статьи с новостями:

Трудность копирования таких дисков зависит от того, как представлены сэмплы потока аудио. В новостных статьях компания утверждает, что при данной схеме невозможно воспользоваться методом номер 2, описанным в разделе (2-4-3), при котором выход S/PDIF проигрывателя CD используется для получения не содержащего ошибок цифрового потока. Это свидетельствует о том, что ложные данные выглядят не как неисправленные данные, а как верные данные, подавляемые на аналоговых выходах. Тем самым затрудняется не только цифровое копирование, но также и любая форма цифрового воспроизведения.

О конкретных дисках, использующих эту защиту объявлено не было, однако сообщалось, что фирма Sony выпустила с такой защитой несколько наименований дисков в Восточной Европе.

Вот мои личные впечатления от ранней версии (CDS100 ?) Cactus Data Shield: у онлайнового продавца я приобрел диск "My Private War" by Phillip Boa & The Voodoo Club. На диске имеется надпись "Kopiergeschützte CD - nicht am pc abspielbar", что означает "защищенный от копирования диск - не воспроизводится на РС". Вероятно, это один из дисков BMG, защищенных с помощью первой версии продукта фирмы Midbar. 

Утилита Plextor Plextools распознала диск как аудио CD с 13 треками, но когда я попробовал воспроизвести его, она увидела только первые 28 секунд первого трека, и на этом воспроизведение прервалось. Мой CD-"бумбокс" Panasonic также посчитал, что длина диска - только 28 секунд, однако этот рубеж был успешно преодолен, и я мог выбрать любой трек. 

На странице http://uk.eurorights.org/issues/cd/docs/natimb.shtml проводится анализ CD _White Lilies Island_ by Natalie Imbruglia.

По адресу http://www.cdrinfo.com/Sections/Articles/Specific.asp?ArticleHeadline=Cactus%20Data%20Shield%20200&index=0 размещено очень подробное исследование диска с защитой CDS200. Рекомендую прочитать.

Тема: [2-4-6] ... на аудио CD (Key2Audio / Sony DADC)
(2001/09/26)

Эта система использовалась для защиты рекламных экземпляров сингла Michael Jackson "You Rock My World". Информацию о продукте читайте по адресу: http://www.key2audio.com/.

Статьи с новостями:

Цель данной технологии - сделать диск нераспознаваемым в приводах CD-ROM. Согласно информации на веб-сайте, продукт лицензирован Sony DADC.

Тема: [2-4-7] ...на аудио CD (BayView Systems - Duolizer)
(2001/09/26)

Система "Duolizer" делит музыку на две части. Основная часть записывается на CD, а небольшая, но необходимая часть передается с сервера через Интернет. Замысел заключается в том, чтобы позволить издателям музыки передавать песни в СМИ и к розничным продавцам перед официальной датой их выхода в свет. Создание данной технологии - это реакция на появление в интернете песен в MP3 еще до выхода CD в свет.

Информацию о продукте читайте по адресу http://www.bayviewsystems.com/solutions/duolizer.htm

Статьи с новостями:

Эта система не может быть использована для общей защиты CD, поскольку, если музыку все-таки можно воспроизвести на компьютере, она может быть записана программой типа Total Recorder (http://www.HighCriteria.com/). Однако, система достаточно эффективна для использования в рекламных экземплярах (promotional copies) записей песен, где цель заключается в предотвращении распространения копий дисков. 

Существует и еще один бонус: так как музыка передается с центрального сервера, в нее может быть добавлен цифровой "водяной знак". При этом, в случае, если, допустим, кто-то на радиостанции сделает копию в MP3, появляется возможность отследить источник данного МР3 файла. На страницах с описанием продукта нет никаких упоминаний об использовании этой системы сегодня.

Тема: [2-4-8] ...на аудио CD (Sanyo)
(2001/09/29)

Фирма Sanyo стала еще одной компанией, объявившей о защите от копирования CD. Пока не ясно, это их собственная разработка, либо технология используется по лицензии другой компании.

Новости:

Тема: [2-4-9] Как работает CD-ROM, защищенный системой Doc-Witness OpSecure?
(2002/08/22)

В диск, защищенный этой системой, встроена микросхема (как в смарт-картах), которая активируется когда луч лазера попадает на ее фотоэлемент. Свет лазера преобразуется в электрические импульсы, питающие микросхему, и, если все в порядке, то соответствующий сигнал подается приводу через встроенный в диск светодиод. 

Точное копирование такого диска чрезвычайно затруднительно. Пока неизвестно, действительно ли эта система затрудняет получение работающей копии содержимого диска. По видимому, Doc-Witness OpSecure представляет собой комбинацию "некопируемого" диска и аппаратного ключа, которые присутствуют на рынке уже достаточно давно (правда, на уровне пиратства это никак не отразилось). 

Сайт разработчика: http://www.doc-witness.com/.

Новости: 

Тема: [2-5] Что такое мультисессионный диск?
(2000/06/16)

Сессия - это записанный сегмент, который может состоять из одного или более треков любого типа. CD рекордер позволяет не записывать всю сессию за один подход, однако для того, чтобы стандартный аудио CD проигрыватель или CD-ROM плеер мог распознать диск, требуется, чтобы последняя сессия на диске была <закрыта>. Сессии могут добавляться, пока диск не закрыт, или до тех пор, пока на диске не останется свободного места.

Мультисессионная запись впервые была использована на дисках PhotoCD, для того, чтобы можно было добавить новые картинки. Сегодня она чаще всего используется в <связанных> ("linked") мультисессионных дисках, и иногда в дисках CD-Extra. Это следует разъяснить подробнее.

Когда вы вставляете CD с данными в ваш привод CD-ROM, операционная система находит последнюю сессию на диске и считывает из нее директорию. (Ну, так должно быть. В зависимости от вашей операционной системы и привода CD-ROM, вы можете получать и другие результаты). Если CD записан в формате ISO-9660, что почти наверняка, или если это диск для Macintosh CD, записанный в HFS, - данные директории могут указывать на любой диск на CD, независимо от того, в какую сессию он записан.

Большинство популярных программ для записи CD позволяют <связывать> одну или больше ранних сессий с последней записанной сессией. Это позволяет отображать файлы из предыдущих сессий, не занимая дополнительного места на CD (за исключением directory entry). Вы также можете <удалять> или <заменять> файлы, поместив новую версию в последнюю сессию, и не включая в нее ссылку на старую версию.

И наоборот, если вы помещаете аудио CD в типичный CD проигрыватель, то он считывает только первую сессию. По этой причине, мультисессионная запись не работает в аудио CD, но как это часто бывает, это ограничение можно превратить в преимущество. Детали см. в разделе (3-14). Это ограничение не означает, что вы должны записывать весь аудио CD за один раз; обзор режима track-at-once (потрековой записи) см. в разделе (2-9).

(Некоторые проигрыватели аудио CD, видимо, способны распознавать все треки на мультисессионном аудиодиске. Однако бОльшая их часть такой способностью не обладает. Если вы планируете передавать записанный вами аудио CD другим, то следует записывать его за одну сессию).

Обратите внимание на то, что не допускается смешение сессий MODE-1 (CD-ROM) и MODE-2 (CD-ROM/XA) на одном диске. Вы можете создать такую штуку, но многие приводы CD-ROM замучаются распознавать ее.

См. также http://www.adaptec.com/support/faqs/multisession.html, где предмет излагается более глубоко.

Диски, записанные пакетами - совершенно другая песня. См. раздел (6-3).

Короткое резюме: если вы хотите записать немного данных на CD-ROM сейчас, и немного - позже, то пишите данные на единственный трек за несколько сессий (или при помощи пакетной записи). Если вы хотите записать несколько аудио треков на CD сейчас, и несколько - позже, то записывайте несколько аудиотреков в одной сессии.

Тема: [2-6] Что такое каналы подкода?
(1998/04/06)

Существует восемь каналов подкода (P,Q,R,S,T,U,V,W). Точное изложение способа кодирования не входит в тематику этого FAQ'а, но следует отметить, что данные размещены единообразно на всем CD, и каждый канал может вмещать около 4 Мб.

Канал подкода P может управляться рекордерами JVC/Pinnacle, но, очевидно, используется нечасто.

Канал подкода Q содержит полезную информацию, которая может считываться и записываться на многих рекордерах. Область данных пользователя состоит из трех типов данных подкода Q: информация о положении (размещении), каталожный номер носителя и код ISRC. Прочие формы расположены в зоне lead-in и используются для мультисессионной записи и описания TOC (таблицы содержания).

Информация о положении используется проигрывателями аудио CD для отображения текущего времени, и содержит сведения о треке/индексе. Она может управляться при осуществлении записи в режиме Disc-At-Once (диск за один раз).

ISRC (International Standard Recording Code - Международный стандартный код записи) используется в записывающей промышленности. В нем указывается страна происхождения, владелец, год выпуска и серийный номер треков, и он может быть различным для каждого трека. Это опция, многие CD ее не используют. То же с каталожным номером носителя, но он постоянный для всего диска. Обратите внимание на то, что они отличны от кодов UPC.

См. http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/reports/Group.1/matt_page_individual/subcode.html

Каналы подкода R-W используются для текста и графики в определенных приложениях, таких, как CD+G (CD с графикой, среди прочих поддерживается SegaCD). Новое применение этих каналов разработано Philips, и называется ITTS. Оно позволяет соответствующим образом оснащенным проигрывателям отображать текст и графику на аудиодисках формата Красной книги. Наиболее свежий результат этой технологии - "CD-Text", который позволяет разместить данные о диске и треке на стандартном аудио CD.

Другие каналы подкода обычно недоступны и не используются.

Подробности можно узнать в книге Pohlmann, упомянутой в разделе (2-1): _Principles of Digital Audio_, 3rd edition, by Ken Pohlmann, McGraw-Hill, 1995 (ISBN 0-07-050469-5); or _The Art of Digital Audio_, 2nd edition, by John Watkinson, Focal Press, 1994 (ISBN 0-240-51320-7).

Тема: [2-7] Часто ли используются поля идентификатора CD?
(1999/02/06)

В настоящее время мало кто из производителей их использует, и не все устройства способны считывать все поля.

Программы, идентифицирующие аудио CD автоматически подсчитывают ID, основанный на количестве и длине аудиотреков. На http://www.cddb.com/ имеется коллекция информации о CD.

Тема: [2-8]Сколько времени занимает прожигание CD-R?
(2001/05/31)

Это зависит от количества данных, которые вы собираетесь записать, а также от быстроты вашего привода. Прожигание 650 Мб данных занимает 74 минуты на однократной скорости, 37 минут на 2х и 19 минут на 4х, но следует еще добавить минуту-две для <финализации> диска. Помните, что однократная скорость равна 150 Кб/с, двойная - 300 Кб/с, и так далее.

Если необходимо записать половину этих данных, вы управитесь примерно за половину этого времени.

Как правило, скорости записи CD линейны, т.е. запись на 12х в два раза быстрее записи на 6х. Если в приводе используется механизм PCAV (см. раздел (5-22)), скорость записи изменяется в зависимости от места диска, на которое производится запись. Если "20х" привод использует PCAV, что означает 12х в начале диска и 20х у его внешнего края, то запись 60 минут аудио займет примерно от трех до пяти минут.

Тема: [2-9] В чем разница между режимами disc-at-once и track-at-once?
(2002/06/24)

Существует два основных способа записи на CD-R. В режиме disc-at-once (DAO) (диск за один раз) записывается весь CD за один подход, при этом, возможно, записывается множество треков. Вся запись должна завершиться без прерываний, и добавить на диск информацию нельзя.

Режим track-at-once (TAO) (потрековая запись) позволяет осуществлять запись в несколько подходов. Существует минимальная длина трека, составляющая 300 блоков (600К для типичного CD с данными), а также максимальное количество треков - 99 на диск, кроме того некоторое пространство диска затрачивается при остановке и запуске лазера.

Поскольку лазер выключается и включается на каждом треке, рекордер оставляет пару блоков между треками, называемые выводящими (run-out) и вводными (run-in) блоками. Если все сделано правильно, то эти блоки бесшумны и, обычно, незаметны. CD с треками, воспроизводимыми последовательно, содержит едва заметные "заикания". Некоторые сочетания софта и "железа" могут оставлять мусор в промежутках, приводящий к слабым, но противным щелчкам между треками. Некоторые приводы и/или программные пакеты не позволяют вам регулировать размер промежутков между треками при записи в режиме track-at-once, и устанавливают двухсекундные промежутки, даже если в оригинале их не было.

Отдельные рекордеры, такие, как Philips CDD2000, могут осуществлять запись в режиме "session-at-once" (SAO) (сессия за один раз). Этот режим дает возможность, как при disc-at-once, регулировать промежутки между треками, и позволяет записывать более одной сессии. Это может пригодиться при записи CD Extra (см. раздел (3-14)).

