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DVD Lexikon

Disc oder Disk? Es hat sich eingebürgert, Disc zu benutzen, wenn man über optische oder magneto-optische Medien spricht. Disk dagegen wird bei magnetischen Medien, z. B. einer Festplatte, benutzt.

Standardisierungspapiere: Bunte Bücher Red Book Ansi-Standard, der 1982 von Sony und Philips herausgegeben wurde. Er beschreibt die Musik-CD (Audio CD), auch CD-DA (Compact Disc Digital Audio) genannt. Das Red Book definiert, wie Daten auf einer 12 cm CD aus Polycarbonat abgelegt werden (physikalische Struktur, Kodierung, Fehlerkorrektur, Sektoren). Alle CD-ROM, die Daten enthalten, bauen auf dem Red Book auf, indem sie den Inhalt eines 2352 Byte großen CD-DA-Sektors auf andere Weise als mit Audiodaten füllen. Dementsprechend muß, außer der DVD, jede CD, auch eine Daten-CD-ROM, dem Red Book genügen.Yellow Book Von Sony und Philips 1984 veröffentlichter Ansi-Standard für "die" Daten-CD, die CD-ROM. Während ein Red Book-Datensektor nur Audio-Daten enthält, definiert das Yellow Book zwei Sektortypen mit einer anderen Aufteilung:

Mode 1:Computerdaten. Enthält 2048 Byte Nutzdaten pro SektorMode 2:Komprimierte Audiodaten und Video-/Bilddaten. Enthält 2336 Byte Nutzdaten pro Sektor
Mode 1- und Mode 2-Sektoren können in einem Track (entspricht bei einer Audio CD einem Lied) nicht gemischt werden, d. h. eine quasi-gleichzeitige Wiedergabe von Computerdaten und Audio bzw. Video ist nicht möglich. Reine Mode 2-Sektoren sind extrem selten. Erst in Verbindung mit CD-i und CD-ROM/XA kommen Mode 2-Sektoren wirklich zum Einsatz. Normale Daten-CD-ROM bestehen also aus Yellow Book Mode 1-Sektoren.Während ein Mode 1-Sektor im Vergleich zu einem Audiosektor eine weitere Ebene der Fehlererkennung und Fehlerkorrektur enthält, entfällt diese bei Mode 2-Sektoren. Die weitere Fehlerkorrektur bei Mode 1-Sektoren ist nötig, da die Fehlerkorrektur einer Audio CD bei Computerdaten nicht ausreicht.CD-ROM/XA (XA= eXtended Architecture) ist eine 1989 von Sony, Philips und Microsoft erstmals definierte Erweiterung (level 1) der Mode 2-Sektoren des Yellow Book. Diese wurde zunächst 1991 mit level 2 abgeschlossen.Es werden, ausgehend von einem Yellow Book Mode 2-Sektor, zwei neue Sektoren definiert:

Mode 2 / Form 1:Computerdaten. Enthält 2048 Byte Nutzdaten pro SektorMode 2 / Form 2:Komprimierte Audio und Videodaten Enthält 2324 Byte Nutzdaten pro Sektor
Vor der CD-ROM/XA-Definition wurden diese Sektoren bereits im Green Book definiert. Der Mode 2 / Form 1-Sektor enthält wie der Mode 1-Sektor eine zusätzliche Fehlererkennung und Fehlerkorrektur, der Mode-2 / Form-1-Sektor dagegen optional nur die weitere Fehlererkennung zur Qualitätskontrolle.Der wesentliche Unterschied zwischen Mode 1 und Mode 2 / Form 1 einerseits sowie zwischen Mode 2 und Mode 2 / Form 2 andererseits besteht darin, daß sich Form 1- und Form-2-Sektoren innerhalb eines Tracks abwechseln können (Mixed Mode). Daher können Audio/Video-Daten wiedergegeben werden, während Computerdaten verarbeitet werden. Erst so sind echte multimediale Anwendungen möglich. CD-ROM/XA wird oft als "Missing Link" zwischen CD-ROM und CD-i bezeichnet.Beachten Sie:Das Yellow Book macht noch keine Aussage darüber, in welchem Filesystem die Daten abgespeichert werden. Dazu wurden eigene Standards definiert.Green Book Beschreibt die 1987 von Sony und Philips definierte CD-i (Compact Disc Interactive). CD-i ist eine Standardplattform für den Verbrauchermarkt interaktiver Multimediananwendungen. Die Sektoren sind identisch mit denen der CD-ROM/XA. Das Green Book beschreibt aber nicht nur die Sektoren, sondern auch das Betriebssystem (CD-RTOS) und die zum Abspielen nötige Hardware (Player mit Motorola 68070 Prozessor). CD-i Player sind in der Lage Audio-CDs, Photo CDs, CD+G sowie CD-i abzuspielen. CD-i unterstützt diverse Audio- und Video-Modi, z. B. MPEG-1-Video. Die von Philips vertriebene Movie CD ist z. B. eine CD-i, die einen MPEG-1-kodierten Film enthält.Orange BookVon Sony und Philips 1990 definierter Standard, der den "Recordable Compact Disc Standard" für magneto-optische Laufwerke (Part I), einmalig beschreibbare (WORM oder CD-Recordable, CD-R) CDs (Part II) und mehrfach beschreibbare CDs (Part III) beschreibt.Part II definiert als Speziallfall einer WORM-CD auch eine "Hybrid Disc". Diese enthält Bereiche, die in mehreren Sitzungen beschrieben werden können (Multisession CD). Während jeder "Session" wird ein Inhaltsverzeichnis (TOC = Table of Contents) geschrieben. CD-Player, die nicht multisessionfähig sind, können nur Daten der ersten Session lesen, multisessionsfähige Player lesen dagegen das Inhaltsverzeichnis der letzten Session. Nach Fertigstellung einer Orange Book CD-ROM entspricht diese dem Red Book, Yellow-Book, Green Book, White Book oder Blue Book.Part III, erst 1995 in das Orange Book aufgenommen, definiert die wiederbeschreibbare CD, basierend auf der Phase-Change-Technology. Eine Implementation dieser CD ist die CD-ReWritable (CD-RW).White BookVon Philips, JVC,Sony und Matsushita 1993 erstmals definierter Standard einer Video-CD. Aktuell ist die Spezifikation 2.0 von 1994. In der Version 1.0 trug die Video-CD noch die Bezeichnung "Karaoke-CD".Der erste Track einer Video-CD ist ein Datentrack mit einem ISO 9660-Filesystem. Die Verzeichnisse CDI, MPEGAV und VCD sind auf jeder Video-CD enthalten. Das Verzeichnis CDI enthält z. B. das CD-i-Applikationsprogramm zum Abspielen der Video-CD.Die folgenden Tracks bestehen aus CD-ROM/XA Form 2-Sektoren und enthalten die Daten für jeweils eine der in MPEGAV aufgeführten Audio/Video-Sequenzen. Die Daten selbst sind MPEG-kodiert, um Platz zu sparen. Etwa 74 Minuten Video können so gespeichert werden. Die Qualität enstpricht etwa dem bei Videorecordern bekannten VHS. Nach den MPEG-kodierten Tracks können weitere normale Audio-Tracks folgen. Neben bewegten Videobildern sind auch Standbilder (Still-MPEG) und Auswahlmenüs möglich.Video-CDs können von CD-ROM-Laufwerken gelesen werden, wenn diese CD-ROM/XA unterstützen und der Rechner über eine zusätzliche MPEG-Dekodierkarte verfügt.Blue BookVon Sony, Philips und Microsoft 1996 definierter Standard einer Enhanced Music CD, auch CD-Extra genannt (vormals CD-Plus). Aktuell ist die Spezifikation 1.0. Die CD-Extra ist eine Multisession CD mit zwei Sessions. Session 1 beinhaltet normale Audio-Tracks gemäß Red Book, Sessions zwei enthält Computerdaten in CD-ROM/XA Mode 2 /Form 1-Sektoren. Die zweite Session enthält ein ISO 9660-Filesystem mit den obligaten Verzeichnissen CDPLUS und PICTURES. Das Hauptverzeichnis kann eine Datei AUTORUN.INF enthalten. Diese Batchdatei kann Programmaufrufe verschiedener Hardwareplattformen enthalten. Sie wird beim Einlegen in einen CD-Extra-Player (dies kann auch ein normaler XA-fähiger Player und entsprechende Software sein) automatisch ausgeführt.Im Gegensatz zur Mixed Mode CD befinden sich bei der CD-Extra die Audio-Tracks in der ersten Session. Legt man diese CD in einen Audio-CD-Player ein, sieht dieser nur die Audio-Tracks. Hier gibt es keine Probleme mit den Computerdaten.

