Оптические диски в настоящее время остановились в развитии – появление суперемких носителей в виде Blu-Ray в 2008 году, сопровождавшееся в течение нескольких лет обширной рекламной шумихой, компьютерной индустрией осталось практически незамеченным. И даже в той области, для которой они предназначались – распространение фильмов высокого качества – Blu-Ray отнюдь не стали доминировать, оставшись скорее дорогой игрушкой для счастливых обладателей Sony PlayStation и «навороченных» домашних кинотеатров. А вот старые типы оптических носителей – CD и DVD – уйдут еще нескоро, потому что они идеально приспособлены для централизованного распространения медиаконтента и компьютерных программ. Постепенно уходят они лишь из применений, связанных с многократным использованием для переноса информации, того, для чего когда-то были предназначены дискеты, – флэш-носители оказались для этой цели надежнее, быстрее и удобнее.

Устройство оптических дисков

Оптический диск представляет собой диск из поликарбоната диаметром 120 мм и толщиной около 1,2 мм с отверстием диаметром 15 мм в центре. Существует и стандарт на 80-миллиметровые мини-диски. Простейший незаписываемый компакт-диск фабричного производства изготавливается в процессе, во многом напоминающем производство виниловых пластинок, – создается матрица, с которой штампуют копии. Сначала делается эталонный диск из стекла, рисунок будущих дорожек на котором вытравливается плавиковой кислотой в процессе, очень напоминающем изготовление печатных плат. Со стеклянного эталона методом гальванопластики изготавливают никелевые матрицы, с помощью которых путем литья под давлением штампуют диски.

Отдельные биты информации при этом представлены на поверхности диска углублениями (pits, часто их по-русски так и называют «питами»), соответствующими логической единице, и промежутками между ними (иногда их называют выпуклостями – bumps), соответствующими логическому нулю. Расположена дорожка питов на верхней стороне прозрачной подложки из поликарбоната, на которую напылением затем наносят отражающий слой (из алюминия или золота). Длина «питов» для компакт-диска 0,83-3,1 мкм, ширина 0,4 мкм, глубина 0,12-0,2 мкм, расстояние между витками спиральной дорожки 1,6 мкм (часто упоминают, что это примерно в 50 раз меньше толщины человеческого волоса). Для DVD питы меньше, а дорожки уже, потому на нем умещается примерно в шесть раз больше информации, чем на обычном CD (4,2 Гбайт против 600–700 Мбайт). Отражающий слой сверху покрывают защитным лаком и допечатывают полиграфическим способом или наклеивают картинку.

Однократно записываемые (R) и перезаписываемые (RW) диски выполняются гораздо сложнее, потому они менее надежны. Между прозрачной основой-подложкой и отражающим слоем (для последнего здесь часто используют серебро, как компромисс между недолговечностью алюминия и дороговизной золота) находится специальный информационный слой из вещества, которое под действием нагревания становится непрозрачным. В RW-дисках это вещество может менять свое состояние неоднократно (по тому же принципу, по которому обратимо засахаривается мед), но для записи новой информации необходима специальная операция стирания. Число циклов стирания и записи у RW-дисков довольно сильно ограничено (несколько сотен), о чем многие не подозревают, однако на практике такие числа никогда не достигаются.

В процессе записи в приводе используют тот же лазер, что и при чтении, – его мощность повышают так, чтобы он прогревал нужный участок-пит до достаточной температуры там, где на диске должна записаться логическая единица. Для облегчения формирования дорожки при записи на CD-R в процессе изготовления «болванки» осуществляется предварительная разметка – рельеф, содержащий метки кадров и биты синхронизации, записанные с пониженной амплитудой и впоследствии перекрываемые записываемым сигналом.

Надежность и долговечность дисков падает в ряду фабричный-однократный-перезаписываемый, поэтому для долговременного хранения информации лучше употреблять однократно записываемые диски. Хранить их следует в темноте и вдали от химически активных растворителей или кислот (почему-то я никогда не встречал рекомендацию хранить перезаписываемые компакт-диски в холодильнике, как старинные магнитные ленты, хотя это было бы логично). Обращаться с ними следует с осторожностью – брать только за края и стараться не ронять на грязный пол, отчего могут возникнуть царапины. Вообще-то небольшое количество царапин диску вредить не должно, но на практике это наблюдается лишь для аудиоформатов, для которых утрата части данных не критична.