Существует несколько случаев, когда требуется использование режима disc-at-once. Например, затруднительно или невозможно изготовить идентичные резервные копии некоторых видов дисков без использования режима disc-at-onc, (например, защищенные от копирования игры для PC). Некоторые фабрики-производители CD могут не принимать для тиражирования диски, записанные в режиме track-at-once, поскольку промежутки между треками будут отображаться как ошибки.

Суть в том, что режим disc-at-once дает вам больше возможностей для управления процессом создания диска, в особенности, аудио CD, но он не всегда уместен или необходим. Поэтому неплохо обзавестить рекордером, который поддерживает как режим disc-at-once, так и режим track-at-once.

Подробные комментарии можно прочитать здесь: http://www.yangkun.com/CDR/redbook.shtml.

Тема: [2-10] В чем разница между записью с образа и записью <на лету>?
(1998/12/20)

Многие программные пакеты для создания CD-R предлагают вам выбор между созданием полного образа CD на жестком диске, и тем, что называется записью <на лету>. Каждый способ имеет свои преимущества.

Файлы образов дисков иногда называют виртуальными CD или VCD (не путайте с VideoCD). Они представляют собой полные копии данных, как они выглядят на CD, и, таким образом, для размещения всего CD требуется иметь достаточно свободного места на жестком диске. Требуется либо 650 Мб для CD-ROM, или 747Мб для аудиодиска при использовании 74-минутных болванок. Если на вашем диске есть и аудиотреки, и треки с данными, тогда получится образ в файловой системе ISO-9660 для треков с данными и один или больше образов в 16-бит 44.1КГц стерео для аудиотреков.

(На Macintosh следует использовать файловую систему HFS для треков с данными. Вы можете создать образ при помощи записывающего софта Mac CD, или создать его как файл образа DiskCopy, а затем записать ветвь данных под другой операционной системой. Способ DiskCopy, однако, видимо, не позволяет создавать загрузочный CD-ROM.

При записи <на лету> часто используется <виртуальный образ>, в котором изучается и выкладывается полный набор файлов, но сохраняются не данные, а только характеристики файлов. Содержание файлов считывается при записи CD. Этот метод требует меньше свободного места на жестком диске и может сэкономить время, но увеличивается риск опустошения буфера (см. (4-1)). С бОльшей частью программ такой метод дает бОльшую гибкость, поскольку легче добавлять, удалять и тасовать файлы в виртуальном образе, нежели в физическом.

CD, созданный из файла образа, идентичен созданному <на лету>, поскольку в обоих одни и те же файлы будут размещены на одних и тех же местах. Выбор зависит от предпочтений пользователя и возможностей оборудования.

Тема: [2-11] Каким образом проигрыватель аудио CD игнорирует треки с данными?
(1999/04/11)

Существуют подкодовые флаги для каждого трека:

Data (Данные)

Если установлен, то трек содержит данные; если не установлен, трек содержит аудио.

Digital Copy Permitted (Разрешено цифровое копирование)

Используется SCMS. Устанавливается для разрешения копирования, снимается для предотвращения копирования.

Four-Channel Audio (Четырехканальное аудио)

Стандарт Красная книга допускает четырехканальное аудио, однако очень мало выпущенных дисков используют эту возможность.

Pre-Emphasis (Предварительная коррекция)

Устанавливается, если аудио записано с предварительной коррекцией.

Два последних употребляются редко.

Тема: [2-12] Чем CD-RW отличается от CD-R?
(2001/07/06)

CD-RW - это сокращение от CD-Rewritable, т.е. перезаписываемый CD. Сначала он назывался CD-Erasable (CD-E) - стираемый CD, но маркетологи поменяли название, чтобы оно не звучало так, будто важные данные стираются по чьей-то прихоти. Разница между CD-RW и CD-R заключается в том, что диски CD-RW могут быть стерты и повторно записаны, в то время как на дисках CD-R возможна только однократная запись. В остальном, они используются так же, как и диски CD-R.

Я подчеркиваю, что они используются так же, как и диски CD-R. Вы можете использовать пакетную запись как на CD-R, так и на CD-RW, вы можете производить аудиозапись в режиме disc-at-once как на CD-R, так и на CD-RW. Некоторые программы могут обращаться с CD-RW несколько иначе, поскольку имеется возможность стирания отдельных файлов, но технология записи почти одинакова.

Приводы CD-RW используют технологию изменения фазы. Вместо создания <пузырьков> и деформаций записываемого слоя красителя, состояние материала в записываемом слое меняется с кристаллического на аморфное. Различные состояния имеют различные коэффициенты преломления, и таким образом они оптически различаются.

Такие диски не записываются обычными приводами CD-R, и не читаются большинством старых приводов CD (отражающие свойства CD-RW намного ниже, чем у CD и CD-R, поэтому для их компенсирования необходима цепь автоматической настройки мощности). Многие новые дисководы CD-ROM поддерживают носители CD-RW, но не все из них могут считывать диски CD-RW на полной скорости.

Некоторые старые, и многие новые проигрыватели аудио CD могут воспроизводить диски CD-RW, но многие - не могут. Если вы хотите записывать аудио CD на носители CD-RW, убедитесь, что ваш проигрыватель может их воспроизводить.

Все приводы CD-RW могут записывать на носители CD-R, так что единственной причиной не покупать CD-RW рекордер является цена. Некоторые интернет сайты любят помещать эти устройства в совершенно отдельные категории, называя их "CD recorders" и "CD ReWriters", но различия между ними не стоят такого разделения. "CD ReWriter" - это CD рекордер, который также может работать с носителями CD-RW.

Интересно, что из-за строения носителей дисководу DVD может быть проще считать диск CD-RW, нежели диск CD-R.

Носители CD-RW дороже, чем CD-R, но недавнее снижение цен значительно сократило этот разрыв. Существует предельное количество раз перезаписи диска, но это число сравнительно высоко (Оранжевая книга предусматривает 1000 раз, но некоторые производители заявляют число 100,000 раз).

На дисках CD-RW закодированы их скоростные параметры, так что диски, рассчитанные на 2x запись не могут быть записаны на 4x (или на 1x). Более того, для высокоскоростных приводов CD-RW, (т.е. записывающих CD-RW на скоростях выше 4х), необходимы особые носители. Объяснение этого факта приводится на http://www.emediapro.net/EM2000/writer11.html.

Если вы пытаетесь определить, нужен ли вам дисковод, который поддерживает CD-RW, см. раздел (5-16).

Тема: [2-13] Могут ли проигрыватели DVD читать CD-R?
(2000/11/28)

Единственные диски, которые гарантированно может читать проигрыватель DVD - это диски DVD. Поддержка CD-ROM, CD-R, и CD-RW может иметься, но она ничем не гарантирована.

Для чтения CD-R используется инфракрасный лазер 780nm. Для DVD используется видимый красный лазер 635nm или 650nm, который недостаточно хорошо отражается органическими полимерными красителями, используемыми в носителях CD-R. В результате многие проигрыватели DVD не могут читать CD-R. Некоторые проигрыватели DVD имеют два лазера, что позволяет им читать CD-R. Технические подробности см. на http://www2.osta.org/osta/html/cddvd/intro.html и http://www.emedialive.com/EM1998/bennett3.html.

Диски CD-RW имеют другую структуру, и могут работать даже на тех проигрывателях, которые не читают носители CD-R. Если проигрыватель не "видит" CD-R, попробуйте скопировать диск на CD-RW (предполагается, что ваш рекордер поддерживает запись CD-RW).

Некоторые приводы DVD-ROM неспособны читать мультисессионные диски.Однако, как правило, такие приводы читают диски CD-R (в отличие от проигрывателей DVD)..

Если на коробке не написано о поддержке каких-либо видов носителей, считайте, что ее нет. Ищите значки MultiRead или MultiPlay, которые означают, что проигрыватель DVD или привод DVD-ROM может читать все существующие форматы CD, включая CD-ROM, CD-DA, CD-R и CD-RW.

О совместимости с DVD читайте в DVD FAQ:

http://www.dvddemystified.com/dvdfaq.html#2.4.3
http://www.dvddemystified.com/dvdfaq.html#2.4.4

Тема: [2-14] Стоит ли покупать рекордер DVD-R?
(2001/10/03)

Возможно, однако лучше приобрести "комбайн", который может также записывать и CD.

CD начинают вытеснять долгожителя - 3.5" дюймовую дискету - в качестве наиболее универсального физического носителя. Если вам необходимо обмениваться с кем-то музыкой или данными, то лучший выбор - это CD и CD-ROM. Приводы DVD-ROM и проигрыватели DVD не добились такого успеха, на который рассчитывали их производители. В конце 2000 года один из крупнейших продавцов компьютеров предлагал апгрейд своих систем с приводов DVD-ROM на CD-рекордеры.

Рекордеры DVD-R, а также носители все еще довольно дороги по сравнению с CD-R, хотя цены на них уже достигли разумного потребительского уровня. Например: на http://www.electroweb.com/product/hard.htm  в начале февраля 1998 года продавался записывающий дисковод DVD-R Pioneer CDVR-S101 за US$18 000. В июне 1999 на том же сайте был выставлен Pioneer CDVR-S201 за US$5100. В октябре 2001 года Pioneer DVR-A03PK продавался за $699, а стоимость носителей снизилась с $50 до $15 за диск. 

В середине 2001 года фирма Apple начала продажу компьютеров Macintosh класса high-end со встроенным приводом, способным записывать как CD-R, так и DVD-R. Если вы можете себе это позволить, то получите ценную возможность записывать в любом из этих форматов. 

Рекордеры для таких смежных форматов, как DVD-RAM и DVD+RW, более доступны, но они могут быть несовместимы с выпускаемыми проигрывателями DVD. Фирма HP и некоторые другие фирмы продвигают формат DVD+RW, который совместим с проигрывателями DVD, и позволяет перезаписывать диски. См. http://www.dvdplusrw.org/.

В разделе (0-2) упоминалось о том, что этот FAQ не будет расширяться и описывать рекордеры DVD. Смотрите FAQ по адресу http://www.dvddemystified.com/dvdfaq.html .

Тема: [2-15] Что такое "джиттер" и "коррекция джиттера"?
(1998/04/06)

Прежде всего необходимо знать, что существует два вида джиттера, относящихся к аудио CD. Обычно под джиттером имеют в виду временнУю ошибку при конвертировании цифровых семплов обратно в аналоговый сигнал; дискуссия по этому вопросу ведется на http://www.digido.com/jitteressay.html. Другое значение слова <джиттер> используется в контексте извлечения цифрового аудио с CD. Этот вид джиттера приводит к удваиванию или полному выпадению звуковых семплов. (Некоторые справедливо замечают, что последнее значение - профанация термина <джиттер>, но похоже к нему просто привыкли).

"Коррекция джиттера", в обоих смыслах этого слова, это процесс компенсации джиттера и восстановления аудио в его предполагаемой форме. Этот раздел посвящен (в неправильном значении слова) джиттеру в контексте извлечения цифрового аудио.

Проблема возникает из-за того, что спецификация Philips CD не предусматривает адресации с точностью до блока. Поскольку аудиоданные поступают в буфер (FIFO, высшие и низшие метки которого управляют скоростью шпинделя), адресная информация для аудио блоков извлекается из канала подкода и поступает в другую часть контроллера. Из-за того, что данные и адресная информация отделены друг от друга, проигрыватель CD неспособен определить точное начало каждого блока. Эта неточность мала, но если системе, производящей извлечение аудио, приходится останавливаться, записывать данные на диск, а затем возвращаться к месту, на котором она остановилась, то она неспособна отыскать именно это место. В результате процесс извлечения перезапускается на несколько семплов раньше или позже, что выражается в удвоении или выпадении семплов. Эти сбои при воспроизведении слышны как часто повторяющиеся щелчки.

На CD-ROM, блоки имеют 12-байтовую последовательность синхронизации в заголовке, а также копию адреса блока. Имеется возможность определить начало блока и получить адрес блока просто путем просмотра данных FIFO. Поэтому намного проще извлекать отдельные блоки с CD-ROM.

С использованием большей части приводов CD-ROM, которые поддерживают извлечение цифрового аудио, вы можете получить аудио без джиттера при помощи программы, которая извлекает сразу весь трек. Проблема при использовании этого способа заключается в том, что если жесткий диск, на который ведется запись не успевает записывать результат, некоторые семплы могут выпадать. (Аналогично опустошению буфера CD-R, но поскольку выходной буфер, используемый при DAE, намного меньше чем входной буфер CD-R, проблема усугубляется).

Некоторые приводы CD-ROM, например большинство моделей Plextor, оснащены специальной схемой, позволяющей точно определять начало блока.

Хорошие результаты дает программная коррекция джиттера. Она включает в себя осуществление перекрывающего считывания, и последующее совмещение данных по найденным на краях перекрытиям. Большая часть программ извлечения цифрового аудио осуществляют коррекцию джиттера.

