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Old 23-02-2004, 23:11   #1
Mistral PaolinuX
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DVD: supporti e formati

Il DVD (nella versione più accreditata Digital Versatile Disc) è un supporto ad alta densità in grado di contenere, ad oggi, fino a 4,38 GB di dati. La tecnologia dei DVD condivide alcuni aspetti di fondo della tecnologia dei CD, e cioé:[list=1][*]La forma e le dimensioni del supporto[*]La registrazione dei dati (di qualsiasi tipo, quindi audio, video ed informatici) lungo una spirale.[*]La divisione della superficie del supporto in pits e lands e quindi in transizioni tra pits e lands per determinare la struttura binaria di cui si compongono i dati.[/list=1]
Le somiglianze, tuttavia, si fermano qui: la tecnologia DVD si basa su tracce molto più strette rispetto a quelle dei CD, dato che i DVD hanno tracce larghe 0,74 micron, contro le tracce dei CD, larghe 1,6 micron. E' proprio questo che aumenta esponenzialemente la capacità totale dei DVD rispetto ai CD. Inoltre i DVD possono essere di 2 tipi:
  • Singlo strato : i DVD scrivibili e riscrivibili oggi in commercio, con capacità di 4,7 GB. In inglese sono chiamati "DVD Single Layer".
  • Doppio Strato : DVD che hanno 2 strati registrabili sulla stessa faccia. In Inglese sono chiamati "DVD Dual Layer".
Sia i DVD singolo strato che i DVD doppio strato possono essere a singola o doppia faccia. Un DVD doppia faccia si compone di uno (in caso di DVD singolo strato) o due (in caso di DVD doppio strato) strati registrabili per ogni faccia. Tuttavia per poter utilizzare il "lato B" del supporto è necessario girare fisicamente il supporto (un po' come per le vecchie audiocassette o, meglio, i dischi in vinile). In commercio (ad oggi) non esistono unità che adottino una doppia ottica di lettura (una alta ed una bassa), a parte le soluzioni "juke box", decisamente costose e quindi non implementate su dispositivi per l'uso casalingo.

LE AREE DEL SUPPORTO
I supporti DVD, come del resto i CD, contano diverse aree; in sequenza:
  • Lead-In: area di inizo (od ingresso) del supporto, si trova sulla parte più esterna del disco
  • Data Area: l'area in cui sono contenuti i dati
  • Lead-Out: area di fine (od uscita) del supporto, si trova vicino alla "donut" (cioè la parte in plastica con il foro centrale).
  • Area Inutilizzabile: la "donut"
  • Middle Area: area in cui vengono scritte la Lead-In e la Lead-Out del secondo layer
  • DBL : acronimo di "Dummy Bonded Layer", si tratta di uno strato aggiuntivo non utilizzabile per la scrittura, usato per portare lo spessore del disco a 1,2 mm (senza la DBL il disco resterebbe spesso solo 0,6 mm)
I SETTORI
Ciascun settore consta di 2064 bytes, divisi in 12 gruppi da 172 bytes ciascuno. Il primo gruppo inizia con un header da 12 bytes che contiene 4 bytes di ID (Identification Data), 2 bytes di IEC (Identification data Error Correction) e 6 bytes riservati. L'ultimo gruppo si chiude con 4 bytes di CRE (Codice di Rilevamento Errori, in Inglese EDc, Error Detection Code).

LA CORREZIONE DEGLI ERRORI
La tecnologia DVD si basa su una maggiore densità dei dati rispetto alla tecnologia CD. Questo significa che la correzione d'errore deve essere più accurata di quella usata per i CD. La necessità principale è correggere, o meglio impedire, i burst errors e, per ottenere questo risultato, 16 settori vengono distribuiti (la procedura è quella dell'interleaving, tramite cui i dati vengono spalmati su di un'area vasta) e formano un blocco di 192 gruppi (16 settori X 12 gruppi a settore = 192 gruppi) ed i bytes per la correzione d'errore vengono concatenati ai blocchi di dati tramite la tecnica RSPC ("Reed-Solomon Product Codes"). Nella pratica, alla fine di ogni gruppo vengono aggiuti 10 bytes di dati Reed-Solomon per la correzione d'errore, ed alla fine di ogni blocco vengono aggiunti 16 gruppi di dati Reed-Solomon per la correzione d'errore.

