ОБЗОР ФОРМАТА DVD-VIDEO
Диски формата DVD-Video содержат не только собственно видео- и аудиоданные, но и много другой информации, позволяющей реализовать мощные функции, присущие только этому формату: просмотр эпизода с разных точек, запрет просмотра детьми нежелательных сцен («родительская защита»), воспроизведение в произвольном порядке и т.п. Эта информация также обеспечивает поддержку специальных режимов воспроизведения, например, ускоренной прямой и обратной прокрутки. В этой статье мы будем называть содержащиеся на диске видео- и аудиоданные «презентационными данными», а дополнительную информацию «навигационными данными».
DVD формат
Как известно, формат DVD признан международным стандартом. Это формат, который способен одновременно содержать в себе спектр информации гораздо больше, чем другой медиаконтейнер. В данной статье мы рассмотрим возможности и параметры стандарта DVD, разберем структуру файлов DVD и познакомимся с его оптическими носителями. Для чего это нужно? Зная параметры файла, имеющегося у вас, можно оценить возможность записи его на DVD с максимальным качеством и решить, какой стандарт формата выбрать. Зная структуру файлов DVD, вы сможете найти нужную вам информацию о файле и видео, которое вы хотите создать.
Возможности DVD
DVD расшифровывается как Digital Versatile Disc — цифровой универсальный (многоцелевой) диск. Этот носитель информации одинаков по размеру с компакт-диском, но структура его рабочей поверхности плотнее, и это позволяет поместить больший объём информации. Считывание данных происходит с помощью лазерного луча, у которого длина волны гораздо меньше, нежели у компакт-диска.
Впервые DVD был анонсирован в 1995 году, а первые проигрыватели и диски появились в Японии (1996 год), а позже (1997 год) в США и СНГ. Структура DVD делится на 4 типа:
DVD-video — содержат видео и звуковые дорожки; DVD-audio — содержат аудио, качество которого значительно выше, чем на компакт-дисках; DVD-data — может содержать любую информацию; Смешанное содержимое.
Диски DVD могут содержать не только видео- и аудиоданные, но и немало другой информации. К таким возможностям относятся: ракурс изображения (если запись велась одновременно с разных камер); родительская защита (запрещает детям просматривать нежелательные сцены); рандомное воспроизведение (воспроизведение в произвольном порядке); ускоренное воспроизведение. Каждый видеофайл способен содержать до восьми звуковых дорожек и до 32 элементов субграфики. Кроме того, формат DVD имеет возможность создавать меню, служащее для удобного поиска содержимого DVD-видео и задания требуемых параметров для видео (формат звука, язык, субтитры и т.п.) DVD может одновременно содержать не только видео и аудио, но и такие материалы, как всевозможные видеоролики и слайд-шоу. Теперь рассмотрим параметры DVD.
В основе алгоритма сжатия применяется декодер MPEG-2 (кодек). Также может применяться и декодер MPEG-1, но у него параметры гораздо ниже, и его стоит использовать только тогда, когда вы хотите поместить на диск до десяти часов видео и аудио. Битрейт видео варьируется от 2000Кбит/с до 9800Кбит/с. Битрейт может быть постоянным, переменным и усредненным. Максимальный размер соотношения сторон равен 720х576 точек (для системы PAL), и 720х480 точек (для системы NTSC). В DVD может быть соотношение сторон и меньших размеров, но не больше. Некоторые DVD-плееры поддерживают только соотношения сторон 352х288, 704х576 и 720х576 (для системы PAL). Поэтому при создании DVD-видео желательно придерживаться этих соотношений сторон. Однако таких плееров, не поддерживающих другие соотношения, с каждым годом становится меньше. Форматы аудиоданных в DVD могут быть в формате DTS, PCM, MPEG, AC-3 (Dolby Digital). частота дискретизации (Fs) у формата PCM может быть 48 кГц и 96 кГц. У остальных аудиоформатов — 48 кГц. Максимальная скорость передачи данных в одном потоке у PCM — 6,144 Мбит/с, у Dolby Digital — 448 кбит/с, у MPEG Audio — 912 кбит/с.
Структура DVD
Рассмотрим файловую структуру DVD. DVD состоит из двух папок VIDEO_TS и AUDIO_TS. Папка VIDEO_TS предназначена для DVD-видео. Папка AUDIO_TS предназначена для DVD-аудио. Так как формат DVD-аудио не получил такого широкого распространения как DVD-видео, мы эту папку чаще всего видим пустой. Самое минимальное количество файлов в папке VIDEO_TS равно пяти. Вот они:
VIDEO_TS.BUP VIDEO_TS.IFO VTS_01_0.BUP VTS_01_0.IFO VTS_01_1.VOB Это видео не содержит меню и состоит из одного видеофайла. Обычно продолжительность такого файла при правильных стандартах сжатия не превышает 30 минут (но не всегда). Остальные файлы рассмотрим на следующем примере. Открываем другую папку VIDEO_TS.