Тема: [2-16] Где можно подробнее узнать об истории CD и CD-R?
(2002/12/02)

Информацию о "старом добром времени" можно найти в статье Роберта Старрета "История CD-R" (Robert Starrett's "The History of CD-R") по адресу http://www.roxio.com/en/support/cdr/historycdr.html.

Первый CD-проигрыватель появился на прилавках японских магазинов первого октября 1982 года. Технология CD-R была представлена только в 1988 году. Об этих датах можно прочитать здесь: http://www.oneoffcd.com/info/historycd.cfm.

В конце 80-х годов CD-рекордеры стоили несколько тысяч долларов и входили в состав чрезвычайно громоздких систем. Каждый диск CD-R продавался за 100 долларов. .

Это положение стало меняться с 1995 года, когда японская компания Yamaha представила первый 4-скоростной CD-рекордер CDR100 по цене в 5000 долларов США. В сентябре 1995 года компания HP выпустила двухскоростной рекордер 4020i (на основе модели Philips CDD2000) по цене в 1000 долларов. Носители CD-R подешевели до 8 долларов. Появились 80-минутные диски, но они встречались еще слишком редко, а стоили слишком дорого (по 40 долларов). 

Тема: [2-17] Почему в аудио CD не используется коррекция ошибок?
(2001/08/01)

На самом деле, она используется. Это правда, что на аудио CD используются все 2352 байт на блок для звуковых семплов, в то время как на CD-ROM используются только 2048 байт на блок, а бОльшая часть оставшихся приходится на данные ECC (Error Correcting Code- Код исправления ошибок). Исправление ошибок, позволяющее CD звучать так, как он должен звучать, даже при наличии царапин или грязи, применяется на низшем уровне.

Все данные, записанные на CD используют кодирование CIRC (Cross-Interleaved Reed-Solomon Code - Чередуемый-перекрывающий код Рида-Соломона). Каждый CD имеет два слоя исправления ошибок, C1 и C2. C1 исправляет ошибки бит на низшем уровне, C2 работает с байтами во фрейме (24 байта на фрейм, 98 фреймов на блок). Кроме того, данные чередуются и располагаются по большой дуге. (Вот почему следует всегда очищать CD от центра к краю, а не круговыми движениями. Круговая царапина вызывает множественные ошибки в одном фрейме, в то время как радиальная распределяет ошибки по нескольким фреймам).

При слишком большом количестве ошибок, проигрыватель CD интерполирует семплы для того, чтобы получить взвешенное значение. Поэтому вы не услышите раздражающих щелчков и выпадений звука, даже если CD загрязнен и ошибки невозможно исправить. Интерполирование смежных байтов данных на CD-ROM работает  недостаточно хорошо, поэтому данные выдаются без интерпоряции. Второй уровень ECC и EDC (Error Detection Codes - коды распознавания ошибок) позволяет считывать диск даже при большем количестве ошибок. 

Некоторые приводы CD-ROM могут выдавать какому-либо программному приложению число неисправленные ошибок C2. Это позволяет программе извлечения цифрового аудио гарантировать, что извлеченное аудио соответствует оригиналу. Один из таких приводов - Plextor UltraPlex 40. 

Обзор исправления ошибок с точки зрения испытания носителей находится по адресу http://www.cdpage.com/dstuff/BobDana296.html

Если вы действительно хотите погрузиться в беспощадные технические детали, загляните на http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/kuhn/cdmulti/95x7/iec908.htm.

Тема: [2-18] Чем CD-R отличаются от MiniDisc?
(2000/08/08)

Минидиски (MiniDisc), или MD, это небольшие (64мм) диски, размещающие около140 Мб данных или 160 Мб аудио. Изощренная технология сжатия позволяет сжимать аудио с коэффициентом 5:1, что дает возможность записать 74 минуты с небольшим или без слышимого ухудшения качества. Как и CD рекордеры, существуют MD рекордеры, подключаемые к компьютеру, а также MD рекордеры, подключаемые к стереосистеме.

Существуют штампованные MD, аналогичные CD по конструкции, и перезаписываемые MD, использующие магнито-оптическую технологию записи. MD аудио рекордеры обычно удобнее в эксплуатации, чем автономные рекордеры аудио CD, поскольку проигрывающий механизм дает возможность более гибкого размещения аудио данных. Так, можно удалить трек из середины MD и записать более длинный, который размещается в разных местах диска. Непохоже на то, что технология MD последнего поколения заменит CD-R или DAT, поскольку сжатие с большими потерями не устраивает аудио пуристов. MD чаще продвигается в качестве замены аналоговых аудиокассет, которым он соответствует по компактности и возможности записи, и превосходит по долговечности и возможности осуществлять случайный доступ.

Компьютерные MD рекордеры могут записывать данные, но при этом не поддерживать запись аудио. Тщательно проверяйте документацию.

Море информации доступно по адресу http://www.minidisc.org/. Если вы хотите переписать CD на MD, или MD на CD-R, прочтите размещенный там FAQ, содержащий информацию по передаче цифровых данных (Раньше это был пункт #37 FAQ'а, но сейчас, вроде бы нет).

Тема: [2-19] Что происходит при финализации (а также закрытии и фиксации)?
(2002/05/26)

Диск, на который можно добавить данные, <открыт>. Все данные записываются в последнюю сессию. После того, как вы закончили запись, вы закрываете сессию. Если вы хотите записать мультисессионный диск, в это же время вы открываете новую сессию. Если вы не откроете новую сессию в это же время, то позже вы не сможете это сделать, а это значит, что вы не сможете добавить данные на CD-R. Весь диск считается <закрытым>.

Процесс <закрытия> сессии называется <финализацией>, <фиксацией> или просто <закрытием> сессии. Если вы закрыли последнюю сессию, это значит, что вы финализировали, фиксировали, или закрыли диск.

Односессионный диск имеет три основных области: lead-in (вводную), которая содержит Таблицу содержания (или TOC); программную, содержащую треки с аудио и/или данными; и lead-out (выводящую), в которой не содержится ничего значимого. На <открытом> односессионном диске еще не записаны области lead-in или lead-out.

Если вы записываете данные на диск и оставляете сессию открытой, таблица содержания ТОС, которая указывает проигрывателю CD или приводу CD-ROM местоположение треков, записывается в отдельной области, называемой Program Memory Area (Область памяти программы), или PMA. CD рекордеры являются единственными устройствами, обращающими внимание на PMA, поэтому при открытой сессии вы не увидите своих данных на стандартном проигрывающем устройстве. CD проигрыватели не найдут ни одного аудио трека, а приводы CD-ROM не увидят треков с данными. После финализации сессии, ТОС записывается в область lead-in, что позволяет другим устройствам распознать диск.

(Попробуйте: запишите аудио трек на чистый CD и оставьте сессию открытой. Поместите диск в проигрыватель CD. Некоторые проигрыватели проигнорируют существование диска, другие будут раскручивать его до невероятной скорости, так что не сломайте шпиндель, когда будете его извлекать, третьи будут совершать такие же непредсказуемые поступки. Наличие ТОС важно!)

Если вы закрываете текущую сессию и открываете новую, то будут записаны области lead-in и lead-out текущей сессии. ТОС, записанная в текущей области, указывает на предполагаемую ТОС следующей сессии. Этот процесс повторяется для каждой закрытой сессии, образуя цепочку ссылок из одной области lead-in в другую. Проигрыватель CD в вашей машине или стереосистеме не знает о том, что одна область lead-in ссылается на другую, поэтому он видит только первую сессию. Ваш привод CD-ROM, если, конечно, он не сломан, или не совсем доисторический, видит мультисессионные диски и успешно опознает первую сессию, последнюю сессию, или любую между ними, в зависимости от того, что ему велит операционная система, и на что она способна.

Некоторые приводы CD-ROM, особенно определенные модели NEC, привередливо относятся к открытым сессиям, и затыкаются при попытке чтения lead-in все еще открытой сессии. Они следуют по цепочке ссылок в lead-in каждой сессии, но когда доходят до последней, не могут обнаружить действительную ТОС и запутываются. Несмотря на то, что эти приводы поддерживают мультисессионные диски, для их успешного чтения им требуется, чтобы последняя сессия была закрыта. К счастью, большинство приводов так не поступают.

Если вы записываете в режиме disc-at-once, то область lead-in записывается в самом начале процесса, поскольку содержание TOC известно заранее. Многие старые рекордеры не позволяют указывать на то, что будет добавлена дополнительная сессия, таким образом, создание мультисессионного диска в режиме DAO обычно невозможно. Приводы, позволяющий оставлять диск открытым, осуществляют запись в так называемом режиме "session-at-once", или SAO.

Если вы используете определенные версии, то функция автоматического распознавания диска <обнаруживает> диск после того, как будет записана ТОС. Это обычно приводит к срыву процесса записи. По этой причине многие последние программы для записи CD автоматически отключают автоматическое распознавание диска. В режиме track-at-once запись прекращается при финализации, в режиме disc-at-once - практически в начале процесса записи. В обоих случаях тест на запись будет успешным, поскольку ТОС не записывается в процессе теста.

Диски с пакетной записью подчиняются тем же правилам относительно открытых и закрытых сессий, поэтому чтобы их можно было прочитать на приводе CD-ROM, они должны быть финализированы. В документе "Packet Writing - Intermediate" во введении на http://www.mrichter.com/cdr/primer/primer.htm этот вопрос рассматривается несколько детальнее. (Пакетную запись иногда называют "РАО" - "packet-at-once".)

В изложенное не вошло множество деталей. Например, область lead-in на CD-R в действительности имеет уже записанную TOC, которая определяет физические параметры записывающего слоя, такие, как требуемая мощность записывающего лазера, а также информацию о диске, сколько блоков можно на него записать (ATIP, см. раздел (2-38)). Впрочем, о таких вещах обычно не стоит беспокоиться.

Тема: [2-20] Как файлы WAV/AIFF конвертируются в формат аудио CD Красной книги?
(2001/01/25)

В аудио данных, закодированных на CD, нет ничего особенного. Единственное отличие между <сырым> 44.1 КГц 16-бит стерео WAV-файлом и аудио CD - последовательность байтов.

Нет необходимости конвертировать файлы WAV или AIFF в специальный формат для записи на CD, если только вы не используете собственное кодирование, которое не распознается вашей программой для записи. К примеру, некоторые программы не записывают из файлов МР3, или из WAV файлов с неправильной частотой дискретизации. Вам также не нужно делать ничего особенного с аудио, извлеченным с CD. Оно уже в том формате, который понятен практически всем.

Просто приведите свое аудио в правильный формат -- 44.1 КГц, 16-бит, стерео, без сжатия, PCM - и программа, которую вы используете для записи CD, сделает все остальное. Вся ерунда типа коррекции ошибок и индексации треков происходит на низшем уровне.

Некоторых смущает, когда программы (такие, как Win95 Explorer) показывают расширение файлов ".CDA". Это просто удобный способ ссылки на аудио треки, а не формат файла. См. раздел (2-36)

Тема: [2-21] Что значит MultiRead? MultiPlay?
(2001/10/22)

Логотип (значок) MultiRead указывает на то, что привод CD или DVD может читать все существующие форматы CD, включая CD-ROM, CD-DA, CD-R и CD-RW. Описание находится на http://www.osta.org/specs/multiread.htm. Присутствие этого логотипа на приводе CD-ROM не означает, что привод может читать DVD.

MultiPlay - это практически то же самое, только относится к бытовым проигрывателям CD и DVD. См. http://www.osta.org/specs/multiplay.htm.

Тема: [2-22] Можно ли использовать диск если запись не удалась?
(1998/07/31)

Это зависит от того, что записывалось, как оно записывалось, и насколько далеко продвинулся процесс записи.

Если запись сорвалась при записи области lead-in, перед тем, как были записаны какие-либо данные, то диск, вероятно, нельзя использовать. Некоторые приводы, особенно модели Sony, имеют опцию "repair disc", которая принудительно закрывает последнюю сессию. Это позволяет добавить данные на диск во второй сессии, но все, записанное в первой сессии будет недоступно.

Срыв при финализации диска может быть исправлен. Иногда ТОС успевает записаться перед срывом, и тогда диск можно использовать как он есть. Иногда можно использовать опцию "finalize disc" из программного меню, позволяющую закрыть диск. В прочих случаях рекордер откажется иметь дело с частично финализированным диском, тогда ничего сделать нельзя.

Срывы в середине записи приводят к тому, что CD-ROMу, вероятно, не стоит доверять. Какие-то из данных будут на нем, каких-то не окажется. Директория диска может отображать больше файлов, чем на нем есть на самом деле, и вы не узнаете, какие из них действительно присутствуют на диске, пока не попытаетесь их прочесть.