 Форматы оптических дисков

Существует поистине огромное количество форматов записи на оптический диск, из которых на практике имеет значение лишь разница между тремя основными разновидностями, это аудиодиски, видеодиски и диски с данными (или диски с набором файлов).

Кратко остановимся на каждом из типов.

♦ Аудиодиски (обычно это CD) характеризуются тем, что не содержат файлов в компьютерном смысле этого слова. Точнее, файлы на них вы обычно обнаружите, но это лишь вспомогательная информация об основном содержимом таких дисков – звуковых треках. Трек представляет собой единую (т. е. без разрывов) спиральную дорожку, содержащую цифровые данные, записанные с частотой дискретизации 44,1 кГц и глубиной представления звука в 16 битов (65 тыс. градаций). В классическом аудиодиске эти данные не подвергнуты сжатию никаким из алгоритмов и содержат информацию всего о двух каналах – т. е. представдяют собой стереозвук. Обычно в таких случаях говорят о «CD-качестве» звучания, которое немногим отличается от стандартной виниловой пластинки.

♦ Видеодиски в настоящее время можно встретить практически лишь в формате DVD-Video (если не считать более качественного Blu-Ray). Они ближе к компьютерным формам записи информации и содержат набор файлов определенных форматов. Фильмы на DVD сжаты с использованием алгоритма MPEG-2 для видео и различных (часто многоканальных) форматов для звука. Стандартный размер видеокадра для формата DVD стандарта PAL равен 720x576 точек, стандарта NTSC – 720x480 точек, широкоэкранные форматы образуются из этих кадров усечением кадра по высоте. Потому DVD-Video имеют не слишком высокое качество записи изображения, но для бытовых целей оно устраивает большинство потребителей (потому-то намного более качественные, но и дорогие, диски Blu-Ray не получили пока широкого распространения). Есть и диски DVD-Audio – они похожи на DVD-Video по принципу устройства и содержат намного более качественный звук, чем и Audio CD, и обычные компьютерные форматы, вроде MP3.

♦ Диски с данными содержат обычные файловые системы, аналогичные тем, что применяются на компьютерных жестких дисках, и потому могут содержать любую информацию: в том числе и аудио, и видео, но на этот раз в виде обычных файлов. Для хранения звука широко известен компактный формат MP3, для хранения видео обычно используются различные файлы-контейнеры (самый известный – AVI, к контейнерам также относятся такие форматы, как MP4 или, например, Flash Video), в которых может содержаться звуковая и видеоинформация в самых различных форматах. Многие бытовые плееры, видеомагнитофоны или музыкальные центры также могут проигрывать видео или аудио в компьютерных форматах.

Файловые системы на дисках с данными специфичны именно для этого вида носителей, и разница между ними имеет практическое значение лишь потому, что Windows продвигает свою любимую систему UDF и не очень вежливо обращается с другими (вроде распространенной Joilet). Но читать диски, записанные в любой такой системе, могут все программы и приводы, потому на практике не стоит этому специально уделять внимание.

Наконец, пользователю следует усвоить понятие сессии. Технология записи на оптический диск такова, что она не может прерываться, – вся информация на таком диске должна записываться в виде одной непрерывной дорожки, как на грампластинке. Если же запись прервать и начать заново, то придется записывать новую дорожку – или, как говорят, новую сессию. Диск, содержащий много таких сессий (мультисессионнный), не всегда может корректно читаться на старых приводах. В DVD и современных носителях Blu-Ray фабричного изготовления иногда разные сессии создают специально: например, в одной из них записывают обычное изображение телевизионного качества, в другой, зашифрованной – качества HDTV. Каждая сессия помечается при записи на диске специальными метками: lead-in в начале и lead-out в конце. Если метка lead-out не стоит, то такая сессия называется «незакрытой», и на диск можно дописывать данные в других сессиях.

На практике это имеет значение вот в каких случаях: во-первых, дополнять «закрытый» диск новыми данными не удастся. В большинстве случаев вы даже не сможете определить, сколько на нем свободного места, – он будет выглядеть как записанный полностью, до последнего байта. Потому все диски, которые можно дополнять (создавать новые сессии), оказываются «незакрытыми». Наоборот, видео– и аудиодиски всегда «закрывают», потому что плееры не «поймут» диска, в котором сессия не закрыта.

