Запись CD в домашних условиях 1

Можно сколь угодно долго рассуждать и дискутировать о пиратском рынке программного обеспечения компьютеров, но кардинально изменить что-либо сегодня не в силах никто и ничто. Все мы живем в тех условиях, которые сами себе и создали. И не будем стыдливо прятать глаза и зарекаться, что никогда даже не взглянем на лотки и палатки проклятых пособников пиратов (пишу без кавычек).

(c) Компьютерная газета

Подавляющее большинство пользователей ПК в нашем отечестве являются потребителями пиратских компакт-дисков (CD). Давайте в этом признаемся сами себе и покончим с условностями.

А раз это так (вы же ведь признались, не так ли?), то думаю, что и вам не раз приходила на ум мысль самим спланировать и записать компакт-диск, где бы были только самые нужные и полезные для вас программы, фото-архивы, музыкальные композиции и т.д. Кроме всего прочего, эта процедура сильно "облегчила" бы ваш жесткий диск, где всегда не хватает места для очень полезных вещей типа последнего поп-хита в формате mp3.

Что же вас останавливает? Сейчас самое время приобрести устройство для записи лазерных дисков: CD-recorder или CD-writer. Благодаря сильному удешевлению, они приобретают все большее распространение на территории одной шестой части суши.

Вы сомневаетесь, что это выгодно? Так знайте, что стандартный объем однократно записываемого диска (CD-R, Recordable - записываемый) составляет 74 минуты или 650 Мб, стоимость - около $0.003 за 1 Мб, срок хранения - 35-50 лет. Небольшой недостаток - невозможность перезаписи.

Но и здесь есть выход. Технология перезаписываемых дисков CD-RW (ReWritable - перезаписываемый) снимает ограничение CD-R на однократную запись. Такие диски можно перезаписывать тысячи (и даже десятки тысяч!) раз, пользуясь как обычной дискетой (правда, есть некоторые трудности при их считывании другими устройствами). Если вы заинтересовались, то прошу следовать за мной.

Физика CD

Стандартный компакт-диск состоит из трех слоев: подложки (нижняя сторона), отражающего и защитного. Подложка (back layer) выполнена из прозрачной поликарбонатной пластмассы, на которой методом прессования сформирован информационный рельефный слой. Поверх рельефа напыляется металлический отражающий слой (золото, серебро, алюминий и др.). От окисления и механических повреждений его оберегает слой нейтрального лака. Общая толщина диска - 1.2 мм, диаметр - 120 мм.

Информационный рельеф диска представляет собой непрерывную спиральную дорожку, начинающуюся от центра и состоящую из последовательности микроскопических впадин - питов (pits). Ровные участки между питами носят название равнины (lands). Чередованием питов и равнин различной длины на диске записывается цифровая информация: переход от равнины к питу и наоборот обозначает единицу, а длина пита или равнины - последовательность нулей.

Заметьте, что плотность записи информации на обычном компакт-диске превышает 16 тыс. дорожек на дюйм (tpi), что по сравнению с трехдюймовой дискетой (96 tpi) просто фантастично.

Диск, используемый для однократной записи (CD-R "матрица" или "болванка") изготавливается похожим методом, но между подложкой и отражающим слоем у него располагается слой органического вещества (чаще это цианин синего цвета или фталоцианин, имеющий более блеклую окраску), темнеющий при сильном нагревании.

В нормальных условиях этот слой прозрачен, а при воздействии лазерного луча, работающего на полную мощность, образуются непрозрачные участки. Так на спиральной дорожке CD получаются участки с разными отражающими параметрами, которые соответствуют впадинам и равнинам заводского CD-ROM. При чтении мощность лазера значительно уменьшается, поэтому его луч не выжигает органический краситель и записанная информация застрахована от повреждений на долгие десятилетия.

По отражающим свойствам диски CD-R очень похожи на алюминиевые CD-ROM заводского изготовления, поэтому с их чтением прекрасно справляются почти все современные дисководы.

Намного больше возможностей открывает перед пользователями технология многократной перезаписи компакт-дисков. Диск CD-RW состоит из такой же подложки, как и у дисков CD-R. На ней отштампована спиральная бороздка (groove), направляющая луч лазера. Вместо слоя органического красителя в этих дисках применяется сложная смесь, состоящая из серебра, индия, сурьмы и теллура.

Эта смесь может изменять под воздействием лазерного луча свое фазовое состояние с аморфного на кристаллическое и обратно, в результате чего меняется прозрачность слоя. Фиксация изменений состояния происходит благодаря тому, что материал регистрирующего слоя при нагреве свыше критической температуры (около 500-700°С) переходит в аморфное состояние и остается в нем после остывания, а при нагреве до температуры значительно ниже критической (около 200°С) восстанавливает кристаллическое состояние.