Аудио CD, записанные в режиме disc-at-once - это особый случай. Поскольку ТОС записывается в начале, диск будет читаться в стандартном проигрывателе CD даже если процесс записи не завершен. Вы сможете проигрывать треки до того места, где прервалась запись.

Если вы используете программу пакетной записи, такую, как DirectCD, опыт обитателей Usenet свидетельствует о том, что либо все на 100% хорошо, либо на 100% плохо. Хотя, может помочь утилита ScanDisk, входящая в состав DirectCD 2.5.

Тема: [2-23] Почему рекордеры вставляют "00" байт в начало аудиотреков?
(1998/08/14)

Это явление знакомо тем пользователям, которые пытались извлечь цифровое аудио с CD-R. Очень часто в результате копирования аудио CD получается точная копия оригинальных аудио данных, но с несколькими сотнями нулевых байтов, вставленных в начале (и соответствующим числом потерянных в конце). Поскольку это выражается в добавлении, возможно 1/100-й секунды тишины в начале диска, это практически незаметно.

Реальное число вставленных байтов может слегка варьироваться от диска к диску, но тот же рекордер обычно вставляет примерно то же число. Оно обычно менее одного сектора (2352 байт).

Как сообщает инженер фирмы Yamaha, причина этой проблемы - недостаточная синхронизация между аудио данными и каналами подкода, очень похожая на джиттер, описанный в разделе (2-15). Те же самые проблемы потока данных, из-за которых нелегко обнаружить начало блока при чтении, приводят также к трудностям в синхронной записи данных и идентификационной информации. Как утверждает этот инженер, эту проблему не могут решить ни изменение прошивки, ни изменения электроники привода.

Изготовление копий с копий аудио CD приведет к появлению значительно большего промежутка, но он, вероятно, останется незаметным даже после нескольких перезаписей.

Тема: [2-24] Сколько треков можно записать на диск? Сколько файлов?
(2002/02/11)

Вы можете записать до 99 треков. Поскольку номер трека указывается как двузначный десятичный номер, начиная с "01" (кодированный BCD, если вам это интересно), то превысить это число невозможно.

В соответствии со стандартом, длительность треков не может быть меньше 4 секунд. На практике, различные CD-рекордеры имеют разное представление о минимальной длительности трека, но большинство рекордеров не могут записывать треки короче одной секунды.

Максимальное число файлов зависит от используемой вами файловой системы. Для ISO-9660, (теоретически) их может быть сколько угодно. На практике, DOS или Windows рассматривают диск непосредственно как файловую систему FAT16, поэтому, если вам необходима хорошая совместимость, то ограничение составляет около 65,000 файлов.

Тема: [2-25] Мешает ли SCMS делать копии?
(1999/04/11)

SCMS - это Serial Copy Management System (система управления серийным копированием). Ее задача состоит в том, чтобы позволять покупателям делать копии оригинала, и не позволять копировать копии. Аналоговые носители записей, такие, как аудиокассеты и видеокассеты VHS с каждой последующей копией заметно теряют в качестве. Цифровые носители не страдают в такой степени потерей качества в зависимости от копии, поэтому записывающая индустрия добавило эту особенность, привносящую тот же самый эффект

SCMS касается вас, если вы используете аудиооборудование бытового класса. Профессиональное оборудование и рекордеры, подключаемые к компьютерам не имеют ограничений. Подробнее о разнице между этими устройствами см. раздел (5-12).

Система работает посредством кодирования того, является ли материал защищенным или нет, и является ли диск оригиналом, или нет. Кодирование производится единственным битом, который либо включен, либо выключен, либо изменяется вкл/выкл в каждом из пяти фреймов. Смысл этого в следующем:

  • Незащищенный материал: копирование разрешено. Записанные данные также помечены как незащищенные.
  • Защищенный материал, оригинальный диск: копирование разрешено. Записанные данные будут помечены как копия.
  • Защищенный материал, копия: копирование запрещено.

Существуют аппаратные <устранители SCMS>, преимущественно используемые в связке с декой DAT, которые отфильтровывают биты SCMS из соединения через S/PDIF. Некоторые отмечают, что это вносит в звук неприемлемые артефакты. Возможно <вымыть> аудио путем конвертации его в аналоговый формат и обратно, но снова пострадает его качество.

Если вы используете бытовой рекордер аудио CD, то SCMS не даст вам делать копии с копий защищенного материала. Она не запретит вам копировать купленный вами оригинальный диск, и не остановит при копировании незащищенных дисков.

Посвященные этому сайты:

http://www.oade.com/tapers/scms1.html
http://www.sfb.net/scms.htm
http://www.xs4all.nl/~jacg/dcc-faq.html

Тема: [2-26] Записывает ли рекордер на диск серийный номер?
(2001/01/06)

Как правило, нет, но, похоже, что некоторые из новейших автономных рекордеров аудио CD записывают. Уникальный идентификатор рекордера (RID) - это 97-битный код, записываемый через каждые 100 секторов. Он состоит из данных о марке, модели и серийном номере рекордера. Рекордеры, такие, как Philips CDR870, записывают RID во избежание распространения материала, защищенного авторскими правами.

Windows отображают что-то вроде "Volume Serial Number is 4365-0FED". Похоже, что нет никакого способа управлять этим. Некоторые предлагают, чтобы серийный номер генерировался на основе данных, размещенных на диске, аналогично тому, как аудио CD могут быть опознаны (в основном) по числу и длительности треков.

На дискетах и жестких дисках "серийный номер" генерируется на основе даты и времени форматирования диска. Четыре байта состоят из следующих данных:

  1. месяц + секунды
  2. день + сотые доли секунды
  3. высший байт года + часы
  4. низший байт года + минуты
(Взято из http://www.zdnet.com/pcmag/pctech/content/solutions/uu1508a.htm.)

Тема: [2-27] Что такое TOC? Чем она отличается от директории?
(2001/08/01)

TOC (таблица содержания) определяет расположение начала треков и их длину на диске. ТОС присутствует на всех CD. Если ее нет, то диск будет нечитаем на проигрывателе CD или дисководе CD-ROM. CD рекордеры записывают ТОС при финализации диска (Подробнее о финализации дисков см. раздел (2-19)).

Директория - это список файлов. Если вы пользователь Mac, то вы, вероятно, привыкли к термину "folder" (папка). Это часть файловой системы, такой как ISO-9660 или HFS, имеющейся на большинстве CD-ROM. Аудиотреки не содержат файлов, поэтому они не имеют директорий.

Ничего не мешает вам записать файловую систему FAT16 или Linux ext2 непосредственно на CD-ROM. Другой вопрос - сможете ли вы прочитать такой диск, или нет. (Команда Linux "mount" (монтировать) позволяет монтировать для чтения почти всё, но Windows может не оказаться такой великодушной). ТОС определена в спецификации CD, и существуют четко установленные стандарты для определенных файловых систем, но [AFAIK] в спецификации CD не требуется, чтобы вы помещали в трек с данными какой-то определенный вид данных.

Тема: [2-28] Что такое ISO? CIF? BIN и CUE?
(2002/10/21)

В разговорной речи термином "ISO" называют файл, содержащий полный образ диска. Такие файлы часто используются при передаче образов CD-ROM через интернет. В зависимости от конкретного случая, под "ISO" могут подразумеваться как любые файлы образов диска, так и их определенные виды.

Если давать более строгое определение, то необходимо подчеркнуть, что "ISO" создается путем копирования всего диска в файл, от сектора 0, и до конца. Поскольку файл образа содержит <готовые> 2048-байтовые секторы и ничего больше, в этом виде невозможно сохранить ничего, кроме единственного трека с данными. Аудио треки, диски смешанного формата, CD+G, мультисессионные и другие навороченные форматы не могут быть представлены таким образом.

Пытаясь преодолеть этот недостаток, компании-производители программного обеспечения разработали свои собственные форматы, которые могут сохранять различные форматы дисков. Corel разработала CIF, который все еще используется в Easy CD Creator фирмы Roxio. (Что означает CIF? Этого не знает никто, хотя расшифровка "Corel Image Format" (Формат образа Корел) так же хороша, как и любая другая). Jeff Arnold's CDRWIN создает образы как файлы "BIN" с отдельным "cue sheet", который описывает содержание. Вы можете распаковать связку BIN/CUE с помощью "binchunker", который теперь встроен в пакет Fireburner (раздел (6-1-50)).

Файл ".DAT" может быть чем угодно, но, как правило, это видео файл, полученный с VideoCD. Программа, которую можно раздобыть по адресу http://www.vcdgear.com/, может конвертировать .DAT в .MPG, а программы типа Nero могут напрямую записывать эти файлы.

С файлом ".ISO", содержащим образ файловой системы ISO-9660, можно обращаться несколькими способами: его можно записать на CD-ROM; смонтировать как устройство файловой системой <loopback> под Linux (например, "mount ./cdimg.iso /mnt/test -t iso9660 -o loop"); скопировать на раздел жесткого диска и монтировать под UNIX; или просмотреть с помощью WinImage (раздел (6-2-2)). Однако нет гарантии, что файл ".ISO" содержит данные файловой системы ISO-9660. И довольно часто приходится слышать, что люди называют "ISO" то, что им не является. 

В файле ".SUB", по видимому,  хранятся данные подканалов. Некоторые программы создают такие файлы в процессе считывания образа диска помимо самого файла образа. В настоящее время существует множество различных расширений таких файлов: ISO, BIN, IMG, CIF, FCD, NRG, GCD, PO1, C2D, CUE, CIF, CD и GI. Программа "ISOBuster" от Smart Projects (http://www.isobuster.com/) может работать практически со всеми типами образами дисков. 

(Далее в этом разделе идут философские разглагольствования, которые можно благополучно пропустить. Они представляют собой более иллюстративный, нежели фактический материал, и любое совпадение с реальными событиями является абсолютно случайным).

Термин "ISO" - это якобы сокращение от "образ диска ISO-9660", что само по себе несколько подозрительно. ISO-9660 - это стандарт, определяющий файловую систему наиболее часто используемую на CD-ROM. Он не определяет формат образа диска. Более корректно будет "образ файловой системы ISO-9660".

Когда вы собираете или генерируете образ CD-ROM, вам необходимо как-то его назвать. Когда CD-ROM генерируется из собрания файлов в образ файловой системы ISO-9660, он записывается в файл с расширением ".ISO". Этот файл образа может быть затем записан на CD-ROM. Как это бывает, сгенерированные файлы образа не отличаются по своей структуре от образов, которые могут быть извлечены из других CD-ROM, поэтому для простоты извлеченные образы дисков были также названы ".ISO".

(В некоторых программах используется более адекватно описывающее файл расширение ".IMG", но, к сожалению, это встречается реже).

Это значит, что независимо от того, извлекли ли вы трек с данными из диска, записанного в файловой системе HFS, или в файловой системе ISO-9660, он будет называться ".ISO". В этом столько же смысла, как и в форматировании 1.4 Mб дискеты для HFS, создании образа и окрещении его "образ диска FAT12 " из-за того, что такие дискеты обычно форматируются под FAT. Однако на практике это значения не имеет, поскольку вне зависимости от того, что находится в файле, программа использует одни и те же процедуры для записи его на CD-R.

В результате этой условности с расширениями файлов, любой файл, содержащий посекторный образ CD-ROM называют "файл ISO". Когда CD рекордеры пошли в массы, и эти массы начали качать файлы образов, новички просто не могли знать, что когда-то существовала разница между одним типом образа диска и другим типом, поэтому они начали называть любой вид образа диска словом "ISO".

Сегодня не так уж редко доводится видеть сообщения о "получении ISO" из аудио-CD, что вообще является бессмысленной фразой.

Тема: [2-29] Почему стандартная длительность CD составляет 74 минуты?
(2002/04/18)

По общему мнению, такая длительность была выбрана потому что разработчики CD хотели создать такой формат, при котором на одном диске помещалась бы девятая симфония Бетховена. Длительность некоторых исполнений этого произведения решила вопрос о диаметре диска.

Есть несколько версий этой истории. Некоторые рассказывают, что дирижер Polygram (тогда - часть Philips) по имени Герберт фон Караян, хотел, чтобы его любимое произведение помещалось на одном диске. Другие утверждают, что это жена председателя Sony хотела, чтобы на диске умещалась ЕЁ любимая симфония. В интервью в июльском номере за 1992 год журнала _CD-ROM Professional_ сообщается, что некий Мистер Ога на Sony сделал определяющее предложение. (Это, практически наверняка, Норио Ога, ставший главой фирмы Sony в 1982 году и продолжающий занимать там высшие руководящие посты).

