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DVD

Technologie DVD

Présentation

Présentation de la technologie DVD

Le DVD (Digital Versatile Disc) est un disque optique de petite taille ( 12 centimètres de diamètre, égal à celui du Compact Disc), dans sa version la plus évoluée, il peut contenir deux couches de données sur chacune des deux faces. Suivant le nombre de couches et de faces il est possible de mettre l'équivalent de 7 à 27 CD (Compact Disc) sur un même DVD (soit de 4,7 Go à 17 Go).
Il permet donc de contenir de grandes quantités de données dont toutes les nouvelles applications sont friandes.

Le DVD permet d'offrir un standard mondial pour remplacer à la fois le CD-ROM par sa capacité supplémentaire de stockage de données informatiques, le CD Audio pour le son, ainsi que le Disque Laser pour la Vidéo.
Le lecteur DVD-ROM peut aussi lire les CD-ROM ; cette possibilité permet une transition en douceur.
Quant au CD Audio la transition ne sera pas aussi facile ; l'industrie discographique en a fait un format optimal de fabrication, au moindre coût, sur un matériel de réédition totalement amorti.
Pour la vidéo les objectifs fixés par les ''majors'' du cinéma sont les suivants :

  • vidéo de haute résolution,
  • 133 minutes de film sur une même face d'un disque haute densité,
  • audio stéréo de haute qualité et six canaux minimum pour le son,
  • choix de trois à cinq langues,
  • protection contre la copie,
  • possibilité de verrouillage parental,
  • plusieurs rapports d'aspect pour l'image (format cinéma 16:9, télévision 4:5 avec possibilité de ''pan & scan'' ou ''letterbox''),

Le Disque Laser, concurrent direct du DVD Vidéo, également non enregistrable, ne devrait pas survivre à l'arrivée du nouveau standard : trop grand ( 30 cm de diamètre), de trop faible capacité (30 à 60 minutes de vidéo), avec une qualité sonore et visuelle inférieure.

En revanche, les cassettes VHS permettent l'enregistrement, mais avec une qualité d'image et de son médiocre par rapport à celle du DVD Vidéo. La transition sera peut-être difficile…
Dans ce rapport, il sera traité des différents disques DVD existants et des formats les plus utilisés avec, excluant la question du matériel.

 

Historique

Historique du DVD

Afin de conserver et traiter de grandes quantités de données, les ordinateurs sont dotés de supports de stockage.

A l'origine, les données étaient contenues sur des cartes perforées où les trous répartis sur la fiche cartonnée permettaient à la machine de lire l'information codée. Puis vinrent les bandes magnétiques (1950) fonctionnant sur le principe de la cassette audio.

En 1970 apparaissaient les disques magnétiques pour les grands systèmes. Comme leur nom l'indique l'information y est stockée par magnétisme, ce qui les rend réenregistrables.

Les disques durs, implantés directement dans l'ordinateur individuel, naissent au début des années 80. Aujourd'hui, ils dépassent les 18 Gigaoctets. La disquette est quant à elle plus ancienne (1970). Après des années de concurrence avec la disquette 5,25 pouces son format a évolué vers le standard de 3,5 pouces tel qu'on le connaît aujourd'hui ; sa capacité est de 1,5 Mega-octet, soit 8 fois plus que les toutes premières disquettes de 8 pouces.

La dernière innovation majeure est le CD-ROM popularisé dans les années 90. Dans sa version la plus répandue, il n'est pas réenregistrable et sa capacité est de 650 Mega-octets. Cela dit avec l'émergence du DVD, il ne sera lui aussi qu'une étape dans l'évolution du stockage de masse.

Le Disc de DVD (Digital Versatile Disc) est un système lancé au début de ce siècle par Columbia qui domine alors l'industrie musicale, avec notamment l'ergonomie du 33 tours dès les années 1955. Cette domination sera égratignée par l'arrivée de la cassette inventée par Philips en 1963.

Le grand choc se produit en 1982 et vient hors de la sphère nord-américaine : le Japonais Sony s'allie au Hollandais Philips et lance le Compact Disc. Cinq ans plus tard, les ventes de CD sur le marché nord-américain égalent celles des disques Vinyles, avec en outre une marge plus confortable.

Dès 1985 le CD fait irruption dans le monde de l'informatique comme média de stockage sous la version CD-ROM.

