Frequently Asked Questions (Часто Задаваемые Вопросы)
по компакт-дискам и приводам CD-ROM
Создан: 03.11.96
Последняя модификация: 10.09.00
Автор: Евгений Музыченко (Eugene Muzychenko)
2:5000/14@FidoNet, music@spider.nrcde.ru
Copyright (C) 1996-99, Eugene V. Muzychenko. All rights reserved.
Все права в отношении данного текста принадлежат автору. При
воспроизведении текста или его части сохранение Copyright обязательно.
Коммерческое использование допускается только с письменного разрешения
автора.
При наличии изменений с момента последней публикации они отмечаются
знаком ">-".
----------------------------------------------------------------------
- Как устроен компакт-диск?
Стандартный диск состоит из трех слоев: подложка из поликарбоната, на
которой отштампован рельеф диска, напыленное на нее отражающее
покрытие из алюминия, золота, серебра или какого-либо сплава, и более
тонкий защитный слой поликарбоната или лака, на который наносятся
надписи и рисунки. Некоторые диски "подпольных" производителей имеют
очень тонкий защитный слой, либо не имеют его вовсе, отчего отражающее
покрытие довольно легко повредить.
Информационный рельеф диска состоит из спиральной дорожки, идущей от
центра к периферии, вдоль которой расположены углубления (питы).
Информация кодируется чередованием питов и промежутков между ними.
----------------------------------------------------------------------
- Какие форматы записи используются в CD-ROM?
В CD-ROM используется та же технология, что и в обычной звуковой
системе CD-DA, описанной в FAQ по звуковым дискам (файл CDDAFAQ.TXT).
Первый стандарт серии CD-ROM, описывающий систему записи на
компакт-диск произвольных цифровых данных, выпущен в 1984 году фирмами
Philips и Sony под названием Yellow Book ("желтая книга"); последующие
расширения известны под названиями Green Book ("зеленая книга"),
Orange Book ("оранжевая книга"), White Book ("белая книга") и Blue
Book ("синяя книга"). Все они дополняют основной стандарт CD-DA,
описанный в Red Book ("красной книге").
Диск содержит вводную зону (Lead In), собственно данные (Program) и
выводную зону (Lead Out). Вводная зона содержит оглавление диска
(Table Of Contents - TOC), в котором перечислены адреса дорожек диска
и их параметры. Выводная зона играет роль ограничителя записанной
области диска и необходима для полной совместимости с Red Book, хотя
все современные приводы CD-ROM и большинство бытовых проигрывателей не
нуждаются в ее наличии.
Для записи данных используются отдельные "звуковые дорожки".
Упомянутые стандарты относятся не к диску в целом, а только к формату
отдельных дорожек, причем на одном диске могут сосуществовать дорожки
различных форматов. Для их чтения необходим проигрыватель,
поддерживающий либо все представленные на диске форматы, либо
пропускающий неизвестные (многие проигрыватели и приводы CD-ROM не
умеют пропускать дорожки неизвестных форматов).
Адресация дорожек ведется в формате MSF (Minute:Second:Frame -
минута:секунда:кадр), где под кадром понимается стандартный кадр CD-DA
(2352 байта, 1/75 сек). В интерфейсах приводов используется также
абсолютная адресация номерами кадров. Первая дорожка по стандарту
начинается по адресу 0:2:0 MSF.
Yellow Book определяет базовые форматы записи данных на диск: CD-ROM
mode 1 и CD-ROM mode 2. В обоих форматах внутри каждого из кадров
дорожки, объемом по 2352 байта, выделяется 12 байт синхронизации, 4
байта заголовка сектора и область размером 2336 байт для записи
данных, которая называется сектором или блоком. Благодаря наличию
байтов синхронизации и заголовка возможно точное нахождение нужного
блока данных, которое в обычном звуковом диске требует слежения за
каналом субкода Q.
В формате mode 1, используемом в большинстве CD-ROM, из области данных
выделяется 288 байт для записи кодов EDC/ECC (Error Detection
Code/Error Correction Code - коды обнаружения и исправления ошибок),
благодаря которым диски с данными считываются гораздо надежнее, чем
звуковые диски при том же качестве изготовления. Оставшиеся 2048 байт
отводятся для хранения блока данных.
В формате mode 2 корректирующие коды не используются, и все 2336 байт
данных сектора отводятся для записи информации. Предполагается, что
записываемая информация либо уже содержит корректирующие коды, либо
нечувствительна к незначительным ошибкам, оставшимся после коррекции
низкоуровневым кодом Рида-Соломона. Этот формат предназначен в
основном для записи сжатых звуковых сигналов и изображений.
Диск формата mode 1, на котором совмещены звуковые программы и данные,
называется Mixed Mode Disk. При этом на первой дорожке записываются
данные, а на всех последующих - звуковая информация. Некоторые бытовые
проигрыватели, особенно прежних лет выпуска, не различают формат
дорожек и при попадании на дорожку данных пытаются ее воспроизвести,
что может привести к повреждению усилителей и акустических систем.
