В. П. Дьяконов, А. Н. Черничин Новые информационные технологии Часть Основы и аппаратное обеспечение Под общей редакцией проф. В. П. Дьяконова Смоленск 2003

Вид материала

Документы

Содержание 5.7. DVD-плееры и домашние видеотеатры 5.7.2. Диски DVD 5.7.3. Проигрыватели дисков DVD 5.7.4. Домашние видеотеатры

Подобный материал:

• Высшее образование новые педагогические и информационные технологии в системе образования, 4841.75kb.
• Перевод с норвежского М. П. Дьяконовой Под редакцией М. А. Дьяконова Предисловие проф., 5465.89kb.
• Литература: Калугина Т. А. Новые информационные технологии в сфере образования: методологические, 14.35kb.
• Юрия Михайловича Лахтина, прочитанной на 3-х Лахтинских чтениях 21 сентября 2003 года, 1244.48kb.
• Под общей редакцией проф. Малого В. П., проф. Кратенко И. С. Харьков 2008, 8344.22kb.
• Информационные технологии и управление в технических системах всех форм обучения Под, 793.84kb.
• Леонид Владимирович Дьяконов указатель, 8647.04kb.
• Международный общественный благотворительный, 2426.77kb.
• 2. технические основы информационных технологий в экономике, 988.43kb.
• Учебник под редакцией, 9200.03kb.

5.7. DVD-плееры и домашние видеотеатры

5.7.1. Проигрыватели видео-CD

В последние годы резко возросли требования к качеству воспроизведения видеофильмов - как профессиональных, так и учебных и любительских. Этому способствовало появление целого ряда видеокамер, обеспечивающих четкость изображения порядка 450-500 линий по горизонтали и выше. Аналоговые средства записи изображений такое качество изображения не обеспечивают, а цифровые камеры слишком дороги. Надежды на внедрение высококачественного видео связаны с появлением видеодисков и DVD-дисков.

Официально видеодиски родились в сентябре 1993 года, когда группа крупных фирм (Matsushita, JVC, Philips и Sony) предложила единый стандарт для видеодисков с MPEG-с кодированием информации. Он был изложен в виде белой книги (White book) и специалистам известен как стандарт «Video CD v1.1 technical standart». Стандарт базируется на положениях, взятых за основу создания дисков караоке.

Летом 1994 года была предложена вторая версия стандарта Video CD v.2, в которой были заданы интерактивное управление дисками, получение стопкадра и управление процессом воспроизведения. При этом обеспечивается два режима воспроизведения:

1. Нормальный – с разрешением 352 линии по горизонтали и 288 по вертикали.
   
2. С повышенным разрешением - 704 линии по горизонтали и 480 по вертикали.
   

Благодаря эффективному сжатию информации скорость считывания у Video-CD составляет 1,376 Мбит/c, что практически равноценно скорости считывания информации у обычных аудио-CD и у CD-ROM-драйвов. Тем самым обеспечена возможность просмотра Video-CD на проигрывателях, считывающих CD-ROM и аудио-CD. Правда, при этом время записей на Video-CD остается тем же, что и у аудио-СD, т.е. 74 минуты.

Сейчас в крупных магазинах и на базарах можно встретить десятки и сотни наименований видеодисков типа Video-CD. Стоимость видеодисков лежит в пределах от нескольких долларов для так называемых «пиратских» копий и до 20-250 $ для фирменных дисков. Учитывая, что в быту такие видеодиски выдвигаются на роль образцовых записей видеофильмов (они и впрямь дают наивысшее качество изображения среди бытовых видеоустройств), то такая цена не кажется высокой.

Лазерные видеодиски и их проигрыватели обладают целым букетов достоинств:

• высокое качество изображение (а у дисков формата MPEG-2 просто превосходное),
  
• независимость качества воспроизведения от числа проигрываний и времени хранения (записи на видеокассетах теряют качество уже после десятка-двух проигрываний и после нескольких лет хранения),
  
• высокая стабильность изображения,
  
• возможность проигрывания целым рядом средств - мультимедиа-ПК, специализированными и многосистемными проигрывателями, приставками для игр и т.д.,
  
• малыми габаритами и весом,
  
• легкостью тиражирования.
  