L'audiovisuel tarde à passer au numérique et opte pour un format analogique, simple et bon marché : le VHS.

Le Disque Laser ne parviendra pas à le détrôner. Néanmoins, en 1994 le marché de la hi-fi et des vidéocassettes est saturé poussant les grandes compagnies à réagir. Le succès du CD et la solution transitoire du VHS conduisent l'industrie audiovisuelle à travailler sur un nouveau format commun qui combinerait tous les avantages.

Les promoteurs sont dix fabricants et ''majors'' du cinéma et de la télévision qui constituent le DVD consortium : Hitachi, JVC, Matsuchita, Mitsubishi, Philips, Pionneer, Sony, Thomson Multimédia, Time Warner, et Toshiba.

Deux petites années suffisent à aboutir à un accord sur des spécifications communes.

En décembre 1995 le Digital Versatile Disc est né.

 

Caractéristiques

Caractéristiques techniques d'un DVD

Densité de l'information


Les pistes contenant l'information inscrite sous forme de micro-cuvettes et de méplats sont plus serrées que sur le CD (0,74 microns contre 1,6 microns), chaque élément d'information étant lui-même de plus petite taille (0,4 microns au minimum).
 

 

Lecture d'information

La lecture optique du DVD est binaire (0 ou 1). Tout changement d'état (méplat à micro-cuvette ou inversement) est traduit par un ''un'', et toutes les longueurs des méplats et micro-cuvettes par un ''zéro''.


Schéma N°1 : Principe de lecture
 

 

Propriétés des couches

Chacune des deux couches d'information a des propriétés optiques différentes. La plus proche de la tête laser est semi-réfléchissante et semi-transparente ; l'autre plus éloignée est totalement réfléchissante.
Pour un DVD simple couche, il est apposé deux couches de substrat, la deuxième restant vierge. Cette technique permet d'éviter les déformations lors du refroidissement entre deux matériaux différents.
Pour un DVD double faces, c'est le même principe avec les deux faces collées dos à dos.

 


Lecture optique

L'emploi de double couches sur une même face n'oblige pas à utiliser deux rayons laser mais un seul avec deux longueurs d'onde différentes : 635 et 650 nanomètres (diode laser rouge).
De plus, l'ouverture numérique a été augmentée de 0,45 (pour le CD) à 0,6 permettant une concentration plus fine du rayon, d'où la miniaturisation des pistes.


Schéma N°2 : Lecture d'un DVD deux couches

Capacité

Contrairement au CD qui a une capacité fixe de 0,65 Go, celle du DVD ''classique'' ( 12 cm de diamètre) varie suivant le nombre de couches d'information :

  • une couche sur une face : 4,7 Go,
  • deux couches sur une face : 8,5 Go,
  • une couche sur chaque face : 9,4 Go,
  • deux couches sur chaque face : 17 Go.

Ce même principe s'applique au DVD de 8 cm de diamètre, soit respectivement : 1,4 Go, 2,6 Go, 2,8 Go, et 5,2 Go selon le nombre de couches.
Ce dernier pourrait supplanter le CD Audio en version 1,4 Go.


Vitesse de rotation

Pour que le débit constant maximum soit de l'ordre de 10 MB/s, la vitesse de rotation doit être élevée ; celle-ci varie selon le positionnement du laser, c'est-à-dire entre 630 (au bord extérieur du disque) et 1530 tours par minute (près de l'axe du disque).
Pour un CD standard cette vitesse varie de 200 à 500 tours/minute.

Sens de lecture

Suivant le type de DVD et le nombre de couches le rayon laser n'effectue pas le même parcours.

Comme le CD, le DVD est constituée d'une zone d'entrée du laser (près de l'axe du disque), d'une zone dite de données et d'une zone de sortie (vers le bord extérieur du disque). Le cas du DVD multicouche permet d'envisager plusieurs parcours possibles :

  • DVD simple couche : identique au CD,
  • sur un DVD-ROM double couches : Les deux couches sont lues dans le même sens avec pour chacune une zone d'entrée et une zone de sortie.
  • sur un disque vidéo double couches : lorsque le laser arrive en fin de la première couche, celui-ci continue sa lecture dans le sens inverse sur la deuxième couche.

