الفرق بين CD و DVD

كثر الحديث عن تقنية DVD وإذا كنت تتساءل عن ماهية هذه التقنية، وفيما إذا كنت ستحتاجها فعلاً،فإليك الإجابة عن هذه التساؤلات.

لكن، سنبدأ إجابتنا باختباربسيط لمعلوماتك: أيهما يحتوي على مسارات tracks أكثر؟ قرصCD أم قرص DVD؟ يعتقد معظم الناس أن قرص DVD يحتوي على بيانات تفوق بكثير ما يحتويهقرص CD، ولذلك فإن الجواب الصحيح على سؤالنا، يبدو وكأنه قرص DVD. لكن الواقع ليسكذلك.. إذ يشكل سؤالنا متناقضة منطقية، لأن كلاً من أقراص CD وأقراص DVD يحتوي علىمسار واحد فقط!

وعلى الرغم من أن أقراص CD وأقراص DVD تشترك في عدد من المزايا، إلا أنها تحمل بين طياتها بعضالفروقات المهمة. ونأمل، بعد قراءة هذا المقال، أن يصبح لديك تصور أفضل عن كلاالتقنيتين، وعن النوع الأنسب منهما لتلبية احتياجاتك. ومن المفيد، لكي نفهم أوجهالتشابه والاختلاف، أن نبدأ بالمهمة الأساسية لكل نوع.

الأقراص المدمجة CompactDisks
يمثل مصطلح CD باللغة الإنجليزية اختصاراً لعبارة "قرص مدمج" compact disc علماً أن الكثير من المطبوعات -بما فيها مجلتنا هذه- تستخدم كلمة disk بدلاً من disc بهدف تنسيق وتوحيدالمصطلحات. وطوّرت هذه التقنية شركتا فيليبس وسوني عام 1981، كوسط لتسجيلات موسيقىالستيريو stereo music. فقد كانت الأسطواناتالموسيقية القديمة مصنوعة من مادة الفينيل vinyl،المعرضة للتلف بسهولة،وكانت تعاني من قصور في توليد مجال كامل من الأصوات، كما كانت تعاني، في الغالب، منمشكلة تداخل الكلام cross talk،حيث يمكن أن نسمع المقاطعالموسيقية ذات الصوت، المرتفع، من خلال المقاطع الموسيقية منخفضة الصوت، المجاورةلها.

حلت تقنية أقراص CD جميع هذه المشاكل، بالإضافة إلى أنها قدّمت العديد منالمزايا الأخرى. ويمتاز الصوت الرقمي بأنه أكثر دقة من الصوت التشابهي في عمليةإعادة توليد الأصوات. فرأس القراءة الليزري لا يلامس القرص أبداً، مما يقلل مناحتمالات الاهتراء والتلف، كما أن ظاهرة تداخل الكلام لا تحدث في الصوت الرقمي، لأنبيانات الصوت مخزنة على شكل عيّنات رقمية.

يتم تخزين البيانات، كسلسلة من البتّات، على مسار حلزونيواحد، يبدأ من مركز القرص، ويمتد نحو حافته الخارجية. وتركزّ أشعة القراءة الليزريةعلى طبقة البيانات، ضمن القرص البلاستيكي، حيث تتناوب التجاويف pits علىالأرضية land. والأرضية عبارة عن منطقة ملساء خالية من التجاويف. يرتدالضوء المنعكس من خلال موشور prism،وينعكس على حساس ضوئي،يتغيّر توتر خرجه، اعتماداً على كمية الضوء التي يتلقاها. وكما هو الحال في الوسطالمغناطيسي، لا تمثّل التجاويف والأرضية، بشكل مباشر، الأصفار والواحدات، بل إنالانتقالات بين التجاويف والأرضية، هي التي تمثّل البيانات. عند تسليط الضوء علىتجويف، فإنه يتناثر بشكل أكبر من تناثره عند تسليطه على الأرضية. ويستطيع رأسالقراءة بهذه الطريقة تحسس الانتقالات بين التجاويف في المسار، ويمكنه بالتالي،إعادة توليد البيانات.



