Оптические накопители

2.1.3. Оптические накопители

Форматы компакт-дисков. Впервые компакт-диски (CD — Compact Disk) начали использоваться исключительно для цифровой записи звука и требовали для воспроизведения специального устройства — CD-плеера. Появление этой технологии ознаменовало новую эру в звукозаписи. Ни одно из звукозаписывающих устройств прошлых поколений не может сравниться с этой технологией ни по качеству записи, ни по компактности носителя, ни по цене. Дальнейшее развитие этой технологии позволило использовать компакт диски для записи любой цифровой информации и, как следствие, определило огромную популярность CD для хранения информации в персональных компьютерах (рис. 2.27)

Информация записывается на
диске вдоль спиральной дорож- *• *
ки, почти как на грампластин- » "

ке. Только на грампластинке спи
ральная дорожка идет от пери
ферии диска, а на CD наоборот,
от центра диска к его краю. Рис. 2.27. Привод CD-ROM

Рис. 2.28. Компакт-диск:

А — слой изображения на CD; Б — защитный лак; В — отражающий слой (алюминий); Г — основа (поликарбонат)

Технология производства компакт-дисков, как и грампластинок, также состоит из двух этапов. Компакт-диски изготавливаются только в заводских условиях на специализированном промышленном оборудовании. Первый этап — создание мастер-диска. На заготовке диска формируется спиральная дорожка, вдоль которой лазером выжигаются микроскопические участки. Второй этап — это штамповка тиража с мастер-диска. При считывании информации лазерный луч скользит по поверхности диска и отражается на фотодетектор. В том месте, где при

записи был «выжжен» участок, луч рассеивается и регистрируется как ноль, в противном случае — как единица (рис. 2.28).

Информационная емкость обычного CD-ROM составляет 650 Мбайт. Это могут быть программы, данные, музыка, статическое изображение или видео. Длительность записи звука или видеосигнала составляет 20 мин. Стандартные средства Windows позволяют считывать с дисков практически любую информацию. Это привело к тому, что CD получили широчайшее распространение. Основным недостатком компакт дисков является невозможность записи на него новой информации, поэтому он и имеет в названии ROM (память только для чтения). Информация считывается с диска с помощью специального привода или CD-дисковода, который состоит из платы электроники, электродвигателя, 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. Двигатель служит для вращения диска с постоянной линейной скоростью.

Система считывания состоит из оптической головки и системы ее позиционирования. В головке размещены маломощный лазерный излучатель, система фокусировки, фотоприемник и предварительный усилитель. Система загрузки диска обычно выполняется в виде выдвижного лотка (tray), на который укладывается сам диск, и двигателя, приводящего в движение диск. Надо отметить, что в современных приводах предусмотрена возможность его работы в вертикальном положении.

В настоящее время привод CD-ROM фактически стал устройством, входящим в стандартную комплектацию ПК. Современные

модели приводов имеют типоразмер 5,25 дюйма и вставляются в соответствующий отсек системного блока. На передней панели дисковода располагаются кнопка Eject для загрузки/выгрузки диска, индикатор обращения к приводу и гнездо для подключения наушников с регулятором громкости. Большинство приводов 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 дисковода, при аварийном отключении питания и т.п.). В отверстие нужно вставить шпильку или распрямленную скрепку и аккуратно нажать — при этом снимается блокировка лотка и его можно выдвинуть вручную даже при выключенном компьютере.

Привод CD-ROM может читать и обычные звуковые компакт-диски. Для того чтобы их прослушать, достаточно подключить к дисководу наушники. Привод CD-ROM по качеству звуковоспроизведения значительно уступает стационарным проигрывателям Hi-Fi, поскольку встроенный предусилителъ не может обеспечить высокое качество звучания. Однако у всех дисководов на задней панели есть цифровой выход для подключения к звуковой карте, которая имеет значительно более высокие показатели звуковоспроизведения. Для того чтобы это оценить, к выходу карты нужно подключить высококачественные акустические системы.