Веб сайт <городские легенды> содержит несколько интересных статей для тех, кто хочет углубиться в этот вопрос. Отношение девятой симфонии Бетховена к длительности признано в FAQ'е телеконференции alt.folklore.urban правдивым, но ни один из вариантов подтвержден не был.

http://www.urbanlegends.com/misc/cd/cd_length_skeptical.html http://www.urbanlegends.com/misc/cd/cd_length_karajan.html http://www.urbanlegends.com/misc/cd/cd_length_origin.html

Вот еще одна ссылка:

http://www.snopes2.com/music/media/cdlength.htm

В интернете можно найти огромное количество <самых надежных источников>, в которых описываются всевозможные варианты этой истории.

Тема: [2-30] Почему у центра CD-R видна незаписанная полоса?
(1999/12/17)

Вы еще не закрыли сессию. Область lead-in, в которой записывается ТОС (раздел (2-27)) не записывается, пока сессия не закрыта. Для нее оставляется достаточно много места, чтобы можно было его увидеть. Подробнее о том, что происходит тогда, когда вы закрываете диск, читайте в разделе (2-19).

Вы увидите узкую незаписанную полосу в случае, если вы:

  • записываете диск, указав программе оставить диск и сессию открытыми.
  • извлекаете записанный в пакетном формате диск без закрытия его в режиме ISO-9660.
  • Потерпите неудачу при записи в режиме track-at-once.

В некоторых случаях совершенно нормально наблюдать это пустое место; Здесь будет записана область lead-in после закрытия сессии. Это не обязательно признак неудачи.

Если вы используете режим записи disc-at-once, область lead-in записывается сразу, так что при неудаче вы не увидите такого промежутка.

Тема: [2-31] Что такое "BURN-Proof"? "JustLink"? "Waste-Proof"?
(2002/10/15)

BURN-Proof (или BurnProof) - это неудачное сокращение от Buffer-Under-Run Proof (т.е. защита от опустошения буфера). Эта технология позволяет избежать опустошения буфера рекордера посредством задержки и возобновления процесса записи в случаях, когда буфер почти опустошен. (Если вы не знакомы с термином "опустошение буфера", см. раздел (4-1)).

В идеале, результат прерываемых и непрерывных записей должен быть одинаковым. На практике, на диске может появляться небольшой сбой в месте, где была задержана запись. Фирма Sanyo рекомендует для воспроизведения использовать 4-х скоростные и выше приводы CD-ROM, и аудиооборудование, выпущенное в 1995 году или позднее.

По общепринятому мнению, эти технологии являются эффективными и не приводят к заметным сбоям на диске. .

Существуют несколько различных конкурирующих технологий защиты от опустошения буфера. Вот некоторые их них (многие из названий являются зарегистрированными торговыми марками):

BURN-Proof (Sanyo)
Buffer-Under-RuN Proof. Первая технология такого рода. Позволяет повторно включать лазер после опустошения буфера. Подробнее см.: http://www.sannet.ne.jp/BURN-Proof/faq/.
JustLink (Ricoh)
Повторно включает лазер после опустошения буфера. Длина промежутка на диске между записываемыми данными не превышает двух микрон. См.:
http://www.ricoh.co.jp/cd-r/e-/e_europe/drive/justlink.html.
ExacLink (Oak Technology)
Повторно включает лазер после опустошения буфера. См.: http://www.oaktech.com/products/optical/cdrw/exaclink.html.
ExactLink (Mitsui)
Вероятно, то же самое, что и ExacLink. В описаниях Mitsui говорится о "технологии ExactLink(tm) фирмы Oak Technology".
SMART-BURN (Lite-On IT)
Технология интеллектуального мониторинга и адаптивной настройки записи (Smart Monitoring & Adapting Recording Technology for BURNing). Перезапускает лазер после опустошения буфера и снижает скорость записи при низком качестве используемого носителя. См.: http://www.liteonit.com/english-s-tech-7.htm.
Waste-Proof (Yamaha)
Позволяет предотвращать опустошение буфера, однако не спасает при возникновении такового. 
SafeBurn (Yamaha)
Повторно включает лазер после опустошения буфера и снижает скорость записи при низком качестве носителя. Длина промежутка на диске между записываемыми данными не превышает одного микрона. См.: http://www.yamaha.ca/computer/cp_safeburn.asp.
Just Link (AOPen)
Повторно включает лазер после опустошения буфера и снижает скорость записи при низком качестве носителя. Длина промежутка на диске между записываемыми данными не превышает двух микрон. См.: http://www.aopen.com/products/cdrw/JustLink.htm.
Seamless Link (BenQ)
Не ясно, что это: торговая марка или какая-то собственная разработка. .
SafeLink (Waitec)
Собственная разработка (подробности отсутствуют?).
Power Burn (Sony)
Собственная разработка.
Все описанные технологии рассчитаны на использование в случае, когда компьютер неспособен обеспечить отправку на рекордер данных со скоростью, достаточной для заполнения буфера. Они неспособны помочь в случаях отключения питания системы, сбоя в программном обеспечении низкого качества носителя или чрезмерной загрузки жесткого диска посторонними процессами. 

Почти все CD-рекордеры, выпускаемые с 2001 года, оснащены одной из систем защиты от опустошения буфера. 

Некоторые смежные технологии:

Just Speed (AOpen)
Снижает скорость записи при низком качестве носителя См.:  http://www.aopen.com/products/cdrw/justspeed.htm. Используется вместе с Just Link.
Smart Speed (BenQ)
См. выше.
В технических описаниях рекордеров присутствует множество фирменных названий технологий типа SMART-X, повышающей качество извлечения цифрового аудио или VAS, способной гасить возникающие при работе привода вибрации. Не берусь утверждать, какие из них лучше, а также приносят ли они вообще какую-то пользу. 

Тема: [2-32] Может ли проигрывание CD-R в проигрывателе DVD повредить диски?
(2000/12/18)

Очевидно, существуют три вида проигрывателей DVD:

  1. Которые могут проигрывать CD-Rs.
  2. Которые не могут.
  3. Которые повреждают диски.

Самый распространенный вид - #2. Вид #3 содержит предупреждение в руководстве (ведь вы читаете руководства к продуктам, верно?), о том, что не следует проигрывать диски CD-R. Возможно, что некоторые проигрыватели категории #2 на самом деле - #3, но просто не помечены как таковые, а также может быть, что проигрыватели #3 повреждают только CD-R с какой-то определенной структурой.

Если для вас важно воспроизведение дисков CD-R в вашем проигрывателе DVD, то перед покупкой проигрывателя убедитесь в том, что он на это способен. См. раздел (2-13).

Немного неясно, как именно проигрыватель повреждает носители CD-R. Воспроизводящий лазер должен для этого работать с длиной волны и интенсивностью, вызывающей изменения в записываемом слое красителя.

Нам неизвестны случаи, когда приводы DVD-ROM повреждали диски.

Тема: [2-33] Кто на самом деле изготовил эту болванку CD-R?
(2000/09/03)

Многие из производителей носителей с громким именем на самом деле сами не производят носители. Вместо этого они закупают диски у других производителей и маркируют их своим логотипом. В целом, это не есть плохо, ведь такие диски были признаны достаточно хорошими для того, чтобы компания с громким именем захотела поставить на них свой логотип.

Если у вас привередливый рекордер или проигрыватель, то вам пригодится возможность попробовать разные носители. Однако если вы купите несколько разных марок, а оказалось, что они выпущены одним и тем же производителем, то они наверняка будут вести себя одинаково, и вы зря потратите время и деньги.

Итак... как определить, кто на самом деле изготовил конкретный носитель? Если отвечать коротко, то никак.

Хотелось бы верить, что приложения-идентификаторы носителей CD-R (например, см. раздел (6-2-9) дадут вам нужный ответ. К сожалению, получаемые данные, в лучшем случае, ненадежны. Чарльз Палмер из cd-recordable.com по поводу идентификации производителя написал следующее:

"Многие пользователи таких программ полностью доверяют двум значениям - о Производителе Носителя и Данным о Красителе. Эти два значения практически бесполезны.

Причина этого в том, что многие производители CD-R (как и CD- Recordable.com) приобретают матрицы (никелевый штамп, на котором изготавливаются все подложки CD-R) в третьих источниках. Эти источники (либо производители дисков, либо фирмы по мастерингу) помещают данные, которые и считываются программами-"идентификаторами", а они касаются лишь оригинального стеклянного мастера. Закодированная информация о производителе обычно представляет собой наименование компании, изготовившей мастер. Поскольку матрицы, изготовленные с этого мастера продаются производителям дисков по всеми миру, все диски, отпечатанные с этих матриц будут содержать одну и ту же информацию о производителе. Информацию, которая, очевидно, совершенно ошибочна и неверна. Очень редко информация о производителе, закодированная на CD-R действительно не является сведениями о производителе мастера. [...]

Второе значение (тип красителя) также сомнительно. Поскольку бОльшая часть сочетаний мастер/матрица спроектирована под конкретный тип красителя (фталоцианин, цианин, Azo и т.д.), то закодированная информация о красителе говорит лишь о том, для какого красителя проектировался мастер. Конечно, это не означает, что производитель, который приобретает и использует эту матрицу, будет использовать именно тот краситель, для которого она проектировалась. Существует вероятность того, что сочетание матрица/краситель, использованное производителем CD-R, не соответствует информации о красителе, закодированной на мастере. Поэтому эта информация так же потенциально неправильна, как и данные о производителе, рассмотренные выше."

Единственно надежная информация в области "ATIP" - это длина (емкость) диска. На http://www.orangeforum.or.jp/e/reference/index.htm ранее была информация по ATIP, но сейчас ссылка "Disc Identification Method" защищена паролем.

Тема: [2-34] Можно ли скопировать CD, закодированные в DTS?
(2000/12/13)

Да. CD, закодированные в DTS в значительной степени соответствуют стандарту Красная книга. Главное отличие в том, что аудио закодировано в DTS, а не в 44.1КГц 16-бит стерео PCM. Если вы поместите такой диск в проигрыватель CD, то он распознает дорожки и попытается их воспроизвести, однако вы услышите только шум.

DTS CD можно копировать точно также как и любой аудио CD. Не стоит пытаться конвертировать такие диски в MP3, поскольку они уже записаны в сжатом формате.

Обычно CD, закодированные в DTS воспроизводятся проигрывателем DVD, подключенному к поддерживающему DTS ресиверу. Многие DTS CD закодированы в 5.1 surround sound.

Тема: [2-35] Почему 44.1 КГц? Почему не 48 КГц?
(2001/01/05)

Спецификацией для аудио CD "Красная книга" устанавливается стандарт 44100 сэмплов в секунду, где каждый сэмпл есть 16-бит стерео PCM. PCM- хороший выбор для кодирования аудио, стерео широко поддерживается и распознается, поэтому очень просто обращаться с данными в 16-битовых порциях при помощи существующего аппаратного и программного обеспечения.

Почему 44100? Почему не круглое десятичное значение, как, например, 44000, или круглое двоичное значение как 44032? Почему не 32 КГц или 48 КГц?

Как правило, человеческое ухо способно слышать звуки частотой до около 20 КГц. Как пишет умный человек по имени Nyquist, частота дискретизации должна быть в два раза выше этого значения. Из-за несовершенства фильтрации, в действительности необходимо несколько больше 40 КГц.

В соответствии с книгой John Waktinson'а _The Art of Digital Audio_, 2-е издание, страница 104, выбор частоты есть артефакт оборудования, используемого при ранних исследованиях цифрового аудио. Хранение цифрового аудио на жестком диске было непрактичным, поскольку емкость, необходимая для значительного количества аудио 1Мб/сек была еще очень дорогой. Вместо этого использовались видеомагнитофоны, на которых сэмплы записывались как уровни черного и белого. Общая частота дискретизации 44.1 КГц была установлена как для формата NTSC, так и для формата PAL (видеостандарты, используемые в США/Японии и Европе соответственно). Эта частота перешла и в определение компакт-диска.

Частота дискретизации для "профессионального" аудио, 48 КГц, была выбрана из-за того, что она является простым множителем прочих распространенных форматов, например, 8 КГц для телефонов. Вместе с тем достаточно сложно осуществить хорошую конвертацию из 48 КГц в 44.1 КГц, что создает сложности, к примеру, при копировании аудио CD с помощью бытовой DAT-деки. (Некоторые бытовые DAT деки могут работать с 44.1, но в целом только профессиональные деки могут обращаться с более низкими частотами).

Слышимая разница между 44.1 КГц и 48 КГц сравнительно мала, поскольку небольшое расширение частотного диапазона лежит вне восприятия человеческого слуха. Некоторые неслышимые звуки создают "биение" совместно со слышимыми звуками, поэтому они влияют на звучание, однако, как правило, улучшение звучания на 48 Гц, по сравнению с 44.1, незначительно.

Тема: [2-36] Какой формат у файлов .CDA?
(2001/01/25)

В действительности, файлы .CDA вообще не файлы. Windows отображает треки на аудио CD как файлы".CDA" для удобства. К примеру, можно создать ассоциацию для ".CDA"  и запускать проигрыватель аудио CD при двойном щелчке на треке.