Leur représentation est visible dans l'annexe A


Organisation des données

Le DVD est fractionné en secteurs de 2064 octets. Chaque secteur contient 2048 octets de données utilisateur répartis en 12 rangées et 16 octets d'identification et de correction d'erreur :


Schéma N°3 : Format de secteur de DVD

Grâce à cette répartition en secteur et à la correction d'erreur évoluée contenue sur chacun, la plupart des éraflures sont facilement corrigées.

Types de disques

Types de disques dans les DVD

Il existe plusieurs variantes de DVD selon l'utilisation. Il est important de saisir ce qui différencie le DVD Vidéo et le DVD-ROM :

  • un DVD Vidéo contient des programmes vidéo et est lu sur un lecteur de DVD relié à un téléviseur,
  • un DVD-ROM contient des données informatiques et est lu sur un lecteur de DVD-ROM connecté à un ordinateur.

Ils sont souvent plus simplement appelés DVD ; ils en existent d'autres types comme le DVD-RAM et Audio.

Le DVD est appelé parfois Digital Vidéo Disc : le terme de vidéo est un peu trompeur puisque qu'en effet il est destiner à remplacer la plupart des formats de stockage actuels et pas seulement ceux liés à l'audiovisuel.

A chaque type correspond un livre (Book) de spécifications :

Books

Disques

Contenu

Book A

DVD-Rom

Données en lecture

Book B

DVD-Vidéo

Vidéo Mpeg-2 en lecture

Book C

DVD-Audio

Audio en lecture

Book D

DVD-R

Données en gravure simple

Book E

DVD-Ram

Données en gravure multiple

Les DVD-ROM, Vidéo, et Audio sont des DVD pressés en usine et ne sont ni effaçables ni enregistrables, contrairement aux DVD-R et RAM qui reposent sur une technologie de gravure à l'unité.

Une extension au Book E existe : le DVD-RW et le DVD-R/W. Ils reposent sur une technique de gravure multiple.

Ces spécifications ne sont pas rendues publiques, elles sont disponibles chez Toshiba, après la signature d'un accord de non-divulgation et un droit de 5000$.


Le DVD-ROM

Ce support est destiné à contenir des données informatiques et se lit dans un lecteur DVD-ROM connecté à un ordinateur.

Il propose une capacité de stockage allant de 4,7 à 17 Go selon le nombre de faces et de couches (traité dans la partie 3.5 sur la capacité du DVD).

Certaines applications, telles que de grosses bases de données ou multimédias, sont gourmandes en place et requièrent plusieurs CD-ROM ; cette situation va donc pouvoir être corrigée en effectuant le portage sur DVD-ROM.

De plus, le DVD-ROM peut aussi bien lire des documents numérisés que du texte en ligne de code ou de la vidéo compressée dès lors que le matériel ou les logiciels correspondent à cette utilisation.

Concernant le lecteur de DVD, celui-ci peut autant lire un DVD-ROM que la plupart des autres types de DVD et surtout la plupart des CD.

Une telle flexibilité d'utilisation permet ainsi un passage en douceur vers la technologie DVD.


Le DVD Audio

Au mois de janvier 1998, le Consortium DVD a décidé de recueillir davantage d'informations provenant de l'industrie du disque avant de définir les spécifications finales du DVD Audio.

Les appareils pour le DVD Audio devraient apparaître au plus tôt en 1999.

La version datant de janvier 1998 du comité d'organisation de DVD précise que le standard LPCM (Linear Pulse Code Modulation) sera obligatoire. LPCM est un format sonore numérique non compressé, donc sans perte, et qui permet d'avoir jusqu'à 8 canaux.

C'est le format des CD et de la plupart des disques originaux (masters) de studios.

Sony et Philips proposent un format concurrent : ''Super Audio CD'' basé sur le Direct Stream Digital (DSD). Le principe du DSD consiste à utiliser les deux couches du DVD, une pour les lecteurs de CD actuels, et l'autre pour les lecteurs de DVD Audio.

Si le standard retenu présente des caractéristiques différentes de l'actuel DVD Audio, les lecteurs actuellement disponibles ne pourront probablement pas lire ces futurs DVD.

Enfin, des rumeurs circulent aussi au sujet du Consortium DVD qui préférerait voir adoptée la taille de 8 cm, tandis que l'industrie du disque opterait pour une taille de 12 cm (les spécifications physiques du DVD permettant les deux tailles).