Современные диски выдерживают от тысяч до десятков тысяч циклов перезаписи. Однако их отражающая способность существенно ниже штампованных и однократно записываемых CD, что затрудняет их считывание в обычных приводах CD-ROM. Для чтения CD-RW необходим привод с автоматической регулировкой усиления фотоприемника, т.к. от равнин у перезаписываемых дисков отражается всего 20-30% луча, при необходимых 70%, указанных в спецификации CD.

Способность привода читать CD-RW и, следовательно, усиливать отраженный сигнал до нормального уровня, носит название MultiRead. Фотодиоды многих современных приводов CD-ROM без особых проблем распознают впадины и равнины на CD-RW.

Математика записи.

На CD диске может быть одна или несколько сессий (session) записи. Каждая сессия может состоять из записи одной или нескольких дорожек (track). Самый простой случай, когда диск записан "за раз" (одна сессия) и имеет одну непрерывную дорожку.

Различается два основных режима записи дисков CD-R: DAO (Disk At Once - запись всего диска за один прием) и TAO (Track At Once - запись одной дорожки за один прием). При записи методом TAO лазер включается в начале каждой дорожки и отключается в ее конце; в точках включения и выключения лазера формируются серии специальных блоков, предназначенных для связывания дорожек между собой. Стандартный промежуток содержит 150 таких блоков (2 секунды). При записи методом DAO лазер включен на протяжении записи всего диска.

Диск, записанный за один прием, является наиболее универсальным и считывается любыми приводами CD-ROM, однако после записи невозможно дописывание новых данных на диск. Режим DAO поддерживается не всеми записывающими приводами, но многими.

В режиме TAO пишутся многосессионные диски формата CD-ROM, допускающие последующую дозапись данных; это также наиболее простой способ записи звуковых дисков (CD-DA) с паузами между дорожками. Сессия может быть как полностью записана за один прием - с формированием таблицы содержимого диска (TOC-Table of Contents), файловой системы и зон Lead-In/Lead-Out, так и в несколько приемов - с сохранением временных TOC в специальных областях PMA (запись с оставлением открытой сессии). Упомянутая Lead-In это область перед каждой сессией, содержащая служебную информацию, а Lead-Out - определение конца каждой сессии и, если диск не был "закрыт", ссылки на следующую сессию.

Общие "расходы" на первую сессию составляют 11250 блоков (около 22.5 Мб), на каждую последующую - 6750 (13.5 Мб), и проявляются не в ограничении доступного пространства в очередной сессии, а в его уменьшении для последующих сессий.

При закрытии сессии в ее Lead-In записывается указатель на свободную область диска непосредственно за Lead-Out, что дает возможность дописывания на диск новых сессий. Однако, по наиболее универсальным стандартам CD-DA и CD-ROM, чтобы нормально считываться во всех устройствах, диск должен быть полностью закрыт - в этом случае указателя на свободную область не создается, и диск становится недоступным для последующей записи.

Перед началом записи необходимо сформировать полный список входящих в сессию файлов. Последующее добавление файлов на диск возможно лишь в виде дополнительных сессий. Приводы CD-ROM, не поддерживающие многосессионную запись, считывают с диска только первую TOC (сессию). Многосессионные CD-ROM считывают только последнюю TOC, поэтому последняя сессия на многосессионном диске должна содержать в своем оглавлении ссылки и на файлы предыдущих сессий. Для этого при записи очередной сессии применяется опция импортирования (Import Track) для создания полного общего оглавления. Совпадающие по именам каталоги при этом объединяются, как при дописывании на обычный диск. Адресация файлов в любом случае ведется в пределах всего диска, поэтому объединению подвергаются только оглавления.

Если запись на однократный многосессионный диск по какой-либо причине была прервана, в ряде случаев имеется возможность использовать оставшееся свободным пространство диска. Для этого требуется программа записи, имеющая опцию закрытия сессии (Close Session), после чего нужные данные записываются очередной сессией без импорта прерванной.

Для записи CD-RW, кроме сессионного метода, может применяться их предварительное форматирование. При форматировании дисков CD-RW, в соответствии со спецификацией Universal Disk Format (UDF), можно работать с ними как с обычными дискетами - дописывать, изменять и удалять файлы и каталоги с помощью любого файлового менеджера (Dos Navigator, Norton Commander, Windows Commander, Windows Explorer и пр.). Правда, в этом случае теряется достаточно много свободного места на носителе. Для пользовательских данных остается немногим более 500 Мб. Что ж, за удобство нужно платить.

