DVD (общепринятое сокращение для цифрового видеодиска или цифрового универсального диска ) [9] [ 10] — это формат хранения данных на цифровом оптическом диске . Он был изобретен и разработан в 1995 году и впервые выпущен 1 ноября 1996 года в Японии . Носитель может хранить любые виды цифровых данных и широко использовался для хранения видеопрограмм (просматриваемых с помощью DVD-плееров ), программного обеспечения и других компьютерных файлов. DVD предлагают значительно большую емкость хранения, чем компакт-диски (CD), имея те же размеры. Стандартный однослойный DVD может хранить до 4,7 ГБ данных, двухслойный DVD — до 8,5 ГБ. Различные варианты могут хранить до 17,08 ГБ. [11]
Предварительно записанные DVD-диски производятся массово с использованием формовочных машин , которые физически штампуют данные на DVD. Такие диски являются формой DVD-ROM, поскольку данные могут быть только прочитаны, но не записаны или стерты. Чистые записываемые DVD- диски ( DVD-R и DVD+R ) могут быть записаны один раз с помощью DVD-рекордера , а затем функционировать как DVD-ROM. Перезаписываемые DVD-диски ( DVD-RW , DVD+RW и DVD-RAM ) могут быть записаны и стерты много раз.
DVD-диски используются в потребительском цифровом видеоформате DVD-Video и реже в потребительском цифровом аудиоформате DVD-Audio , а также для создания DVD-дисков, записанных в специальном формате AVCHD для хранения материалов высокой четкости (часто в сочетании с видеокамерами формата AVCHD ). DVD-диски, содержащие другие типы информации, могут называться дисками с данными DVD.
Оксфордский словарь английского языка комментирует, что «в 1995 году конкурирующие производители продукта, изначально названного цифровым видеодиском, согласились, что для того, чтобы подчеркнуть гибкость формата для мультимедийных приложений, предпочтительная аббревиатура DVD будет пониматься как обозначение цифрового универсального диска». В Оксфордском словаре английского языка также говорится, что в 1995 году «компании заявили, что официальным названием формата будет просто DVD. Toshiba использовала название «цифровой видеодиск», но оно было изменено на «цифровой универсальный диск» после того, как компьютерные компании пожаловались, что оно не учитывает их приложения». [12]
«Цифровой универсальный диск» — это объяснение, представленное в DVD Forum Primer от 2000 года [13] и в заявлении о миссии DVD Forum , целью которого является содействие широкому принятию DVD-продукции в сфере технологий, развлечений и других отраслях. [14]
Поскольку DVD-диски стали очень популярны для распространения фильмов в 2000-х годах, термин DVD стал широко использоваться в английском языке как существительное для описания именно полнометражного фильма, выпущенного в этом формате; например, предложение «смотреть DVD» описывает просмотр фильма на DVD. [15]
Выпущенный в 1987 году, CD Video использовал аналоговое видеокодирование на оптических дисках, соответствующих установленному стандартному размеру 120 мм (4,7 дюйма) аудио-CD. Video CD (VCD) стал одним из первых форматов для распространения фильмов с цифровой кодировкой в этом формате в 1993 году. [16] В том же году были разработаны два новых формата хранения оптических дисков. Одним из них был Multimedia Compact Disc (MMCD), поддерживаемый Philips и Sony (разработчики CD и CD-i ), а другим был диск Super Density (SD), поддерживаемый Toshiba , Time Warner , Matsushita Electric , Hitachi , Mitsubishi Electric , Pioneer , Thomson и JVC . К моменту пресс-релизов обоих форматов в январе 1995 года номенклатура MMCD была отменена, и Philips и Sony называли свой формат Digital Video Disc (DVD). [17] [18]
3 мая 1995 года специальная техническая группа отрасли, сформированная из пяти компьютерных компаний (IBM, Apple, Compaq , Hewlett-Packard и Microsoft), выпустила пресс-релиз, в котором говорилось, что они примут только один формат. [19] [20] Группа проголосовала за бойкот обоих форматов, если два лагеря не договорятся о едином конвергентном стандарте. Они наняли Лу Герстнера , президента IBM, чтобы оказать давление на руководителей враждующих фракций. В одном значительном компромиссе группы MMCD и SD согласились принять предложение SD 9, в котором указывалось, что оба слоя двухслойного диска должны считываться с одной и той же стороны — вместо предложения SD 10, которое создало бы двусторонний диск, который пользователи должны были бы переворачивать. Philips/Sony настоятельно настаивали на исходном коде EFMPlus , который Кис Шухамер Имминк разработал для MMCD, потому что он позволяет применять существующую технологию сервопривода CD. Его недостатком была потеря емкости от 5 до 4,7 Гбайт. [21] [22]
