tecnlologie

I VARI FORMATI OGGI IN COMMERCIO

Il DVD rom potrebbe essere considerato il "fratello" del CD-rom, può contenere files, programmi, dati per computer. La differenza più significativa sta nella sua maggior capacità.

Il DVD audio dovrebbe sostituire il classico CD musicale, ma per ora il suo succeso è molto scarso.

Il DVD video è uno delle applicazioni più interessanti del DVD, che sostituisce i vecchi dischi video da 30 cm di diametro, permettendo la disribuzione dei film o programmi udio/video su un supporto da 12 cm di diametro, molto più comodo.

Lo standard classico è il DVD-R, stabilito dal DVD forum nel 1999. Subito sono stati stabiliti due sottostandard: il DVD-R(A) e il Dvd-R(G). Il primo è dedicato ai programmi audio/video coperti da diritti d'autore, sono registrabili solo su apposite macchine e contengono dei sistemi di protezione software. I secondi invece sono dedicati ad un uso generale. Salvo lettori speciali, i lettori per il primo tipo di disco non sono compatibili con quelli per il secondo, perchè i due laser usano due lunghezze d'onda differenti, ovvero 635 nm per il Dvd-R(A) e 650 nm per il Dvd-R(G).

Il consorzio Sony-Philips (a cui peraltro si deve l'invenzione del classico CD negli anni '80) aveva commercializzato lo standard DVD+R ed ecco che ha proposto il riscrivibile DVD+RW. Dal canto loro Matshushita (Panasonic) e JVC hanno proposto il DVD-RAM. I DVD+R e RW scrivono e leggono le tracce in forma elicoidale, come sui vecchi dischi in vinile letti dalla puntina in diamente. I DVD RAM usano invece leggere e scrivere a cerchi concentrici, come accade sugli hard disk. In effetti questo secondo sistema potrebbe offrire maggiori possibilità nel reperimento dei singoli dati, mentre il primo è più "dedicato" ai programmi multimediali che presentano musica, video, ecc in modo continuo.

Il consorzio Sony-Philips ha presentato il formato a doppio strato (presentato nel resto di questo articolo) chiamato DVD+R DL, con una capacità di 9G. Due anni dopo (nel 2004) si è stabilito il formato chiamato DVD-R DL (DL= dual layer = doppio strato).

Il supporto DVD e dei suoi standard rappresenta uno dei fenomeni multimediali più vistosi degli ultimi tempi.
Chi segue Multivideo ricorderà la descrizione
minuziosa dei vari "Book" che definiscono i dischi ottici. Il DVD dovrebbe avere le caratteristiche relative al layer e al system definito dal Book-A (come DVD-rom) Book-B (come DVD video) e Book-C (il DVD con solo audio). Qualcuno sente il bisogno di un disco audio che sostituisca il CD, e in effetti questo standard (C) è in discussione. Questo ha generato una certa confusione tra i meno attenti, anche se sono addetti alla comunicazione di massa, e su giornali e riviste anche specializzate si è dunque confuso lo standard del DVD audio (Book C) con la sezione audio del DVD video (Book B). La quale invece ha una serie di opzioni definite, anche se (a mio modesto parere) sono troppe. Vi è anche un Book-E relativo al DVD riscrivi bile e cancellabile più volte. E' in discussione poi la definizione di un DVD-RAM, ma che dovrebbe cadere entro le specifiche del Book-E, che dovrebbe avere un grado elevato di cancellabilità/riscrivibilità, non come quella dei dischi ottici, ma come quella di un comune hard disc. Questa opzione potrebbe essere utilizzata per creare dei DVD da alcuni Giga che costituiscano una sorta di hard-disc rimuovibili e quindi utilizzabili sia per la registrazione e cancellazione di sequenze multimediali (es . videoregistrazione, montaggi video...) o come unità di bak-up o per il trasporto di data-base. Il DVD -come si vede da queste annotazioni- può avere un ruolo a tutto campo nel mondo dell'informatica, telematica e dell'intrattenimento del futuro. E' stata progettata una sua presenza nel mondo della televisione interattiva, e trova un suo ruolo importante nella possibilità di costruire dei nuovi videogiochi che non sono più vincolati ai supporti di bassa capacità.

Ci si prepara insomma a videogiochi che richiedono la gestione di una enorme massa di dati elaborati su piattaforme adeguate. Un altro campo di applicazione importante sarà costituito dall'educational, e in particolare dalle applicazioni che fanno capo alla realtà virtuale; tema che ha le sue ricadute sia nell'intrattenimento che nel gioco, come nell'addestramento professionale o nell'insegnamento. Immaginate le applicazioni nel settore dell'addestramento alla guida degli aerei, in campo medico o di semplice cultura generale, quale la possibilità di "visitare" non più un museo virtuale, ma fisicamente un museo reale trasportato a casa vostra.