Большинство современных проигрывателей либо игнорирует дорожки с
данными, либо имитирует их "воспроизведение" без звука.
Формат mode 2 в чистом виде практически не применяется - на его основе
разработаны форматы CD-ROM/XA (eXtended Architecture - расширенная
архитектура) двух вариантов (Green Book). В первом варианте из блока
данных объемом 2336 байт выделяется 8 байт подзаголовка, 4 байта EDC и
276 байт ECC, оставляя для данных 2048 байт, как и в формате "mode 1";
во втором варианте ECC не используется и для данных остается 2324
байт. На одной дорожке формата XA могут встречаться секторы как
первого, так и второго вариантов. Достоинством такого подхода является
возможность одновременного считывания в реальном времени данных и
звуковой и/или видеоинформации, без лишних перемещений между
дорожками.
Формат CD-I (CD-Interactive - интерактивный CD), описанный в Orange
Book, предусматривает запись видеоизображения на дорожках формата XA и
его воспроизведение при помощи специального проигрывателя CD-I на
бытовом телевизоре параллельно с прослушиванием звуковой программы.
Дорожки формата CD-I не включаются в оглавление диска (TOC), поэтому
они не видны на аппаратуре, не поддерживающей этого формата.
Для совместимости со стандартными звуковыми проигрывателями был
предложен формат CD-I Ready ("готовый к воспроизведению на
проигрывателе CD-I"), в котором для записи изображения используется
растянутая пауза перед первой звуковой дорожкой, игнорируемая
большинством обычных проигрывателей.
Для совместимости с аппаратурой чтения дисков в формате XA был
предложен формат CD-Bridge ("CD-мост"), представляющий собой
включенные в общее оглавление диска дорожки формата CD-I, содержащие
адресные метки обоих форматов - CD-I и XA.
Orange Book определяет также технологию и формат записываемых дисков
CD-R (CD-Recordable), которые могут записываться в несколько приемов
(сессий), а также иметь отштампованную при изготовлении начальную
сессию (так называемый Hybrid Disk - гибридный диск). Каждая сессия
содержит свои зоны Lead In, Program и Lead Out.
Третья часть (Part III) Orange Book описывает технологию и формат
перезаписываемых дисков CD-RW (CD-ReWritable), позволяющих многократно
записывать и стирать информацию на диске.
White Book описывает формат VideoCD, основанный на CD-Bridge и
используемый для хранения движущихся изображений в кодировках AVI,
MPEG и им подобных. Blue Book описывает формат CD-Xtra, состоящий из
двух сеансов - звукового и сеанса данных.
Организацию файловой системы на CD-ROM описывает стандарт ISO 9660.
Уровень (level) 1 этого стандарта включает форматы файловых систем
MS-DOS и HFS (Apple Macintosh). Файлы записываются непрерывно, в виде
последовательностей смежных секторов, вложенность каталогов MS-DOS не
может превышать 8, длина имени - 8+3 символа. В именах и расширениях
файлов допускаются только заглавные буквы A..Z, цифры 0..9 и знак "_".
Уровень 2 описывает файловую систему с длинными именами без
ограничений на набор символов и уровнем вложенности до 32. Уровень 3
дополнительно разрешает прерывистую запись файлов - например, в случае
пакетной записи в несколько этапов. Файловое оглавление сессии (VTOC -
Volume Table Of Contents) записывается в начале дорожки обычными
блоками данных, в отличие от TOC диска, записываемого в субканале Q
зоны Lead In.
Расширение Rock Ridge описывает формат файловой системы UNIX.
Microsoft (Windows 95/NT) использует систему Joliet с поддержкой имен
до 256 символов. Система частично совместима с ISO 9660 подобно VFAT
для магнитных дисков - в ISO длинные имена выглядят своими начальными
символами с добавлением порядкового номера в случае коллизий.
Частным случаем CD-R является формат Kodak Photo CD, используемый для
многосеансовой записи коллекций фотографий. Photo CD использует формат
CD-Bridge, оформленный в файловую систему ISO 9660. Диски Photo CD
могут воспроизводиться специальными проигрывателями на бытовой
телевизор или считываться компьютерными приводами CD-ROM.
Формат CD-Text подразумевает кодирование текстовой информации в битах
субкодов R..W. Это может быть информация о названии, авторах и
содержании диска, а также любая другая текстовая информация.
----------------------------------------------------------------------
- Как устроен привод CD-ROM?
Типовой привод состоит из платы электроники, шпиндельного двигателя,
системы оптической считывающей головки и системы загрузки диска.
На плате электроники размещены все управляющие схемы привода,
интерфейс с контроллером компьютера, разъемы интерфейса и выхода
звукового сигнала. Большинство приводов использует одну плату
электроники, однако в некоторых моделях отдельные схемы выносятся на
вспомогательные небольшие платы.