Этот достаточно новый метод записи называют еще Пакетной записью (Рacket writing). Привод с пакетной записью не требует постоянного потока данных на входе. Когда данные в буфере исчерпаны, лазер отключается, а при появлении данных запись продолжается с прерванного места с минимальными потерями в плотности.

Не все CD рекордеры поддерживают Рacket writing. Кроме всего, обычные приводы CD-ROM могут иметь проблемы с чтением UDF-дисков.

Помочь им может специальный драйвер фирмы Adaptec - Windows UDF Reader Driver, который можно свободно скачать по адресу http://www.adaptec.com/support/files/udfreaders.html, а также ознакомиться со списком приводов, для которых этот драйвер подходит.

Для чтения записанной сессии (файлов и музыки) на любом приводе CD-ROM она должна быть закрыта (операция close disk).

Основные стандарты.

Полного хронологического изложения принятия стандартов записи "компактов" вряд ли выдержит даже специалист. А если и выдержит, то скорее всего затоскует или исчезнет надолго в неизвестном направлении (шутка). Но кое-что знать все же нужно. Итак, из истории "цветных книг".

В 1982 году компании Sony и Philips выпустили в окончательной редакции стандарт, описывающий новый способ цифровой аудиозаписи (DA-digital audio), - формат и размеры носителя. Этот стандарт стал базой для разработки всех последующих CD-стандартов. Документ, в котором содержались сведения о формате дисков CD-DA, имел красную обложку. Его официально так и назвали - "Красная книга".

В 1983г. появилась "Желтая книга", в которой впервые введен термин CD-ROM. Туда также вошли все описания из "Красной" с добавлением раздела о цифровых данных, коррекции ошибок (ЕСС) при чтении файлов и др. На базе "Желтой книги" был создан международный стандарт ISO9660, охватывающий все основные вопросы, связанные с описанием и форматом дисков. Он действует и поныне. С практической точки зрения, все, что нужно о нем знать, - это то, что записанные в соответствии с ISO9660 (Level 1) диски читаются на всех приводах CD-ROM, а имена файлов и каталогов подчиняются требованиям ОС MS-DOS. Т.е. имя должно быть длиной до 8 символов (все остальные теряются, заменяясь на значок ~), а расширение - до 3.

В 1986г. выходит "Зеленая книга", где описаны новая структура секторов, усовершенствованная компрессия звука ADPCM, кодирование/декодирование видео (CD-I) и прочие вопросы.

В 1990г. вышла "Оранжевая книга", которая описывала стандарты магнито-оптической записи, а во второй части (но уже в 1994г.) - компакт-диски с однократной записью (CD-Write Once). Был дан старт распространению дисков и дисководов CD-R. Для нас это главная "книга".

Но были и другие документы: в 1993г. выпускается "Белая книга", где описывается усовершенствованный формат Video CD, а в 1996г. в "Синей книге" предложен формат CD Extra (такие диски изготавливаются заводским способом и содержат две сессии - с музыкой и с данными, их можно проигрывать даже на бытовом CD-плеере).

Программы для записи CD.

Существует множество программ, с помощью которых можно ваять собственные диски. Чаще всего для обычной "сессионной" записи используются пакеты Easy CD Creator 3.х (последняя версия 3.5) фирмы Adaptec (http://www.adaptec.com), WinOnCD 3.х (новейшая - 3.6) фирмы CeQuadrat (http://www.cequ-adrat.com), Nero Burning ROM 4.0.х фирмы Ahead Software (http://www. ahead.de), CDRWin 3.x фирмы Goldenhawk (http://www.goldenhawk.com) и другие.

Если вы хотите записать диски в пакетном режиме в формате UDF (т.е. обращаться к "матрице" как к обычной дискете), то нужно использовать программы Direct CD 2.5 (Adaptec) или PcketCD (CeQuadrat). Есть, конечно, и другие, но эти самые популярные. Чаще их используют при записи CD-RW. (Графические интерфейсы некоторых из этих программ можно увидеть на иллюстрациях).

Какой из всех пакетов лучший? Тот, с которым вам будет удобней работать. Чаще всего пользователи работают с той программой, которая поставляется вместе с их записывающим дисководом. И это правильно. Производитель не зря комплектует свое изделие именно этим набором программ. Видимо, их совместная работа хорошо проверена и лишена недочетов (во всяком случае, хотелось бы в это верить!).

Валерий Владынцев