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CD-ROM FilesystemeISO 9660ISO 9660 ist ein 1988 verabschiedeter Standard, der ein CD-ROM-Filesystem beschreibt. Es werden die Varianten Interchange Level 1, Level 2 und Level 3 unterschieden. Da Level 2 und 3 extrem selten sind, werden hier nur die Characteristika von Level 1 beschrieben:
Dateinamen: 8 Zeichen + Punkt + 3 Zeichen Erweiterung
Nach der Erweiterung kann, durch ein Semikolon getrennt, eine ‘File Version Number' zwischen 1 und 32767 angehängt werden.
Dateinamen dürfen nur aus einfachen Buchstaben (keine Umlaute), Zahlen und Unterstrichen bestehen.
Verzeichnisnamen dürfen keine Erweiterung haben.
Dateiname oder Erweiterung darf leer sein (XX., .XX), aber nicht beide.
Buchstaben in Dateinamen sind großgeschrieben.
Unterverzeichnisse dürfen in maximal 8 Ebenen geschachtelt werden.
Viele Betriebssysteme akzeptieren aber Abweichungen von ISO 9660 Level 1, etwa Verzeichnisnamen mit Erweiterungen oder Dateinamen mit Bindestrichen.High SierraHigh Sierra, der Name eines Tagungshotels in Nevada, war der Namen von ISO 9660 bevor dieser mit kleineren Änderungen zum ISO 9660-Standard wurde. Heute synonym gebraucht für ISO 9660.Rock Ridge Interchange Protocol (RRIP)Erweiterung von ISO 9660. Benutzt einige undefinierte Felder in ISO 9660, um längere Dateinamen (Unix-like), Symbolische Links und tiefere Verzeichnisse zu ermöglichen.HFSHFS ist das Macintosh Hierarchical File System. Dieses Format ist inkompatibel zu ISO-9660 bzw. High-Sierra. HFS/ISO 9660 Hybrid FilesystemEine CD kann sowohl ein HFS- als auch ein ISO 9660-Filesystem enthalten. Dieses Hybrid Filesystem ist nicht zu verwechseln mit der im Orange Book definierten "Hybrid Disc", der Multisession-CD.JolietVon Microsoft definierte Erweiterung zu ISO 9660. Joliet unterstützt unter Windows 95 und Windows NT (ab Version 4.0) auch lange Dateinamen mit maximal 64 Zeichen.ISO/IEC 13346, ECMA 167ISO/IEC 13346 ist ein Vorschlag für ein neues CD-ROM-Filesystem (1995), das insbesondere bei Dateinamen mehr Freiheit erlaubt. Dieses soll ISO 9660 ersetzen. ECMA 167 ist ein entsprechender Entwurf der European Computer Manufactures Association. Ab Revision 2 ist ECMA 167 identisch mit ISO/IEC 13346. Beide sind bisher nicht verbreitet.Universal Disc Format (UDF)Von der OSTA (Optical Storage Technical Association) als zukünftiges, plattformunabhängiges Dateisystem entwickelt. Zur Zeit ist die Version 1.5 aktuell. UDF implementiert eine Teilmenge von ISO/IEC 13346. Nähere Informationen zu UDF findet man unter http://www.osta.org/. Die Digital Versatile Disc (DVD) sowie die CD-ReWritable (CD-RW) benutzen dieses Dateisystem.