Pour le moment, le DVD Audio n'est donc pas encore finalisé.


Le DVD Vidéo

Le DVD Vidéo, souvent plus simplement appelé DVD, contient des programmes vidéo destinés aux lecteurs de DVD de salon. Il peut aussi être lu sur un PC équipé d'un lecteur DVD-ROM et d'une carte de décodage audio et vidéo adaptée.

Les avantages du DVD Vidéo sont nombreux (voir la première partie – Présentation) : on rappellera qu'il propose une durée de vidéo et une qualité supérieure au vidéodisque avec une capacité d'adaptation aux différents formats de télévision (PAL, NTSC, 16:9 ou 4:3). En plus d'autres avantages s'ajoutent :

  • montage automatique et sans interruption,
  • jusqu'à 9 angles de vue (le point de vue pouvant être changé en cours de lecture),
  • utilisation de menus et d'options interactifs,
  • avance et retour en arrière ''instantanés'' avec la durée écoulée,
  • arrêt sur image parfait,
  • recherche par titre, chapitre et piste.
  • jusqu'à 32 pistes de sous-titres,

Cependant plusieurs limites risquent de freiner la commercialisation du DVD Vidéo :

  • il est actuellement impossible d'enregistrer des programmes (codeur MPEG2 trop cher),
  • à la demande des ''majors'' du cinéma, la copie de disque est impossible (partie 4.5.2 – Protections/Piratage),
  • certains titres ne pourront être lus ailleurs que dans une zone prédéterminée du monde étant donné que les lecteurs et les DVD sont affectés d'un code de zone (partie 4.5.2 – Protections/Code régional),
  • la lecture arrière est impossible en vitesse normale,
  • dans le cas d'un DVD double face, nécessité de le retourner manuellement, pour les lecteurs à un seul laser,
  • enfin, le catalogue mettra un certain temps à égaler celui des vidéocassettes ou même des disques laser.

Principes :
Comme son nom l'indique, il s'agit d'un disque ne comportant que des fichiers vidéo enregistrés au format de compression MPEG2.

Ce format de compression permet d'obtenir une qualité proche des normes de diffusion télévisuelle tout en compressant considérablement l'image.

Corrigeant l'expérience négative du CD-ROM, les spécifications prennent en compte l'audio, la vidéo ainsi que l'interactivité.

De plus, le DVD accepte les deux formats vidéo les plus répandus, à savoir le NTSC (525 lignes/ 60 trames par seconde) et le PAL (625 lignes/ 50 trames par secondes).

Ratio d'aspect :
Il existe plusieurs formats d'image définis par le ratio qui correspond au rapport entre la largeur et la longueur de l'image. Il est possible de stocker sur un DVD de la vidéo au format 4:3 (le ratio standard des téléviseurs) ou 16:9 (format cinémascope ou ''widescreen'').

Le format 16:9 est dit ''anamorphique'', c'est-à-dire que l'image est compressée horizontalement pour pouvoir tenir dans un rectangle de ratio 4:3 lors du stockage dans le DVD et est ''anamorphosée'' à la lecture.

Les lecteurs de DVD peuvent diffuser de la vidéo de quatre façons différentes :

  • plein écran (de la vidéo 4:3 pour un téléviseur 4:3),
  • ''letterbox'' (de la vidéo 16:9 pour un téléviseur 4:3),
  • ''pan & scan'' (de la vidéo 16:9 pour un téléviseur 4:3),
  • cinémascope (de la vidéo 16:9 pour un téléviseur 16:9).

''Letterbox'' signifie que la vidéo est dans un format identique au format cinémascope : l'image est alors réduite pour tenir en largeur et des bandes noires doivent être ajoutées en haut et en bas de l'image.

''Pan & scan'' (recadrage) est un procédé permettant de voir une image large à travers une fenêtre 4:3, éliminant les parties à droite et à gauche.

Cela suppose que les réalisateurs qui tournent pour le cinéma ne placent rien d'important ni à droite ni à gauche de leur cadre sous peine de ''massacrer'' le film lors de la diffusion télé.

Toutefois, de nombreux films sont tournés en ''soft-matte'', procédé masquant le haut et le bas lors de la projection en salle. Lors du transfert vidéo, l'image supplémentaire peut être inclue durant le processus de recadrage.