Основным параметром привода CD-ROM является скорость его работы, точнее скорость считывания данных, которая измеряется относительно скорости обычного музыкального CD-плеера (150 Кбайт/с). Например, параметр 52х означает, что теоретически дисковод может обеспечить считывание данных с диска в 52 раза выше, чем это делает стандартный CD-плеер. Однако это вовсе не значит, что реальная скорость обмена данными действительно возрастет в 52 раза. По разным причинам увеличение кратности дисковода даст существенный выигрыш в скорости считывая информации только для дисков, записанных с расчетом на использование высокоскоростных приводов. У старых дисков высокая скорость считывания может привести к сбоям. Для таких ситуаций существуют даже специальные программы, уменьшающие скорость считывания данных. Еще одним важным параметром приводов CD-ROM является время доступа. В настоящее время у хороших приводов оно варьируется в пределах 80...60 мс. Чем меньше время доступа, тем выше быстродействие привода.

Компакт-диски CD-ROM, как и звуковые диски, производятся только в заводских условиях на специальном промышленном оборудовании. Этот процесс иногда называют штамповкой. При всех неоспоримых преимуществах, которые имеет CD-ROM перед другими носителями информации, у него есть один весьма существенный недостаток — на него нельзя записывать информацию. Однако развитие информационных технологий быстро привело к созданию компакт-дисков с возможностью записи на них любых цифровых данных.

Запись на CD.Первой появилась технология однократной записи на компакт-диск — стандарт CD-R (CD-Recordable). Для записи информации на диск необходимы специальный пишущий привод, заготовка диска, или так называемая болванка, и соответствующее программное обеспечение. В отличие от обычного штампованного диска, заготовка пишущего диска между основой и отражающим слоем имеет еще и активный, или рабочий, слой из органического материала, темнеющего при нагревании, который и позволяет осуществлять запись на диск. От его характеристик зависят надежность и качество считывания информации. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою. На рабочий слой напыляется светоотражающий материал. В записывающих компакт дисках обычно для этого используется серебро, позволяющее добиться 65...80%-го коэффициента отражения. На защитный слой наносится полиграфическая картинка (рис. 2.29). На CD-Rорганизуется такая же информационная структура, что и на обычных штампованных компакт-дисках. Это позволяет при помощи соответствующего программного обеспечения записывать на CD-R различную информацию, которая затем может быть считана обычными приводами CD-ROM. Отражающая способность зеркального слоя у дисков CD-R немного ниже обычного, поэтому некоторые диски не очень хорошо читаются обычными приводами CD-ROM.

Такая технология записи на компакт-диск явилась огромным шагом вперед по сравнению с обычными CD-ROM, однако имеется весьма существенный недостаток — запись можно провести только один раз, поэтому в дальнейшем диск может использоваться только как обычный штампованный компакт-диск (изменить что-нибудь в этой записи уже нельзя). Кроме того, если при записи диска произошел какой-нибудь сбой, то ошибку уже невозможно исправить, так как заготовка без-

надежно испорчена. Дальнейшее развитие технологии записи компакт-дисков привело к созданию -устройств многократной записи на диск. Данные в отличие от CD-R могут неоднократно записываться и стираться с диска.

В технологии CD-RW (CD-Re Writable) используется промежуточный слой из органической пленки, изменяющей под воздействием лазерного луча свое фазовое состояние с аморфного на кристаллическое и обратно, в результате чего прозрачность рабочего слоя обратимо меняется. Такая технология обеспечивает до десятков тысяч циклов перезаписи, поэтому CD-RW можно использовать как обычный сменный диск и писать на него можно прямо из приложений. Стандартные приводы CD-ROM, вообще говоря, не обязаны читать CD-RW, но, как правило, большинство из них способны это делать.

На дисках обычно указывается их информационная емкость, как правило, 650 Мбайт (рис. 2.30). На диске или коробке сообщается также максимально допустимая скорость записи (скажем, 4х). Для записи на повышенных скоростях нужен рассчитанный на эти скорости регистрирующий слой. Превышение допустимой скорости записи может привести к смазыванию информационных меток и ненадежному воспроизведению информации.