Сами треки записаны в формате, почти идентичном обычному файлу WAV или AIFF. См. раздел (2-20).  

Тема: [2-37] Что такое DD-R и DD-RW?
(2001/03/15)

DD-R и DD-RW - это стандарты фирмы Sony для записываемых и перезаписываемых дисков "двойной плотности" ("double-density"). Эти диски вмещают 1.3 Гб данных, и они сравнительно недороги, однако не совместимы с выпускаемыми проигрывателями CD или DVD. Эти диски можно прочитать только в приводе DD-R/DD-RW.

Такие рекордеры занимают промежуточное положение между CD-R и DVD-R по вместимости носителя и цене, но недостаток совместимости снижает их полезность. Однако, ожидается, что эти приводы смогут записывать носители CD-R и CD-RW, что радует. 

Тема: [2-38] Что такое ATIP?
(2002/12/11)

ATIP - это сокращение от Absolute Time In Pregroove (Абсолютная длительность ведущей дорожки). На всех дисках CD-R и CD-RW имеется предварительно записанная спиральная дорожка, которая обеспечивает правильное позиционирование записывающей головки, а колебания этой дорожки (синусоида с частотой 22,05 кГц) сообщают рекордеру информацию о синхронизации. Колебания дорожки являются модулированными по частоте сигналом в +/- 1 кГц, из которых и состоит синхронизирующий сигнал абсолютной длительности диска. .

Сигнал ATIP записан в области lead-in, расположенной в начале диска. В этой области содержится некоторая информация о болванке. Единственной практический полезной информацией ATIP являются данные о количестве блоков на диске, которое определяется длительностью ведущей дорожки. 

В сигнале ATIP также содержится информация о конструкции и производителе болванки, однако о полезности этих данных можно прочитать в разделе (2-33). По адресу  http://www.orangeforum.or.jp/e/reference/index.htm ранее можно было найти подробную информацию об ATIP, однако ссылка "Disc Identification Method" теперь защищена паролем.

Тема: [2-39] Что такое диски и устройства "ML"?
(2002/01/18)

"ML" - это сокращение от "MultiLevel" (Многоуровневый). Устройства и носители, спроектированные фирмой Calimetrics (http://www.calimetrics.com/) могут похвастаться в три раза большей емкостью, и в три раза большей скоростью записи, чем обычные CD-R и CD-RW.

Принцип технологии CD заключается в измерении света, отраженного от поверхности диска. В традиционных дисках используются два уровня ("pit" и "land", т.е. углубление и плоскость), в дисках ML - еще больше. Благодаря увеличению эффективной плотности размещения битов на носителе, можно записать в три раза больше данных за один оборот диска, позволяя увеличить как вместимость носителя, так и скорость записи. 

Технология требует внесения незначительных изменений в существующие устройства, а также дисков, оптимизированных для ML-записи. Диски, записанные на устройствах ML не будут совместимы с существующими проигрывателями CD и приводами CD-ROM. Однако, ML-рекордеры, как ожидается, смогут также записывать и носители CD-R/CD-RW, поэтому поддержка ML может стать недорогим дополнительным свойством новых дисководов.

Тема: [2-40] Что такое CD-MRW?
(2001/11/05)

CD-MRW - это рабочее название формата хранения на CD-RW, разрабатываемого Mount Rainier Working Group (http://www.mt-rainier.org/). Группа Mount Rainier создает спецификации для встроенной поддержки операционными системами CD-RW и DVD+RW, с перспективой заменить ими дискеты и аналогичные форматы (например, диски Zip).

Этот новый стандарт продвигается фирмами Compaq, Microsoft, Philips и Sony. На веб сайте утверждается, что его поддерживают "более 40 лидирующих производителей", включая разработчиков операционных систем и комплектующих для PC.

Для обычного пользователя это означает возможность использования сравнительно быстрого устройства резервного хранения емкостью не менее 650Мб, которое не требует длительного форматирования или установки специального программного обеспечения.

Тема: [2-41] Что такое Audio Master Quality (AMQ)?
(2002/05/08)

Технология записи Audio Master Quality была разработана японской компанией Yamaha для снижения уровня джиттера в записываемых CD. Это не тот вид джиттера, который "исправляется" приложениями для извлечения музыки с CD (2-15). Это именно тот джиттер, о котором говорят люди, имеющие дело с высококачественной стереоаппаратурой.

Джиттер - это временнАя ошибка. При этом не изменяются значения "единиц" и "нулей", а искажается время передачи этих значений. Джиттер не влияет на извлечение цифрового аудио, поэтому не стоит волноваться об этом при считывании CD или при кодировании в МР3. чтении Волноваться стоит при воспроизведении CD.

Цифровой сигнал считывается с CD аналоговым способом - при помощи лазера, считывающего "питы" и "лэнды" на CD. При этом, по целому ряду причин время передачи сигнала может искажаться. Проигрыватели класса "high-end" способны исправлять подобные ошибки, однако обычные бытовые проигрыватели не умеют с ними бороться. 

Технология AMQ позволяет увеличить длину "питов" и "лэндов" на CD в целях повышения стабильности сигнала. При этом снижается длительность CD: на 74-минутном CD умещается всего 63 минуты, но, по утверждению специалистов Yamaha, при этом значительно улучшается качество звучания. Эта технология основана на том, что в проигрывателях CD скорость вращения диска настраивается автоматически.

Пояснение от компании Yamaha: http://www.yamaha.ca/computer/cp_AudioMQR.asp

"Каноническое" описание джиттера: http://www.digido.com/jitteressay.html (На русском языке: http://members.tripod.com/greatkorzhik/jitteressay.htm).

Тема: [2-42] Можно ли нарисовать лазером рекордера картинку на диске?
(2002/08/22)

Если вы посмотрите на рабочую сторону записанного диска CD-R, то заметите, что записанная и не записанная области выглядят по разному: они немного отличаются по цвету. С помощью лазера рекордера можно нарисовать на диске картинку, но она будет совсем непонятна для CD-проигрывателя. К сожалению, для этого необходимо изменение прошивки (микропрограммы) рекордера.

В середине 2002 года японская компания Yamaha представила технологию "DiscT@2" (диск тату). Эта технология позволяет нарисовать на незаписанных местах болванки черно-белые изображения с приличным разрешением (около 250dpi). По утверждению Yamaha, при этом возможно получение до 256 оттенков (зеленого, голубого, т.е. цвета используемого в диске органического красителя). Лучшие результаты получаются при использовании дисков на основе dark blue azo (разработки Verbatim (Mitsubishi) - прим. пер.). С подробностями и иллюстрациями можно ознакомиться здесь: 

Тема: [2-43] Подробности о кодировании данных на CD
(2002/12/10)

Этот раздел предназначен для тех, кто интересуется тем, каким образом данные кодируются для хранения на компакт-дисках. Нет никакой необходимости изучать всю эту технологию для успешной записи CD, однако благодаря этой информации вы сможете лучше понять работу проигрывателей CD, а также принципы некоторых систем защиты от копирования. 

Нижеследующие разделы написаны с точки зрения считывания диска. Упрощая, можно сказать, что при записи все описанные процессы протекают наоборот. 

Я старался дать достаточный объем информации, не вдаваясь в излишние подробности. Надеюсь, что после прочтения этих разделов, вы получите общее представление о том, каким образом проигрыватель CD заставляет звучать круглый пластиковый диск. Кроме того, если вам захочется узнать об этом еще более подробно, я дал несколько ссылок, где можно начать свой поиск (см. раздел (2-43-6)). 

Тема: [2-43-1] Каким образом луч лазера считывает или записывает диск?
(2002/12/10)

В проигрывателях CD используется лазер почти инфракрасного спектра с длиной 780 нм. Считается, что в видимый световой спектр входят волны длиной от 400 до 700 нм. Практически никто не может увидеть свет с длиной волны более 720 нм. 

Лазер "просвечивает" пластиковую основу диска из поликарбоната и проникает до самого последнего слоя носителя. Затем луч отклоняется от отражающего слоя, снова проходит сквозь поликарбонат и считывается фотодатчиком, установленным  в считывающей головке привода. Коэффициент преломления поликарбоната составляет около 1,55, что позволяет еще более сфокусировать лазерный луч (от 800 um в глубине поликарбонатной подложки до около 1,7 um на поверхности отражающего слоя). Это свойство сводит к минимуму влияние на считывание информации пыли и царапин на диске. Если бы лазер фокусировался только до значения 200 um, то, к примеру, любая грязь размером 400 um на поверхности диска привела бы к сбою. Однако для CD-проигрывателя такие загрязнения не имеют практически никакого значения. 

Если в фотодатчик попадает яркий свет (стандартом предусмотрено, что при полном отражении должно отражаться не менее 70 процентов света), то проигрыватель "понимает", что это ровное место на диске ("land"), а если в датчик проникает менее яркий свет, это означает, что в данном месте на диске имеется углубление ("pit"). Строго говоря, поскольку луч проходит "под" регистрирующим слоем, углубление воспринимается им как возвышение. Высота этого возвышения составляет 1/4 от длины волны лазера в поликарбонате, поэтому отраженный от возвышения свет имеет фазовую разницу в половину длины волны лазера. Свет, отраженный от возвышения и от окружающих ровных мест, самопоглощается. (Возвышение отражает около 25 процентов светового потока. Ширина возвышения составляет 0,5 um или около 1/3 сфокусированной точки лазерного луча.) 

При считывании CD используется множество оптических явлений, включая поляризацию света и диффракционные решетки. К примеру, в считывающей головке устанавливается трехлучевая система автофокусировки, при помощи которой лазер точно позиционируется на спиральной дорожке диска, а также на правильном расстоянии от самого диска. Необходимо также отметить, что поскольку свет распространяется в поликарбонате медленнее, чем в воздухе, длина волны лазера в CD близка к 500 нм.

В отличие от штампованных CD, на дисках CD-R и CD-RW нет ни углублений, ни плоских мест. На CD-R луч записывающего лазера нагревает органический краситель примерно до 250 градусов Цельсия, благодаря чему этот краситель тает и/или химически разлагается и формирует метку на диске, которая снижает коэффициент отражения. На носителях CD-RW записывающей лазер изменяет структуру регистрирующего слоя из кристаллического (отражающего 25 процентов света) в аморфный (отражающий 15 процентов света) и наоборот. Это происходит при нагревании регистрирующего слоя до точки плавления (от 500 до 700 градусов Цельсия), а затем быстрого его охлаждения для перехода в аморфное состояние, либо при нагревании его до точки перехода (200 градусов Цельсия), а затем медленного охлаждения для перехода в более стабильную кристаллическую форму. Из-за низкого коэффициента отражения CD-RW такие диски невозможно прочитать на большей части старых CD-проигрывателях.

В нижеследующих разделах будут упоминаться углубления и плоские места, однако они в равной степени относятся как к штампованным CD, так и к CD-R и CD-RW. 

Тема: [2-43-2] Как углубления и плоские участки превращаются в нули и единицы? Что такое EFM-модуляция?
(2002/12/10)

Углубления и плоские участки на CD ("pits" и "lands") напрямую не соответствуют нулям и единицам двоичного кода. Как начало, так и конец каждого углубления (т.е. его края) соответствуют единицам, а все другие промежутки - нулям. Количество нулей между краями углубления определяются точной синхронизацией. Такой подход упрощает работу с электрическим сигналом. Он называется NRZI (без возвращения к нулю и с инверсией) и легко превращается в NRZ (без инверсии), где единицы кодируются высоким напряжением, а нули - низким.

Точная синхронизация становится возможной благодаря тому, что компакт-диски являются самосинхронизирующимися. Предположим, что у вас есть часы, тикающие раз в секунду. Заткните уши и начните про себя считать секунды, пытаясь выдержать ритм, заданный часами. Через десять секунд послушайте, что у вас получилось: если вы слегка сбились с ритма, то вы можете с легкостью исправиться, поскольку ошибка еще не слишком велика. Возможно, вы ошибаетесь всего на четверть секунды, и вам удастся без труда скорректировать свой отсчет. А теперь попробуйте провести такой же эксперимент в течение десяти минут. Когда вы откроете уши, то вы снова сможете синхронизировать ваш отсчет с часами, но то же количество отсчетов за 10 минут вы сможете получить только если обладаете отличным врожденным чувством времени. Скорее всего, ваша ошибка составит несколько секунд. 

Таким же образом устроен и компакт-диск. Каждый край углубления - это своего рода слышимый отсчет, а все остальные области диска - неслышимые отсчеты. Если бы углубления или плоские участки имели слишком большую протяженность, то генератор считывающего привода мог бы с легкостью сбиться с синхронизации. (Именно поэтому "чистые" записываемые диски не являются полностью чистыми: на них записана специальная спиральная дорожка с частотными данными, используемыми для синхронизации. Тактовый генератор со столь высокими показателями стабильности невозможно использовать в массовых бытовых устройствах из-за его слишком высокой цены). 