Son & sous-titrages :
Ce qui surprend le plus c'est sans doute les possibilités sonores du DVD. En effet, huit flux audio indépendants sont prévus, permettant l'installation de programmes multilingues avec passage instantané d'une langue à l'autre. Chaque canal audio peut être codé sous un des formats suivants :

  • PCM (Pulse Code Modulation),
  • Dolby Digital,
  • MPEG2 Audio.

Deux autres formats optionnels sont possibles : DTS (Digital Theater System) et SDDS (Sony Dynamic Digital Sound). Tous deux nécessitent des décodeurs externes et ne sont pas compatibles avec tous les lecteurs.

Ces formats seront étudiés dans la partie 5.3 – Compression Audio.

En plus des huit canaux, les spécifications autorisent jusqu'à 32 langues de sous-titrage permettant de visionner un film en langue étrangère avec une traduction dans sa langue.

Les 32 sous-titres possibles sont accessibles par simple sélection avec la télécommande.


Le DVD-R, RAM, RW et R/W

Il existe quatre versions enregistrables du DVD-ROM : DVD-R, DVD-RAM, DVD-RW et DVD-R/W.

Le DVD-R ne peut enregistrer qu'une fois, tandis que le DVD-RAM, le DVD-RW et le DVD-R/W peuvent réinscrire des centaines de milliers de fois.

La caractéristique principale qui permet de différencier les trois disques réinscriptibles est leur capacité :

  • le DVD-RAM à une contenance de 5,2 Go,
  • le DVD-RW à une contenance de 3 Go,
  • le DVD-R/W à une contenance de 7,9 Go.

Les spécifications du DVD-RW seront finalisées vers la fin de 1998, les trois autres standards l'ont été dès août 1997. Alors que les enregistreurs DVD-RAM personnels arrivent sur le marché, ils ne sont pas utilisables actuellement pour l'enregistrement de programmes vidéo. En effet les codeurs MPEG2 sont encore beaucoup trop cher pour être commercialisés au grand public.


DVD-R

Le DVD-R utilise la même technologie que le CD-R et est compatible avec les lecteurs de DVD-ROM et DVD Vidéo.

Sa capacité initiale est de 4 Go, elle est déjà passée à 7,9 Go, ce qui est essentiel pour graver des DVD-ROM et des DVD Vidéo sur un ordinateur de bureau.

Il est actuellement proposé un seul graveur sur le marché, ce qui montre bien le peu d'intérêt porté à ce type de DVD (parent pauvre des disques à gravures multiples).


DVD-RAM

C'est un disque réenregistrable dont la vocation première est d'être un support de stockage capable de rivaliser avec les disques durs des ordinateurs.

Le DVD-RAM à une capacité de 5,2 Go sur deux faces.

Principe :

Une source laser d'une longueur d'onde de 635 nm ou 650 nm chauffe la surface du disque optique. Le support passe alors, suivant la température atteinte, à un état cristallin ou amorphe.

Les déformations de la surface constituent des micro-cuvettes et des méplats. L'intérêt de ce processus réside dans la réversibilité : il est possible de réenregistrer le disque sans avoir à l'effacer préalablement.

L'inconvénient mineur est qu'il ne peut être lu sur les premiers lecteurs de DVD en raison d'une différence dans la taille des secteurs et d'une différence dans la réflexion du rayon laser.

Les DVD-RAM simple face sont disponibles avec ou sans protection. Il existe deux catégories de protection : le type 1 est scellé dans un boîtier, le type 2 permet de retirer le disque.

Les DVD-RAM double face sont uniquement disponibles avec des protections (boîtiers) de dimensions 124.6mm x 135.5mm x 8.0mm.

Tout comme le DVD Audio, chacun y va de sa solution et déjà certains constructeurs annoncent qu'ils pourraient sortir un DVD-RAM permettant de stocker 12 Go par face…


DVD-RW et DVD-R/W

Les DVD-RW et R/W, enregistrables plusieurs fois, se différencient par leur capacité de stockage (respectivement 3 et 7,9 Go). La technologie de DVD-RW est développée par la société Pioneer et est basée sur le DVD-R.

A l'heure actuelle, peu d'informations sont connues sur leurs caractéristiques, excepté le fait qu'ils soient une extension du DVD-RAM.