Рекордер, или пишущий привод, — это устройство для записи данных на компакт диск (и их считывания). Все современные CD-рекордеры могут работать как с CD-R, так и с CD-RW дисками. Скорость обмена данными рекордера характеризуется тремя значениями. Первое обычно характеризует скорость записи в режиме CD-R, второе — скорость записи CD-RW, а третье — скорость чтения данных с диска. Например, запись 6х/4х/24х характеризует скорость записи CD-R-6x, CD-RW-4x, а скорость чтения дисков составляет 24х.

Существуют два основных режима записи на CD-R: DAO (Disk At Once — «весь диск за один прием») и TAO (Track At Once — «одна дорожка за один прием»). При записи методом DAO лазер включен на протяжении записи всего диска. Диск, записанный за один прием, является наиболее универсальным и считывается любыми приводами компакт-дисков. Однако после записи диска на него невозможно будет дописать новые данные, а это не всегда удобно. Такой режим используется обычно для записи мастер-дисков с целью последующего тиражирования путем штамповки, так как типовое оборудование для изготовления матриц воспринимает только непрерывно записанные оригиналы. При записи методом ТАО лазер включается в начале каждой дорожки и отключается в ее конце. Использование при записи режима ТАО позволяет последовательно записывать диск за несколько сеансов записи — такой режим более предпочтителен для домашнего использования.

Обычный компакт диск имеет диаметр 120 мм. Однако все приводы имеют посадочное место для 80 мм дисков. Диски диаметром 80 мм являются еще одним стандартом, используемым в ПК. Емкость таких дисков составляет 180 Мбайт. Такие CD-R/RW диски иногда используются в цифровых фото- и видеокамерах.

Форматы DVD.Аббревиатура DVD иногда расшифровывается как Digital Video Disc. Однако существует и другая версия трактовки («V» от англ. versatil — «многосторонний, разносторонний»). DVD является прекрасным носителем для данных любого типа и может использоваться в ПК как сменный носитель информации.

Привод DVD выглядит как обычный CD, однако возможностей у DVD гораздо больше. Диски DVD могут хранить в 26 раз больше данных по сравнению CD-ROM. Технология DVD стала огромным скачком в области носителей информации. Стандартный однослойный односторонний диск может хранить до 4,7 Гбайт данных. Но DVD могут изготавливаться по двухслойному стандарту, который позволяет увеличить количество хранимых на одной стороне данных до 8,5 Гбайт. Кроме того, диски DVD могут быть двусторонними, что увеличивает емкость диска до 17 Гбайт. Для записи и считывания данных с DVD-диска служит специальное устройство — привод DVD-ROM. Но поскольку технология DVD совместима с CD, то привод DVD-ROM будет также читать и компакт диски, записанные в разных форматах. Таким образом, стандарт DVD во всех отношениях более предпочтителен относительно CD. Единственный его недостаток — относительно высокая стоимость. Однако технология производства приводов DVD постоянно совершенствуется, что закономерно ведет к снижению их рыночной стоимости. Видимо, недалеко то время, когда эти приводы окончательно вытеснят CD-ROM.

Как и CD, диски DVD хранят данные за счет расположенных насечек вдоль спиральных треков на отражающей металлической поверхности, покрытой пластиком. Используемый в устройствах чтения DVD-дисков лазер скользит вдоль треков по насечкам, а отраженный луч интерпретируется приемным устройством в виде единиц или нулей. Основное требование при разработке DVD было простым: увеличить емкость хранимых данных за счет расположения как можно большего числа насечек вдоль треков на диске. В настоящее время используется несколько типов DVD:

Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный) — самый простой и распространенный тип дисков. Его информационная емкость составляет 4,7 Гбайт, что позволяет записать 120 мин видеоизображения;

Single Side/Dual Layer (односторонний/двухслойный). Диски имеют два рабочих слоя, причем внешний сделан полупрозрачным, чтобы обеспечить доступ лазерного луча к внутреннему слою. Оба слоя имеют одну рабочую сторону, и на таком диске можно разместить 8,5 Гбайт данных;

Double Side/Single Layer (двусторонний/однослойный). На таком диске помещается 9,4 Гбайт данных (по 4,7 Гбайт на каждой стороне). Нетрудно заметить, что емкость такого диска вдвое больше емкости одностороннего/однослойного DVD-диска. Между тем из-за того, что данные располагаются с двух сторон, придется переворачивать диск или использовать устройство, которое может прочитать информацию с обеих сторон диска самостоятельно;

Double Side/Double Layer (двусторонний/двухслойный). Самый сложный вариант. Обеспечивает возможность разместить на диске до 17 Гбайт данных (по 8,5 Гбайт на каждой стороне). Такой диск по сути представляет собой два сложенных вместе односторонних/двухслойных диска.