К сожалению, Video-CD не лишены и недостатков:

• пока Video-CD заметно дороже видеокассет с готовыми записями,
  
• запись Video-CD требует сложного и дорогого оборудования и пока, даже при наличии записывающих CD-ROM-драйвов, нереальна в бытовых условиях,
  
• воспроизведение быстро изменяющихся объектов иногда ведет к их распаду на отдельные квадратики,
  
• время воспроизведения мало (74 минуты), так что большинство полнометражных фильмов записывается на пару дисков в одной упаковке,
  
• при смене дисков возникает пауза в просмотре (хотя и куда меньшая, чем пресловутые рекламные паузы в передачах нашего телевидения),
  
• качество изображения все же хуже, чем в форматах S-VHS и Hi8,
  
• при проигрывании на мультимедиа-ПК HiFi качество звукового сопровождения достигается только при достаточно производительном компьютере - например с микропроцессором, оптимизированным под исполнение мультимедиа-команд (процессоры класса MMX).
  

Тем не менее, можно сказать, что Video-CD состоялись! Многие их недостатки были устранены применением Video-CD нового поколения (c MPEG-2) и с появлением новых дисков VCD. Многие фирмы мира выпускают проигрыватели видео-CD в основном в виде настольных аппаратов. Как правило, они проигрывают как диски Video-CD, так и VCD.

Особое значение в последние годы приобрели компакт-диски нового поколения – формата MP4. Они являются дальнейшим развитием Video-CD и позволяет довести время воспроизведения видеофильмов с высококачественным звуковым сопровождением (по системе 5+1, принятой в домашних видеотеатрах) примерно до 3 часов. При этом обеспечивается качество воспроизведения, вплотную приближающееся к качеству дисков DVD (см. ниже), но при несравнимо меньшей стоимости дисков (у нас 2-3 $). Однако на момент подготовки этой книги проигрывание дисков формата MP4 было возможно только на компьютерах.

5.7.2. Диски DVD

Теперь поговорим о новинке видеотехнологий - дисках DVD (Digital Versatile Disc). Хотя внешне эти диски почти неотличимы от VD-ROM, это диски специальной конструкции. Для увеличения плотности записи у них применяются полупроводниковые лазеры с длиной волны 0,635-0,65 мкм вместо прежних 0,76 мкм. Смена цвета излучения лазера благоприятно сказалась на разработке оптических систем для фокусировки лазерного луча. Удалось уменьшить диаметр сфокусированного луча до 0,5 мкм и меньше, что обеспечивает уверенное считывание информации с сузившихся информационных дорожек с повышенной плотностью питов. Все это, вместе взятое, позволило увеличить объем записанной информации даже на однослойном диске до 4,7 Гбайт (вместо 0,7 Мбайта на обычном CD-ROM).

Укорочение длины волны лазера привело к тому, что для фокусировки потребовалось уменьшение вдвое толщины основы диска - до 0,6 мм. Однако такой диск оказался слишком тонким и ломким. Поэтому пришлось сверху основного диска «приклеить» еще один, также толщиной в 0,6 мм. Так появились первые однослойные DVD диски.

Конструкторы довольно быстро догадались, что второй диск можно сделать также с питами. При этом делалось два диска, и они «склеивались» теми сторонами, на которых расположены питы. Так появились двухслойные диски с емкостью до 8,5 Гбайта. Для перехода от одного слоя к другому надо просто сместить лазерную головку примерно на 40 мкм - на столько отличаются поверхности с питами у двух информационных слоев. При этом считывается только тот слой, на котором лазерный луч сфокусирован. После проигрывания одного слоя проигрыватель таких дисков автоматически переходит на второй слой, а благодаря памяти на несколько секунд такой переход не заметен для зрителей.

Эта идея была развита дальше - появились диски с двумя информационными слоями на одной поверхности и даже с четырьмя на сдвоенных дисках. В последнем случае приходится использовать две лазерные головки, направляющие лучи на обе стороны диска. Зато емкость такого, по существу четырехслойного, “пирога” возрастает до 17 Гбайт.

Итак, ныне DVD диски могут быть четырех основных типов:

1. Односторонние однослойные (4,7 Гбайт)
   
2. Односторонние двухслойные (8,5 Гбайт)
   
3. Двухсторонние однослойные (9,4 Гбайт)
   
4. Двухсторонние двухслойные (17 Гбайт).
   