Шпиндельный двигатель служит для приведения диска во вращение с
постоянной линейной или угловой скоростью (CLV - Constant Linear
Velocity, CAV - Constant Angular Velocity). Сохранение постоянной
линейной скорости требует изменения угловой скорости диска в
зависимости от положения оптической головки. При поиске фрагментов
диск может вращаться с большей скоростью, нежели при считывании,
поэтому от шпиндельного двигателя требуется хорошая динамическая
характеристика; двигатель используется как для разгона, так и для
торможения диска.
На оси шпиндельного двигателя закреплена подставка, к которой после
загрузки прижимается диск. Поверхность подставки обычно покрыта
резиной или мягким пластиком для устранения проскальзывания диска.
Прижим диска к подставке осуществляется при помощи шайбы,
расположенной с другой стороны диска; подставка и шайба содержат
постоянные магниты, сила притяжения которых прижимает шайбу через диск
к подставке.
Система оптической головки состоит из самой головки и системы ее
перемещения. В головке размещены лазерный излучатель на основе
инфракрасного лазерного светодиода с типовой длиной волны 780 нм и
мощностью 0.2-0.5 мВт, система фокусировки, фотоприемник и
предварительный усилитель. Система фокусировки представляет собой
подвижную линзу, приводимую в движение электромагнитной системой voice
coil (звуковая катушка), сделанной по аналогии с подвижной системой
громкоговорителя. Изменение напряженности магнитного поля вызывают
перемещение линзы и перефокусировку лазерного луча. Благодаря малой
инерционности такая система эффективно отслеживает вертикальные биения
диска даже при значительных скоростях вращения.
Система перемещения головки имеет собственный приводной двигатель,
приводящий в движение каретку с оптической головкой при помощи
зубчатой либо червячной передачи. Для исключения люфта используется
соединение с начальным напряжением: при червячной передаче -
подпружиненные шарики, при зубчатой - подпружиненные в разные стороны
пары шестерней.
Система загрузки диска выполняется в трех вариантах: с использованием
специального футляра для диска (caddy), вставляемого в приемное
отверстие привода, с использованием выдвижного лотка (tray), на
который кладется сам диск, и путем прямой вставки диска в приемную
щель привода. Во всех случаях система содержит двигатель для
втягивания/выдвигания лотка, футляра или самого диска, а также
механизм перемещения рамы, на которой закреплена вся механическая
система вместе со шпиндельным двигателем и приводом оптической
головки, в рабочее положение, когда диск ложится на подставку
шпиндельного двигателя. В некоторых приводах рама неподвижно
установлена на амортизаторах, а диск опускается при помощи подвижной
подставки, находящейся на лотке. В ряде приводов (например, Samsung
2432, 3231) привод лотка осуществляется системой перемещения головки,
где для этого предусмотрено переключение передаточного механизма.
При использовании обычного лотка привод невозможно установить в иное
положение, кроме горизонтального. В приводах, допускающих монтаж в
вертикальном положении, конструкция лотка предусматривает фиксаторы,
удерживающие диск при выдвинутом лотке.
На передней панели привода обычно расположены кнопка Eject для
загрузки/выгрузки диска, индикатор обращения к приводу и гнездо для
подключения наушников с электронным или механическим регулятором
громкости. В ряде моделей добавлена кнопка Play/Next для запуска
проигрывания звуковых дисков и перехода между звуковыми дорожками;
кнопка Eject при этом обычно используется для остановки проигрывания
без выбрасывания диска. На некоторых моделях с механическим
регулятором громкости, выполненным в виде ручки, проигрывание и
переход осуществляются при нажатии на торец регулятора.
Электронный регулятор громкости может поддерживать управление по
интерфейсу. В Windows 95 для этого предусмотрен отдельный регулятор
громкости выхода на наушники в свойствах привода (Control Panel ->
Multimedia -> CD Music).
Большинство приводов также имеет на передней панели небольшое
отверстие, предназначенное для аварийного извлечения диска в тех
случаях, когда обычным способом это сделать невозможно - например, при
выходе из строя привода лотка или всего CD-ROM, при пропадании питания
и т.п. В отверстие нужно вставить шпильку или распрямленную скрепку и
аккуратно нажать - при этом снимается блокировка лотка или дискового
футляра, и его можно выдвинуть вручную.
----------------------------------------------------------------------
- Через какие интерфейсы работают CD-ROM?
SCSI, IDE - CD-ROM подключается непосредственно к магистрали SCSI или
IDE (ATA) с заданием номера устройства для SCSI или Master/Slave - для
IDE. IDE CD-ROM обычно работают в стандарте ATAPI (ATA Packet
Interface - пакетный интерфейс ATA).
Sony, Mitsumi, Panasonic - три наиболее распространенных интерфейса,
поддерживаемые многими звуковыми картами и отдельными адаптерами.
Mitsumi и Panasonic используют 40-контактный соединительный кабель,
как для IDE, а Sony - 34-контактный, как для дисководов гибких дисков.