Но это еще далеко не предел информационной емкости оптических дисков. В 2003 г. девять ведущих производителей дисков утвердили новый стандарт DVD-RAM для следующего поколения оптических дисков. В них чтение/запись производится голубым (точнее фиолетовым) лазером с длиной волны 405 нм, что позволяет на одной стороне диска размещать до 27 Гбайт, а в двухслойном варианте — 50 Гбайт.

В таких дисках, которые называются Blu-Ray Disc, расстояние между треками (tracking pitch) уменьшено до 0,32 мкм, а минимальный размер пита составляет 0,138 мкм. Это позволяет размещать на диске до 13 ч видео стандартного разрешения (рис. 2.31). В принципе, каждый из этих форматов могут поддерживать два варианта записи:

DVD-Video: формат записи видео, используемый для производства видеофильмов;

МРЕС2-видео с многоканальным «объемным» звуком (Dolby
digital/surround 5.1). Эта спецификация определяет запись на диск более 2 ч видеозаписи; до восьми языков звукового сопровождения; субтитры на 32 язы
ках; интерактивное разветвленное меню с произвольным доступом к различным главам и вариантам отображения; возможность задания и пользовательского выбора до девяти углов зрения (camera angles) на показываемый объект; цифровую и аналоговую защиты от копирования. Такие диски в настоящее время все больше вытесняют на рынке видеопродукции видеокассеты и видео на CD.

Защита от копирования.Одно из основных требований, выдвинутых к производству DVD-Video, состоит в защите авторских прав. Видео такого высокого качества нужно защитить от копирования. Для этого разработано несколько уровней аналогового и цифрового шифрования.

Аналоговая защита. Видео и DVD можно смотреть на телевизоре, но его нельзя переписать на видеомагнитофон. Это осуществляется за счет специальных сигналов, которые записаны вместе с изображением. При воспроизведении на экране ТВ они не видны, но при попытке записать на видеомагнитофон на записи появляются помехи. Изображение сильно искажается, теряет в качестве, становится смазанным. Это можно обойти путем использования специальных декодеров.

Региональная защита. DVD-диски для защиты от незаконного копирования имеют специальный код, соответствующий различным частям света. Оборудование может воспроизводить диски только в пределах своей зоны. Для того чтобы ограничить и проконтролировать распространение дисков по странам, на DVD-форуме мир поделили на шесть регионов:

1 - Канада и США;

2 — Япония, Европа, Ближний Восток, Южная Африка;

3 — Юго-Восточная и Восточная Азия;

4 — Австралия, Новая Зеландия, Океания, Центральная и
Южная Америка, Мексика, страны Карибского бассейна;

5 — бывший СССР, Индия, Африка, Северная Корея, Монго
лия;

6 — Китай.

Это деление обусловлено тем, что в различных странах фильмы обычно поступают в прокат в разное время. Когда фильм на DVD или видео уже продается в Америке, в Европе он может только появиться в кинотеатрах. На дирке закодирован код региона, в котором его разрешается просматривать. Проигрыватель DVD также имеет свой код региона (т.е. абсолютно одинаковые модели плееров работают каждый строго в своем регионе) и будет показывать этот фильм только в том случае, если их коды регионов совпадают. Существуют, конечно, фильмы, не имеющие кода (он не обязателен — это чисто коммерческий трюк), хотя их мало, и они проигрываются на любом приводе. В компьютерных приводах DVD-ROM ситуация несколько лучше. Большинство современных приводов DVD-ROM позволяет менять код региона до пяти раз. Код устанавливается и меняется в декодере. На некоторые приводы можно найти в Интернете прошивки, которые делают их мультизонными, т.е. проигрывающими любые диски, но это вы делаете уже на свой страх и риск, так как гарантия на устройство может пропасть.