Увеличение информационной емкости нового поколения дисков позволило применить метод сжатия информации MPEG-2, дающий лучшее качество изображения, но требующий существенно большей емкости на каждую минуту проигрывания. Тем не менее, типичное время проигрывания – 135 минут, что вполне достаточно для записи полнометражного фильма. При этом гарантируется HiFi качество стереофонического (и даже пространственного) звукового сопровождения по схеме 5+1.

Сигналы звукового сопровождения могут кодироваться 16, 20 и 24 разрядами с применением линейной кодоимпульсной модуляции. Предусмотрены частоты квантования 48 и даже 96 кГц, что дает верхний предел для звуковых частот в 22 и 44 кГц. Последнее делает DVD диски интересными для любителей высококачественного звука, которых не удовлетворяют обычные звуковые компакт-диски с частотой квантования 44,1 кГц. Кстати говоря, они могут считываться проигрывателями DVD дисков, но для этого требуется смещение лазерной головки на 0,6 мм, для фокусировки лазерного луча не внутри диска, а на его поверхности.

Хотя технология изготовления дисков DVD была разработана и многие фирмы (Matsushita, Thomson, Philips, Samsung, Sony и др.) уже не раз демонстрировали такие диски на выставках и презентациях, фирмы не спешили к подготовке массового производства дисков DVD. Долго решались вопросы защиты дисков от копирования. В США, например, требуют маркировки дисков специальными кодами для регулирования каналов импорта дисков.

Здесь уместно отметить, что DVD выпускаются с разными настройками на разные зоны. В настоящее время это следующие зоны:

1. США и Канада.
   
2. Европа, Япония, ЮАР, страны Среднего Востока.
   
3. Юго-Восточная Азия и Тайвань.
   
4. Австралия, Южная Америка, Латинская Америка, Новая Зеландия.
   
5. Африка (кроме ЮАР и Египта), Индия, Пакистан, Россия и страны СНГ.
   
6. Китай.
   
7. ALL - поддержка всех регионов.
   

Деление на зоны, к сожалению, стало следствием диктата фирм, производящих видео- и аудиопродукцию высокого класса. Если вставить в DVD-драйв диск, не относящийся к его зоне, то считывание информации окажется просто невозможным.

5.7.3. Проигрыватели дисков DVD

Для проигрывания дисков DVD, наряду со встроенными в компьютерами драйвами, применяются стационарные проигрыватели. Они выпускаются многими фирмами. На рис. 5.48 показан стационарный проигрыватель фирмы Sony DVP-NS700V/S.




Рис. 5.48. Стационарный проигрыватель DVD и втдеодисков фирмы Sony DVP-NS700V/S


Эта модель оснащена самым современным механизмом привода Precision Drive 2, встроенным декодером системы Dolby Digital (см. ниже) и обеспечивает точное воспроизведение дисков любых форматов: DVD Video/ DVD-R/ DVD-RW/ SACD/ CD/ CD-R/ CD-RW.

5.7.4. Домашние видеотеатры

Вовсе не компьютеры и прочие современные аудиовизуальные устройства первыми донесли до нас могучее и подчас таинственное и не вполне объяснимое влияние сочетания видео- и аудиоинформации. Первым был кинематограф. Вспомним крылатую фразу вождя мирового пролетариата В. И. Ленина: «Из всех искусств для нас важнейшим является кино».

Хорошо известно, что просмотр фильма в хорошем кинотеатре доставляет куда больше удовольствия, чем просмотр по телевизору. Почему? Есть как минимум три важных обстоятельства - высокое качество наблюдаемого «живого» видеоизображения, реальность его звукового сопровождения и отсутствие мерзкой рекламы. До сих пор качество просмотра фильмов было намного выше, чем предусмотренное телевизионными стандартами (не говоря уже о стандартах для дешевых видеомагнитофонов, вроде VHS). К тому же в современных кинотеатрах использованы многоканальные системы звуковоспроизведения, приближающие звуковую обстановку сюжетов фильмов к естественной, словом, создающие виртуальную звуковую реальность.

С появлением проигрывателей DVD кино пришло в наш дом в виде так называемых домашних видеотеатров. Домашний видео-театр – это довольно обширный комплекс видео- и аудиосредств, позволяющий пользователю организовать высококачественный просмотр видеофильмов с виртуальной (кажущейся) звуковой реальностью.