IL FILE SYSTEM
Il file system dei DVD si basa sul file system ISO9660 combinato con il file system Micro-UDF (Universal Disk Format). La dimensione massima consentita per ciascun file è di 1 GB.

PARAMETRI FISICI ESSENZIALI
1) Fattori di forma
I DVD possono avere due fattori di forma in base al diametro: 12 cm od 8 cm.

2) Capacità nominali

a) Supporti da 12 cm
DVD Singolo strato singola faccia: 4,7 GB
DVD Doppio strato singola faccia: 8,5 GB
DVD Doppia faccia singolo strato: 9,4 GB
DVD Doppio strato doppia faccia: 17 GB

b) Supporti da 8 cm
DVD Singolo strato singola faccia: 1,4 GB
DVD Doppio strato singola faccia: 2,6 GB
DVD Doppia faccia singolo strato: 2,9 GB
DVD Doppio strato doppia faccia: 5,3 GB

3) I pits
Profondità -> 0,5 micron
Lunghezza: minima -> 0,4 micron (singlo strato); 0,44 micron (doppio strato). Massima: 1,87 micron (singolo strato); 2,13 micron (doppio strato)

4) Dimensioni
Spessore dello strato registrabile: 0,6 mm
Spessore del supporto: 1,2 mm
Massa del disco: tra i 13 ed i 20 grammi (dischi da 12 cm); dai 6 ai 9 grammi (dischi da 8 cm)
Spessore della spaziatura tra i due strati (solo per DVD doppio strato): da 40 a 70 micron

5) Diametri

a) Supporti da 12 cm
Diametro della Lead-In più esterna: 11,7 cm
Diametro più esterno dell'area dati: 11,6 cm
Diametro più interno dell'area dati: 4,8 cm
Diametro della Lead-In più interna: 4,5 cm

b) Supporti da 8 cm
Diametro della Lead-In più esterna: 7,8 cm
Diametro più esterno dell'area dati: 7,6 cm
Diametro più interno dell'area dati: 4,8 cm
Diametro della Lead-In più interna: 4,5 cm

6) Movimento
Il movimento va in senso orario.
Frequenza massima di rivoluzione al secondo: 25,5 Hz (supporti da 12 cm)
Frequenza minima di rivoluzione al secondo: 10,5 Hz
Frequenza massima di scansione: 3,49 m/s (supporto singolo strato); 3,84 (supporto doppio strato)

I FORMATI DI REGISTRAZIONE PER I DVD-ROM

Esistono 5 diversi formati di DVD registrabili (non è ben chiaro quale sia il significato dell'acronimo; la versione più accettata è Digital Versatile Disc, ma il DVD Forum non si è mai espresso a riguardo): DVD-R, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW, DVD+R, cui si aggiunge un sesto formato, il "DVD-R for authoring" che non è utilizzabile a livello informatico. Come per i CD, i formati +/- R (+R e -R) sono scrivibili solo una volta, mentre i formati +/-RW (+RW e -RW) e -RAM sono riscrivibili. I DVD-R hanno fatto il loro ingresso sul mercato nell'autunno del 1997, mentre i DVD-RAM sono stati messi in vendita nell'estate 1998. Nel dicembre 1999 soono stati rilasciati i DVD-RW, seguiti, due anni dopo, dai DVD+RW. Da ultimi, i DVD+R, che sono stati messi in vendita nel 2002.

Una dovuta precisazione: le diciture "lettori di DVD" e "lettori" presenti nel testo si riferiscono alle unità per PC, non alle unità da tavolo che si attaccano direttamente ad un televisore, che sono indicate come "lettori da tavolo".

LA QUESTIONE DELLA COMPATIBILITA'
Il problema fondamentale derivante da questa plurarità di formati è che non c'è piena compatibilità tra di essi, e non tutte le unità -sia di lettura che scrittura- sono compatibili con i diversi formati. Ad onor del vero ormai i lettori sono in grado di leggere senza troppi problemi tutti i formati (anche se è meglio controllare: di solito le compatibilità sono segnalate, ed un lettore in grado di leggere tutti i formati può essere segnalato come DVD Multi). Anche le unità si scrittura oggi sono per lo più a doppio formato, e possono scrivere sia DVD+/-R che DVD+/-RW, mentre sono più rari i masterizzatori per PC in grado di scrivere anche il formato DVD-RAM. Tutte le unità di scrittura dei DVD sono in grado di scrivere i CD-R ed i CD-RW