Toutes ces versions de DVD enregistrables ne peuvent pas pour le moment enregistrer ou copier de vidéo car il faut du matériel et des logiciels supplémentaires pour l'encodage vidéo, audio, et des sous-titres. Pour ce faire, il faudrait aussi un disque dur de 5 à 9 GB pour traiter les données en temps réel.

Toutefois, les grands fabricants se livrent à une course effrénée pour proposer le DVD à gravure multiple qui sera au cœur de la technologie des caméras vidéo et offrira une alternative aux magnétoscopes.


Utilisations

Le DVD est un disque optique avec de multiples emplois possibles :

  • visionner un film ou écouter une musique sur un lecteur de salon ou sur PC,
  • sauvegarde de données informatiques, des photos, du texte, …
  • utilisation à travers un lecteur d'applications volumineuses telle une encyclopédie,
  • applications d'installation utilisant beaucoup d'espace : ajout de fonctions, et de bibliothèques (livraison sur un seul disque d'un logiciel dans toutes les langues).

Ces fonctions sont déjà réalisables (sauf l'écoute de DVD Audio), offrant une souplesse d'utilisation grâce à des performances et une interactivité toujours meilleures.


Compatibilité

Les spécifications du DVD imposent que les lecteurs soient capables de lire tant les CD Audio que les CD-ROM. Le tableau ci-dessous montre en plus leur compatibilité avec la plupart des autres CD.

Compatibilité entre les différents types de lecteurs DVD et les différents types de disques DVD et CD :

En outre, les lecteurs de DVD standards ne peuvent lire les disques laser, tout comme on ne peut lire de DVD sur un lecteur de disques laser standard.

Le disque laser utilise de la vidéo analogique, le DVD de la vidéo numérique : ce sont des formats très différents.

Toutefois, certains constructeurs ont annoncé des lecteurs ''combinés'' qui pourront lire à la fois des disques laser et des DVD (ainsi que les CD).

Le tableau montre aussi qu'il est possible de visionner un DVD Vidéo sur un ordinateur, mais seulement si celui-ci dispose de l'équipement nécessaire : en plus d'un lecteur de DVD-ROM, il faut une carte supplémentaire pour décoder la vidéo et le son.


Protections

Piratage :

Le piratage à grande échelle des cassettes VHS et des CD a poussé les grandes compagnies à développer des protections incluses dans le format DVD :

un système appelé ''Macrovision'' émet un signal en sortie du lecteur DVD empêchant toute copie de DVD Vidéo sur une cassette VHS,

  • Content Scrambling System (CSS) est une méthode d'encryptage de données destinées à interdire la lecture des fichiers directement sur le système de fichiers du DVD,
  • Digital Transmission Content Protection (DTCP) est une méthode complexe offrant la possibilité d'effectuer une copie unique des données du DVD.

Verrouillage parental :

Un code parental permet de refuser la lecture de certains disques ou scènes à déconseiller aux enfants.
Il suffit pour cela de mettre une première fois le DVD à verrouiller dans le lecteur et de choisir l'option concernant la restriction de programme.

Les DVD ne permettent pas toujours cette possibilité qui dépend du bon vouloir de l'éditeur.

Code régional :

Une dernière protection existe pour éviter qu'un film ne paraisse dans un pays avant sa sortie en salle.

Les éditeurs ont découpé le monde en six zones ayant chacune son code :

  • zone 1 : Amérique du Nord,
  • zone 2 : Europe, Afrique du Sud , Japon, et une partie du Moyen-Orient,
  • zone 3 : Taiwan, Asie du sud-est, Hong-Kong et Corée,
  • zone 4 : Amérique du Sud, Amérique Centrale, Australie et Nouvelle Zélande,
  • zone 5 : Afrique, Moyen-Orient, Inde et ex-URSS,
  • zone 6 : Chine.

Il devient impossible de lire un DVD conçu pour une zone sur un lecteur prévu pour une autre. Cependant il est possible de coder un DVD pour plusieurs zones.

Les codes régionaux s'appliquent aussi aux lecteurs de DVD-ROM, mais seulement en cas d'utilisation avec un DVD Vidéo, cela ne concerne donc pas les DVD-ROM contenant des logiciels.


Système DivX

C'est un moyen novateur de location de disques permettant de les acheter à bas prix et de les garder pour les visionner ultérieurement.