Также бывают CD-ROM с так называемыми Proprietary Interface -
собственным интерфейсом изготовителя, поставляемые в комплекте с
адаптером и соединительным кабелем.
В настоящее время CD-ROM выпускаются только с интерфейсами SCSI и IDE.
----------------------------------------------------------------------
- Почему при работе CD-ROM диск вращается с разной скоростью?
Информация на компакт-диске записана с постоянной линейной плотностью,
поэтому для достижения постоянной скорости считывания скорость
вращения изменяется в зависимости от перемещения считывающей головки.
Стандартная скорость вращения диска - 500 об/мин при чтении с
внутренних зон и 200 об/мин - при чтении с внешних (информация
записывается изнутри наружу).
----------------------------------------------------------------------
- Что означает "n-скоростной" CD-ROM?
При стандартной скорости вращения скорость передачи данных составляет
около 150 кб/с. В двух- и более скоростных CD-ROM диск вращается с
пропорционально большей скоростью, и пропорционально повышается
скорость передачи (например, 1200 кб/с для 8-скоростного).
Из-за того, что физические параметры диска (неоднородность массы,
эксцентриситет и т.п.) стандартизированы для основной скорости
вращения, на скоростях, больших 4-6, уже возникают значительные
колебания диска, и надежность считывания, особенно для дисков
нелегального производства, может ухудшаться. Некоторые CD-ROM при
ошибках чтения могут снижать скорость вращения диска, однако
большинство из них после этого не могут возвращаться к максимальной
скорости вплоть до смены диска.
На скоростях свыше 5000-6000 об/мин надежное считывание становится
практически невозможным, поэтому последние модели 12- и более
скоростных CD-ROM при чтении данных работают в режиме CAV (постоянная
угловая скорость), вращая диск с максимально возможной скоростью. В
этом режиме скорость поступления данных с диска меняется в зависимости
от положения головки, увеличиваясь от начала к концу диска. Указанная
в паспорте скорость (например, 24x) достигается только на внешних
участках диска, а на внутренних она падает примерно до 1200-1500 кб/с.
----------------------------------------------------------------------
- Почему "нелегальные" диски часто читаются хуже "фирменных"?
Стандарт на компакт-диски определяет их физические и оптические
параметры: толщину и отражающую способность алюминиевого слоя, глубину
и форму питов (элементов записи), расстояние между дорожками,
прозрачность защитного слоя, эксцентриситет и т.п. Ведущие фирмы,
производящие компакт-диски, имеют отработанные технологии и надежное
оборудование, позволяющие соблюсти эти параметры; аппаратура и
технологии нелегальных производителей нередко этого не обеспечивают.
Механика и оптика различных моделей CD-ROM имеет разные допуски и
возможности подстройки, из-за чего одни модели могут уверенно читать
диски, практически не читаемые другими моделями. Также, в результате
эксплуатационного износа, параметры привода со временем ухудшаются,
что приводит к ухудшению чтения дисков, которые уверенно читались на
новом приводе.
----------------------------------------------------------------------
- Можно ли визуально определить качество диска?
Приблизительно - можно. Нужно внимательно рассмотреть рабочую
поверхность диска - она должна быть ровной, и на ней не должно быть
царапин, замутненных участков, выпуклостей или впадин, а также
"разводов" на отражающем слое. Затем посмотреть диск на свет (рабочей
стороной к себе) - он может быть слегка прозрачным, но без явных
отверстий в отражающем слое. Чем прозрачнее диск - тем выше
вероятность его неуверенного считывания.
Дешевые диски (особенно производства Китая) обычно не имеют с обратной
стороны защитного лакового слоя - даже мелкая царапина на этой стороне
может привести к полному отказу чтения соответствующей области диска.
----------------------------------------------------------------------
>- Каково качество проигрывания звуковых дисков на CD-ROM?
Проигрывание звуковых дисков является побочной для CD-ROM функцией, и
делается обычно "по остаточному принципу" - простейший (часто
эквивалентный 12- или 14-разрядному) ЦАП и несложный выходной
усилитель. Массовые CD-ROM значительно уступают стационарным
проигрывателям Hi-Fi, отдельные модели приближаются к недорогим
переносным проигрывателям. В любом случае, качество сигнала на выходе
для наушников (передняя панель) хуже, чем на линейном выходе (задняя
стенка) - за счет дополнительных искажений при усилении.
Кроме качества ЦАП, многие CD-ROM не выполняют ни передискретизации
цифрового сигнала для улучшения соотношения сигнал/шум, ни
интерполяции и маскирования - для сглаживания кривой и частичной
компенсации неисправленных ошибок. Отсутствие интерполяции и
маскирования приводит к заметным искажениям и щелчкам при ошибочном
считывании дисков, в то время как на звуковом проигрывателе ошибки
считывания не так заметны.