IL FORMATO DVD-R
Il formato DVD-R usa un dye organico, proprio come i CD-R, è compatibile con la maggioranza lettori DVD e dei lettori da tavolo e consta di una capacità di 4,38 GB. Nel 2000 il formato è stato diviso in una versione "for authoring" (DVD-R(A) ) ed in una versione generica (che è quella cui normalmente si fa riferimento parlando di DVD-R, ma che è più precisamente detta DVD-R(G) ). Il DVD-R(G) viene scritto con un laser rosso (quindi visibile) avente lunghezza d'onda pari a 650 nm (che è la lunghezza d'onda usata anche per i DVD-RAM), mentre i DVD-R(A) sono scritti con un laser, sempre rosso, con lunghezza d'onda di 635 nm. La differenza fondamentale è che il formato DVD-R(G) permette l'utilizzo di supporti a doppio strato.

IL FORMATO DVD-RW
Il DVD-RW è un formato cancellabile basato sul cambiamento di stato dei materiali del supporto (proprio come i CD-RW). Il formato è praticamente identico al DVD-R, e la compatibilità sia con i lettori che con i lettori da tavolo è decisamente elevata, anche se in alcuni casi la minore riflettività rispetto al DVD-R porta l'unità di lettura a credere che si tratti di un DVD a doppio strato o, peggio, l'unità, non riconoscendo il codice del formato, non tenta neppure di leggere il disco. Eventuali problemi sono risolvibili, per i lettori, con un semplice aggiornamento del firmware. La capacità è di 4,38 GB, ed i produttori dichiarano che i DVD-RW possono essere sostenere circa 1000 processi di riscrittura totale.

IL FORMATO DVD-RAM
Il DVD-RAM aveva una capacità iniziale di 2,58 GB, poi portati a 4,38 GB. La tecnologia a monte di questo formato è particolarmente interessante, essendo ibrida: il DVD-RAM infatti utilizza la tecnologia a cambiamento di stato dei materiali, mescoltata con alcune caratteristiche della tecnologia magneto-ottica. Sulla carta il DVD-RAM è il formato più indicato per l'uso informatico, anche perché si basa sulla tecnologia Z-CLV (Zone Constant Linear Velocity), che garantisce bassi tempi d'accesso. Tuttavia si tratta del formato meno compatibile con i lettori ed i lettori da tavolo. Per garantire il clock viene utilizzata una spirale sfasata e, in fase di produzione del supporto, vengono pre-incisi dei segni sia sulla spirale che sulle lands tra le spirali. Le spirali e gli headers pre-sbalzati dei settori vengono modellati in sedi di produzione del supporto. I produttori dichiarano che un DVD-RAM può sopportare più di 100.000 (centomila!) processi di riscrittura totale, e che la durata nel tempo si aggira sui 30 anni. Purtroppo questo formato pare ora essere poco considerato, in favore dei formati +/-RW, anche a causa dei notevoli costi al pubblico di un DVD-RAM. Resta da notare che, sebbene il DVD-RAM sembri il formato più adatto all'uso informatico, oggi è più usato in ambito home video, con alcune telecamere che utilizzano proprio i DVD-RAM come supporto per la registrazione e DVD-Recorders da tavolo che registrano da TV proprio su DVD-RAM.

IL FORMATO DVD+RW
Il formato DVD+RW è un altro formato cancellabile basato sulla tecnologia dei CD-RW, ma è supportato solo da Philips, Sony, HP, Dell, Ricoh, Yamaha e qualche altro produttore, non dal DVD-Forum (che è il gruppo di compagnie che si occupano dei DVD, una specie di OSTA - www.osta.org/ - per i DVD, ma con molte differenze, prima fra tutte che il DVD-Forum non ha il potere di fissare uno standard; URL: www.dvdforum.org/ ), anche se le compagnie che supportano il formato fanno quasi tutte parte del DVD-Forum. La compatibilità del formato con i vari lettori va incontro agli stessi problemi visti per i DVD-RW, e che riguardano il fattore di riflettività ed il riconoscimento del formato (questioni spesso risolvibili con un aggiornamento del firmware). La capacità pari a 4,38 GB. Il formato usa, come sempre, la tecnologia a cambiamento di stato dei materiali, cui si aggiunge la tecnologia della spirale sfasata, che permette di non utilizzare i settori di collegamento. Questo aumenta la compatibilità dei DVD+RW con la maggior parte dei lettori. Le specifiche del formato, peraltro, permettono la scrittura sia in CLV (per l'accesso sequenziale in ambito video, in modo che il lettore legga il DVD in modalità CAV), che la scrittura in CAV (per l'accesso casuale), anche se ad oggi nessuna unità di scrittura scrive in CAV. I produttori dichiarano un coefficiente di riscrittura totale del supporto pari a 1000 processi (da notare che nella vesione 1.0, molto ottimisticamente, il formato era dato per totalmente riscrivibile ben 100.000 volte).