DivX, contraction de Digital Vidéo Express, est un lecteur de DVD vidéo préconisé par quelques ''majors'' du cinéma américain utilisant une variante du DVD Vidéo (DVD cripté).

A partir de l'insertion dans le lecteur, le disque est lu normalement durant 48 heures, au-delà le ''propriétaire'' doit payer un droit pour déverrouiller le disque pour 48 heures de plus grâce au lecteur relié par modem au central DivX.

Ce système présente des avantages, il permet entre autre de :

  • retarder la vision d'un film,
  • revoir le film pour un coût réduit,
  • posséder un disque neuf qui ne souffre pas des locations précédentes.

Cependant, il présente aussi des inconvénients non négligeables :

  • les lecteurs DivX sont plus chers que les lecteurs classiques,
  • impliques que tout fonctionne correctement (lecteur – ligne téléphonique – central DivX),
  • si la société Divx fait faillite, les disques Divx seront inutilisables,
  • un disque déverrouillé ne fonction que sur le lecteur qui l'a autorisé,
  • aucune compatibilité avec les autres lecteurs…

Formats

Divers formats d'un DVD

Les possibilités de codage et de compression des applications multimédias sont nombreuses. Elles ont en commun de s'appuyer sur la numérisation des données(du son, de l'image, …).

Les techniques numériques présentent plusieurs avantages majeurs :

  • une protection des signaux contre le bruit,
  • la possibilité d'associer plusieurs signaux dans le même flux,
  • une économie de la bande passante grâce à l'emploi de techniques de compression,
  • la faculté de superviser la transmission,
  • l'emploi de composants informatiques permettant une intégration à bon marché.

Tant en termes de stockage qu'en termes de transmission, la compression revêt un aspect crucial.


Compression de données vidéo

Pour permettre l'enregistrement de films entiers avec une qualité optimale, la quantité de données du signal vidéo initial doit être réduite considérablement.

Pour ce faire, on utilise le standard de compression vidéo MPEG (Moving Picture Experts Group) : il est au cœur des spécifications pour le DVD Vidéo.


Différents MPEG

MPEG est décliné en plusieurs versions selon leurs utilisations :

  • MPEG 1 destiné aux applications multimédias,
  • MPEG 2 extension de MPEG 1 permettant d'obtenir une qualité supérieure,
  • MPEG 3 destiné à la télévision haute définition : cependant, MPEG 2 s'est révélé plus performant et il a rendu inutile le développement de MPEG 3,
  • MPEG 4, en cours de normalisation, utilise des définitions fractales des images pour une meilleure résolution, il devrait être disponible en fin de l'année 1998.


MPEG2

Ce standard a été mis au point pour répondre à des applications à haut débit, de qualité broadcast (télévision par satellite).

MPEG2 accepte les modifications de débit afin de permettre de moduler la compression en fonction de la difficulté variable des différentes séquences : des images complexes (beaucoup de mouvements ou de détails) sont plus compressées que les images moins complexes.

Ce procédé permet d'avoir une qualité maximale sans pour autant dépenser excessivement de bande passante (entre 4 MB/s et 9 MB/s).

Pour parvenir aux exigences de la diffusion télé MPEG2 encode alternativement des images entières et des ''tranches'' (bouts d'images) correspondant aux seules variations discernables entre chaque vue.

De plus, pour palier aux différentes vitesses d'affichage (cinéma : 24 images/sec, PAL : 25 images/sec, NTSC : 29,7 images/sec), MPEG utilise le processus dit de ''Téléciné inverse''.

Ce processus permet de synchroniser l'image et le son sans encoder d'image supplémentaire mais signale l'image manquante par une balise : le décodeur l'interprète et affiche tout simplement l'image précédente.

MPEG2 est donc un format idéal (minimum de données vidéo pour une qualité optimale) pour contenir un film vidéo sur une seule face d'un DVD.


Format UDF

UDF (Universal Disc Format) est un système d'organisation de fichiers de données qui est indépendant du système d'exploitation utilisé. Il permet en plus de gérer de grandes capacités de données.

Il est mis au point par l'OSTA (Optical Storage Technology Association) et utilisé par la majorité des CD-ROM.

Ce standard universel offre une compatibilité multi-plateforme : il peut être lu à partir d'un lecteur de salon, d'un PC, d'une station Unix ou d'un Macintosh. En outre, quels que soient les systèmes d'exploitation actuels et à venir, UDF restera valide.