Una grande capacità di immagazzinamento dei dati viene oggi richiesta sia per le mutate esigenze delle applicazioni grafiche (anche per un semplice videogioco si desidera avere un grande realismo) sia per applicazioni nuove. Ad esempio, l' " ultimo grido" in fatto di sicurezza nel volo aereo è dato dalla presenza di una mappa tridimensionale di tutto il terriorio, e dal controllo via satellite del luogo dove si trova l'aereo effettivamente rispetto alla mappa elettronica. Quindi, anche se non "si vede" un ostacolo come una montagna perchè si è fuori rotta, ecco che combinando i dati del luogo dove ci si trova rispetto alla mappa dati dal satellite, con gli ostacoli registrati nelal mappa, si può sapere se si è o meno in pericolo di collisione, o se si è ben allineati rispetto ad un sentiero di discesa.

lLe possibilità del DVD sono naturalmente legate alla sua capacità. Le opzioni diverse offrono al possibilità di costruire dei dischi con tutte le combinazioni possibili: a semplice faccia e singolo strato, a doppia faccia e singolo strato, a doppia faccia e doppio strato, a semplice faccia e doppio strato. più opzioni con capacità intermedie.

La questione delle facce e degli strati credo che siano ormai nota a tutti i lettori. Il disco può infatti essere inciso su una sola faccia (come negli attuali CD, CD-rom ecc) o su tutte e due (anche dove oggi c'è l'etichetta). La lettura può avvenire su uno strato come oggi, oppure su due strati per ciascuna faccia: uno più superficiale e uno più profondo. Se si incide una sola facciata su uno strato solo, si ha una capacità di 4.7 Giga. Se si incidono tutte e due le facce, si sommano semplicemente i dati immagazzinabili, e si arriva a 9.4 Giga (4.7 + 4.7 = 9.4). Qui si è fatta una certa polemica sulla comodità o meno della registrazione su due tracce, affermando che per l'utente era scomodo girare il disco per passare al lato B. Discussione che io trovo oziosa, in quanto:
1-girare un disco ogni ora e mezza di programma non mi sembra una gran fatica
2-si possono costruire dei "gira-disco", come si fanno dei cambia-disco.
3-Si possono mettere dentro il lettore due pick-up, uno che legge il lato A e uno che legge il lato B. Questa soluzione sarebbe sembrata difficile e sopratutto costosa dieci anni fa, ma ormai vediamo dei lettori di CD-rom venduti a trenta dollari e immaginiamo di conseguenza cosa possa costare il solo pick-up. Se anche fosse richiesto un tipo di pick-up più raffinato, a fronte di una produzione in termini di grandi numeri saremmo sempre nell'ordine dei pochi dollari.

Se si utilizzano anche le tracce in profondità (e quindi si passa al multilayer) la capacità non raddoppia in modo così semplice, in quanto servono dei dati di controllo, come specificato nella figura nella prossima pagina. Quindi, si devono riportare dei dati duplicati e comuni, dei dati di servizio che "mangiano" un po' di spazio. Per questo, il disco a singola traccia passa da 4.7 Giga a 8.5 Giga, mentre la doppia faccia consentiva di arrivare a 9.4. E' quasi un Giga che va perso, e qui ciascuno faccia le sue valutazioni: meglio 900 Mega in più e la scomodità della doppia facciata, o 900 Mega in meno e il doppio strato su una sola faccia? La risposta potrebbe essere quella di fare 2 strati e due facce, nel qual caso si moltiplica esattamente la capacità della singola faccia - doppio strato per due, e si sale a (8.5 x 2) = 17 Mega.

Prima di concludere questa puntata, ricordo che se assumiamo il caso di un disco a singolo strato e singola faccia, e assumiamo il flusso video arbitrario di 3,5Mb/secondo in media (è stato detto che l'MPEG-2 prevede un flusso di dati variabile), più tre i flussi di dati audio necessari per il Dolby Surround (sono rappresentati dai due canali stereo più un canale "effetti") ecco che si ha una capacità totale di un programma della durata di 133 minuti. Si tratta della configurazione minima, ma della capacità massima. Evidentemente nessuno può impedire che un produttore metta su un disco da 133 minuti solo 30 minuti di programma. La capacità massima raddoppia se si usano entrambe le facce: 266 minuti, che sarebbe circa 4 ore e tre quarti. Partendo dal nostro disco di base, la capacità aumenta della proporzione di cui abbiamo parlato se si raddoppia lo strato, e il nostro programma arbitrario arriva a circa 240 minuti, che sarebbero quattro ore di audio e di video.

note tecniche

LA STRUTTURA DEI DATI

Il formato adottato dai Book A,
B e C, è una combinazione
tra il cosiddetto "Micro UDF" e la
norma ISO 9660.
Questa combinazione tra
le due cose è chiamata "UDF bridge",
parola che sta per "ponte".
La sigla UDF sta invece per
"Universal Disc Format"
(Formato universale di disco)
standard creato da OSTA
(Optical Storage Technology association) come implementazione dello standard
ISO/IEC 13346.
Quindi due standard ISO uno dei quali passato attraverso l'UDF.