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Bridge DiscDie 1991 von Sony und Philips definierten Bridge Discs enthalten Informationen, die sowohl von einem CD-i-Player als auch von einem CD-ROM/XA-Laufwerk gelesen werden können. Eine Bridge Disc enthält daher nur Mode 2-Sektoren. Auch das Verzeichnis CDI in einem ISO 9660-Filesystem ist auf jeder Bridge Disc zu finden. Bekanntester Vertreter einer Bridge Disc ist die Photo CD. Auch die Video-CD ist eine Bridge Disc.

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Mixed Mode CDCD, die verschiedene Arten von Tracks enthält. Der erste Track ist ein CD-ROM-Track mit Mode 1-Sektoren, alle folgenden Tracks sind Red Book Audio-Tracks. Die Mixed Mode CD wird häufig von Künstlern eingesetzt, die zusätzlich zu ihrer Musik-CD auch einen multimedialen Teil zur Nutzung am Computer präsentieren wollen. Vorsicht ist beim Einlegen einer Mixed Mode CD in einen Audio-CD-Player geboten. Viele Player versuchen, das vermeintliche Musikstück im ersten Track abzuspielen. Dies kann unter Umständen zur Zerstörung des Verstärkers oder der Lautsprecher führen.Die Mixed Mode CD ist nicht zu verwechseln mit dem Mixed Mode von CD-ROM/XA, bei dem Form 1- und Form 2-Sektoren in einem Track miteinander verschachtelt sind.

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CD+G, CD+MIDICD+G (CD plus graphics) und CD+MIDI sind Audio-CDs, die Bereiche nutzen, die im Red Book frei zur Verfügung gestellt werden (der sogenannte R-Thru-W-Subchannel). Auf speziellen Playern (CD-i u. a. ) können die zusätzlichen Informationen, Graphik bzw. MIDI-Musikstücke, genutzt werden.

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CD-i ReadyEine Audio-CD, die zusätzlich CD-i-Informationen enthält. Zwischen dem Anfang einer Audio-CD (Index 0) und dem Beginn des ersten Musikstücks (Index 1) liegen normalerweise 2 bis 3 Sekunden Pause (pregap). Audio Player springen sofort zu Index 1. Bei der CD-i Ready CD wird diese Pause auf mindestens 182 Sekunden verlängert und in diesem Bereich CD-i-Daten untergebracht.

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Kodak Photo CDDie Photo CD dient zur Speicherung von Photos in mehreren "Sessions". Die Sektoren sind Mode-2/Form-1 Sektoren nach der CD-ROM/XA Bridge Disc Spezifikation. Eine Photo CD wird als Multisession CD nach der Hybrid Disc Spezifikation in Part II des Orange Book geschrieben. Gleichzeitig ist eine Photo CD eine Bridge Disc, die auf einem Photo CD Player, einem CD-i-Player und einem CD-ROM/XA-Laufwerk gelesen werden kann. Jede Photo CD enthält die Verzeichnisse "CDI" und "PHOTO_CD". Auf einer Photo CD werden bis zu 100 Kleinbilddias oder -negative (bis 35 mm) gespeichert, die mit maximal 3072 x 2048 Pixel gescannt sind. Als Farbmodell wird das Kodak-eigene YCC-Farbmodell (Y= Luminanz, C= Chrominanz [Grün,Rot], C= Chrominanz [Blau, Gelb]) eingesetzt. Jedes Bild wird auf der Photo CD in 5 unterschiedlichen Auflösungen mit 24 Bit Farbtiefe (Truecolor) abgelegt.
Bezeichnung Auflösung Bildpunkte (Breite x Höhe) Bildgröße / MByte
Index/Datenbank Base/16 192 x 128 0,096
DTP-Platzhalter Base/4 384 x 256 0,30
Fernseher Base 768 x 512 1,1
HDTV/Druck 4 x Base 1536 x 1024 4,5
Druck 16 x Base 3072 x 2048 18

