DVD-Video
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Dischi ottici
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Il DVD-Video è un'applicazione DVD riguardante tipi di dati multimediali audiovisivi (film) suddivisi in file, organizzati secondo le specifiche proposte dal DVD forum e sviluppate da OSTA (Optical Storage Technology Association). I dati video di questa applicazione sono compressi tipicamente utilizzando MPEG-2, mentre la compressione dei dati audio è variabile ed a scelta del produttore. Audio e video non sono memorizzati in file separati ma miscelati (multiplexati) in uno stream unico. Il supporto su cui l'applicazione viene memorizzata generalmente è un DVD 9 (DVD singola faccia, doppio strato: 8,5 GB/240 min[1]).
Indice |
[modifica] Storia
Fin dalla fine degli anni '80 a molti osservatori era chiaro che il supporto d'elezione per i film sarebbe stato un disco digitale con elevata capacità di memorizzazione. Nel 1994 una commissione designata dalle major hollywoodiane stabilì alcune linee-guida utili ai fini dello sviluppo di un formato digitale. I modi in cui questo formato poteva essere implementato erano molteplici e, nel 1995, IBM era già intervenuta per mettere d'accordo i vari produttori ed accordare le loro proposte con le esigenze delle case di produzione di Hollywood. Il motivo che spingeva "Big Blue" ad assumere questa posizione conciliante è da ricercarsi nel ricordo della micidiale battaglia commerciale che, negli anni '70, aveva opposto il formato Betamax al VHS, dissanguando la Sony e diverse altre aziende.
[modifica] Remore delle aziende produttrici
In realtà le resistenze iniziali all'adozione di uno standard furono molte: la stessa Sony, insieme alla Philips, era proprietaria della tecnologia CD, quindi non voleva rinunciare alla sua posizione potenzialmente privilegiata, dal momento che il nuovo supporto voleva essere retro-compatibile con il CD.[2] Inoltre sia Nimbus, sia Toshiba, sia le medesime Sony e Philips, avevano, per loro conto, già sviluppato formati proprietari incompatibili fra loro.
Nell'aprile del 1995 IBM patrocinò un tavolo negoziale fra le varie fazioni di produttori; nell'agosto dello stesso anno, insieme alle aziende partner che, nel frattempo, avevano costituito una cordata, e fra cui spiccavano Sun Microsystems, Apple, HP e perfino Microsoft, dette un ultimatum al duo Sony/Philips, che fu costretto ad accettare l'alleanza per non venir tagliato fuori dal mercato. Il 15 settembre 1995 fu annunciato l'accordo, mentre il 12 dicembre 1995, finalmente, con la creazione ufficiale del DVD Consortium (poi mutato, nel 1997, in DVD Forum) nacque ufficialmente il Digital Versatile Disc.
[modifica] Remore delle major cinematografiche
Tuttavia ciò che aveva visto la luce era soltanto il supporto. L'applicazione DVD-Video era ben lungi dall'assumere la sua forma definitiva.
La storia del DVD-Video è strettamente interrelata a quella dei sistemi di protezione dei contenuti, che i produttori hanno voluto fossero presenti in questo supporto fin dalle primissime versioni. L'elevato livello qualitativo dello standard MPEG-2, che rendeva possibile fruire in home video di una qualità di gran lunga superiore a quella del VHS, intimoriva moltissimo le major cinematografiche, la cui pretesa, fin dal 1994, era che sul nuovo supporto venissero memorizzate soltanto copie a bassa risoluzione dei video originali. Solo nel 1996, quando fu introdotta una serie di misure, anche a livello di normativa legale, volte a limitare il fenomeno della pirateria audiovisiva, i produttori acconsentirono all'uso del DVD per le applicazioni Video.