IL FORMATO DVD+R
Il formato DVD+R è semplicemente la variante non riscrivibile del DVD+RW. Come per il formato DVD-R i supporti utilizzano un dye organico, quindi i problemi di compatibilità con i vari lettori (sia PC che da tavolo) sono gli stessi di quelli per i DVD-R.

IL BITSETTING
I lettori DVD (sia PC che da tavolo) riconoscono il tipo di DVD inserito (-ROM e -/+ R/RW) leggendo il "Book Type Field", cioé una sezione della Lead-In formata da una gruppo di bit, spesso chiamati anche "compatiblity bitsetting" e che informano
  • il lettore del tipo di disco (formattato e scritto) inserito
  • il programma di scrittura sul tipo di formattazione da compiere sul DVD tra DVD-ROM, DVD+R e DVD+RW
La questione del bitsetting, quindi, si riferisce effettivamente alla compatibilità in lettura dei supporti di classe + (+R e +RW), che, essendo gli ultimi rilasciati, possono non essere riconosciuti dal lettore in cui vengono inseriti. Questo mancato riconoscimento non è dovuto a questioni di materiali e riflettività:
  • i materiali sono gli stessi usati dai suppoti di classe - (-R e -RW)
  • il parametro di riflettività dei supporti classe + è sempre uguale al parametro di riflettività di un qualsiasi DVD-Video dual layer (o doppio strato), che ogni lettore DVD deve essere in grado di leggere
Il problema nasce invece da errori di interpretazione del bitsetting dei supporti classe + ,dovuti al fatto che il firmware del lettore non è in grado di interpretare il Book Type Field che definisce il supporto come classe +. In questi casi (ormai rari, dato che i supporti di classe + hanno già più di due anni nel tipo +R e più di 5 nel tipo +RW) è sufficiente modificare il bitsettig in modo che il lettore interpreti il DVD+R/RW come DVD-ROM.
L'impostazione del bitsetting è una caratteristica che può essere aggiunta nel firmware di un masterizzatore DVD oppure può essere effetuata tramite appositi programmi che si trovano in rete.
  • Procedendo ad un aggiornamento del firmware, il bitsetting potrà essere impostato direttamente dal proprio programma di scrittura DVD: Nero 5.5.10.15, ad esempio, permette di cambiare il bitsetting già con alcune unità, specialmente quelle basate su meccanica Ricoh (come lo HP DVD Writer200j) tramite un apposito tasto presente nella finestra "Disc Info".
  • Esistono anche dei programmi appositamente studiati per modificare il bitsetting. DVDplusRW.org segnala DVDBitsetter.
Un ulteriore problema che riguarda la modifica del bitsetting è che non tutti i costruttori non hanno già rilasciato le specifiche inerenti alla modifica del bitsetting delle loro unità, quindi non è detto che i programmi di scrittura od i softwares specifici per la modifica del bitsetting funzionino su qualsiasi unità. In caso di mancato funzionamento, non si ìpuò far altro che attendere o il rilascio di un nuovo firmware che consenta la modifica del bitsetting o l'uscita di una nuova versione del proprio programma di mastering o authoring preferito, che potrebbe contenere il condice necessario anche per la variazione del bitsetting.
Da ultimo va ricordato che sebbene in via teorica il bitsetting può essere modificato anche su un DVD già scritto, purché, ovviamente, non chiuso (e questo perché in un supporto scritto in multisessione e lasciato aperto la Lead-In viene scrita nella Program Memory Area), alcuni programmi di modifica del bitsetting non permettono questa operazione (ad esempio il programma dedicato di LiteOn), è meglio, soprattutto con i supporti +R, impostare il bitsetting all'atto della formattazione del supporto stesso, in modo da non incorrere nell'impossibilità di impostare il Book Type dopo aver scritto il DVD.