Alle Auflösungen eines Bildes sind dabei in einer einzigen Datei mit der Endung PCD enthalten. Diese Datei enthält die Einzelauflösungen verlustfrei komprimiert, so daß ihr Umfang nur etwa 4,5 MByte beträgt.Die Photo CD besteht mittlerweile aus einer ganzen Familie von CDs:
Photo CD Master Disc (die gerade beschrieben Photo CD)
Pro Photo CD Master Disc
Photo CD Portfolio Disc
Photo CD Catalog Disc
Print Photo CD
Jede dieser Varianten dient bestimmten Zwecken. So enthält z.B. die Pro Photo CD neben den beschriebenen Auflösungen eine weitere Auflösung 64 x Base mit 4096 x 6144 Bildpunkten. Sie ist außerdem für professionelle Photographen gedacht, die nicht nur 35-mm-Bilder anliefern, sondern auch andere Formate.

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CD-ReWritable (CD-RW)Vormals als CD-E (CD-Erasable) bezeichnet. Von Philips, Sony, Hewlett-Packard, Mitsubishi Chemical Corp und Ricoh 1996 definierte, wiederbeschreibbare CD. Sie arbeitet nach dem Phase-Change-Verfahren und benutzt als Dateisystem das Universal Disc Format (UDF). Wie eine herkömmliche CD hat sie eine Kapazität von 650 MByte. RW-Geräte können sowohl CD-RW als auch normale CD-Recordables beschreiben. Gelesen werden kann die CD-RW von RW-Geräten sowie DVD-Playern. Erste RW-Geräte werden 1997 erwartet.

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Digital Versatile Disc (DVD)Ziel der Entwicklung DVD ist die Bereitstellung einer CD-ROM mit deutlich größerem Fassungsvermögen als bisher.1995 einigten sich Sony, Philips, Toshiba und Time Warner zunächst auf eine einseitige CD mit zwei Informationsschichten. Sie bietet maximal 4,7 GByte Kapazität auf einer Schicht. Bei zwei Schichten sind es zusammen 8,5 GByte, da die zweite Schicht eine geringere Dichte als die erste aufweist. 1997 kommt zunächst eine Ausführung mit nur einer Schicht auf den Markt. Ob die DVD in Zukunft zweiseitig mit jeweils zwei Schichten, entsprechend 17 GByte Kapazität, erscheinen wird, ist noch offen. Zum Lesen der DVD sind neue DVD-Player nötig. Diese Geräte können aber weiterhin die älteren CD-ROM lesen. Seit Anfang 1997 gibt es erste DVD-Player am Markt, die allerdings keine CD-Recordables lesen können.Die DVD genügt nicht einem der Bunten Bücher, sondern definiert einen 2064 Byte großen Sektor, der Platz für 2048 Byte Daten bietet.Beim Einsatz der DVD sind folgende Varianten vorgesehen:
DVD-Video
Diese CD soll Spielfilme in voller Länge bei hoher Audio- und Videoqualität enthalten. Audio und Video sind hier MPEG-2-komprimiert. Ursprünglich war DVD die Bezeichnung für Digital Video Disc.
DVD-Audio
Eine Musik-CD mit hoher Kapazität. Die Spezifikation ist noch nicht abgeschlossen
DVD-ROM
Für normale Computer-Daten
DVD-R
Als Nachfolger der bisherigen CD-Recordable. Die Kapazität wird 3,95 GByte betragen. Die Spezifikation ist noch nicht abgeschlossen
DVD-RAM
Die wiederbeschreibbare DVD. Sie arbeitet wie die CD-RW mit dem Phase-Change-Verfahren. Die Kapazität wird 2,6 GByte betragen. Die Spezifikation ist noch nicht abgeschlossen
Die DVD benutzt als Filesystem das Universal Disc Format (UDF), kann aber zusätzlich auch ein ISO 9660-Filesystem enthalten.