Многие современные CD-ROM имеют на задней стенке дополнительный выход
звука в цифровом формате (S/PDIF - Sony/Philips Digital Interface
Format - формат цифрового интерфейса Sony/Philips), который можно
подключить к студийной или бытовой аппаратуре, имеющей вход S/PDIF или
AES/EBU, что позволяет воспроизводить звук с диска практически без
искажений (некоторые искажения могут вноситься декодером CD-ROM).
Выход имеет вид двухконтактного разъема и чаще всего обозначается
"Digital Audio".
Аппаратный цифровой выход, если он есть, работает всегда и не требует
наличия каких-либо драйверов или программного включения.
----------------------------------------------------------------------
- Какова максимальная емкость компакт-диска?
Приблизительно 650 Мб (* 1024 * 1024 байт) - 74 минуты записи, поток
данных - 153600 байт/c. Такая продолжительность записи определена
стандартом, однако при более плотном расположении дорожек или самих
питов на диске может быть получено большее время звучания или объем
данных. Подобные диски с отклонениями от стандарта могут неустойчиво
считываться некоторыми приводами, либо не считываться вовсе.
----------------------------------------------------------------------
- Можно ли использовать с IDE CD-ROM драйвер от другой модели?
В большинстве случаев - да, если CD-ROM работает в стандарте ATAPI.
Однако некоторые драйверы могут неправильно работать с чужими моделями
CD-ROM.
----------------------------------------------------------------------
>- Можно ли считать со звукового диска "чистый" звук в цифровом виде?
Можно - для этого нужен CD-ROM, поддерживающий команду Read Long и
способный находить звуковые сектора в режиме прямого доступа
(например, многие из дисководов со SCSI-интерфейсом, большинство
моделей Panasonic), и специальная программа - grabber или ripper - для
считывания полных звуковых секторов, например, CDGRAB, CDDA, CDT,
CD2HDD, CD2WAV - для DOS; WinDAC, CD Copy, CDDA32, CD Worx или Audio
Catalyst - для Windows 95. WinDAC, помимо простого чтения звуковых
дорожек, позволяет одновременно преобразовывать их в другие форматы
посредством системы ACM (например - в MPEG-3 при установленном
Fraunhofer IIS ACM Codec). CDDA32 может самостоятельно преобразовывать
звук в формат ReadAudio.
Часто к таким программам прилагается список моделей CD-ROM,
поддерживающих команду длинного чтения. Из-за небольших различий в
интерфейсах некоторые дисководы не работают с одними из таких
программ, но могут работать с другими.
Под DOS желательно иметь "родной" драйвер используемого CD-ROM, либо
один из универсальных драйверов, поддерживающих Read Long - например,
vide-cdd. Для контроллеров PIIX (системные платы на Intel Triton)
можно рекомендовать универсальный драйвер TriCD.sys от Triones.
Под Windows 95, если используется контроллер PIIX и стандартный
драйвер IDE ATAPI его распознает - это чаще всего мешает нормальному
чтению звуковых дисков. В этом случае также нужно установить либо
собственный драйвер CD-ROM под Win95, либо драйвер от Triones версии
3.22 или старше. Можно также попробовать установить драйвер MKEATAPI
от серии CD-ROM Panasonic ATAPI.
Для Windows 95 существует переработанный драйвер CDFS.VXD неизвестного
происхождения, представляющий дорожки на звуковом диске в виде обычных
дисковых файлов с расширением WAV. Драйвер копируется в каталог
SYSTEM\IOSUBSYS, заменяя собой стандартный драйвер CDFS.VXD (старый
драйвер нужно либо удалить, либо переименовать, изменив расширение).
При активном новом драйвере в оглавлении звукового диска, кроме файлов
Track#.CDA, появляется дерево каталогов - Mono/Stereo, 8bit/16bit,
11025/22050/44100, в нижних уровнях которых находятся сами файлы в
соответствующих форматах. По непонятной причине драйвер не может
читать со многих дисков первую звуковую дорожку.
Обычные программы чтения для DOS чаще всего не работают в DOS-сеансе
Windows - в этом случае нужно использовать "родные" программы - с GUI
либо консольные (CDDA32).
Одна из основных проблем при считывании звуковых дисков - ошибки
синхронизация между кадрами. Они возникают главным образом по той
причине, что большинство приводов CD-ROM ориентировано на чтение
дисков с данными (Data CD), а возможность чтения "сырых" звуковых
кадров является побочной функцией. Благодаря тому, что в формате
сектора Data CD всегда есть заголовок, содержащий его адрес и тип,
привод может уверенно находить нужный сектор без точного слежения за
информацией субканала Q, в которой записаны адреса кадров формата
CD-DA. В результате привод, корректно позиционирующийся на сектор с
данными, часто не в состоянии сделать это для кадра CD-DA; в ряде
случаев причиной служит внутренний буфер, в который считанные кадры
попадают уже без временнЫх меток, считанных из субканала Q. Программа,
читающая кадры, получит в таком случае данные, смещенные вперед или
назад - на несколько отсчетов или даже целых кадров.