В результате спецификация DVD предусматривала емкость хранения 4,7 ГБ (4,38 ГиБ ) [a] для однослойного одностороннего диска и 8,5 ГБ (7,92 ГиБ) для двухслойного одностороннего диска. [23] Спецификация DVD в конечном итоге оказалась похожей на Super Density Disc от Toshiba и Matsushita, за исключением двухслойной опции. MMCD был односторонним и опционально двухслойным, тогда как SD представлял собой два однослойных диска половинной толщины, которые прессовались отдельно, а затем склеивались вместе, образуя двухсторонний диск. [18]
Philips и Sony решили, что в их интересах прекратить войну форматов, и 15 сентября 1995 года договорились объединиться с компаниями, поддерживающими Super Density Disc, чтобы выпустить единый формат с технологиями от обеих компаний. [24] После других компромиссов между MMCD и SD группа компьютерных компаний одержала победу, и был согласован единый формат. Компьютерные компании также сотрудничали с Optical Storage Technology Association (OSTA) по использованию их реализации файловой системы ISO-13346 (известной как Universal Disk Format ) для использования на новых DVD. Детали формата были окончательно утверждены 8 декабря 1995 года. [25]
В ноябре 1995 года Samsung объявила, что начнет массовое производство DVD к сентябрю 1996 года. [26] Формат был запущен 1 ноября 1996 года в Японии, в основном с релизами музыкальных видеоклипов . Первые крупные релизы от Warner Home Video появились 20 декабря 1996 года, и было доступно четыре названия. [b] [4] Выпуск формата в США откладывался несколько раз, с августа 1996 года, [27] по октябрь 1996 года, [28] ноябрь 1996 года, [29] прежде чем окончательно остановиться на начале 1997 года. [30] Плееры начали производиться внутри страны той зимой, а 24 марта 1997 года стало датой запуска формата в США на семи тестовых рынках. [c] [6] [31] В день запуска было доступно около 32 наименований, в основном из библиотек Warner Bros. , MGM и New Line , [32] [d] с заметным включением фильма 1996 года Twister . [33] Однако запуск был запланирован на следующий день (25 марта), что привело к изменению дистрибуции с розничными торговцами и студиями, чтобы предотвратить подобные нарушения, связанные с нарушением даты выхода на улицу . [34] Общенациональный запуск формата состоялся 22 августа 1997 года. [35] [ требуется лучший источник ]
В конце 1997 года DTS объявили, что они придут в формат. Компания звуковых систем раскрыла подробности в онлайн-интервью в ноябре 1997 года и пояснила, что выпустит диски в начале 1998 года. [36] Однако эта дата несколько раз откладывалась, прежде чем они наконец выпустили свои первые игры на выставке Consumer Electronics Show 1999 года . [37]
В 2001 году стоимость чистых записываемых DVD-дисков составляла эквивалент 27,34 долларов США в 2022 году. [38] [39]
Дистрибьюторы фильмов и домашних развлечений приняли формат DVD, чтобы заменить вездесущие кассеты VHS в качестве основного формата распространения потребительского видео. [40]
Сразу после официального принятия единого стандарта для DVD две из четырех ведущих компаний по производству игровых консолей ( Sega и The 3DO Company ) заявили, что у них уже есть планы по разработке игровой консоли с DVD в качестве исходного носителя. [41] Sony заявила в то время, что у них нет планов использовать DVD в своих игровых системах, несмотря на то, что они были одними из разработчиков формата DVD и в конечном итоге первой компанией, фактически выпустившей консоль на основе DVD. [41] Игровые консоли, такие как PlayStation 2 , Xbox и Xbox 360, используют DVD в качестве исходного носителя для игр и другого программного обеспечения. Современные игры для Windows также распространялись на DVD. Ранние DVD были сделаны с использованием ленты DLT , [42] но использование DVD-R DL или +R DL в конечном итоге стало обычным явлением. [43] TV DVD combos , объединяющие телевизор с ЭЛТ стандартной четкости или телевизор с плоской панелью HD с механизмом DVD под ЭЛТ или на задней стороне плоской панели, а также VCR/DVD combos также были доступны для покупки. [44]