Цифровая защита. Диски имеют еще один уровень защиты от копирования. Для этого в служебной зоне привода записан уникальный 64-битный идентификационный номер (disk ID). С помощью этого номера содержимое диска шифруется по специальному алгоритму. При проигрывании такого диска сначала читается disk ID, потом с его помощью расшифровывается видеосигнал. При копировании такого диска копируются только данные, но не уникальный disk ID, поэтому проиграть скопированное будет нельзя. Существуют различные способы обхода этих методов, но все они незаконны.

Запись на DVD.В настоящее время используется несколько стандартов записываемых DVD: DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW, DVD-R. К сожалению, эти форматы не всегда совместимы между собой. Обычные приводы DVD-ROM могут и не читать какие-то из этих форматов. Это относится и к стационарным DVD-плеерам. Существует еще одна универсальная разновидность приводов — DVD-multi. Привод с таким логотипом должен читать и писать DVD-R, DVD-RW и DVD-RAM. Столь большое разнообразие форматов записи и соответствующих носителей приводит к проблемам взаимной совместимости различных дисков, устройств записи и воспроизведения. Однако нет никакого сомнения, что в ближайшем будущем стандарты будут унифицированы и на смену существующим форматам придет один-два универсальных формата записи/воспроизведения.

DVD-R — это самый первый формат записываемого DVD, разработанного по аналогии с CD-R, поэтому имеет с ним много общего. Физически DVD-R-диск — это 80- или 120-миллиметровый однослойный оптический диск, толщиной 1,2 мм. Существуют двусторонние дисьси DVD-R. Они имеют два светоотражающих слоя, разделенных склеивающим слоем. Принцип записи DVD-R точно такой же, как у его предшественника CD-R. Рабочий слой меняет свои характеристики под воздействием луча лазера повышенной мощности. DVD-R по сравнению с CD-R имеет более узкие дорожки и совсем другой формат записи данных. Как и CD-R, DVD-R диск записывается один раз, но зато на 100 лет.

После создания дисков с однократной записью логичным шагом стало создание многократно перезаписываемых дисков. Так появился DVD-RW, который построен на тех же принципах, что и CD-RW: используется такой же лазер, диски имеют одинаковый формат. Единственное отличие заключается в покрытии. В качестве рабочего слоя используются материалы, которые могут многократно менять свои свойства (отражающую способность) под воздействием лазерного луча разной мощности так же, как и в обычных CD-RW. Теоретически возможно создание двусторонних DVD-RW дисков, но на сегодняшний день таких примеров неизвестно. Объем односторонних DVD-RW дисков составляет 4,7 Гбайт. По утверждению производителей, DVD-RW диски могут перезаписываться не менее 1000 раз.

Принцип записи информации на DVD-RAM (DVD-Random Access Memory) (рис. 2.32) примерно такой же, как и у DVD-RW, — лазер нагревает поверхность диска, в результате меняются оптические свойства рабочего слоя. Главной особенностью дисков DVD-RAM являются специальные метки, нанесенные на диск (точнее болванку) еще при его производстве. Эти метки отмечают начало секторов. Особенность DVD-RAM в том, что его можно отформатировать в обычную файловую систему FAT32. Диски DVD-RAM могут быть как одно, так и двусторонние. Объем одностороннего DVD-RAM составляет 4,7 Гбайт, двустороннего — 9,4 Гбайт. Для записи диск должен быть в картридже, и это еще одно принципиальное отличие дисков DVD-RAM от всех остальных, причем зачастую картриджи намертво запаяны. Если все же извлечь диск DVD-RAM из картриджа, то появляется возможность использовать его в обычном приводе DVD-ROM. По утверждению производителей, диск DVD-RAM может быть перезаписан не менее 100 тыс. раз и запись должна сохраняться на диске не менее 30 лет.