Многие приводы, не умеющие корректно позиционироваться на звуковые
кадры, тем не менее дают удовлетворительные результаты при аккуратном
непрерывном чтении, когда программа успевает забирать данные из буфера
примерно с той же скоростью, с которой они туда поступают. Нарушение
этого баланса - медленный процессор, частое переключение задач,
конкуренция устройств на одном интерфейсе, повторение чтения из-за
сбоя и т.п. - приводит к перепозиционированию и ошибкам.
Для борьбы с ошибками синхронизации большинство программ имеет режим,
в котором проверяется правильность стыковки соседних секторов путем их
чтения с перекрытием (overlapping). При использовании CD-ROM с бОльшим
объемом буфера вероятность ошибок снижается, а на приводах с корректно
реализованным чтением их не возникает вообще.
При чтении звуковых дисков на различной аппаратуре, с помощью
различных программ и даже при повторном чтении начало звуковых данных
в файле может сдвигаться - за счет той же невозможности точного
позиционирования на нужный сектор дорожки в большинстве приводов.
Нарушения синхронизации в результате позиционирования часто ошибочно
называют "джиттер" (jitter). На самом деле термином jitter принято
обозначать дрожание фазы цифрового сигнала из-за быстрых колебаний
скорости потока, порожденных работой схем фазовой автоподстройки
частоты (ФАПЧ), нестабильностью генераторов, помехами, наводками и
т.п. В некотором смысле нарушения синхронизации тоже являются фазовыми
ошибками более высокого уровня, однако применение к ним термина jitter
не совсем корректно.
----------------------------------------------------------------------
>- Как работает режим цифрового воспроизведения в OS/2 и Windows?
В OS/2 "Merlin" и Windows 98 реализован режим Digital Transfer
(Digital Audio), когда для проигрывания CD вместо "родного" для
привода режима воспроизведения используется цифровое чтение, результат
которого воспроизводится через Wave-канал звуковой карты. По сути,
проигрыватель при этом работает подобно программе прямого чтения
звуковых дорожек, а вся требуемая поддержка реализована на уровне ОС.
В отличие от классической схемы, когда сигнал преобразуется в
аналоговую форму в ЦАП привода, после чего по соединительному кабелю
поступает в микшер звуковой карты, откуда передается на ее выход, в
этом режиме звуковая дорожка считывается непосредственно в цифровом
виде, подается на ЦАП звуковой карты, откуда звук передается в микшер
и далее на выход. Таким образом, заменяется ЦАП и исключается выходной
усилитель привода.
В тех случаях, когда качество ЦАП и усилителя звуковой карты выше, чем
в CD-ROM, это может дать заметное улучшение звука; однако параметры
большинства простых звуковых карт гораздо хуже, чем в CD-ROM даже
среднего класса. Сравнить звук можно, подав сигнал непосредственно с
линейного выхода CD-ROM на внешний усилитель, а затем воспроизведя
через звуковую карту ту же дорожку, считанную в файл.
Режим цифровой передачи включается только для тех приводов, которые
способны считывать звуковые кадры в реальном времени, пусть и не
совсем идеально. Windows использует только один из возможных способов
чтения звуковых кадров, поэтому нередко для приводов, успешно
работающих с программами прямого чтения, режим Digital Transfer
оказывается недоступным.
В русской версии Windows термин Digital Audior, как и многие другие,
переведен в корне неправильно - как "цифровой выход", отчего многие
пользователи путают этот режим с использованием аппаратного выхода
S/PDIF. На самом деле поддержка цифровой передачи и наличие/работа
аппаратного цифрового выхода никак не связаны между собой.
Некоторые приводы, следуя соглашениям о защите авторских прав, при
чтении звуковых секторов могут выдавать их содержимое в измененном
виде (например, с применением сглаживающих полиномов); при однократном
копировании эти различия практически незаметны на слух.
----------------------------------------------------------------------
- Как узнать способность привода аккуратно читать звуковые секторы?
В общем случае - только путем экспериментов, так как в спецификации
приводов это никак не отражается. Поддержка Read Long есть в
большинстве приводов, однако лишь некоторые способны точно
позиционироваться на них в режиме прямого доступа (без программной
синхронизации)
Проверка привода заключается в многократном (два-четыре раза)
считывании без программной синхронизации одних и тех же звуковых
дорожек (желательно длинных, по 10-15 минут) с начала и конца диска,
желательно - с активной параллельной работой других программ и
нагрузкой на винчестер, с последующим двоичным сравнением файлов. Если
и длины файлов, и их содержимое из раза в раз совпадают - привод
работает предельно аккуратно.