  Запись оптических дисков

Как видим, запись оптических дисков разительно отличается от записи на жесткие диски или даже на флешки. Оптический диск представляет собой типичное устройство последовательного доступа – такое, в котором произвольный доступ к отдельным байтам невозможен. Чтобы перезаписать какой-то байт на таком диске, нужно сначала стереть весь диск и записать его заново. Чтобы сэкономить место и время, на практике разные программы используют такой прием – в новой сессии записывается только измененная информация (при этом старые варианты модифицированного файла благополучно остаются на диске, занимая место), а затем из старых сессий в новую переносится таблица размещения данных (Table of Contents, ТОС) таким образом, чтобы неизмененные файлы были доступны из новой сессии на своих старых местах, без перезаписи.

На диске к этой книге в папке Compact Disk размещена одна из бесплатных программ записи на CD и DVD – находящаяся на пике популярности уже в течение более шести лет Small CD Writer. Созданная еще в 2005 году программистом по имени Анатолий Вознюк, она совершенно не потеряла актуальности, а минималистский интерфейс, в котором нет ничего лишнего, зато есть все необходимое, только привлекает пользователей. Она состоит из одного-единственного файла, ее не надо устанавливать, она не полезет Сеть искать обновления, не внесет дополнительного мусора в реестр и не будет капризничать в любой версии Windows.

Small CD Writer умеет создавать, однако, только диски с данными, а также копировать имеющиеся диски через создание ISO-образа. Специфические форматы аудио– или видеодисков Small CD Writer создавать не умеет – для этого требуются другие программы.

Однако этот вопрос по настоящему актуален только в Windows XP. Современные версии Windows по понятным причинам все равно не могут копировать диски, и для создания ISO-образа (или копирования напрямую) потребуются сторонние программы. А все остальное: и запись дисков с данными, и создание аудио– и видеодисков – они прекрасно выполняют встроенными функциями.

В Windows XP тоже можно записывать, как минимум, компакт-диски с данными (о существовании DVD она не осведомлена, кроме их простого чтения). Однако в ней это реализовано крайне неудобно – в два неочевидных этапа, на первом из которых файлы только готовятся для записи (в других программах это назвали бы подготовкой проекта), а потом собственно «прожига», причем управлять этим процессом приходится вручную, даже мастер записи компакт-дисков лишь подскажет, куда обращаться. В новых ОС запись на оптические диски реализована значительно удобнее, и поддерживаются все форматы, причем в Windows 7 это организовано еще лучше, чем в Vista.

При вставке в лоток привода чистого диска Windows сама предложит варианты самых распространенных действий (рис. 4.1). В подробности этого процесса, ввиду многочисленности вариантов, мы вдаваться не будем, отметим только, что аудио– и видеодиски (в том числе диски с наборами фотографий – слайдшоу с музыкальным сопровождением) могут потом проигрываться на любом воспроизводящем устройстве. А запись файлов на диск с данными происходит в файловой системе UDF (Vista называет это «живая файловая система»), и сессия при этом не закрывается (диск оказывается мультисесионным), потому дополнять такие диски гораздо проще и быстрее, чем записывать их с нуля. Полноценно работать с уже созданными в других программах подобными дисками (например, в файловой системе Joulet), Windows, к сожалению, не умеет – прочесть сможет, а для записи диск придется переформатировать.

Рис. 4.1. Варианты действий, предлагаемые Windows 7 для чистого CD (слева) и чистого DVD (справа)

Диск, на котором уже есть записи, можно просто стереть (выбрав из контекстного меню привода в окне Компьютер пункт Стереть этот диск), а в новых системах можно в один прием записать на него новые данные, при этом стирание осуществится автоматически. Если в Windows XP у вас в контекстном меню значка нет такого пункта, то обратитесь к пункту Свойства для данного привода, перейдите там на вкладку Запись, и отметьте пункт Разрешить запись CD на этом устройстве.

Windows 7, наконец, научилась записывать диски из ISO-образов, разворачивая их содержание на «болванку», – при щелчке на файле ISO-образа вы получите предложение, показанное на рис. 4.2. Vista сама по себе этого не умеет (не говоря уж про XP), но мне с предустановленной системой Vista в ноутбуке Toshiba достался Toshiba Disk Creator, который реагировал в том числе и на файлы ISO. А вот создавать ISO-образы имеющегося диска, как мы уже говорили, никакая из Windows не может, и для этого понадобятся сторонние программы, вроде Small CD Writer или весьма навороченной (и к тому же платной, но зато умеющей абсолютно все) программы Nero Burning ROM.

Рис. 4.2. Предложение Windows 7 по записи ISO-образа

О создании некоторых специфических дисков (например, загрузочных или так называемых Live CD) мы еще поговорим в главе «Установка Windows».