Anzitutto, le case cinematografiche avevano preteso la suddivisione del globo in sei macro aree principali, che sarebbero servite ad impedire lo scambio di DVD fra una nazione e l'altra, a causa delle incompatibilità dei rispettivi lettori (un lettore con codice per la zona 6 non è in grado di leggere un DVD contrassegnato per la zona 1). Inoltre furono implementati altri due sistemi di protezione: un primo sistema era deputato ad impedire la copia analogica (il Macrovision) mentre il secondo era volto ad impedire la copia digitale, cioè il "copia e incolla", via sistema operativo, dei files contenenti il video. Quest'ultimo tipo di protezione, chiamato Content Scrambling System (acronimo: CSS), veniva considerato, dai produttori, come la garanzia definitiva contro la riproduzione illegale.
Il primo DVD-Video, versione 1.0, fu proiettato nel novembre 1996 a Tokyo. L'applicazione cominciò ad affermarsi a partire dal 1997. Nel 1998 il DVD-Forum rilasciò le specifiche del DVD 1.1. Ma il "boom" vero e proprio, con ampia diffusione nel mercato consumer, ci fu nel 1999.
Tuttavia, proprio nel novembre del 1999, quindi appena tre anni dopo la prima proiezione del DVD-Video, Jon Johansen, uno studente quindicenne di Harstad, distribuì su Internet il DeCSS, un piccolo programma che consentiva di effettuare il ripping dei DVD-Video, cioè la copia su hard-disk dei files presenti nel DVD, aggirando la protezione CSS. Johansenn, che affermò di aver realizzato il DeCSS solo perché voleva guardare i DVD sotto Linux, nel 2000 fu arrestato dalla polizia norvegese su denuncia dell'associazione americana dei produttori cinematografici (Motion Picture Association of America, MPAA) e processato; nel 2003 è stato assolto con formula piena dal tribunale norvegese in quanto, nel processo, fu appurato che il DVD-Video, che Johansen aveva "rippato", era stato da lui stesso acquistato regolarmente, e che effettivamente non era possibile visualizzarlo sul sistema operativo Linux installato sul suo computer.
In realtà "DVD-Jon", pur essendo molto esperto, non aveva sviluppato l'algoritmo che violava la protezione CSS da solo; gli altri due autori del complesso software di decpritazione del Content Scrambling System sono sempre rimasti anonimi (pare che uno di loro fosse un programmatore tedesco).
Il 17 aprile 2002 Jon Johansen, insieme agli altri due anonimi creatori dell'algoritmo implementato nel DeCSS, è stato insignito dell'EFF Pioneer Awards, il premio che la Electronic Frontier Foundation mette ogni anno in palio per premiare individui che si sono distinti nello sviluppo di tecnologie informatiche utili alla comunicazione delle informazioni o alla tutela dei fruitori di Internet.
Il DeCSS era stato rilasciato in Open Source, quindi con sorgente aperto; perciò fu possibile, per altri programmatori, implementarne l'algoritmo all'interno di software dotati di un'interfaccia grafica maggiormente user-frendly.
[modifica] File system
Il file system del DVD è una variante ridotta dell'UDF (Universal Disc Format), chiamata MicroUDF.
La struttura dei DVD-Video, cioè il modo in cui i files sono memorizzati ed organizzati all'interno del supporto di memorizzazione, è standard; questa organizzazione serve a fare in modo che tutti i riproduttori siano in grado di localizzare senza problemi i dati.
All'interno della radice vi sono due directory, chiamate AUDIO_TS e VIDEO_TS.[3] Come i nomi suggeriscono, queste due directory sono deputate a contenere rispettivamente gli elementi dei DVD-Audio e dei DVD-Video. In questi ultimi, dunque, AUDIO_TS è sempre vuota; VIDEO_TS contiene invece tutti gli elementi interessati nella riproduzione del video.