В ряде случаев начало дорожки в файле может иметь переменное смещение,
но остальные части файлов полностью совпадают - такой привод тоже
можно считать достаточно точным. Если же различаются и длина, и
содержимое - можно попробовать сменить драйвер, установить
MKEATAPI.MPD, сменить программу чтения (можно начать с DAC 2.3/DOS или
WinDAC 1.33 by Chris Schmelnik). Если и это не приводит к успеху -
помочь может только программная синхронизация, да и то не всегда,
поскольку некоторые приводы могут выдавать по интерфейсу результаты
работы интерполятора, которые на дисках низкого качества будут
различаться от чтения к чтению.
В крайнем случае, когда даже с программной синхронизацией возникают
щелчки и провалы - можно попробовать программу CD Worx, читающую
дорожки в виртуальную память. За счет исключения параллельных
обращений к винчестеру это может помочь достаточно чисто прочитать
дорожку или ее часть, однако свободного объема ОЗУ должно хватать для
размещения всего читаемого звука. В случае исчерпания физической
памяти начинается откачка (свопинг) на винчестер, что снова вносит
сбои в процесс чтения, и к тому же требует значительного (от десятков
минут до нескольких часов) времени для переноса звука из файла
подкачки в WAV-файл.
Даже если достигнута надежная повторяемость результатов чтения,
необходимо подтвердить или исключить возможность намеренного искажения
приводом считываемых данных. Для этого полученные файлы нужно сравнить
с файлами, считанными на других приводах с доказанной повторяемостью,
учтя при необходимости возможный разброс в начальном смещении и длинах
файлов.
Для следующих приводов способность точно считывать звуковые секторы
доказана экспериментально:
Acer: 620A (прошивка 201N и позднее), 624A
Panasonic: CR-584, 585 и дальше; желателен суффикс "B"
Pioneer: DR-511 (A24X), не все прошивки; DR-502S (A02S)
Sony: CDU711, 811
Samsung: SCR-2030, 2430
Teac: 532
Менее надежно (возможны сбои при паузах в процессе чтения и
перечитывании блоков) работают следующие приводы:
Samsung: SCR-2432, 3231
----------------------------------------------------------------------
- Почему звуковой диск, хорошо играющий в CD-ROM, плохо читается?
При воспроизведении звуковых дисков для неисправленных ошибок
включается механизм подстановки соседних верных отсчетов сигнала или
интерполяции, когда ошибочные отсчеты вычисляются по верным так, что
образуют с ними плавную кривую. Это исключает щелчки и явные помехи,
хотя и вносит в звук некоторые искажения, малозаметные или вовсе
незаметные в устройствах такого качества, как CD-ROM. При чтении же
диска большинство приводов отдает кадры непосредственно после
декодера, минуя интерполятор, и неисправленные ошибки при этом
проявляются в виде тресков и провалов в звуке. Интерфейс не
предусматривает пометки отдельных ошибочных отсчетов в кадре - привод
может пометить только весь кадр как верный либо как ошибочный. Ряд
приводов всегда возвращает признак верного кадра, если при чтении не
было сбоев синхронизации, независимо от наличия в кадре неисправленных
ошибок.
----------------------------------------------------------------------
- Каково время жизни компакт-дисков?
Это время для дисков, изготовленных и используемых в полном
соответствии с технологией, приблизительно оценивается в несколько
десятков лет. Однако сравнительная молодость даже технологий CD-DA и
CD-ROM, не говоря уже о CD-R и CD-RW, не позволяет учесть все
возможные факторы (различные нарушения технологии изготовления и
записи, помутнение поликарбонатного прозрачного слоя, окисление
отражающей фольги в результате диффузии кислорода из органических
слоев, проникновение кислорода воздуха и влаги через торцы диска и
т.п.), поэтому реальная цифра оценивается примерно в 10-15 лет. В
случае дисков невысокого качества наблюдается снижение надежности
чтения штампованных дисков после 5-6 лет эксплуатации, а записываемых
- после одного-двух лет.
----------------------------------------------------------------------
- Почему надежность работы многих приводов ухудшается со временем?
В основном это вызывается двумя причинами: загрязнением фокусирующей
линзы и деградацией лазерного излучателя (светодиода).
Линза чаще всего загрязняется в результате попадания на нее пыли и
табачного дыма. Для чистки линз можно использовать специальные
чистящие диски, однако некоторые из них имеют жесткие кисточки,
способные поцарапать пластмассу линзы. Более аккуратно линза очищается
путем разборки привода и промывания тампоном из натуральной ваты,
смоченным теплой водой с мылом, с последующей протиркой таким же сухим
тампоном. Обращаться с линзой нужно предельно аккуратно, чтобы не
повредить ее мягкую пластмассу и детали подвески.
Деградация (уменьшение светимости) лазерного излучателя возникает в
тех случаях, когда в приводе использован светодиод низкого качества,
либо он работает в предельном для него режиме. В ряде случаев
положение можно улучшить, увеличив мощность излучения подстроечным
резистором, который имеется на головках большинства приводов, однако
через некоторое время мощность снова упадет ниже нормы. Чрезмерное
увеличение мощности также снижает надежность считывания дисков, и к
тому же ускоряет деградацию излучателя.