Для потребителей DVD вскоре заменил VHS в качестве предпочтительного выбора для домашнего просмотра фильмов. В 2001 году DVD-плееры впервые обогнали по продажам видеомагнитофоны в Соединенных Штатах. В то время DVD-плеер был в каждом четвертом американском домохозяйстве. [45] К 2007 году около 80% американцев имели DVD-плеер, что превзошло показатель по видеомагнитофонам; он также был выше, чем у персональных компьютеров или кабельного телевидения. [46]
Спецификации DVD, созданные и обновленные DVD Forum , публикуются в виде так называемых DVD Books (например, DVD-ROM Book, DVD-Audio Book, DVD-Video Book, DVD-R Book, DVD-RW Book, DVD-RAM Book, DVD-AR (Audio Recording) Book, DVD-VR (Video Recording) Book и т. д.). [1] [2] [3] DVD-диски состоят из двух дисков: обычно один пустой, а другой содержит данные. Каждый диск имеет толщину 0,6 мм и склеивается вместе, образуя DVD-диск. Процесс склеивания должен выполняться осторожно, чтобы сделать диск максимально плоским, чтобы избежать как двойного лучепреломления , так и «наклона диска», когда диск не идеально плоский, что препятствует его чтению. [47] [48]
Некоторые спецификации механических, физических и оптических характеристик оптических дисков DVD можно загрузить в качестве свободно доступных стандартов с веб-сайта ISO . [49] Существуют также эквивалентные стандарты Европейской ассоциации производителей компьютеров (Ecma) для некоторых из этих спецификаций, такие как Ecma-267 для DVD-ROM. [50] Кроме того, DVD+RW Alliance публикует конкурирующие спецификации записываемых DVD, такие как DVD+R, DVD+R DL, DVD+RW или DVD+RW DL . Эти форматы DVD также являются стандартами ISO. [51] [52] [53] [54]
Некоторые спецификации DVD (например, для DVD-Video) не являются общедоступными и могут быть получены только от DVD Format/Logo Licensing Corporation (DVD FLLC) за плату в размере 5000 долларов США. [55] [56] Каждый подписчик должен подписать соглашение о неразглашении , поскольку определенная информация на DVD Books является конфиденциальной и защищена авторским правом. [55]
Заимствуя из формата LaserDisc , стандарт DVD включает диски DVD-10 (тип B в ISO) с двумя записанными слоями данных, так что только один слой доступен с каждой стороны диска. Это удваивает общую номинальную емкость диска DVD-10 до 9,4 ГБ (8,75 ГиБ), но каждая сторона заблокирована до 4,7 ГБ. Как и диски DVD-5, диски DVD-10 определяются как однослойные (SL) диски. [49]
Аппаратное обеспечение DVD получает доступ к дополнительному слою (слою 1) путем перефокусировки лазера через обычно расположенный полупрозрачный первый слой (слой 0). Эта перефокусировка лазера и последующее время, необходимое для повторного получения лазерного отслеживания, могут вызвать заметную паузу в воспроизведении аудио/видео на более ранних DVD-плеерах , продолжительность которой варьируется в зависимости от оборудования. [57] Печатное сообщение, объясняющее, что пауза между слоями не является неисправностью, стало стандартом на кейсах для хранения DVD . Во время мастеринга студия могла сделать переход менее очевидным, синхронизировав его так, чтобы он происходил непосредственно перед изменением угла обзора камеры или другим резким сдвигом, ранним примером является выпуск DVD-фильма « История игрушек» . [58] Позже в жизни формата большие буферы данных и более быстрые оптические датчики в DVD-плеерах сделали переходы слоев фактически невидимыми независимо от мастеринга. [ требуется ссылка ]
Двухслойные DVD-диски записываются с использованием метода противоположного пути дорожек (OTP). [59]
DVD Book также допускает дополнительный тип диска, называемый DVD-14: гибридный двухсторонний диск с одной двухслойной стороной, одной однослойной стороной и общей номинальной емкостью 12,3 ГБ. [60] DVD-14 не имеет аналога в ISO. [49]
Оба этих дополнительных типа дисков чрезвычайно редки из-за их сложного и дорогого производства. [60] По этой причине некоторые DVD, которые изначально выпускались как двусторонние диски, позднее были отпечатаны как двухдисковые наборы.