Чтобы гарантировать запись углублений определенной длины, стандартом CD предусмотрено, что между каждой единицей может быть не менее двух и не более десяти нулей. Это достигается путем преобразования каждого восьмиразрядного байта в 14-разрядный. Такое преобразование носит название EFM-модуляции (Eight to Fourteen Modulation).

Поэтому самое короткое углубление (или плоский участок) состоит из трех битов EFM (100), а самое длинное - из 11 (10000000000). Если одному биту требуется время T для прохождения под считывающей головкой, то участки указанной длины являются участками длиной 3T и 11T соответственно. В случае, когда после перехода к новой области диска привод увидит участок короче 3T или длиннее 11T, в привод поступит сигнал о том, что диск вращается с неправильной скоростью, что позволит внести соответствующие исправления. 

Между каждым 14-битным EFM-словом расположены три объединяющих бита ("merging bits"). Так как на CD не могут присутствовать участки короче 3Т или длиннее 11Т, иногда возникает необходимость закончить EFM-код нулем или единицей. К примеру, предположим, что за EFM-кодом, оканчивающимся на единицу, следует другой EFM-код, начинающийся на единицу. Объединяющие биты также служить для того, чтобы не допустить появления синхрогруппы в том месте, где она не должна появляться (см. следующий раздел). 

Если существует больше одной возможности для размещения объединяющих битов, удовлетворяющего требованиям длины участков и синхрогрупп, тогда используется  синхрогруппа, минимизирующая низкочастотные составляющие сигнала. Это достигается снижением до минимума значения цифровой суммы (DSV), которая рассчитывается путем прибавления единицы к каждому времени T после перехода из углубления к плоскому участку или путем вычитания единицы из каждого Т после перехода к углублению. Добавление единицы к объединяющим битам инвертирует сигнал, вызывая переход от углубления к плоскому участку или наоборот. Снижение до минимума DSV имеет большое значение, поскольку низкочастотные сигналы могут помешать правильной фокусировке лазера и его позиционированию на дорожке. (Предположительно, такие сигналы мешают поиску отсчетов на спиральной дорожке записываемого диска).

EFM-модуляция требует дополнительного кодирования, однако при этом понижается максимально возможная высота частоты на выходе. Соотношение числа передаваемых битов к числу переходов на носителе является высоким, поэтому такой способ является эффективным методом хранения данных с возможностью восстановления тактовой частоты. Необходимо также отметить, что длина участка 3Т составляет 0,833 um, а диаметр точки фокусировки лазера всего вдвое превышает его длину (1,7 um). Если бы на диск использовались участки длиной 2Т или 1Т, то лазеру было бы трудно их распознать. Поэтому чрезвычайно важно, чтобы такие переходы осуществлялись не слишком часто: лазер хорошо справляется с подсчетом времени между переходами, однако не столь хорошо определяет переходы, если они повторяются с высокой частотой. Вследствие этого углубления и плоские участки должны иметь большую длину, что, однако, снижает объем данных, которые теоретически могли бы поместиться на диске. (Описание AMQ см. в разделе (2-41)). 

Тема: [2-43-3] Что такое кадр и CIRC-кодирование? Как работает ECC?
(2002/12/10)

EFM-кодирование применятся к группе байтов, называемых "кадром" ("frame"). Иногда кадром некорректно называют сектор на CD. Каждый кадр состоит из 24 байт полезных данных, одного байта данных подкода и восьми байт четности (для исправления ошибок). Всего в кадре 33 байта. 

При чтении диска перед каждым кадром считывается 24-разрядная синхрогруппа и три объединяющих бита. Синронизационные данные - это уникальная группа, имеющаяся только в данном конкретном месте диска. Эта группа позволяет считывающей головке правильно найти начало кадра (Синхрогруппа - это 100000000001000000000010, три перехода, разделенных 11Т, которые не могут появиться в другом месте благодаря объединяющим битам). Область синхронизации имеет большое значение: всякий раз, когда считывающая головка ищет новую область на диске или сбивается из-за царапины, чтение должно начитаться не иначе как в середине потока единиц и нулей, и при этом электроника должна "понять", что же считывает головка. Если бы синхрогруппа отсутствовала, то невозможно было бы определить, находится ли головка в начале или середине кадра, или даже в начале или середине EFM-слова. 

Прочая информация в 33-разрядном кадре считывается как 14-разрядные EFM-значения, после которых следуют три объединяющих бита. Это означает, что в кадре  588 (24 + 3 + (14+3)*33) "битов канала". Эта 588-битовая структура называется кадром канала ("Channel Frame").

После декодирования EFM и отбрасывания объединяющих битов остается кадр F3. После отбрасывания байта подкода остальные данные (кадр F2) передается в декодер CIRC (перемежающегося кода Рида-Соломона). Этот декодер является важнейшим устройством, заставляющим работать компакт-диски.

В необработанных данных на CD может содержаться одна ошибка на каждые 100 тысяч - миллион бит. Это неплохой показатель, однако при скорости 4 миллиона бит в секунду (588 канальный бит в кадре х 98 кадров в секторе х 75 секторов в секунду = 4,3218 Мбит/с), количество ошибок нарастает с огромной скоростью. Декодер CIRC перемежает 192 бита (24 байта) данных и 64 бита (8 байт) четности и осуществляет расчет на основе поля Галуа. Биты проходят через две стадии исправления ошибок, которые называются C1 и C2. Эффективность такого исправления может быть описана набором отсчетов ошибок. 

Ошибки описывается двузначным числом, первая цифра которого указывает на количество ошибок, а вторая - на стадию исправления ошибок. Например, число E11 обозначает количество односимвольных (исправимых) ошибок на стадии C1.  Число E21 обозначает двухсимвольные (исправимые) ошибки на стадии C1, а число E31 - трехсимвольные (неисправимые на уровне C1) ошибки на стадии C1. Сумма этих отсчетов - это Block Error Rate (BLER - частота блоков с ошибками), которая позволяет определить количество исправимых и неисправимых ошибок. Стандартом на CD допускается наличие до 220 ошибок BLER в секунду, измеренных на участке длительностью 10 секунд. .

Число E12 означает количество односимвольных (исправимых) ошибок на стадии C2. Поскольку данные перемежаются после стадии C1, одна ошибка E31 может вызвать до 30 ошибок E12, поэтому высокое число ошибок E12 не является редкостью. Число E22 обозначает двухсимвольные (исправимые) ошибки, которые уже являются плохим признаком. Сумма ошибок E21 и E22 составляет количество число BST, которое свидетельствует о наличии физических дефектов диска. 

Любые ошибки E32 представляющие собой трехсимвольные (неисправимые) ошибки на стадии С2, означают повреждение данных. Для аудио-CD в данном случае используется интерполяция, а для CD-ROM может применяться исправление ошибок на более высоком уровне. (Кстати, это объясняет некоторые технологии систем защиты от копирования аудио-CD: при производстве диска на него умышленно записываются неисправимые ошибки. Проигрыватель CD при считывании такого диска пользуется интерполяцией, а при попытке извлечения цифрового аудио на приводе CD-ROM будет выводиться сообщение о повреждении данных на этом диске). 

24 байта, получаемые на выходе декодера CIRC, называются кадром F1.

Стоит заметить, что данные подкода не проходят через декодер CIRC, поэтому они является наименее надежной частью данных из всех, непосредственно доступных пользователю. EFM-модуляция обеспечивает некоторую защиту от однобитовых ошибок, поскольку действительными признаются только 256 из 16384 возможных комбинаций, однако из-за отсутствия битов четности, ошибка в данных подкода может привести к тому, что привод просто не сможет правильно считать эту информацию. Канал подкода Q, в котором может храниться важнейшая информация о диске, имеет 16-разрядный циклически избыточный код (CRC).

Тема: [2-43-4] Из чего состоит сектор?
(2002/12/10)

98 кадров по 24 байта составляют 2352-байтовый сектор и 98 байт данных подкода. Сектор состоит из кадров F1 с перестановкой данных, которые прошли через дешифратор псеводслучайных последовательностей (descrambler). Цель дешифратора - снизить вероятность того, что обычные группы бит приведут к большим значениям цифровой суммы (DSV). 

Необходимо подчеркнуть, что 2352-байтовый сектор - это наименьший раздел диска, с которым могут на программном уровне работать большинство приводов CD-ROM. Только на этом уровне позволяет работать режим RAW DAO-96. Именно здесь кроется сложность получения "побитовой" копии диска. 

Сектор на аудио-CD состоит из 2352 байт. Для кодирования каждого 16-разрядного стереосэмпла используется по четыре байта, поэтому в секторе 2352/4 = 588 сэмплов. При скорости 75 секторов в секунду получаем 44100 сэмплов в секунду (44.1 кГц).

Сектор на диске CD-ROM состоит из 2048 пользовательских и 304 служебных байт. Каждый сектор с данными начинается с 16-байтового заголовка: 

  • 12 байт - поле синхронизации (00 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff 00)
  • 3 байта - адрес (минута, секунда, доля секунды (1/75))
  • 1 байт - режим

Поля синхронизации и адреса применяются из-за того, что первые приводы CD-ROM не могли точно определить начало сектора. Эти приводы были основаны на механизмах CD-проигрывателей, которые просто помещали декодированные кадры в один буфер FIFO, а данные подкодов - в другой. Микропрограмма CD-ROM представляла собой просто поток байтов. Именно это положение порождает джиттер при извлечении цифрового аудио (подробнее - см. раздел (2-15).

Байт режима (mode) определяет то, как будут представлены остающиеся 2336 байт этого сектора: 

  • Mode 0: нет данных; не имеет практического значения для записи CD
  • Mode 1: типичная схема CD-ROM
    • 2048 байт пользовательских данных
    • 4 байта EDC (Error Detection Code - кода поиска и исправления ошибок, 32-разрядный циклически избыточный код CRC)
    • 8 резервных байт, заполнены нулями
    • 172 байта четности "P"
    • 104 байта четности "Q"
  • Mode 2: 2336 байт пользовательских данных, обычно используется в дисках CD-ROM/XA (см. ниже)

Код исправления ошибок ECC в режиме Mode 1 не зависит от CIRC-кодирования и используется в дополнение к нему. В ECC применяется композиционный код Рида-Соломона (RSPC), позволяющий достичь комбинированного коэффициента в одну ошибку на тысячу в пятой степени бит. 

Режим Mode 2 CD-ROM/XA (eXtended Architecture - расширенная архитектура) расширяет спецификацию Mode 2 CD-ROM. Форма Form 1 выглядит как незначительно измененный сектор Mode 1: восемь пустых байт помещаются перед пользовательскими данными и заполняются подзаголоском. Форма Form 2, предназначенная для сжатых аудио/видеоданных, имеет восьмибитный подзаголовок и дополнительный четырехбитный EDC-код для исправления ошибок. В подзаголовке записываются флаги о каналах и типе данных.

Каждая сессия на CD должна быть записана в каком-то одном режиме, однако спецификация XA позволяет изменять форму. Использование  CD-ROM/XA Mode 2 дает возможность выбирать между расширенным кодом для исправления ошибок и увеличенным объемом полезных данных, при этом вы можете поменять это соотношение несколько раз в одном и том же треке. 

Тема: [2-43-5] Что находится в каналах подкода?
(2002/12/11)

Существует восемь каналов подкода: P,Q,R,S,T,U,V,W, или, как иногда пишут для краткости, "P-W". (Стандарт ECMA-130 называет байты подкода "управляющими байтами"). В каждом кадре имеется по одному байту данных подкода, а в каждом байте - по одному биту каждого из названных каналов. Байты из 98 последовательных кадров составляют раздел подкода. Первые два бита в каждом канале используются для синхронизации, а остальные 96 бит - это полезные данные каналов (вот откуда название режима RAW DAO-96).

Каналы P и Q описываются стандартом на аудио-CD (эти каналы не имеют отношения к областям четности P и Q). Канал P может использоваться для поиска начала треков, однако на практике для этого применяется более сложный канал Q, в который входят четыре вида данных: управляющие (4 бита), адресные (4 бита) Q-данные (72 бита) и данные коррекции ошибок EDC (16-разрядный CRC).

Управляющие биты определяют содержимое трека (аудио или данные), количество аудиоканалов (стерео или квадро), а также устанавливают флаги на разрешение копирования и внесение предыскажений. Биты адреса определяют формат раздела данных Q. Адрес mode 1 содержит информацию о треках, mode 2 - каталожный номер (такой, как код UPC (всемирный шифр продукта)) для всего диска, а mode 3 - ISRC (международный стандартный код записи), постоянный для данного трека, но изменяющийся с каждым треком. 