All'interno di VIDEO_TS vi sono tre tipi di file, identificati da tre differenti estensioni:
.IFO: contiene le informazioni sulla dislocazione di audio, video e sottotitoli, sulla suddivisione in capitoli del film e su ogni altro contenuto; è il descrittore della struttura del DVD-Video..VOB: VOB sta per Video OBject; è il contenuto multimediale vero e proprio, cioè è un file è in cui sono memorizzati l'audio e il video in forma multiplexata, cioè miscelata..BUP: è un backup del file.IFO.
Siccome le specifiche stabiliscono che un file .VOB abbia una grandezza massima di 1 Gigabyte (1.073.739.776 bytes), un tipico film di 90-100', che occupa, in compressione MPEG-2, dai 4 ai 6 Gigabyte, verrà suddiviso in più file .VOB.
Oltre ad avere specifiche estensioni, i file presenti nella directory VIDEO_TS sono anche caratterizzati da una specifica nomenclatura. I nomi dei file possono iniziare per:
VIDEO_TSVTS_
dove TS è l'acronimo di TitleSet. I file che cominciano per VIDEO_TS sono i primi ad essere letti e contengono le informazioni ed i contenuti riprodotti automaticamente quando il supporto viene inserito nel lettore (p.es. le informazioni di copyright e il menu principale del DVD). Gli altri file, che iniziano per VTS_, racchiudono tutte le altre informazioni e contenuti. Gli archivi .IFO contengono i riferimenti ai .VOB da caricare; un singolo file .IFO può gestire al massimo 10 file .VOB. La struttura tipica del file system del DVD-Video è dunque la seguente:
ROOT |-AUDIO_TS |-VIDEO_TS |-VIDEO_TS.BUP |-VIDEO_TS.IFO |-VIDEO_TS.VOB |-VTS_xx_y.BUP |-VTS_xx_y.IFO |-VTS_xx_y.VOB
dove xx, da 01 a 99, indica il numero del titolo (film, making of, trailer, ecc.), mentre y, da 0 a 9, indica la successione dei file.
Ad esempio, la directory VIDEO_TS di un DVD-Video contenente un film suddiviso in 5 VOB ed un contenuto speciale suddiviso in 2 VOB includerà i seguenti file:
|-VIDEO_TS.BUP |-VIDEO_TS.IFO |-VIDEO_TS.VOB |-VTS_01_0.BUP |-VTS_01_0.IFO |-VTS_01_0.VOB |-VTS_01_1.VOB |-VTS_01_2.VOB |-VTS_01_3.VOB |-VTS_01_4.VOB |-VTS_02_0.BUP |-VTS_02_0.IFO |-VTS_02_0.VOB |-VTS_02_1.VOB
Generalmente il primo file VTS_xx_y.VOB, come VTS_01_0.VOB, contiene un menu interattivo.
[modifica] Specifiche tecniche
Il video e l'audio nei DVD-Video seguono due codifiche differenti.
Il video tipicamente è compresso con MPEG-2 a bitrate variabile (da 1,5 Mbit/s a 9,8 Mbit/s).
Per l'audio, invece, è disponibile un'ampia varietà di formati: MPEG-1, MPEG-2, AC3, DTS, PCM.
La risoluzione tipica del DVD-Video, in standard PAL, è 720x576.
| Parametri | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Codifica | Bitrate | Risoluzione | Extra | ||
| Video | MPEG-2 [4] | Variabile Max 9800 Kbps |
PAL | 720 x 576 704 x 576 [5] |
|
| NTSC | 720 x 480 704 x 480 [6] |
||||
| Canali Audio | |||||
| Audio | MP2 [7] | 224—384 Kbps [8] | Mono, Stereo Dolby Surround 2.0 |
Multilingua (fino a 8 lingue) |
|
| AC3 [9] | Variabile Max 448 Kbps |
Dolby Digital 5.1 [10] canali | |||
| DTS [11] | Variabile Max 1536 Kbps |
Fino a 7.1 canali | |||
| PCM [12] | Variabile Max 6144 Kbps |
Da 2 a 6 canali | |||
[modifica] Sistemi di protezione dei contenuti
I primi tipi di protezione implementati nei DVD-Video sono stati la protezione Analog CPS, o APS, detta Macrovision, e la protezione CSS. La prima era volta ad impedire la copia del video effettuata tramite il collegamento dell'uscita video di un riproduttore con l'ingresso di un altro; la seconda ad impedire il "copia e incolla", via software, dei files video presenti sul supporto. Ma anche la suddivisione in zone gegrafiche è stato concepito come un sistema di protezione.