Еще одна возможная причина - износ механических частей привода и
ухудшение точности позиционирования, однако такое происходит в
основном лишь в очень простых и дешевых приводах, где не приняты меры
для устранения люфтов передаточного механизма.
----------------------------------------------------------------------
- Почему могут не читаться видеодиски?
Для чтения видеодисков необходима поддержка со стороны самого
дисковода и его драйвера, а также программы распаковки (проигрывателя)
видеоформата. Некоторые комбинации из привода, контроллера, драйвера и
программы распаковки друг с другом. Можно попробовать сменить драйвер
или программу распаковки. Встречаются также случаи, когда при
установке CD-ROM на один канал с HDD видеодиски воспроизводятся
значительно медленнее.
----------------------------------------------------------------------
- Что такое DVD?
Первоначально Digital Video Disk - цифровой видеодиск, затем Digital
Versatile Disk - цифровой многоцелевой диск. Система записи подобна
CD, но имеет гораздо большую плотность записи, что дает емкость самого
простого диска около 4.7 Гб.
DVD могут быть двухслойными, содержащими два различных информационных
слоя, расположенных на разной глубине и считываемых независимо, а
также двусторонними. Введение второго слоя сопряжено с некоторыми
накладными расходами на независимую обработку слоев, и увеличивает
емкость диска в 1.8 раза, а организация второй стороны удваивает
емкость. Таким образом, двухслойный двусторонний диск имеет емкость 17
Гб.
В настоящее время DVD ориентированы в основном на запись видеофильмов
со встроенной локализацией (звуковое сопровождение и субтитры на
различных языках, из которых проигрывателем автоматически выбирается
нужный язык). Диск минимальной емкости вмещает 133-минутный фильм в
формате MPEG-2.
DVD с произвольными данными обозначаются DVD-ROM, записываемые -
DVD-R, перезаписываемые - DVD-RAM. DVD-R имеют максимальную емкость
около 3.9 Гб, DVD-RAM - 2.6 Гб.
Большинство приводов DVD может читать и обычные CD, однако для
считывания слоев DVD используются лазеры с длиной волны 650 и 635 нм
(видимый красный цвет), что может создать проблемы чтению обычных
дисков в этих приводах.
----------------------------------------------------------------------
- В чем причины плохой работы приводов CD-ROM Samsung-631?
Помимо невысокого качества самого механизма и системы считывания, в
этих приводах наблюдается недостаточный прижим диска к шпинделю,
отчего диски проскальзывают при разгоне и торможении. Причиной слабого
прижима является большой зазор между магнитом шпинделя и металлическим
диском, который притягивается магнитом. Michael Svechkov
(2:460/140@FidoNet) рекомендует приклеить к магниту стальную шайбу
толщиной 1-2 мм, подобрав ее так, чтобы зазор между магнитом и
металлическим диском был минимальным, однако при самых тонких дисках
они не должны соприкасаться между собой, иначе будет нарушена работа
системы выдвигания лотка.
----------------------------------------------------------------------
- Почему CD-ROM с надписью Creative определяется как MATSHITA?
MATSHITA - сокращенное до восьми символов (ограничение на размер
идентификатора) название концерна Matsushita Electric Co., наиболее
известными торговыми марками которого являются Panasonic, Technics и
National. Компания Creative не выпускает собственных приводов CD-ROM,
заказывая их у ряда производилелей; чаще всего под маркой Creative
встречаются модели Panasonic и Samsung.
----------------------------------------------------------------------
- Где найти программы, драйверы и информацию по CD-ROM?
ftp.panasonic.co.jp - MKEATAPI.MPD (файл 58x_95)
http://www.aha.ru/~alegr - CD2HDD
http://sunny.aha.ru/~gw/ - CD2WAV и CD2SB
http://members.aol.com/mbarth2193 - CDCOPY
http://www.ncf.carleton.ca/~aa571/index.html - CDDA
http://www.tfh-berlin.de/_s570959/cdworx.html - CD Worx
http://members.aol.com/schmelnik/dac.html - WinDAC
http://www.faqs.org - большое собрание FAQ
www.cd-info.com
Большая подборка материалов по CD-ROM имеется на www.cdrom-guide.com
Обширная информация по компьютерной аппаратуре на русском языке есть
на www.ixbt.ru.
----------------------------------------------------------------------
Большое спасибо всем приславшим ответы, рекомендации, замечания и
советы для этого FAQ.
Текст FAQ в альтернативной кодировке доступен для FReq на
2:5000/14@FidoNet по имени CDROMFAQ. FAQ по звуковым дискам (CD-DA)
находится в файле CDDAFAQ, по записываемым дискам и приводам CD-R -
CDRFAQ. Полный пакет FAQ и описаний доступен на
ftp://spider.nrcde.ru/pub/text/tech/emtcfaqs.zip и через страницу FAQ
на http://spider.nrcde.ru. Пакет распространяется также по FIDO
fileecho XHRDDOCS.
======================================================================
|