VIDEO_TS.BUP — файл VMGI, содержащий резервные данные VIDEO_TS.IFO — Файл VMGI, содержащий информацию видео-менеджера VIDEO_TS.VOB — Файл VMGM, содержащий меню видео-менеджера VTS_01_0.BUP — файл VTSI, содержащий резервные данные VTS_01_0.IFO — файл VTSI, содержащий управляющие данные VTS_01_0.VOB — файл для меню VTS, содержащий набор видеообъектов VTS_01_1.VOB — Первый файл из первого комплекта видеообъектов VTS_01_2.VOB — Второй файл из первого комплекта видеообъектов VTS_01_3.VOB — Третий файл из первого комплекта видеообъектов VTS_01_4.VOB — Четвертый файл из первого комплекта видеообъектов VTS_02_0.BUP — файл VTSI, содержащий резервные данные VTS_02_0.IFO — файл VTSI, содержащий управляющие данные VTS_02_1.VOB — Первый файл из второго комплекта видеообъектов VTS_03_0.BUP — файл VTSI, содержащий резервные данные VTS_03_0.IFO — файл VTSI, содержащий управляющие данные VTS_03_1.VOB — Первый файл из третьего комплекта видеообъектов
Файлы, начиная с VTS_01_1.VOB, могут содержать в себе одновременно видео- и аудиопотоки, а также субтитры и навигационные данные. Причем видеопоток в таком файле всегда один, а аудио и субтитров может быть несколько. Файлы VTS_01_1.VOB и далее не должны превышать размер 1Гб. Если видео больше, то оно делятся на файлы VTS_01_1.VOB, VTS_01_2.VOB, VTS_01_3.VOB и т.д. Соответственно, их на DVD-диске не может быть больше пяти на DVD5 и не больше девяти на DVD9. Все эти файлы в наборе видеообъектов имеют одинаковый битрейт, систему цветности и соотношение сторон (чаще всего). Другой набор видеообъектов (VTS_02_1.VOB и далее) представляет собой отдельный title, который тоже содержит видеопоток и одну или несколько аудиодорожек и субтитров. Это может быть отдельный видеоролик или целый фильм. Набор VTS_02_1.VOB, VTS_02_2.VOB и далее может отличаться от первого набора разным значением битрейта, системой цветности и соотношением сторон. Стало быть, если вы записываете несколько видеороликов небольшой продолжительности, снятые разными видеокамерами, то целесообразнее создать на диске несколько отдельных томов, чтобы не кодировать все видео к одному параметру. Если набор видеообъектов состоит более чем из одного файла, то он, как правило, сопровождается файлом VTS_01_0.VOB, содержащим меню VTS и обеспечивающим последовательное воспроизведение файлов. Кроме того, каждый набор видеообъектов оснащен двумя файлами с расширениями .IFO и .BUP, где первый содержит управляющие данные, а второй — резервные данные.
DVD диск
Рассмотрим несколько видов оптических носителей DVD, где запись информации и считывание происходит с помощью лазера, длина волны которого 650 нм и шаг дорожки — 0,74 мкм (это короче в 2 с лишним раза, чем у CD-диска).
По величине диаметра DVD диски делятся на 2 вида: диски диаметром 8 сантиметров (mini-DVD) и диаметром 12 сантиметров (DVD). Каждый вид может иметь две рабочие стороны, а каждая сторона может иметь до двух рабочих слоев. На каждую сторону mini-DVD может поместиться до 1.4ГБ данных, а на каждую сторону DVD — 4.7ГБ данных. Двухслойный односторонний DVD диск помещает до 8,5ГБ информации. Емкость диска зависит от количества рабочих слоев и сторон. Свое название диски получили по округлению емкости, которую содержит диск. Существует четыре вида дисков mini-DVD, названных DVD-1, DVD-2, DVD-3, DVD-4 и 5 видов дисков DVD, названных DVD-5, DVD-9, DVD-10, DVD-14, DVD-18.