[modifica] Codici regionali
Le major di Hollywood, cioè la lobby dei produttori cinematografici[13], pretesero, fin dalle primissime versioni del DVD-Video, che fossero introdotte le barriere dei codici regionali.
Il mondo fu diviso in sei macro aree principali, ognuna associata ad un codice differente; questo codice è utilizzato per contrassegnare il lettore DVD.
Il contrassegno regionale consiste nella memorizzazione, in fase di produzione, del codice regionale entro un apposito registro di memoria del lettore DVD. Un lettore DVD contraddistinto da tale codice viene definito di tipo RPC-2. Se si tenta di far leggere ad un lettore RPC-2 un DVD appartenente ad una regione diversa dalla propria, la lettura non riuscirà. Un dvd con denominazione Region 0 o All Region può essere visualizzato su qualsiasi apparecchio, poiché il codice regionale non è stato apposto.
| Codice regionale |
Area geografica |
|---|---|
| 1 | USA, Canada |
| 2 | Europa, Egitto, Giappone, Medio Oriente, Sudafrica |
| 3 | Sud-est asiatico e Hong Kong |
| 4 | America centrale e meridionale, Australia, Caraibi, Nuova Zelanda |
| 5 | Ex Unione Sovietica, Africa, Afganistan, Corea del Nord, Mongolia, Pakistan |
| 6 | Cina |
| 7 | Riservato |
| 8 | Territori transnazionali (aerei, navi da crociera etc.) |
Oltre ai codici delle zone vi sono anche alcuni codici speciali. Inoltre esistono lettori di tipo RPC-1, o regional free, cioè non contrassegnati per una zona specifica: essi sono in grado di leggere DVD provenienti da qualunque zona.
Recentemente è stato sviluppato il Regional Code Enhancement (RCE), un sistema di codifica regionale migliorato che utilizza il linguaggio di programmazione dei DVD (un linguaggio a basso livello con una sintassi simile a quella del DOS) per scoprire se il codice regionale del lettore DVD è stato artefatto al fine di bypassare la codifica regionale.
Il codice regionale è un contrassegno. Nel mondo, un film, e conseguentemente il DVD-Video relativo, esce prima nel paese di produzione; conseguentemente, se non ci fossero i codici regionali, sarebbe possibile acquistare all'estero un DVD-Video prima che esso venga proiettato in sala nel paese dell'acquirente.
[modifica] Analog Protection System (Macrovision)
Macrovision è un tipo di protezione hardware consistente nell'invio di un picco di tensione sull'uscita video di un qualunque riproduttore dotato del circuito apposito; la tensione viene inviata una volta ogni tot secondi, come codificato nel DVD-Video, che deve essere specificamente stampato in modo da prevedere questo tipo di protezione. Il picco di tensione sull'uscita del lettore comporta il fatto che un eventuale altro lettore, che prenda in ingresso questo flusso, visualizzerà una serie di artefatti, o di fotogrammi illegibili, ogni tot fotogrammi integri.
Il segnale distorto manda fuori fase la gestione automatica del sistema di sincronismo verticale del lettore che sta prendendo in input lo stream, causando memorizzazione di fotogrammi caratterizzati da forti variazioni di luminosità. Inoltre, la distorsione comporta anche cambi di informazioni colorbust. Il risultato finale sarà un video inguardabile, perché pieno di quadretti colorati, bagliori e spezzoni indecifrabili.
