Стандарты компакт-дисков

Несколько лет назад в нашу жизнь вошли такие носители информации, как компакт-диски. Сначала они использовались для представления звуковой информации, а потом - и для представления данных. На сегодняшний день CD стандартизированы и совместимы практически со всеми накопителями, но так было не всегда. В далекие смутные времена каждая фирма выпускала CD в своем собственном формате, что приводило к грандиозной путанице и неудовлетворенности потребителя. Для того, чтобы решить эту проблему, были введены соответствующие стандарты. Их почему-то принято называть книгами с прибавлением прилагательного, обозначающего цвет (возможно, в соответствие с цветом папки, в которой стандарт был впервые представлен). В этой статье мы попытаемся выяснить, какие же бывают CD и чем они отличаются.

Первым из стандартов был Red Book, что по-русски обозначает "красная книга". Стандарт описывает представление данных на музыкальном компакте, называемом также audio-CD или CD-DA (то есть digital audio - цифровое аудио). Родился он вместе с индустрией компакт-дисков, первые же audio-CD, представленные Sony и Phillips, были уже в этом формате. Именно незамедлительное введение стандарта одновременно с представлением продукта помогло разогнаться индустрии CD (тут самое время провести сравнение с существующим уже несколько лет, но до сих пор толком не стандартизированным DVD).

Единственный тип дорожки, определенный в Red Book - это аудиодорожка. На CD их может быть одна или несколько. Каждая из них - обычно одна песня. Дорожка поделена на сектора длиной в 1/75 секунды (так называемый фрейм) и содержит 2352 байта звуковых данных в цифровой форме.

Дополнительно к этим музыкальным данным Red Book содержит в каждом секторе два дополнительных раздела - EDC и ECC (error detection code и error correction code, что по-нашему означает код обнаружения ошибок и код коррекции ошибок). Они нужны для того, чтобы, если диск окажется загрязненным или поцарапанным и лазер не сможет считать данные, это можно было обнаружить и произвести восстановление. Кроме того, в каждом секторе имеется дополнительно 98 байт для хранения информации, используемой CD-плейером для отображения информации о времени воспроизведения. Стандарт red book является базовым для всех остальных стандартов CD.

Второй этап CD-индустрии начался представлением Sony и Phillips стандарта yellow book (желтая книга) для CD-ROM (по-русски компакт-диск - ПЗУ). Он явился развитием стандарта red book, представляя два новых типа дорожек - CD-ROM Mode 1 (CD-ROM тип 1) для компьютерных данных и CD-ROM Mode 2 (CD-ROM тип 2) для сжатых аудиоданных и видео/графических данных. Основная разница между типом 1 и CD-DA - в использовании 2352 байт пользовательских данных. Теперь они переопределены как 12 байт синхронизации, 4 байта заголовка, 2048 байт пользовательских данных и 288 байт дополнительных ECC/EDC для повышения надежности хранения информации. Для типа 2 последнее поле отсутствует, вместо него записываются пользовательские данные. Следует заметить, что тип 2 - сильно устаревший, в последнее время для записи данных такого рода используется стандарт XA (о нем поговорим позже). CD-ROM Mode 2 может быть считан в обычном накопителе, но для этого требуется специальное программное обеспечение.

После определения этих стандартов был представлен стандарт на диски, содержащие различные типы дорожек. Они называются Mixed Mode Disk. Обычно на таких дисках первый трек - это CD-ROM Mode 1, а все остальные - CD-DA. Важным ограничением на использование этого формата является то, что накопитель не может читать более одной дорожки одновременно. Поэтому если приложение предполагает использование музыки с компакта, оно предварительно должно разместить все подгружаемые данные где-нибудь в другом месте.

Третий стандарт, представленный Phillips, Microsoft и Sony, носит нетрадиционное (не цветное) название CD-ROM XA. Он определяет новый тип дорожки - CD-ROM Mode 2 XA (CD-ROM тип 2 XA) для сжатых аудиоданных и видео/графических, а также компьютерных данных. Все типы данных могут одновременно находиться на одной и той же дорожке и, следовательно, могут легко использоваться одновременно. При этом аудио имеет более низкое качество, чем в стандарте red book. В этом формате секторы с видео/аудио и секторы данных чередуются, так что для воспроизведения таких дисков нужно специальное дополнительное оборудование. Существуют специальные платы, позволяющие воспроизводить такие CD-ROM диски при помощи обычного накопителя.

Для разделения двух существующих типов секторов из 2352 пользовательских байт каждого сектора выделено по 8 байт так называемого подзаголовка.

Еще один цветной стандарт носит название green book, т.е. зеленая книга. Его также называют CD-I (Compact Disc Interactive - интерактивный CD). Он определяет не только формат диска, но и специальную операционную систему, известную как CD-RTOS. Также, как и XA, CD-I позволяет размещать на одной дорожке различные типы секторов. Дорожки CD-I не видны в оглавлении диска для того, чтобы не было возможности воспроизвести их ошибочно на аудиоплейере CD (yellow book и XA могут воспроизводиться таким образом, они звучат, как громкий неприятный треск, который может испортить стереосистему). Система воспроизведения CD-I состоит из специального CD-проигрывателя, подключенного к телевизору. Сектора CD-I устроены в точности так же, как и в CD-ROM XA.

Формат CD-I Ready является развитием предыдущего стандарта. В формате red book определяется возможность помещения индексов в отдельных точках дорожки. Это позволяет пользователю пропускать отдельные части аудиодорожки. Обычно используют только две такие точки - №0 в начале дорожки и №1 в том месте ее, где начинается собственно звук. Тишину между этими точками обычно называют "зазор перед дорожкой" (track pregap). На обычном аудиодиске этот зазор равен двум-трем секундам. В формате CD-I Ready он увеличен до, по меньшей мере, 182 секунд. В нем спрятана информация CD-I. Поскольку аудиоплейер не читает этого участка, он воспроизводит только находящиеся далее аудиодорожки. При использовании специального плейера спрятанные данные могут быть считаны. Небольшого их объема вполне достаточно для размещения, например, текстов песен, информации об издании или интервью с артистом.

CD-I Ready диск может воспроизводится как обычный CD-DA, как CD-I и еще одним, специальным, способом, позволяющим синхронизировать вывод текстовой и звуковой информации.

Стандарт CD-Bridge позволяет разместить на диске CD-ROM XA дополнительную информацию, допускающую его воспроизведение устройством CD-I.

Все стандарты, описанные выше, касаются дисков только для чтения. Записываемые компакты описываются стандартом orange book (оранжевая книга). Первая часть этого стандарта описывает стандарт CD-MO (magneto optical) для магнитооптических CD, вторая описывает однократно записываемые диски CD-WO (write once).

Стандарт CD-MO делит диск на две части - записываемую при изготовлении область "только для чтения", которая может быть считана стандартным CD-плейером, и перезаписываемую область пользовательских данных.

Диски CD-WO изготавливаются с пометками начала и конца дорожки, но без данных на ней. Пользователь может записать на диск музыку или данные. После того, как все данные записаны, на диск помещается оглавление. До того, как оно записано, диск может воспроизводиться только на специальных устройствах. После записи диск может использоваться обычным CD-плейером. После записи оглавления информация на диске не может быть изменена.

Существуют еще несколько стандартов CD, но они используются относительно редко.

Денис МАРГОЛИН