Существуют три формата для записи DVD-данных. Это DVD+R/RW (плюс), DVD-R/RW (минус) и DVD-RAM. DVD-R(W) впервые был разработан компанией Pioneer (1997 год). К ней примкнули еще несколько компаний, которые впоследствии вошли в DVD Forum. Впоследствии ими были разработаны и перезаписываемые диски (DVD-RW). Разработки компаний Sony, Philips и еще некоторых компаний не были учтены. Тогда эти компании объединились в DVD+RW Alliance и разработали в 2002 году стандарт DVD+R(W). Стоимость лицензии на этот проект была значительно ниже. Основным отличием DVD-R(W) от DVD+R(W) является тот факт, что DVD+R(W) имеет возможность записывать данные в желаемые на диске места. Существуют и другие отличия, такие как специальная разметка, другой материал отражающего слоя, но мы не будем заострять на этом внимание. Раньше DVD-рекордеры могли записывать только один стандарт (плюс или минус), а противоположный стандарт мог даже вывести из строя линзу рекордера.
Диски DVD-RAM обладают высокой надежностью и значительно большим числом многократной перезаписи (в 100 раз), чем DVD±RW. Однако их цена тоже значительно превосходит DVD±RW и большинство DVD-плееров с ними не совместимы.
Одним из немаловажных параметров DVD±R/RW является скорость чтения. Было принято, что 1x (единица скорости записи, чтения) составляет около 1352 КБ/с. Это приблизительно равно девятой скорости при чтении CD. Если у вас имеется 16-ти скоростной привод и DVD±R поддерживает шестнадцатую скорость, то скорость записи (или чтения) будет равна 16*1,32 = 21,12МБ/с. После того, как самые основные понятия Формата DVD рассмотрены, остается перейти непосредственно к оцифровке или конвертированию.
Автор: Александр Кравченко
Формат DVD 2013-12-21T19:34:38+00:00 adminОцифровка видеоdvd,оцифровка видеоКак известно, формат DVD признан международным стандартом. Это формат, который способен одновременно содержать в себе спектр информации гораздо больше, чем другой медиаконтейнер. В данной статье мы рассмотрим возможности и параметры стандарта DVD, разберем структуру файлов DVD и познакомимся с его оптическими носителями. Для чего это нужно? Зная параметры файла, имеющегося…admin Administrator
VMG И VTS
Зона DVD-Video содержит все файлы, необходимые для воспроизведения DVD-Video, и построена из одного видеоменеджера (VMG, Video Manager), и нескольких наборов видеозаголовков (VTS, Video Title Sets). VMG состоит из информации видеоменеджера (VMGI, Video Manager Information), набора видеообъектов для меню VMG (VMGM_VOBS, Video Object Set for VMG Menu,), и резервной VMGI (BUP).
VMGI содержит управляющую информацию для всей зоны DVD-Video, и состоит из одного файла с именем VIDEO_TS.IFO.
В VMGM_VOBS, состоящем из одного файла с именем VIDEO_TS.VOB находится содержимое меню выбора заголовка.
VMGI(BUP) представляет собой полную копию VMGI, и состоит из одного файла с именем VIDEO_TS.BUP.
VMGM_VOB может отсутствовать, но наличие двух остальных типов информации обязательно.
Структура DVD-Video диска |
Каждый VTS состоит из информации о комплекте видеозаголовков (VTSI, Video Title Set Information), набора видеообъектов для меню VTS (VTSM_VOBS, Video Object Set for the VTS Menu), набора видеообъектов для заголовков в VTS (VTSTT_VOBS, Video Object Set for Titles in a VTS), и резервной VTSI(BUP).
VTSI – это управляющая информация для VTS, содержащаяся в одном файле с именем VTS_##_0.IFO.
В VTSM_VOBS находятся данные для всех типов меню из VTS, они содержатся в одном файле с именем VTS_##_0.VOB.
В VTSTT_VOBS находятся данные, необходимые для воспроизведения видеопрограммы, этот набор состоит из нескольких файлов с именами VTS_##[email protected]
VTSI(BUP) – полная копия VTSI, состоит из одного файла VTS_##_0.BUP. VTSM_VOBS может и не существовать, но наличие остальных трех типов данных обязательно. В именах файлов ## представляет собой двузначное число от 01 до 99, @ – число от 1 до 9.
ПРЕЗЕНТАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
В соответствии со спецификацией потока программы MPEG-2 видео, звук и данные элементов субграфики из презентационных данных мультиплексируются с частью навигационных данных. Структура блока и пакета соответствует этой спецификации, каждый блок содержит 2048 байт. Скорость мультиплексирования (mux_rate) составляет 10,08 Мбит/с.