تخزن البيانات في عناصر صغيرة جداً: يبلغ طول الخطوة المسارية track pitch -أي المسافة بين المسارات المتجاورة- 1.6 ميكرون فقط،وتتراوح أطوال التجاويف من 0.83 إلى 3.0 ميكرون. الميكرون هو واحد بالألف منالميلليمتر. ويتم طبع التجاويف في مساحة فارغة، من البلاستيك متعدد الكربونات polycarbonate،يتم تغطيتها بطبقة رقيقة من الألمنيوم، الذي يعطي القرصلونه الفضي المميز. ثم تُغطّى طبقة الألمنيوم بطبقة رقيقة من الورنيش lacquer،الذي يؤمن سطحاً أملس، يمكن طباعة عنوان القرصعليه.

يجهل العديد من المستخدمين، أن الطبقة العلويةمن أقراص CD،وهي الطبقة التي يطبع عليها عنوان ومحتويات القرص، هي فيالواقع أكثر عرضة للتلف من الطبقة السفلية، ذات السطح الصافي. وإذا خُدش السطحالعلوي بعمق كاف لتلف طبقة الألمنيوم العاكسة، فليس أمامك من وسيلة لإنقاذ هذاالقرص، سوى استبداله. وتركز أشعة الليزر في الواقع، من ناحية أخرى، على طبقة تقعضمن القاعدة الصافية للقرص، ويمكنها قراءة البيانات متجاوزة بعض الخدوش الصغيرة علىالسطح، بطريقة مشابهة للطريقة التي يمكننا بها أن نركّز على الكائنات الخارجية،عندما ننظر من خلال شبك screen نافذتنا. وحتى إذا كانالخدش حاداً، لدرجة أنه يمنع أشعة الليزر من قراءة البيانات، فمن الممكن أن نتمكّنمن إنقاذ هذا القرص عن طريق تنظيفه وتلميعه.

تستخدم أقراص Audio CD الصوت الرقمي،المبني على معدّل مسح العينات sampling rate بتردد 44.1كيلوهرتز، والذي يؤمن استجابة ترددية مناسبة للأصوات التي يصل تردد الخطوة فيها حتى 20 كيلوهرتز يعتقد بعض الخبراء والمختصين في أنظمة الصوت، أن معدل الترددات هذا غيركاف لالتقاط تأثيرات الأصوات النفسية psychoaccoustic،التي لايسمعها الشخص العادي. وتحتوي كل عينة على 16 بت من البيانات، التي تؤمّن 65536مستوى مطالي مختلف. ويمكن أن نستنتج أن هذا العدد يؤمّن مجالاً ديناميكياً واسعاً،للمقاطع الموسيقية الصاخبة والهادئة. ويتم تسجيل الأصوات في مسارين للحصول على صوتستيريو.

إذا ضربنا 44100عينة، تتألف كل واحدة منها، من 2 بايت 16 بت تساوي 2 بايت، في عدد القنوات، وهواثنتين، سنحصل على معدل نقل للبيانات، يزيد قليلاً على 176 كيلوبايت في الثانية. وتنقل سواقة الأقراص المدمجة أحادية السرعة، البيانات بهذا المعدل، إلا أن جزءاً منتيار البيانات، يستخدم للمعلومات المتعلقة بتصحيح الأخطاء، مما يؤدي إلى انخفاضمعدل النقل الفعال للسواقة إلى 150 كيلوبايت في الثانية. وإذا سقط أحد بتّاتالمعلومات بأي حال، من مسار القرص المدمج الصوتي، فإن التأثير السمعي قد لا يكونملحوظاً على جودة الصوت، لكن خطأ واحداً في البتّات العائدة لملف بيانات أو برنامج،يمكن أن يؤدي إلى عواقب وخيمة.
يمكن تخزين حتى 74دقيقة من الصوت على قرص CD،وهذا ما يعادل أكثر من 783 مليون بايت. وإذا طرحنا منها الكمية المستخدمة لتصحيح الأخطاء، سنحصل على سعةقرص CD-ROM النظامية، والتي تساوي 680 مليون بايت،تقريباً.

تًخزّن البيانات فيمسار حلزوني واحد، كما أسلفنا، مما يعني أن رأس القراءة يقرأ كمية أكبر من البياناتفي دورة واحدة، عندما يكون عند الحافة الخارجية من القرص، بالمقارنة مع البياناتالتي يقرؤها عندما يكون أقرب إلى مركز القرص. وتتطلب أقراص CD الصوتية، تدفقاً ثابتاً ومنتظماً للبيانات، مما يعني أن القرص يجب أن يدور بشكلأسرع، عندما يكون رأس القراءة قريباً من مركز القرص، وهذا ما يسمى بالتصميم ذوالسرعة الخطية الثابتة constant linear velocity, CLV. بينما يدورالقرص الصلب النموذجي بسرعة ثابتة، فنقول أن تصميمه ذو سرعة زاويّة ثابتة constant angular velocity, CAV.

تكفي سرعة 176 كيلوبايتفي الثانية لنقل البيانات الصوتية من الأقراص المدمجة، لكن تعتبر سرعة 150 KBps،بطيئة لتطبيقات البيانات. وتستخدم برامج وألعابالملتيميديا في الكمبيوترات، قصاصات clips فيديو رقمية، وملفاترسوميات كبيرة، تتطلب معدّلات نقل أعلى، لكي تعمل بانسياب. وقد تسارعت سواقاتالأقراص المدمجة، في زمن قياسي، إلى درجة أن السواقات ذات 32 ضعف السرعة الأساسية،ويرمز لها 32X،صارت منتشرة في معظم الكمبيوترات الحديثة، كما تتوفرسواقات أسرع من ذلك. ولنلاحظ أن العديد من هذه السواقات الجديدة، يمكنها أن تستخدم،عند قراءة البيانات، السرعة الزاويّة الثابتة CAV وحدها،أو مزيجاً من سرعة CAV والسرعة الخطية CLV كما أنها تدعم السرعة الخطية CLV "أحادية السرعة"، المطلوبة للأقراص المدمجة الصوتية. ونتيجة لذلك، فإن معدلنقل البيانات الفعلي يتغير تبعاً لموقع البيانات على القرص. ويمكنك في معظمالحالات، الحصول على السرعة الاسمية العظمى، فقط عند قراءة أبعد نقطة من المسار عنالمركز، على قرص CD ممتلئ بالبيانات. وحتى معاستخدام السرعات الدنيا لهذه السواقات، فإنها تعتبر أسرع بعشر مرات على الأقل، منالسواقات أحادية السرعة 1X الأصلية.

تستحق إحدى مشتقاتهذه التقنية، الإشارة إليها بشكل خاص، وهي أقراص CD-ROM القابلة للتسجيل، أو CD-R. تعتبر الأقراص المدمجةالقياسية وسطاً صالحاً للقراءة فقط، حيث يتم ختم المعلومات فيزيائياً، في فراغاتبلاستيكية لا يمكن تغييرها. بينما تسهّل تقنية CD-R عمليةإنشاء نسخ مستقلة عن البيانات أو الموسيقى، على أقراص مدمجة قابلة للكتابة عليها CD-R، باستخدام سواقات خاصة، وبحيث يمكن استخدام الأقراصالناتجة في أي سواقة CD قياسية. ويتم هذا الأمر عنطريق وضع صباغ حساس للحرارة، بين طبقة البلاستيك الناعم، والطبقة العاكسة. وعندماتستخدم سواقة CD-R لـ "حرق" قرص مدمج قابلللكتابة، فإن شعاع الليزر يسخن طبقة الصباغ، إلى درجة تغيّر خواصها الانعكاسية بشكلدائم، أي إلى تسجيل البيانات عليها. تنشر هذه البقع التي تغيرت خواصها الانعكاسية،شعاع الليزر الصادر عن رأس القراءة، بطريقة مشابهة لما تفعله التجاويف الموجودة علىالأقراص المدمجة العادية، ويمكن بالتالي استخدامها في معظم سواقات CD-ROM.



أقراص DVD
تعتبر أقراص CD مناسبة جداً لألبومات الموسيقى، أو ألعاب الكمبيوتر،والتطبيقات على الرغم من أن بعضها يحتاج إلى قرصين أو أكثر. لكن، إذا أردت أن تضعفيلم فيديو كامل، على قرص واحد، فإن أقراص CD صغيرة جداً، وبطيئةً جداً،لهذا الغرض. وحلت الشركات الصانعة هذه المشكلة بتطوير أقراص DVD.

يمثل مصطلح DVD في الأصل، أوائل الكلمات "قرص فيديو رقمي" digital video disk، لأنه كان مصمماً للاستخدامكوسط لتخزين ونقل الأفلام الرقمية، لعرضها في التلفزيونات المنزلية. ثم تطوّر هذاالمصطلح ليقودنا إلى عالم من التطبيقات الأخرى، المتعلقة بالأقراص البصرية optical ذات السرعة العالية، والسعة الكبيرة، ولذلك تغيّر اسمهإلى "قرص متنوع رقمي" digital versatile disk. لكن تغيير التسميةلم يسبب أي مشكلة، لأن معظم الناس،يستخدمون الاختصار DVD،فقط.

قد يصعب علينا، للوهلةالأولى،التمييز بين قرص DVD وقرص CD. فلهماقياس واحد، حيث يبلغ قطر كل منهما 120 ملليمتراً، وكلاهما عبارة عن أقراص بلاستيكيةبسماكة 1.2 ملليمتراً، ويعتمدان على أشعة الليزر لقراءة البيانات الممثلة بواسطةالتجويفات، ضمن المسار الحلزوني. لكن أوجه التشابه بينهما تنتهي تقريباً، عند هذاالحد…

صمم قرص DVD لتخزين فيلم سينمائي، يستغرق طوله وسطياً، حوالي 135دقيقة. يتطلب تخزين صورة فيديو بالحركة الكاملة، وباستخدام تقنية الضغط MPEG2،حوالي 3500 كيلوبت لكل ثانية. وإذا أضفنا الصوت الرقميالمحيطي العامل بنظام الأقنية الستة 5.1 خمس قنوات موجهة من الوسط، واليسار،واليمين، واليسار الخلفي، واليمين الخلفي، بالإضافة إلى قناة مضخم فرعي غير موجهة،فستحتاج الصورة إلى 384 كيلوبت أخرى في الثانية. وإذا أضفنا التخزين الإضافي اللازملتسجيل الحوار بلغات مختلفة، والعناوين الفرعية لمقدمة الفيلم ونهايته، فإن حجمالتخزين المطلوب يصل إلى 4692 كيلوبت لكل ثانية من طول الفيلم، الذي يبلغ 135دقيقة، أي 586.5 كيلوبايت في الثانية. وبحساب بسيط يتبين أننا نحتاج إلى قرص بسعة 4.75 مليون كيلوبايت، لتخزين فيلم فيديو كامل. ويشار إلى هذه الأقراص في الصناعة،غالباً، بالرمز 4.75GB.

كيف يمكن أن نحصل على سبعة أضعاف سعة القرص المدمج العادي CD، على قرص له الأبعاد ذاتها؟

يمكننا ذلك عن طريقتصغير أبعاد العناصر الممثلة للبيانات، فتتقلص خطوة المسار -أي المسافة بينالأخاديد- من 1.6 ميكرون، إلى 0.74 ميكرون فقط، وينخفض قياس التجويف من 0.83 ميكرونإلى 0.40 ميكرون. ونظراً لأن طول موجة الضوء، الصادر عن أشعة الليزر في سواقات CD التقليدية، لا يسمح بالتعرف إلى هذه التجاويف الصغيرة،اضطر المهندسون، لكي يتمكّنوا من صنع سواقات DVD،أن يطوروا أشعة ليزرتنتج ضوءاً بطول موجة 640 نانومتر، بدلاً من 780 نانومتر المستخدمة في سواقات CD. وتتطلب هذه الطريقة أيضاً، أن تكون صفيحة القرص disk platter أقل سماكة، بحيث لا يضطر الضوء إلى اختراق طبقة سميكةنسبياً، من البلاستيك، ليصل إلى طبقة البيانات. ويتطلب تصميم قرص DVD أن تكون سماكة صفيحته مساوية لنصف سماكة قرص CD،أي 0.6 ملليمتر. وللمحافظة على سماكة 1.2 ملليمتر للقرص،يجب لصق صفيحة فارغة بسماكة 0.6 ملليمتر على وجهه العلوي توجد استخدامات أخرى لهذهالطبقة، سنأتي على ذكرها لاحقاً.

يمكن للبوصة الواحدة من مسار قرص DVD،وعن طريق تقليص أبعادتجاويف البيانات، أن تستوعب حوالي ضعف كمية البيانات، التي تستوعبها البوصة الواحدةمن مسار قرص CD. ولكي نحصل على معدل نقل قريب من 600 كيلوبايت فيالثانية، الذي نحتاجه للفيلم السينمائي، يجب أن يدور قرص DVD بشكلأسرع من دوران قرص CD القياسي.

وتقدم سواقات DVD-ROM معدلات أعلى لنقل البيانات، للاستخدامات المتعلقةبتطبيقات البيانات، فالسرعة الأحادية تبلغ 1.3 ميجابايت في الثانية، وتتوفر فيالأسواق سواقات تعمل بضعف هذه السرعة.

على الرغم من أن 4.7 جيجابايت قد تبدو سعة هائلة، إلا أنالمواصفات القياسية لأقراص DVD بدأت تتطلّب سعات أكبر. وعلى سبيل المثال، بدلاً من لصق صفيحة فارغة فوق قرص DVD المحمّل بالبيانات، لماذا لا نضع قرص بيانات آخر فوقه؟ فنحصل بذلك على قرص بوجهين،تصل سعته إلى 9.4 جيجابايت. وقد استفاد الكثير من أفلام DVD من هذهالميزة، حيث وضعت على الوجه الأول إصدارة للفيلم مهيئة بنسبة إظهار 4:3، لاستخدامهامع التلفزيون العادي، أو مرقاب الكمبيوتر، ووضعت على الوجه الثاني، إصدارة مهيئةبنسبة إظهار 16:9 للشاشات العريضة.

لا تقف إمكانيات تقنية DVD عند هذا الحد، فهناكالمزيد. يمكن عن طريق تغيير تركيز أشعة ليزر القراءة، قراءة المعلومات من أكثر منطبقة واحدة من القرص. فبدلاً من استخدام طبقة إنعكاس كتيمة، يمكن استخدام طبقة نصفشفافة، تتوضع خلفها طبقة إنعكاس كتيمة، لحمل المزيد من البيانات. وعلى الرغم من أنهذه التقنية لا تضاعف السعة تماماً، نظراً لأن الطبقة الثانية لا يمكنها أن تكونبكثافة الطبقة الأولى، إلا أنه يمكن استخدام هذه الطريقة للحصول على قرص بوجه واحدوطبقتين، سعته 8.5 جيجابايت. وإذا استخدمنا هذه الطريقة على وجهي القرص، سنحصل علىقرص DVD يتسع حتى 17 جيجابايت منالبيانات.

تعاني مؤسساتالإنتاج السينمائي، التي تنتج أقراص DVD،من مشكلة مهمة، وهي نسخوتوزيع هذه الأفلام بصورة غير شرعية. وتوجد مشكلة أخرى، فنظراً لأن هذه المؤسساتتسيطر على توزيع الأفلام عبر العالم، فقد تحصل بعض الأسواق العالمية، على حق عرضفيلم معيّن في دور السينما، قبل غيرها من الأسواق، وبالتالي فإنها ترغب في منعالمستخدمين في بعض مناطق العالم، من مشاهدة أقراص DVD،تمطرحها للاستخدام في مناطق أخرى.

وأدّى هذا إلى ظهور أفلام على أقراص DVD، تحتوي على نظام أمني متطور، لزيادة صعوبة نسخ الأقراص بشكل غير شرعي. وتم ترميز أقراص DVD لتعمل فقط مع مشغّلات players تحتوي على مفتاح مستخدم في منطقةمعينة من العالم. ويمكنك في بعض الحالات، إعادة تعريف رمز المفتاح في المشغل، كماهو الحال في بطاقات فك ترميز DVD المستخدمة في الكمبيوترات،إلا أن معظم المشغلات تمنع تغيير هذا المفتاح.
اسالكم الدعاء لى

اشكرك عزيزتى على الطرح المتميز

تحياتى القلبية

مشكوورة غاليتي على طرحك..

وفقكِ الله..