La protezione Macrovision è stato uno dei primi tipi di protezione, e fu implementato originariamente per impedire la duplicazione delle videocassette VHS. Non solo i videoregistratori e lettori DVD da tavolo sono dotati di questo circuito ma anche le normali schede video dotate di TV-Out, che hanno sull'uscita video la protezione.
[modifica] Content Scrambling System (CSS)
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Per approfondire, vedi la voce CSS. |
Il Content Scrambling System, o CSS, è un sistema di criptazione dei DVD-Video sviluppato da Matsushita nel 1996.
Il CSS cripta i contenuti del DVD video tramite una serie di chiavi a 40 bit. Le chiavi di accesso del titolo specifico sono memorizzate in un'area riservata del disco, detta hidden area. Le chiavi di accesso funzionano in cascade, cioè una chiave di livello gerarchico superiore (la chiave del lettore) è usata per decriptare la chiave del disco; quest'ultima è utilizzata per decriptare la chiave del titolo. I dati audiovideo sono cifrati con le chiavi suddette, quindi la mera copia produrrà video illeggibili.
[modifica] Digital Trasmission Content Protection (DTCP)
È uno standard sviluppato nel 1998 congiuntamente da Sony, Intel, Toshiba, Matsushita e Hitachi. È un sistema hardware volto ad impedire la copia tramite le connessioni USB e IEEE 1394 (Firewire).
Mentre il Macrovision è un sistema sviluppato per impedire la copia dei contenuti trasmessi attraverso l'uscita video analogica, il DTCP è concepito per impedire la copia dei contenuti trasmessi tramite connessioni digitali.
Il DTCP cripta il contenuto prima di trasmetterlo attraverso l'uscita digitale; se il lettore che prende in input lo stream non è certificato DTCP, non sarà in grado di autenticarsi con il dispositivo sorgente, e non potrà decriptare i dati.
[modifica] Content Protection for Recordable media specification (CPRM)
È un sistema sviluppato da IBM, Intel, Toshiba e Matsushita. Utilizza un sistema di chiavi analogamente al CSS.
[modifica] ARccOS
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Per approfondire, vedi la voce Protezione ARccOS. |
DADC’s ARccOS è una tecnologia di protezione dalla copia sviluppata da Sony, simile ad alcuni tipi di protezioni impiegate nei videogiochi. Nei DVD vengono introdotte di proposito alcune celle contenenti dati illeggibili e/o corrotti, in modo da far abortire il processo di ripping del file contenente tali dati.
[modifica] Il futuro del video digitale
Con la diffusione dei televisori al plasma di grande formato (dai 32" in su) l'intrattenimento cinematografico si sta spostando sempre di più all'interno delle mura domestiche. Questo fenomeno spinge alcuni osservatori a preconizzare una nuova crisi del cinema mondiale. In questo senso le major stanno già sviluppando per le sale nuovi schermi e rinnovati effetti 3D, molto più avanzati rispetto a quelli ottenibili con gli "occhialini" rossi e blu degli anni '50.
Tuttavia le dimensioni dei televisori moderni iniziano ad essere tali che la risoluzione del DVD (tipicamente, in sistema PAL, 720x576) non è più sufficiente per assicurare una visione perfetta e non "sgranata" dei film. Per questo motivo molti produttori stanno investendo su nuovi supporti digitali, molto più capienti dei DVD, e quindi in grado di contenere filmati caratterizzati da un bitrate molto più elevato.
In questo contesto, non si scorge, oggi, a differenza di come avvenne agli esordi del DVD-Video, una forte volontà di realizzare uno standard.
Bisogna considerare che, rispetto ai tempi dell'introduzione del DVD (metà anni '90), il pubblico è molto più abituato ai supporti ottici; inoltre l'utenza moderna è già potenzialmente recettiva ad accogliere un nuovo formato che garantisca una qualità dei contenuti video e audio più elevata.