Видео
метод сжатия данных | MPEG-2, MPEG-1 |
скорость передачи данных | скорость передачи данных максимум 9,8 Mбит/с (MPEG-2); максимум 1,856 Mбит/с (MPEG-1) |
размер GOP | максимум 36 полей |
экранное представление | |
телевизионные системы | 525/60 (NTSC), 625/50 (PAL) |
форматное соотношение | 4:3, 16:9 |
режимы | с обрезкой части изображения («pan & scan»); с полями сверху и снизу («letterbox») |
пользовательские данные | субтитры |
Видеоданные существуют в виде одного потока данных, сжатого в соответствии с требованиями видеоформата MPEG-2. Для обеспечения высокого качества изображения поток поддерживает переменную скорость передачи данных с максимальным значением 9,8 Мбит/с.
Формат DVD-Video совместим со стандартами NTSC и PAL, и поддерживает форматное соотношение 4:3 и 16:9. Для демонстрации видеопрограммы с форматным соотношением 4:3 на экране 16:9 создатель диска может выбрать режим «pan & scan» (обрезка части изображения) или «letterbox» (демонстрация всего изображения с черными полосами сверху и снизу.
Звук
Линейная ИКМ | Dolby Digital* | MPEG Audio | |
Fs (частота дискретизации) | 48 кГц, 96 кГц | 48 кГц | 48 кГц |
Qb (квантование) | 16 / 20 / 24 бит | Использует сжатие | Использует сжатие |
Скорость передачи данных (в 1 потоке) | максимум 6,144 Мбит/с | максимум 448 кбит/с | максимум 912 кбит/с |
* Торговая марка Dolby Laboratories Licensing Corporation
Спецификацией DVD определены три формата звука: линейная импульсно-кодовая модуляция (ИКМ), Dolby Digital и MPEG audio. Каждая видеопрограмма может иметь до восьми аудиопотоков, которые могут характеризоваться различными атрибутами, например, языком. Каждый поток состоит из нескольких каналов. Например, формат Dolby Digital поддерживает 5+1 канал.
При использовании линейной ИКМ звуковое сопровождение DVD может иметь частоту дискретизации до 96 кГц с разрешением до 24 бит, многократно превосходя по качеству звук CD. Для Dolby Digital и MPEG audio частота дискретизации составляет 48 кГц. Формат MPEG audio поддерживает сжатие MPEG-2 и многоканальность.
Элементы субграфики
формат данных в изображении | кодирование длин серий, два бита на пиксел |
объем данных на одно изображение | не более 52 КБ |
разрешение | 720×480 (525/60) 720×576 (625/50) |
цвета отображения | 16 цветов (определяемых для программной последовательности) |
управление отображением | изменение контраста и цвета пикселов; смена области отображения (перемещение); смена отображаемых данных (прокрутка); принудительное отображение |
Элементы субграфики – это особенность DVD, позволяющая задать какие-либо данные (например, субтитры, меню, тексты караоке), которые затем будут демонстрироваться в виде растровой картинки поверх основного видеосюжета. Эти данные сжаты с использованием кодирования длины повторения. Для каждой видеопрограммы может быть до 32 потоков элементов субграфики.
Данные элементы субграфики могут отображаться в 16 различных цветах. Для такой информации, как субтитры, пользователь сам управляет отображением элементов суграфики. В DVD также поддерживается возможность принудительного отображения элементов субграфики, например, если создатель видеопрограммы желает в определенном месте показать меню.
Форматы видео:
AVI (Audio-Video Interleaved) — это расширение огромного количества видеофайлов, но не является форматом или кодеком. Это контейнер, разработанный Microsoft, в котором могут храниться потоки 4-х типов — видео, аудио, текст и midi. В этот контейнер может входить видео любого формата от mpeg1 до mpeg-4, звуки разных форматов, возможно любое сочетание кодеков. Чтоб определить содержимое данного контейнера, нужно воспользоваться одной из многочисленных программ от мощной Adobe Premiere до простенькой VideoToolBox.
WMV (Windows Media Video) — это формат от Microsoft, именно в нем вы получите видеоролик, сделанный с помощью Movie Maker.
MOV — формат Apple Macintosh QuickTime, может содержать кроме видео также графику, анимацию, 3D. Чаще всего для проигрывания этого формата нужен QuickTime Player.
MKV — (Матрешка или Matroska) — тоже контейнер, который может содержать видео, аудио, субтитры, меню и пр. Имеет открытый код, пока не очень распространен, но очень перспективен.
3gp — видео для мобильных телефонов третьего поколения, имеют малый размер и низкое качество.
Рассмотрим форматы видео, которые применяются в Интернете:
FLV (Flash Video) — формат видео для размещения и передачи в Интернете, используется такими площадками для размещения видеоклипов, как YouTube, RuTube, Tube.BY, Google Video, Муви и многие другие.
SWF (Shockwave Flash) — это расширение анимации созданной в программе Adobe Flash, а также видео в формате flash, проигрывается браузерами с помощью Flash Player. Флеш-ролики тоже широко распространены в Интернете.
Значит, расширение FLV — это флеш-видео, а SWF — флеш-ролик.
RM, RA, RAM — расширения RealVideo формата от компании RealNetworks, который используется для телевизионной трансляции в Интернете. Имеет маленький размер файла и низкое качество, зато позволяет посмотреть, например, выпуск теленовостей на сайте определенной телекомпании.
Рассмотрим основные расширения, которые касаются DVD:
VOB (Versioned Object Base) — это расширение контейнера, который может содержать несколько потоков видео (формата MPEG-2) и аудио, а также меню и субтитры фильма. Это основные файлы на DVD-диске с фильмом.
IFO — файлы на DVD-диске, содержащие информацию о фильме, меню, порядке запуска VOB-файлов, необходимую, например, DVD-проигрывателю, т.е. служебные файлы. Создаются в процессе конвертирования или авторинга, т.е. записи DVD-диска.
m2v, m2p — расширения видео в формате MPEG-2. Не буду углубляться, скажу только, что такое видео нужно для авторинга, т.е. создания VOB-файлов и записи DVD-диска. Об авторинге я расскажу в другом месте.
DVD-видео.
Физически, DVD формат похож на CD с тем отличием, что для работы с DVD дисками используется лазерный луч с меньшей длиной волны. За счет этого достигается большая плотность записи. Также, существуют DVD диски с дополнительным слоем для хранения данных, что увеличивает объем хранимых данных на одной стороне вдвое. Однослойный DVD диск предоставляет возможность записи до 4,7 Гбайт на одну сторону, а двухслойный — до 8,5 Гбайт.
Существует несколько разновидностей DVD носителей. Изначально DVD Forum определил три типа: DVD-R, DVD-RW и DVD-RAM. DVD-RAM является физически перезаписываемым форматом, однако он не совместим со стандартным форматом DVD Video.
Логическая организация DVD Video
В отличие от CD, который состоит из треков, список которых хранится в TOC (Table Of Contents), DVD имеет файловую систему UDF.
DVD Video логически разбит на следующие части:
НАВИГАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
Ячейки и PGCs
Ячейка (cell) представляет собой элементарную единицу воспроизведения данных в реальном времени, и имеет свой постоянный идентификационный номер (ID). Программная последовательность (PGC, Program Chain) определяет порядок воспроизведения ячеек. Видеопрограмма состоит из одной или более связанных PGC. У обычного фильма, где одна видеопрограмма состоит из одной PGC, ячейки записаны на диск и воспроизводятся друг за другом, при этом порядковый номер ячейки и ее ID совпадают. Если на диске несколько видеопрограмм, каждая из которых определяется собственной PGC, то такого совпадения не будет.
Таким образом, спецификация DVD с ячейками и программными последовательностями по самой своей сути предназначена для воспроизведения данных в реальном времени в произвольном порядке. Такую структуру можно использовать для реализации различных режимов воспроизведения, например, выбора уровня доступа к определенным сценам (родительская защита), выбор просмотра эпизода фильма с другой камеры, и просмотра фильма в другой редакции режиссера (story selection).
В каждой PGC также может быть команда инициализации (pre-command), исполняемая перед воспроизведением первой ячейки, и команда завершения (post-command), которая выполняется после воспроизведения последней ячейки. Также PGC может содержать экранные кнопки или команды ячейки, которые исполняются при ее воспроизведении. С помощью этих команд и действий пользователя одна PGC может разветвляться на несколько, несколько PGC вести к одной и той же PGC, и т.п. Этим обеспечивается разнообразная интерактивность воспроизведения.
Программы и PTT
Серию из одной или нескольких ячеек с последовательно идущими номерами, относящихся к одной PGC, называется программой. Программы могут быть использованы как фрагменты для воспроизведения в произвольном порядке, также к ним можно организовать доступ через команды. Серия из одной или нескольких программ с последовательно идущими номерами в пределах одной PGC называется PTT. PTT соответствуют разделам видеопрограммы, и представляют собой единицы доступа на уровне пользователя.