Questo standad definisce la struttura dei dati, come sono distribuiti, raggruppati, la TOC (table of contents,
o "tabella del contenuto del disco") le FAT (File allocation tables o "tabella con la collocazione delle informazioni nel disco") le tracce, il metodo di registrazione e di lettura, i controlli CRC (cheksum, si veda il discorso fatto sullo scorso numero sulle correzioni
degli errori...) e molto
altro ancora. Si tratta di un sistema compatibile all'indietro con l'ISO 9660, e quindi con i CD-rom e CD attuali.

IL LAYER

E' conforme al System layer Specification definito dallo standard MPEG-2 (ISO/IEC 13818-1) Sono tre flussi (4.69 Mb/s) audio e uno video multiplexati, con bit/rate variabile che può arrivare a 11.08 Megabit/secondo.

L' AUDIO

Le molte opzioni confondono le idee a molte persone. Partiamo dall'adozione dello standard audio contenuto del MPEG-2 (ISO/IEC 13818-3), Dolby Surround 5.1 (cinque canali più uno ) e 7.1 (sette canali più uno) e Dolby AC-3 (5+1) e stereo Pro-Logic.
Vale anche il MPEG-1, e c'è la possibilità di uno stream PCM lineare fino a 24 bit di profondità per ciascuna misurazione, e fino a ben 96.000 misurazioni al secondo (il CD ne ha 44.100).

Anche in questo caso è possibile utilizzare una colonna sonora con le opzioni più basse (in termini di bit/sample e campionamento) in modo da moltiplicare il numero dei canali a parità di flusso di dati. Questo è utile per la possibilità di produrre un solo disco contenente colonne sonore in più lingue.

IL VIDEO

E' adottato il sistema ISO/IEC 13818-2, meglio conosciuto come MPEG-2: si presuppone la compatibilità all' indietro con il MPEG-1, ovvero con l'ISO/IEC 1117-2. L'MPEG-2 prevede un bit/rate variabile con qualità analoga alla raccomandazione CCIR 601, quindi di qualità professionale.
E' prevista una risoluzione di 720 x 480 punti e una frequenza di 60 campi al secondo. L'MPEG-1 è caratterizzato invece da un bit/rate fisso e una risoluzione di 352 x 240.

LA DISTRIBUZIONE SULLE FACCE

TIPO 1

NNN-AAA-OOOOOOOO-XXX-NNN

TIPO 2

NNN -XXX-OOOOOOOO-PPP-NNN

NNN-AAA-OOOOOOOO-PPP-NNN

TIPO 3

SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS

NNN-AAA-OOOOOOOO-XXX-NNN

Ecco le tre versioni del layer doppio. Nel primo caso le tracce sono parallele: si inizia con una zona in cui non è possibile scrivere perchè troppo vicina ai bordi (N) poi si incontra la zona lead-in (A) poi la zona con i dati (o) la zona lead out (X) e ancora la zona vicina al bordo (N).

Nel secondo tipo invece si inizia come nel caso precedente (fate caso allo strato inferiore, ovvero al layer 0) ma al posto del lead-out si incontra una zona di passaggio (P) a cui corrisponde quella superiore. Inizia la lettura dello strato superiore (layer 1) con i dati (o) ed ecco il lead.out.

Il terzo caso è quello di un disco a singola faccia. Per mantenere la compatibilità con gli altri viene aggiunto uno strato vuoto (S) che ha il solo compito di rendere lo spessore del disco uguale a quello dei fratelli a doppio strato.

In realtà le cose sono anche più complesse di quello che sembra. Vi sono ulteriori opzioni. La distribuzione delle informazioni sul disco con doppio strato può essere fatta in due modi: o come nella figura sopra (si parte dal centro, si legge lo strato 0 e quello 1 fino al bordo) oppure come nell'immagine sotto (si legge il primo strato -lo 0- e poi si passa all'1 che è scritto inversamente, ovvero dal bordo al centro. Quindi, nel primo caso vi sono due aree "lead-in" e due "lead-out", mentre nel secondo caso una sola area di introduzione, una sola di fine, ma sul punto del passaggio tra i due strati vi sono due aree di cambio. Come si vede vi sono delle aree di gestione del pick-up (lead-in, out, interscambio...) che vanno a scapito dell'area destinata ai dati.

1-Il tipo 1 verrà usato per l'abbinamento coi computer e per i dati, là dove questi dati possono essere intesi come singoli bit da ricercare in modo casuale (DVD-RAM) come nei classici hard disc e programmi per computer.

2-Il secondo tipo per i film, che devono avere un flusso di dati audio/video continui, senza il riposizionamento del pick-up dall'altra parte del disco... I dati qui sono incisi dunque in maniera sequenziale, in quanto l'immagine di un film viene dopo l'immagine precedente, il secondo tempo viene sempre dopo il primo...
Nei film non si ha la possibilità di un accesso casuale, per la natura della codifica in MPEG, di cui si parlerà in altra sede, che rende obbligatorio un flusso direzionale e non RAM.