IL TEMPO DI REGISTRAZIONE
La velocità 1x su un DVD è pari a 1353 KB/secondo, e, in termini di rivoluzione, un DVD gira tre volte più velocemente di un CD. Esattamente come per i CD-R ed i CD-RW, il tempo di registrazione di un DVD (di qualsiasi formato) dipende dalla velocità di scrittura dell'unità di scrittura e dalla quantità di dati che devono essere scritti (nonché, ovviamente, dalla velocità massima supportata dal supporto). Un masterizzatore 2x impega circa 30 minuti per scrivere 4,38 GB (su qualsiasi formato), ed un 4x circa 15 minuti. Una nota sui formati -R e -RW: spesso a termine scrittura viene scritta la Lead-Out completa richiesta dal formato, quindi la scrittura di piccole quantità di dati può richiedere lo stesso tempo di scrittura di grandi quantità di dati.

DVD E MULTISESSIONE
Solo i supporti classe +, quindi i supporti
  • DVD+R
  • DVD+RW

possono essere registrati in multisessione. I supporti classe - non sono invece registrabili in multisessione.

I DVD REGISTRABILI A DOPPIO STRATO (O DVD-9)
Ad oggi tiene ancora banco, nonostante il DVD-Blu Ray, l'argomento dei DVD a doppio strato. Questo tipo di supporti è formato, come dice la denominazione stessa, proprio da 2 strati, uno più interno ed uno più esterno, distanziati l'uno dall'altro da uno spazio variabile tra i 20 ed i 70 micron. Per ridurre le interferenze da sovrapposizione la lunghezza dei pits è aumentata da 0,4 a 0,44 um e, per compensare, la velocità di scansione è portata 3,84 m/s, contro i 3,49 m/s dei DVD a singolo strato. L'aumento della lungheza comporta 3 effetti: [list=1][*]maggior accuratezza nella lettura[*]riduzione del jitter [*]riduzione della quantità di pits scrivibili sul supporto, che in termini di capacità significa un riduzione, che porta la capacità di un DVD doppio strato a circa 9 GB. [/list=1]
La registrazione su DVD a doppio strato è un po' più complessa della registrazione su DVD a singolo strato, e per questo si prevede la commercializzione sia di unità si scrittura che di supporti +/-R per la fine del 2004, e ci vorrà qualche altro anno per i DVD doppio strato +/-RW. Le unità di scrittura dovrebbero costare quanto i DVD-W oggi sul mercato. I supporti dovrebbero costare poco più di quelli a singolo strato.

IL FORMATO DVD-BLU RAY
La vera novità in materia di DVD è oggi il cosiddetto Blu Ray, un formato ad alta densità con capacità tra i 23 ed i 27 GB per strato (il che porta la capacità di un DVD-Blu Ray doppio strato fino a 50 GB) e che usa un laser blu ultravioletto con frequenza pari a 405 nm. Ancor più interessate è la profondità dei dati (o data depht), pari a solo 0,1 mm. Il formato è attutalmente supportato da molte delle maggiori compagine di produzione di alta tecnologia ad uso domestico (in rigoroso ordine alfabetico: LG, Panasonic, Philips, Pioneer, Hitachi, Mitsubishi, Samsung, Sharp, Sony, e Thomson), anche se la profondità di 0,1 mm comporta la necessità di un aggiornamento tecnologico a livello di produzione delle unità, tanto di lettura che di scrittura. Il formato prevedeva inizialmente supporti da 27 GB con pits di lunghezza minima pari a 0,138 micrometri, ma sono già pronte varianti da 23,3 GB con pits di lunghezza minima pari a 0,160 micrometri e da 25 GB con pits di lunghezza minima pari a 0,149 micrometri. Il transfer rate è pari a 36 Mbps, e la tecnologia di costruzione dei supporti si basa sul cambiamento di stato, come per i DVD+/-RW. E' stata pianificata anche la costruzione di supporti a doppio strato, con capacità di 50 GB.

un ringraziamento al forumer OSMIUM per le preziose segnalazioni

Ultima modifica di Mistral PaolinuX : 28-07-2004 alle 22:44.
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