Формат DVD+RW не имеет формального статуса, т.е. пока еще не одобрен соответствующими международными организациями. Для записи данных в нем используется та же технология, что и в CD-RW. Разница между ними в формате записи. Так, DVD+RW приводы поддерживают запись в несколько сеансов. Благодаря более точному позиционированию лазера в процессе записи привод DVD+RW позволяет перезаписывать любую часть содержимого диска прямо наверх, не стирая старого содержимого. Это же позволяет осуществить и уникальную коррекцию ошибок при записи — плохо записавшийся сектор автоматически перезаписывается заново.

Технология записи DVD+R построена на тех же принципах, что и DVD+RW. Единственное отличие состоит в том, что для отражающего слоя используется материал, сходный с используемым на простых CD-R. По сравнению с DVD+RW недостатком DVD+R является то, что на них не работает коррекция ошибок, основанная на простой перезаписи сбойного сектора. Зато диски DVD+R лучше читаются на стационарных плеерах и простых DVD-ROM за счет более высокой отражающей способности записываемого слоя.

В настоящее время для записи информации на компакт-диск используются следующие форматы: CD-DA, CD-G, Video CD.

CD-DA (Digital Audio, Audio-CD) — самый распространенный стандарт для записи аудио сигнала на компакт-диски. Такие диски можно прослушивать как на бытовом CD-проигрывателе, так и через компьютерный CD-ROM привод.

Качество аудиозаписи зависит в основном от трех параметров: ширины спектра частот, соотношения уровня сигнал/шум и количества каналов. Ухо человека воспринимает звуки в диапазоне 16... 18 000 Гц. Чем шире спектр передаваемых устройством частот, тем выше качество звуковоспроизведения. Полоса пропускания звукового сигнала в телевидении — 10 кГц, ленточных магнитофонов — до 16 кГц. При цифровой записи спектр может быть значительно шире 20 кГц. Что касается соотношения сигнал/шум, то записи на магнитной ленте имеют очень высокий уровень шумов, от которых нельзя избавиться даже с помощью специальных систем шумоподавления (типа Долби). Цифровая запись имеет чрезвычайно низкий уровень шумов — на слух они полностью отсутствуют даже на паузах записи.

Традиционные технологии звукозаписи обычно используют два канала, что обеспечивает полноценное воспроизведение стереосигнала. Дальнейшее развитие технологии привело к возможности записи и воспроизведения многоканального звука. На практике многоканальный звук нашел применение в основном для звукового сопровождения видеофильмов, выпускаемых на CD. Ограниченное использование этой технологии связано не столько с техническими трудностями записи на диск, сколько с получением исходной фонограммы, разведенной по пяти трекам (дорожкам).

Акустическая система DolbySurround 5.1 содержит две фронтальные колонки для правого и левого каналов, две тыловые колонки и одну, расположенную по центру фронта.

Специальная акустическая система сабвуфер (Subwoofer) предназначена для воспроизведения низких частот звукового спектра (20... 120 Гц). Это необходимо для обеспечения правдоподобности спецэффектов (грохот взрывов, раскаты грома и т.д.). Ее расположение не имеет значения, так как человек плохо определяет расположение низкочастотных источников звука за счет большой длины звуковой волны. Такая система значительно улучшает восприятие звуковой картины, создает иллюзию полного присутствия слушателя среди источников звука.

CD-G (Karaoke CD) — формат записи звука, созданный как расширение CD-DA, представляет собой аудиодиск с дополнительной графической информацией. Прослушивание музыки или голоса может сопровождаться просмотром текста (слов песен), фотографий или рисунков. Для просмотра используются бытовые CD-проигрыватели или компьютеры, имеющие соответствующее аппаратное и программное обеспечение.

Video CD — формат CD, на котором хранятся видеоданные, сжатые в MPEG-1. Video CD могут быть прочитаны с помощью мультимедийных компьютеров с соответствующей комплектацией, CD-проигрывателей или специальных устройств для видеодисков. Для проигрывания на компьютере потребуется плеер Video CD.