Примечание : Приведенные выше разделы, касающиеся типов дисков, относятся к дискам 12 см. Те же типы дисков существуют для дисков 8 см: стандарты ISO по-прежнему рассматривают эти диски как типы A–D, в то время как DVD Book назначает им отдельные типы дисков. У DVD-14 нет аналогичного типа 8 см. Сравнительные данные для дисков 8 см приведены ниже.
HP изначально разработала записываемые носители DVD из-за необходимости хранения данных для резервного копирования и транспортировки. [61] [ не пройдена проверка ] Записываемые DVD теперь также используются для записи потребительского аудио и видео. Было разработано три формата: DVD-R / RW , DVD+R / RW (плюс) и DVD-RAM . DVD-R доступен в двух форматах, General (650 нм) и Authoring (635 нм), где авторские диски могут быть записаны с видеоконтентом, зашифрованным CSS , а общие диски - нет. [62]
Двухслойная запись (иногда называемая двухслойной записью) позволяет дискам DVD-R и DVD+R хранить почти вдвое больше данных, чем однослойный диск — 8,5 и 4,7 гигабайт соответственно. [63] Дополнительная емкость имеет свою цену: DVD±DL имеют более низкую скорость записи по сравнению с DVD±R. [64] DVD-R DL был разработан для DVD Forum корпорацией Pioneer ; DVD+R DL был разработан для DVD+RW Alliance компаниями Mitsubishi Kagaku Media (MKM) и Philips . [65]
Записываемые DVD-диски, поддерживающие двухслойную технологию, обратно совместимы с некоторым оборудованием, разработанным до появления записываемого носителя. [65]
DVD-приводы — это устройства, которые могут читать DVD-диски на компьютере. DVD-плееры — это особый тип устройств, которым не нужен компьютер для работы, и которые могут читать DVD-Video и DVD-Audio диски.