Просмотр видеофильмов для домашних видеотеатров производит неизгладимое впечатление, порою он просто ошеломляет. Создается полная иллюзия присутствия пользователя в месте действия событий, о которых повествуется в фильме. Вы, к примеру, слышите пение птиц и стрекот кузнечиков не только спереди, но и с боков и даже сзади. Вы можете следить за перемещениями певца по сцене и ощущать перемещение звуков его песни. А грохот грома с раскатами заставит вас вздрогнуть и покрыться мурашками (не хватает только вылить на вас ведро воды, но и эта реальность не за горами). Не случайно одним из первых видеофильмов для домашних видеотеатров стал «Парк юрского периода» - картина, познавательное значение которой трудно переоценить, как и мастерство примененных в ней видео-, аудио- и компьютерных эффектов.

Домашний видеотеатр обычно состоит из следующих компонентов;

• высококачественного телевизора или проектора;
  
• проигрывателя дисков DVD;
  
• усилительного комплекса или ресивера (УКВ приемника с многоканальным усилителем) обычно на 6 каналов (схема 5+1);
  
• нескольких акустических систем.
  

Любой высококачественный телевизор пригоден в качестве основы домашнего видеотеатра. Новые телевизоры с широким экраном (отношением сторон 16/9, как в широкоэкранном кино, вместо обычного 4/3), повышенной частотой смены кадров (100 Гц вместо 50), устраняющей мерцание экрана, и, наконец, недавно появившиеся телевизоры с высокой четкостью и плазменной панелью позволяют уже сегодня получить качество изображения намного лучшее, чем в обычном кино.

За рубежом уже вовсю начато телевизионное, в том числе спутниковое, вещание в форматах видеотеатров, описанных ниже. У нас такое вещание пока не ведется. Владельцы спутниковых телевизионных систем могут принимать ряд зарубежных телевизионных каналов, вещающих на домашние видеотеатры. Но при этом придется установить на балконе или крыше громоздкую антенну – «тарелку» и приобрести еще ряд электронных устройств - конвертор, тюнер и систему управления антенной.

Эффекту реализма в большой мере содействует применение в домашнем видеотеатре многоканальной системы пространственного звучания. Но многоканальные системы с прямой передачей звуковых сигналов по каждому каналу слишком дороги даже для профессиональных применений. Поэтому применяются системы звуковоспроизведения, основанные на применении двух обычных стереофонических каналов с дополнительной передачей по ним пространственных (объемных) эффектов звуковоспроизведения.

К ставшим стандартными двухканальным системам объемного звучания принадлежит система Dolby Pro Logic Surround, разработанная известной своими пионерскими достижениями в области электроакустики фирмой Dolby Laboratories. Система ориентирована на озвучивание домашних видеотеатров. Однако сейчас она широко применяется даже в обычных музыкальных центрах фирм Aiwa, Philips, Sony, Technics. Эта система преобразует двухканальное звуковоспроизведение в многоканальное и обеспечивает совместимость акустических трактов. Это значит, что видеофильмы с многоканальным воспроизведением можно просматривать в системе с обычным стереофоническим звуковым сопровождением (но не наоборот!).

Для реализации системы домашнего видеотеатра входящий в ее состав усилитель (отдельный или в составе телевизора или видеомагнитофона) должен быть оснащен специальным процессором Logic Suround, выполненным в виде микросхемы и превращающим исходную двухканальную систему фактически в трехканальную. На выходе матричного декодера появляются обычные стереофонические сигналы для левого и правого фронтальных громкоговорителей и монофонический сигнал для центрального громкоговорителя. Этот дополнительный центральный громкоговоритель устраняет провал в звуковом поле, который нередко наблюдается у обычных стереосистем, особенно если основные (фронтальные) колонки расставлены на значительном расстоянии друг от друга.

Две задние колонки обеспечивают неплохое воспроизведение звуков, идущих сбоку (в этом им помогают и основные колонки) и сзади. На эти колонки подается тот же центральный сигнал, но со сдвигом фазы на +90 градусов для левой и -90 градусов для правой колонок. Для этого в усилитель вводятся широкополосные фазовращатели и дополнительные оконечные каскады усиления мощности (их мощность обычно в 3-4 раза меньше мощности основных усилителей).