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El ToritoEl Torito ist eine von Phoenix und IBM 1995 vorgestellte Spezifikation, die beschreibt, wie eine für PC bootbare CD-ROM aufzubauen ist. Damit kann ein PC mit einem entsprechenden BIOS das Betriebssystem von einer CD-ROM starten, benötigt dafür also keine Diskette oder Festplatte.Zahlreiche Hersteller von Rechnern, vor allem im Unix-Workstation-Bereich, bieten ebenfalls eine bootbare CD-ROM. Deren Spezifikation ist jedoch im allgemeinen nicht veröffentlicht.

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Geschwindigkeit von CD-ROMZwei unterschiedliche Größen geben Auskunft darüber, wie "schnell" ein CD-ROM-Laufwerk ist:
Mittlere Zugriffszeit
Die Zeit, die durchschnittlich dazu gebraucht wird, angeforderte Daten auf der CD-ROM zu finden und damit zu beginnen, diese zu lesen. Die Zeitangabe erfolgt in Millisekunden (ms).
Datentransferrate
Menge an Daten, die pro Zeiteinheit gelesen und zur Verfügung gestellt werden kann. Die Angabe erfolgt in KiloByte pro Sekunde (KByte/s).
Gute CD-ROM-Laufwerke haben eine mittlere Zugriffszeit von etwa 150 bis 200 ms und eine Datenübertragungsrate ab etwa 600 KByte/s (4-Speed-Laufwerke). Gute Festplatten liegen bei unter 10 ms und bei einigen tausend KByte/s, sind also deutlich schneller als CD-ROM-Laufwerke. Ursache dafür ist die Art, wie Daten von einer CD gelesen werden.Daten werden an der Außen- und Innenseite einer CD mit gleicher linearer Geschwindigkeit aufgezeichnet, d. h. die äußeren Spuren enthalten mehr Information als die inneren Spuren. Gelesen werden die Daten mit konstanter linearer Geschwindigkeit, d. h. die Winkelgeschwindigkeit (= Anzahl Umdrehungen pro Zeiteinheit) variiert, wenn sich der Lesekopf von Innen nach Außen bewegt. Diese Variation ist verbunden mit einer ständigen Beschleunigung bzw. Abbremsung der CD im Laufwerk.Festplatten dagegen arbeiten mit konstanter Winkelgeschwindigkeit und variabler Informationsdichte auf den Spuren.Das Beschleunigen und Abbremsen der CD bereitet bei Musik-CDs keine Probleme, da hier sequentiell, d. h. der Reihe nach, auf die Daten zugegriffen wird. Bei einem "Random Access" dagegen bildet es den geschwindigkeitsbeschränkenden Faktor. Moderne CD-ROM-Laufwerke arbeiten heute in Teilbereichen auch mit konstanter Winkelgeschwindigkeit.Außerdem sind die Leseköpfe von CD-ROM-Laufwerken etwas schwerer und damit träger als die einer Festplatte. Sie benötigen mehr Zeit, sich auf eine bestimmte Spur zu stabilisieren.

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Multimedia PC (MPC) Die MPC Spezifikation von Microsoft beschreibt Eigenschaften eines multimediatauglichen PCs. Dieser muß u.a. ein CD-ROM-Laufwerk besitzen, das eine Transferrate von mindestens 150 KByte/s und eine mittlere Zugriffszeit nicht über 500 ms garantiert. Die Erweiterung MPC-II verlangt unter anderem die CD-ROM/XA-Kompatibilität sowie eine mittlere Zugriffszeit unter 300 ms. Diese Spezifikation kann heute als völlig veraltet angesehen werden.
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Auszug "Kleines CDrom Lexikon" von: Autor: Andreas Kelz
Datum: 01.08.1996
Letzte Änderung: 17.03.1997

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