Déjà diffusé sur les CD-ROM, ce format est reconduit dans les spécifications du DVD en version UDF 2.0 (appelé aussi micro-UDF).


Formats Audio

Il existe beaucoup de formats de codage sonore, il ne sera traité que des formats les plus répandus : Dolby Digital, DTS (Digital Theater Sound), MPEG2 audio, PCM et LinearPCM (Pulse Code Modulation), et SDDS (Sony Dynamic Digital Sound).

Tous ces formats de compression audio sont comprimés à partir du format PCM.


Dolby Digital (AC-3)

Dolby Digital est une norme de compression audio appelée aussi AC-3 qui permet de restituer un son stéréo avec un effet spatial de haute fidélité.

C'est un format sonore numérique et multicanal, compressé, avec la technologie de codage AC-3.

Il offre 5.1 canaux sonores initiaux (à gauche / centre / droit / arrière droit / arrière gauche) complètement séparés et un 6ème canal (le 1 dans 5.1) qui offre des effets de basses fréquences appelés DIGITAL.

Malgré un fort taux de compression, le codage AC-3 parvient à restituer un son proche de l'original.

Dolby Digital est le format utilisé pour la majorité des DVD Vidéo en Zone 1. Ce format est même obligatoire pour les films en NTSC.


MPEG2 Audio

Cette norme permet de compresser un son en stéréo sur 7.1 canaux, soit 8 voies différentes.

MPEG2 Audio est un format sonore numérique et multicanal.

Le format 7.1 ajoute les canaux centre-gauche et centre-droite en plus des 5.1 canaux de Dolby Digital. En raison des moyens nécessités (décodeurs peu répandus, et 8 enceintes) ce système ne peut être exploité pour le moment.


DTS

DTS (Digital Theater Sound) est un format sonore (optionnel) numérique et multicanal (5.1) proche de la norme Dolby Digital.

Comparativement à AC-3 : il est moins comprimé ce qui diminue les pertes.

Remarque : les lecteurs DVD de premières générations, apparus il y a un an, ne reconnaissent pas ce standard.


LPCM

LPCM (Linear Pulse Code Modulation) est une évolution du format PCM. Ces deux standards numérisent des donnés audio sans compression.

LPCM permet de varier la résolution jusqu'à 24 bits et la fréquence d'échantillonnage jusqu'à 96 kHz contrairement au format classique PCM qui utilise une résolution fixe de 16 bits et une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz également fixe.

C'est un format sonore numérique non compressé donc sans perte qui peut offrir jusqu'à huit canaux, avec un début maximum de 6,144 MB/s.

Pour la musique, les standards de la compression ne permettent pas d'égaler les normes PCM ou LPCM, c'est pour cette raison que LPCM sera sûrement la norme de codage du son pour les CD Audio.


SDDS

SDDS (Sony Dynamic Digital Sound) est un format sonore (optionnel) numérique et multicanal. Il permet de varier le nombre de canaux allant de 5.1 à 7.1, mais comprime moins le son que AC-3 ou même MPEG2 (voir ligne débit maximum dans le tableau ci-dessous).

SDDS est un format destiné à une diffusion en salle. Sony n'a pas encore annoncé son intention de mettre le SDDS sur le DVD.


Conclusion

Le comité d'organisation du DVD qui s'est réuni le 4 décembre 1997 à Tokyo, a finalement pris la décision de choisir le Dolby Digital comme format audio obligatoire dans les spécifications du DVD PAL (standard de télévision utilisé en Europe) alors qu'il n'était que facultatif auparavant.

Ceci met fin aux conflits entre les différentes sociétés proposant des formats de compression sonore pour la Vidéo.


Tableau d'information complémentaire sur les différents formats sonores :

 

 

PCM

LPCM

SDDS

Dolby Digital

DTS

MPEG2

Débit max. (Mbits/s)

6,144

6,144

1,3

0,448

0,06 à 1,5

0,3 à 0,912

Fréquence (kHz

48

48/96

48

48

48

48

Résolution (bits)

16

16/20/24

n.c.

16

20

16

Canaux

1 à 8

1 à 8

5.1 à 7.1

1 à 5.1

5.1

3 à 7.1