Если дополнительные колонки (центральная и задние боковые) отключены, по система дает самое обычное стереофоническое воспроизведение как обычных стереофонических программ, так и специально записанных программ. Обычные программы, записанные без спецэффектов, воспроизводятся системой также без искажений (по крайней мере теоретически). Но, разумеется, в этом случае эффекта локализации отдельных звуков в пространстве нет. Так что, если у вас нет записей по системе Dolby Pro Logic, то приобретение комплекса с этой системой лишено практического смысла.

Можно согласиться с тем, что пять акустических систем в одной комнате явно многовато! Но, к счастью, ощущение пространственного расположения звука дают лишь средние и высокие частоты. Поэтому в дополнительных колонках нет особого смысла воспроизводить низкочастотные звуки с частотами ниже 100 Гц. Для воспроизведения других частот эти колонки могут иметь небольшие размеры, и проблемы с их размещением не столько связаны с ними самими, сколько с тянущимися к ним проводами. Хотя уже есть и беспроводные системы с активными колонками, но они пока дороги.

Система пространственного звучания THX является дальнейшим развитием рассмотренной выше системы Dolby Pro Logic Surrond. Это система будущего, поскольку она обеспечивает дальнейшее повышение качества пространственного звуковоспроизведения. Она создана фирмой Lucasfilm на базе профессиональных систем такого рода, применяемых в современных широкоэкранных кинотеатрах. Перенос профессиональной системы в быт позволяет получить качество звукового сопровождения, не уступающее тому, которое присуще новейшим кинотеатрам (увы, конечно, не тем, куда мы все реже и реже ходим).

Технически реализация системы THX выглядит заметно сложнее. Достаточно отметить, что для декодирования по этой системе приходится использовать два декодера Dolby Pro Logic и дополнительный декодер THX. Опуская дальнейшие, сугубо технические, подробности, отметим, что фактически в этой системе появляется еще один центральный канал и число примененных акустических колонок возрастает до шести.

В состав домашних видеотеатров входят сравнительно новые акустические устройства, впрочем, уже известные любителям аудиотехники - это сабвуферы (Sound Woofers), или мощные низкочастотные акустические колонки, создающие звуковые колебания большой интенсивности с частотами от 18-30 до 100-120 Гц. Последнее придает естественность звукам грома или пушечных выстрелов, звучанию больших барабанов и иных крупных инструментов, например, таких, как церковный орган.

Еще совсем недавно минимальная стоимость оборудования домашнего видеотеатра составляла 5-10 тысяч долларов. И применение домашнего видеотеатра в качестве средства ТСО было скорее редчайшим исключением, чем правилом. Но времена меняются и ныне комплект домашнего видеотеатра (все, кроме телевизора) можно приобрести всего за несколько сот долларов.

Примером такого дешевого и достаточно высококачественного домашнего видеотеатра является комплект DAV-S400 корпорации Sony. Внешний вид его представлен на рис. 5.49. Развертывание домашнего видеотеатра DAV-S400 не потребует специальных знаний для установки и подключения.




Рис. 5.49. Комплект для домашнего видеотеатры DAV-S400 корпорации Sony


Стильная и чрезвычайно компактная система Sony DAV-S400 способна воспроизводить диски DVD, CD, VideoCD, а также, в отличие от модели прошлого года, к ним добавлены диски Super Audio CD (в т.ч. многоканальные) и CD-R / CD-RW. Выходная мощность увеличена до 40 Вт на каждый из пяти каналов и 100 Вт на сабвуфер. Имеется встроенный радиоприемник FM/MW.

Система оснащена встроенными декодерами Dolby ProLogic, Dolby Digital и DTS с 5+1-канальным звуком. В комплект входят 5 акустических систем, сабвуфер, пульт дистанционного управления, комплект соединительных проводов и документация. Развертывание системы занимает от силы несколько минут.

Столь же элегантно и функционально выглядит комплект для домашнего видеотеатра компании Aiwa XR DV 701. Он представлен на рис. 5.50. Возможности этого комплекта аналогичны уже описанным.


Рис. 5.50. Комплект для домашнего видеотеатра компании Aiwa XR DV 701.


Подобный набор становится стандартным для видеотеатров и выпускается в настоящее время многими фирмами. Это позволяет надеяться на быстрое распространение такой техники в быту.