Скорость чтения и записи для первых DVD-приводов и проигрывателей составляла 1385 кБ /с (1353 КиБ /с); эта скорость обычно называется «1×». Более поздние модели, 18× или 20×, имеют скорость в 18 или 20 раз большую. Для CD-приводов 1× означает 153,6 кБ/с (150 КиБ/с), что примерно в девять раз меньше. [68] [69]
DVD могут вращаться на гораздо более высоких скоростях, чем CD — DVD могут вращаться со скоростью до 32000 об/мин против 23000 у CD. [72] На практике оптические приводы не вращают их на скоростях, близких к этим, чтобы обеспечить запас прочности. DVD-приводы ограничивают скорость чтения до 16× (постоянная угловая скорость), что означает 9280 оборотов в минуту. Приводы раннего поколения, выпущенные до середины 2000-х годов, имеют более низкие пределы. [73] [74] [75]
Записываемые и перезаписываемые DVD-диски можно считывать и записывать с использованием постоянной угловой скорости (CAV), постоянной линейной скорости (CLV), частичной постоянной угловой скорости (P-CAV) или зональной постоянной линейной скорости (Z-CLV или ZCLV). [76]
Из-за немного меньшей плотности данных двухслойных DVD (4,25 ГБ вместо 4,7 ГБ на слой) требуемая скорость вращения примерно на 10% выше для той же скорости передачи данных, что означает, что тот же рейтинг угловой скорости соответствует на 10% более высокой физической угловой скорости вращения. По этой причине рост скорости чтения двухслойных носителей остановился на уровне 12× ( постоянная угловая скорость ) для оптических приводов половинной высоты, выпущенных примерно с 2005 года, [g] , а оптические приводы тонкого типа способны записывать двухслойные носители только со скоростью 6× (постоянная угловая скорость), в то время как скорость чтения 8× все еще поддерживается такими. [81] [74] [73]
Качество и целостность данных оптических носителей поддаются измерению, что означает, что будущие потери данных, вызванные ухудшением состояния носителя, можно предсказать заранее, измерив частоту исправимых ошибок данных. [82]
Поддержка измерения качества диска различается в зависимости от производителей и моделей оптических приводов. [83] [84]
DVD-Video — стандарт распространения видео- и аудиоконтента на DVD-носителях. Формат поступил в продажу в Японии 1 ноября 1996 года [4] , в США — 24 марта 1997 года, в тот же день, когда состоялась 69-я церемония вручения премии «Оскар» [6] ; в Канаде, Центральной Америке и Индонезии — позднее в 1997 году; а в Европе, [8] Австралии и Африке — в 1998 году. DVD-Video стал доминирующей формой распространения домашнего видео в Японии, когда впервые поступил в продажу 1 ноября 1996 года, но в течение нескольких лет делил рынок распространения домашнего видео в США; 15 июня 2003 года еженедельный прокат DVD-Video в США начал превышать еженедельный прокат кассет VHS. [85] DVD-Video по-прежнему является доминирующей формой распространения домашнего видео во всем мире, за исключением Японии, где его превзошел Blu-ray Disc , когда Blu-ray впервые поступил в продажу в Японии 31 марта 2006 года. [ необходима цитата ]
CSS имеет двоякую цель:
В 2006 году были выпущены два новых формата, названные HD DVD и Blu-ray Disc, в качестве преемников DVD. HD DVD безуспешно конкурировал с Blu-ray Disc в войне форматов 2006–2008 годов . Двухслойный HD DVD может хранить до 30 ГБ, а двухслойный Blu-ray Disc может хранить до 50 ГБ. [87] [88]
Однако в отличие от предыдущих изменений формата, например, с винила на компакт-диск или с видеокассеты VHS на DVD, изначально не было никаких непосредственных признаков того, что производство стандартных DVD постепенно свернётся, поскольку в начале 2010-х годов они всё ещё доминировали, составляя около 75% продаж видео и примерно один миллиард продаж DVD-плееров по всему миру по состоянию на апрель 2011 года. Фактически, эксперты утверждали, что DVD останется доминирующим носителем ещё как минимум пять лет, поскольку технология Blu-ray всё ещё находилась на начальной стадии, скорости записи и чтения были низкими, а необходимое оборудование было дорогим и не всегда доступным. [89] [90]
Потребители изначально также не спешили принимать Blu-ray из-за его стоимости. [91] К 2009 году 85% магазинов продавали Blu-ray Discs. Для использования Blu-ray Discs также требуются телевизор высокой четкости и соответствующие соединительные кабели. Некоторые аналитики предположили, что самым большим препятствием для замены DVD была его установленная база; подавляющее большинство потребителей были удовлетворены DVD. [92]