Форматы записи данных MPEG. Вотличие от рассмотренных выше технологических стандартов записи компакт-дисков форматы MPEG являются аппаратно независимыми способами кодирования данных, реализуемых специальными программными средствами. Стандарт сжатия MPEG разработан Экспертной группой кинематографии (Moving Picture Experts Group — MPEG). MPEG — это стандарт на сжатие звуковых и видеофайлов в более компактную форму, удобную для загрузки или пересылки, например, через Интернет. Сигнал, записанный в MPEG состоит из трех частей: Audio, Video, System (объединение и синхронизация двух первых).

В настоящее время используются следующие разновидности стандарта MPEG: MPEG-1, MPEG-2, MPEG-3, MPEG-4.

По стандарту MPEG-1 потоки видео и звуковых данных передаются со скоростью 150 Кбайт/с, как и в односкоростном приводе CD-ROM. Качество изображения примерно соответствует бытовому видеостандарту VHS и значительно ниже, чем телевизионное изображение, однако в отличие от него полностью отсутствуют шумы и помехи, характерные для аналогового сигнала. Формат MPEG-1 — это алгоритм сжатия многоканального аудио-и видеоинформации и объединения их в один поток данных. Благодаря этому на одном диске можно разместить более часа видеоизображения и многоканальную фонограмму. Поскольку полнометражный фильм занимает 1,5...2 ч, то для его записи необходимы два диска.

MPEG-2 является дальнейшим развитием стандарта MPEG-1. Поскольку цифровые данные, кодирующие видеосигнал, являются избыточными на 90 %, тони могут быть компрессированы без существенного ущерба качеству изображения. В результате обеспечивается достаточно хорошее качество изображения при более низкой скорости передачи данных. По этой причине современные средства передачи видеоизображения (цифровые спутниковые системы и DVD) используют этот стандарт.

MPEG-3 не имеет существенных преимуществ передачи видеосигнала по сравнению с MPEG-2, но для записи звука он оказался очень удачным. Передача данных происходит потоком независимых отдельных блоков данных. Исходный сигнал при кодировании разбивается на равные по продолжительности участки, именуемые фреймами и кодируемые отдельно. При декодировании сигнал формируется из последовательности декодированных фреймов — они как бы «склеиваются» в непрерывный поток данных. Кроме того, система кодирования учитывает психофизиологические особенности восприятия звука человеком. При этом весь частотный диапазон разбивается на интервалы, в которых уровень звука считается одинаковым, а затем удаляет звуки, не воспринимаемые человеком. Такая технология позволяет получить уникальный шестиканальный звук: два канала — на фронт, два — на тыл, по одному на центр и сабвуфер (высококачественная низкочастотная акустическая система). Этот формат используется в основном для записи звука на CD-ROM и обеспечивает высококачественное двухканальное (стерео) звуковоспроизведение с частотой сигнала 44 кГц и скоростью передачи данных 128 кГц/с. К МРЗ-файлу можно добавить текстовую информацию об исполнителе, жанре, названии композиции и др.

Для воспроизведения записей в формате МР-3 существует много удобного программного обеспечения. В ОС Windows для этого служит плеер (winamp) или лазерный проигрыватель (media player), которые входят в группу Стандартные. В Интернете можно найти огромное количество музыки в формате МР-3. И хотя она несколько ниже по качеству звука, чем записанная на CD, но пользуется огромной популярностью среди любителей. Налажено производство и аппаратных МР-3-плееров. В результате МР-3 стал самым признанным форматом хранения аудио после CD-Audio.

MPEG-4 — принятый относительно недавно стандарт, предназначенный в основном для записи фильмов. Он вобрал в себя все возможности MPEG-1 и MPEG-2. Перед записью каждый кадр разделяется на элементы (фон, видео- и аудио-объекты, текст, синтезированные объекты) и описывает структуру взаимосвязи между этими объектами. В результате появляется возможность перемещать объекты как угодно, изменять их, манипулировать ими. Возможности этого стандарта почти безграничны. В настоящее время на рынке появилось большой количество CD-дисков с видеофильмами, закодированными в формате MPEG-4. По качеству они лучше video CD, но хуже DVD. Причем «сжимать» в формат MPEG-4 с компактов Video CD можно даже дома, если иметь достаточно мощный компьютер.