Forse per questi motivi i produttori, in questa fase, non si sono più preoccupati di accordarsi, scatenando così una nuova guerra dei formati, che riecheggia quella fra Betamax e VHS degli anni '70. In questa lotta per la conquista del mercato, il favorito è sembrato essere, in un primo momento, l'HD DVD, un formato capace di memorizzare fino a 30 GB su supporti a singola faccia e doppio strato, con una velocità di trasferimento di 36.500 Kbps Ma anche il Blu-ray Disc (BD), il suo altrettanto efficiente avversario, inizialmente in difficoltà sia in Europa[14] sia negli Stati Uniti, potrebbe balzare in testa, soprattutto se la Playstation 3 di Sony vincerà la sua guerra come console di gioco contro la Xbox 360. La Playstation attuale è anche un lettore DVD, quindi la Playstation 3, che contiene un drive Blu-ray integrato, potrebbe garantire una base installata di lettori Blu-ray potenzialmente enorme. Il recente annuncio, da parte di Disney, Warner Bros, 20th Century Fox e MGM, dell'adozione del formato BD ha inferto un ulteriore colpo al formato HD DVD, che inizia ora ad apparire in netto svantaggio rispetto al suo diretto antagonista.[15]
[modifica] Voci correlate
- DVD
- MPEG
- Compressione video
- Risoluzione
- Crittografia
- Digitalizzazione
- HD DVD
- Blu-ray
- Cinema
- Matematica e cinema
[modifica] Note
- ^ La capienza in minuti di un DVD-video è solo indicativa e dipende da scelte di natura commerciale. La reale capienza in minuti di un DVD-video dipende dal tipo di ripresa e dai settaggi scelti per i parametri della codifica in MPEG-2. Per qualsiasi supporto di memorizzazione digitale, l'unità di misura della capienza in uso è il byte.
- ^ la retro-compatibilità comportava che i nuovi lettori sarebbero stati capaci di leggere sia i nuovi supporti, sia i tradizionali CD.
- ^ In realtà, quantunque sia prevista dallo standard e generalmente presente, la directory AUDIO_TS nei DVD-Video talvolta è omessa.
- ^ Le specifiche contemplano anche l'uso della compressione MPEG-1 a 1.856 Mbps ma si tratta ovviamente di una soluzione qualitativamente molto inferiore e per questo scarsamente utilizzata.
- ^ In standard PAL sono accettate anche risoluzioni di 352x288 e 352x576.
- ^ In standard NTSC sono accettate anche risoluzioni di 352x240 e 352x480.
- ^ MPEG-1 layer II.
- ^ Valori indicativi
- ^ Audio Coding 3.
- ^ La sigla 5.1 indica un sistema di ascolto composto da quattro altoparlanti, detti "satelliti", posti agli angoli della sala, un altoparlante centrale per i dialoghi, posizionato di fronte all'ascoltatore e un subwoofer, cioè un altoparlante più grande per le basse frequenze, che andrebbe collocato alle spalle dell'ascoltatore, per un totale di 6 (5+1) canali.
- ^ Digital Theatre System.
- ^ Pulse-Code Modulation.
- ^ le major, secondo la definizione di Pino Bruno e Marco de Salvo (Dal DVD al CD con un clic, Mondadori Informatica, 2003, p. 43), sono "la lobby dei produttori cinematografici, ovvero i proprietari dei diritti del patrimonio del cinema mondiale".
- ^ dati del Financial Times.
- ^ Fonte: "Nuovi Dvd, la Toshiba passa la mano 30 anni dopo la rivincita della Sony", di Ernesto Assante, su Repubblica Tecnologia e Scienza del 18 febbraio 2008 [1]
[modifica] Bibliografia
C. e D. della Costa, DiViDe et Impera, in Internet Oggi Magazine n. 14 anno III, Giugno 1997 - Gruppo Futura, MI