DVD начали сталкиваться с конкуренцией со стороны сервисов видео по запросу примерно в 2015 году. [93] [94] [95] [96] С ростом числа домов с высокоскоростным подключением к Интернету многие люди получили возможность арендовать или купить видео в онлайн-сервисе и просматривать его в потоковом режиме напрямую с серверов этого сервиса, что означает, что им больше не нужна какая-либо форма постоянного носителя для хранения видео вообще. К 2017 году цифровые потоковые сервисы впервые обогнали продажи DVD и Blu-ray. [97]
До конца 2010-х годов производители продолжали выпускать стандартные DVD-названия по состоянию на 2020 год [update], и этот формат оставался предпочтительным для выпуска старых телевизионных программ и фильмов. Шоу, которые были сняты и смонтированы полностью на пленку, такие как «Звездный путь: Оригинальный сериал» , не могли быть выпущены в высоком разрешении без повторного сканирования с оригинальных записей фильма. [98] Шоу, которые были сделаны в период с начала 1980-х до начала 2000-х годов, как правило, снимались на пленку, затем переносились на видеокассету, а затем монтировались изначально либо в NTSC, либо в PAL; это делает передачу в высоком разрешении невозможной, поскольку эти стандарты SD были заложены в финальные версии эпизодов. «Звездный путь: Следующее поколение» был единственным таким шоу, которое имело релиз на Blu-ray, поскольку копии были повторно отсканированы и смонтированы с нуля. [99]
К началу 2020-х годов продажи DVD упали на 86% по сравнению с пиком продаж DVD около 2005 года, в то время как продажи по запросу и, в целом, подписка на потоковую передачу телешоу и фильмов выросла более чем на 1200%. На пике продажи DVD составляли почти две трети рынка видео в США; примерно 15 лет спустя, около 2020 года, они упали до всего лишь 10% рынка. [100]
К 2022 году возрос спрос на носители высокой четкости, где форматы Ultra HD Blu-ray и обычные Blu-ray составили почти половину рынка США, в то время как продажи физических носителей продолжали сокращаться в пользу потоковых сервисов. [101]
Долговечность носителя информации измеряется тем, как долго данные остаются читаемыми, предполагая, что существуют совместимые устройства, которые могут их прочитать: то есть, как долго диск может храниться до потери данных. На долговечность влияют многочисленные факторы: состав и качество носителя (слои записи и подложки), влажность и условия освещения при хранении, качество первоначальной записи (которое иногда является вопросом взаимной совместимости носителя и записывающего устройства) и т. д. [102] Согласно NIST , «[a] температура 64,4 °F (18 °C) и 40% RH [относительная влажность] будут считаться подходящими для долгосрочного хранения. Более низкая температура и RH рекомендуются для длительного хранения». [103]
Как и в случае с компакт-дисками, информация и хранение данных со временем начнут ухудшаться, при этом срок службы большинства стандартных DVD-дисков составляет до 30 лет в зависимости от типа среды, в которой они хранятся, и от того, заполнены ли они данными. [104]
По данным Ассоциации технологий оптического хранения данных (OSTA), «производители заявляют о сроке службы от 30 до 100 лет для дисков DVD, DVD-R и DVD+R и до 30 лет для дисков DVD-RW, DVD+RW и DVD-RAM». [105]
Согласно исследовательскому проекту NIST/ LoC , проведенному в 2005–2007 годах с использованием ускоренных испытаний на долговечность , «Было протестировано пятнадцать DVD-продуктов, включая пять типов DVD-R, пять DVD+R, два DVD-RW и три типа DVD+RW. Было протестировано девяносто образцов каждого продукта. ... В целом, семь из протестированных продуктов имели предполагаемую продолжительность жизни в условиях окружающей среды более 45 лет. Четыре продукта имели предполагаемую продолжительность жизни 30–45 лет в условиях хранения окружающей среды. Два продукта имели предполагаемую продолжительность жизни 15–30 лет, а два продукта имели предполагаемую продолжительность жизни менее 15 лет при хранении в условиях окружающей среды». Ожидаемая продолжительность жизни для 95% выживаемости, оцененная в этом проекте по типу продукта, приведена в таблице ниже: [102] [ сомнительно – обсудить ]
Описана высокоплотная альтернатива EFM.