Диск состоит из трех основных областей: область lead-in, программная область и область lead-out. Данные подкода Q mode 1 в области lead-in используются для записи содержания (TOC) диска. TOC последовательно повторяется в области lead-in на случай его повреждения (поскольку в каналах подкода не используется CIRC-кодирование). В программной области и области lead-out mode 1 записаны номера треков, индексные метки, длительность треков и абсолютное время. Меткой Index 0 определяется начало паузы перед аудиотреком, а меткой index 1 - начало звучания. Как правило, индексы от 2 до 99 не используются, но при желании они также могут быть определены. 

Установку меток треков и индексов при записи аудио-CD стандарта Red Book часто называют  "редактированием PQ", поскольку эта информация содержится в подкодах P и Q.

Каналы подкодов с R по W не определены стандартом на CD, однако если эти подкоды не используются, то они должны быть заполнены нулями. В настоящее время эти подкоды применяются в форматах CD+G (например, Karaoke), CD-Text, а также в некоторых системах защиты от копирования. 

Интересно, что несмотря на то, что байты из 98 последовательных кадров составляют "раздел" подкодов, все эти кадры не обязательно должны входить в один сектор. Раздел подкодов может начинаться в одном секторе, а заканчиваться - в следующем. 

Тема: [2-43-6] Меня интересует более подробная информация
(2002/12/12)

Прекрасный справочник - это Ken Pohlmann's _Principles of Digital Audio, 4th edition_ (ISBN 0-07-134819-0), особенно главы 9 (о компакт-дисках) и 5 (об исправлении ошибок). Менее подробно все эти вопросы излагаются в более старой книге этого же автора _The Compact Disc Handbook, 2nd edition_, 1992 (ISBN 0-89579-300-8).

Еще одна хорошая книга - _The Art of Digital Audio_, 2nd edition, by John Watkinson, Focal Press, 1994 (ISBN 0-240-51320-7).

По адресу http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/kuhn/cdmulti/cdhome.htm можно найти много интересных страниц. К примеру, подробную информацию о CIRC можно почерпнуть из  http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/kuhn/cdmulti/95x7/iec908.htm, а на  http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/kuhn/cdaudio/95x6.htm есть хороший рассказ о конструкции диска, оптики, а также системы трехлучевого автофокуса. .

Серьезная информация о дискретизации, наложении, дитеринге (добавлении в запись шумового сигнала), ЦАПах и подобных вещах имеется по адресу:  http://www.tc.umn.edu/~erick205/Papers/paper.html.

По адресу http://www.ecma.ch/ можно получить экземпляр стандарта ECMA-130. В этом документе описывается формат CD-ROM, включая данные о физических размерах, оптических характеристиках, форматах секторов и спецификациях Q-канала. Стандарт ECMA-130 имеет интересные приложения: 

  • Приложение A: Код исправления ошибок RSPC
  • Приложение B: Шифрование (описание шифрования данных перед EFM-модуляцией)
  • Приложение C: Код исправления ошибок CIRC
  • Приложение D: Преобразование из 8- в 14-разрядный код (EFM-модуляция) (полная таблица)
  • Приложение E: Объединяющие биты (алгоритм расчета)
Как правило, официальные стандарты немногословны и непонятны, однако ECMA-130 вполне можно прочитать: если вы поняли информацию предыдущих разделов, то вам не составит труда разобраться в нем. 

Если вас интересует исходный код CIRC, RSPC, EDC и алгоритма шифрования, ищите Heiko Eissfeldt's edc_ecc.c (и сопутствующие файлы). Этот код входит в состав пакетов Mode2CDMaker, CDRDAO, и, возможно, другого программного обеспечения. 

Объяснение смысла DSV (значения цифровой суммы) и связанных с ней проблем можно найти в патенте Philips на шифратор секторов (US4603413), или в одном из связанных с ним патентов на удаление содержимого DC из цифрового сигнала. Полный текст можно найти по адресу http://www.uspto.gov/. Приведу короткую выдержку из него: 

 

"[...] Если частота таких колебаний сравнительно высока, то при чтении порог квантования для регистрации сигналов канальных битов может интерпретироваться неточно. В результате чтение информации может быть нарушено до такой степени, когда даже средства исправления ошибок неспособны предотвратить появление ошибок. Кроме того, система слежения, управляющая лазером, считывающим канальные биты, может не справиться с правильным позиционированием луча на дорожке".
Получается, что когда смещение DC в сигнале становится слишком большим, то считывающая головка не сможет "увидеть" диск. Уровень напряжения в фотодатчике остается фиксированным, поэтому различия между питами и плоскими областями не могут быть определены.

Тема: [2-44] Всегда ли цифровая запись лучше, чем аналоговая?
(2002/12/30)

Не всегда. 

Аудио-CD звучат лучше, чем аудиокассеты и восьмиканальные пленки, а видео-DVD обеспечивают лучшее качество изображения, чем видеокассеты VHS. Однако фильмы, которые демонстрируются в кинотеатрах с аналоговых кинопленок, гораздо выше по качеству, чем записи на DVD, а студийные аналоговые мастер-пленки звучат лучше аудио-CD. Системные звуки компьютеров Apple II синтезируются в цифровом виде, однако вряд ли вам захочется таким же образом воспроизводить CD.

Одни форматы в чем-то лучше других. Популярные массовые цифровые форматы, как правило, обеспечивают более высокое качество, чем популярные массовые аналоговые форматы (за исключением, пожалуй, 35-мм фотопленок, хотя и здесь ситуация меняется). Из этого не следует, что "цифра" лучше "аналога", однако у многих людей сложилось такое впечатление, поскольку производители бытовой электроники используют это утверждение при рекламе своей продукции. 

У цифрового способа записи есть несколько преимуществ над аналоговым. Самое важное из них - возможность использования различных алгоритмов для восстановления оригинального сигнала. Для большей части аналоговых форматов главная трудность заключается в восстановлении первоначального сигнала без искажений и шума. С другой стороны, если в цифровом сигнале содержится слишком много помех, то его вообще невозможно воспроизвести. Телевизионный стандарт NTSC (используемый в Северной Америке и Японии) допускает прием сигнала с отрицательным соотношением сигнал/шум, т. е. когда в сигнале шума больше, чем полезной информации. (На такой картинке очень много "снега", однако изображение вполне можно разобрать). 

У "цифры" есть и недостатки, однако многие из них можно свести к минимуму при тщательной отработке конструкции аппаратуры. Одна из важнейших проблем заключается в необходимости преобразования цифрового сигнала обратно в аналоговый. Человек воспринимает звук и изображение в аналоговом виде, поэтому они должны быть преобразованы в ток, приводящий в движение диффузоры громкоговорителей или формирующий пиксели на экране. Зрение обмануть проще, чем ухо: достаточно менять картинки с определенной скоростью и они будут восприниматься как непрерывно изменяющееся изображение. Однако малейшие отклонения в частоте и синхронизации, особенно стереофонического звукового сигнала, сразу заметны на слух. 

Во многих цифровых форматах используется сжатие с потерями. При использовании таких алгоритмов, как MPEG-2, MP3, DTS и SDDS часть музыкального сигнала выбрасывается для достижения большей компактности файлов. Удаленные части восстановить невозможно, однако качество звучания в результате зависит как от объема "выброшенной" информации, так и от индивидуальных особенностей вашего слуха. 

Иными словами, необходимо относиться внимательно к различным форматам: цифровой формат не обеспечивает более высокого качества воспроизведения, чем аналоговый только потому, что он цифровой. 

Тема: [2-44-1] Что же такое "цифровой" и "оцифровка"?
(2003/01/05)

Данные хранятся на компьютерах в "битах", которые могут принимать значение нуля или единицы, поэтому для того, чтобы что-то сохранить на компьютере необходимо преобразовать информацию в последовательность битов. Этот процесс называется "оцифровка". 

Вы наверняка видели яйцерезку. Если не видели, то представьте себе устройство, которое похоже на книгу, лежащую на столе. Вместо страниц у нее имеется углубление в форме яйца, а вместо обложки - рамка с натянутыми на нее через равные промежутки тонкими струнами. Рамка поднимается, в углубление укладывается очищенное от скорлупы яйцо, затем рамка опускается и нарезает яйцо на тонкие круглые ломтики. Предварительно яйцо необходимо сварить вкрутую. 

Предположим, что нам нужно оцифровать яйцо и загрузить его трехмерную модель в компьютер. У нашей яйцерезки девять струн, поэтому яйцо может быть нарезано на 10 ломтиков. Поместим яйцо в яйцерезку и нарежем его. Теперь мы можем измерить высоту каждого ломтика в сантиметрах (предположим, что наши ломтики абсолютно круглые), померив диаметр и округлив его до сантиметров. Высота ломтика может иметь значение от 0 см (если яйцо было маленьким и ломтика не получилось) до 5 см (ширина нашей яйцерезки). 

В результате у нас получится такой список: 

  1. 1 см
  2. 2 см
  3. 2 см
  4. 2 см
  5. 3 см
  6. 3 см
  7. 3 см
  8. 2 см
  9. 2 см
  10. 1 см
У вас могут получиться и другие результаты. Для того, чтобы записать цифру от нуля до пяти, необходимо три цифровых бита, поэтому если нам известно, что все значения приведены в сантиметрах, то высота каждого бита может быть записана в трех битах. Нам нужно записать десять цифр, поэтому наше яйцо можно представить всего в тридцати битах.

Однако когда мы попробуем вывести наше оцифрованное яйцо на экран монитора, у нас возникнет проблема: яйцо не будет гладким и его очертания будут ступенчатыми. Более того, размеры яйца тоже не соответствуют действительности: самый большой ломтик настоящего яйца имеет высоту 3,4 см, а мы округлили это значение до 3 см. 

Предположим, что мы измерили яйцо с точностью до миллиметра, в результате чего размеры оцифрованного яйца больше похожи на его реальные размеры. Однако для того, чтобы выразить числа от 0 до 50 необходимо не три, а шесть цифровых битов, поэтому для сохранения данных о яйце нам потребуется уже 60 битов. Тем не менее, полученное на мониторе изображение сохранило небольшую ступенчатость. 

Это происходит из-за того, что у каждого ломтика имеется только одно значение высоты. К примеру, когда мы переходим от ломтика 7 к ломтику 8, то приходится совершать резкий скачок с трех до двух сантиметров. Для того, чтобы яйцо выглядело гладким необходимо отразить изменения высоты каждого ломтика в его начале и в его конце. 

Имеется несколько способов решения этой проблемы. Первый заключается в определении исходной формы яйца и в попытке нарисовать его плавные границы на основании имеющихся данных. Такой способ носит название интерполяции. Другой подход - купить новую яйцерезку с большим количеством струн и более тесным их расположением, что позволит увеличить количество получаемых ломтиков и уменьшить разницу в высоте этих ломтиков. Этот способ именуется повышением частоты дискретизации. Если ломтиков станет вдвое больше, то придется удвоить количество битов для хранения цифровой информации о них. 

Если тонко нарезать яйцо и точно его измерить, то можно получить почти идеальную копию оригинала. К примеру, если ширина ломтиков составит одну молекулу, а их высота будет измерена с точностью до молекулы, то мы получим очень точную картинку чрезвычайно большого объема. Самое сложное при оцифровке - найти оптимальное соотношение высоты и ширины ломтиков, которое бы обеспечило максимальное качество при минимальном размере файла. 

Тема: [2-44-2] Как все это относится к аудио-CD?
(2003/01/05)

В аудио-CD односекундное "яйцо" нарезается на 44100 ломтиков, а высота каждого ломтика составляет от 0 до 65535 (16 бит). Этот процесс осуществляется независимо для левого и правого стереоканалов в формате кодово-импульсной модуляции (PCM). Описание этого формата, которое можно увидеть в звуковом редакторе, выглядит так: "44.1 кГц 16-бит стерео PCM".

Изменение высоты каждого ломтика называется квантованием (или дискретизацией).Ошибка округления при измерениях называется ошибкой квантования. Проблемы, связанные с этой ошибкой можно решить при помощи дитеринга (добавления к сигналу низкоуровневого шума). 

Причина того, почему выбрано именно число 44100, описывается в разделе (2-35). 16-разрядное представление сигнала было выбрано достаточно случайно, однако такой формат чрезвычайно удобен для компьютерной обработки сигнала. 

Существуют и другие проблемы при оцифровке (например, aliasing), а также при аналогово-цифровом преобразовании (например, джиттер). Краткое описание этих проблем можно найти по адресу http://www.tc.umn.edu/~erick205/Papers/paper.html.

В новейших аудиоформатах, таких как Super Audio CD и DVD-Audio, используются другие частоты дискретизации (до 96000 кГц), разрядность дикретизации (до 24 бит) и другое количество каналов (например, 5.1).


Наверх

 

FAQ Copyright c 2002 by Andy McFadden. All Rights Reserved.
Russian Translation Copyright c 2002 by Oleg Nechay. All Rights Reserved.

Если вам понравилась статья, поделитесь ею с друзьями: