|
ОБЗОР СПЕЦИФИКАЦИИ СТАНДАРТА DVD-VIDEO |
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».
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_##_@.VOB.
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 |
720x480 (525/60) 720x576 (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.
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.
4.4.3 PCI и DSI
Ячейка состоит из одного или более видеообъектов (VOBU, Video Object Units). Каждый VOBU содержит данные для
воспроизведения длительностью от 0,4 до 1 секунды. VOBU начинается с
навигационного блока (NV_PCK, Navigation Pack), за которым идут несколько
групп изображений (GOP, Group Of Pictures) – структур, содержащих видео,
звук, элементы субграфики и другие данные в пакетном представлении с
разделением по времени. Однако VOBU не обязан содержать каких-либо данных,
кроме NV_PCK, и поэтому длительность содержимого VOBU может быть меньше,
чем время воспроизведения самого VOBU. Более того, число кадров в GOP не
фиксировано, и если она заканчивается кодом окончания
MPEG-последовательности, то воспроизведение будет остановлено на последнем
кадре GOP. Это дает возможность включения неподвижных изображений
произвольной длины в любое место видеопрограммы вместе со звуковым
сопровождением.
NV_PCK состоит из двух пакетов, называемых управляющей информацией
презентации (PCI, Presentation Control Information), и информацией для
поиска данных (DSI, Data Search Information).
Чтобы DVD-проигрыватели могли обеспечить непрерывность воспроизведения,
а также воспроизводить данные с переменным коэффициентом сжатия, между
считывающим устройством и декодером находится значительный объем памяти –
буфер дорожки. В результате возникает задержка по времени между
считыванием сигнала и декодированием и воспроизведением видео- и
аудиоданных. Поэтому управляющая информация в реальном времени делится и
хранится в PCI и DSI пакетах, и проигрыватель проверяет и использует эту
информацию до и после того, как ячейка пройдет через буфер дорожки.
По материалам
www.dvdmaster.biz
Весь список статей
«Инфо-портала»