Video CD
Spis treści
Geneza
Odpowiednio wyposażone urządzenie zgodne z Philips CD-i umożliwiało odtwarzanie płyt z filmami w formacie Video CD. Premiera obydwu standardów była zaplanowana na grudzień 1991r. CD-i najprawdopodobniej miało być pierwszym, referencyjnym odtwarzaczem Video CD. Jednak zespół tworzący specyfikacje standardu Video CD spóźniał się z pracami. Było to głównie spowodowane brakiem zatwierdzonej specyfikacji standardu MPEG-1 nad którym rozpoczęto pracę jeszcze w 1988 r., a oficjalnie zakończono dopiero w 1992 r. Dlatego w momencie premiery odtwarzacze CD-i zostały zaprezentowane wraz z płytami zawierającymi filmy w formacie "CD-i Video". Format "CD-i Video" był zasadniczo zgodny z podstawową wersją zapisu Video CD i MPEG-1 wg dokumentacji w wersjach nieoficjalnych (draft). Wydano tylko kilkadziesiąt tytułów w tym formacie i w ograniczonych ilościach. Chodziło o to, aby do czasu oficjalnego ustalenia nowego formatu, po premierze CD-i, zapełnić półki sklepowe płytami zgodnymi z tym urządzeniem. Gdy zakończono prace nad standardami MPEG-1 i Video CD format "CD-i Video" praktycznie został zarzucony, a wszystkie płyty z filmami ukazywały się już jako Video CD. Większość płyt "CD-i Video" (nie zawierających funkcjonalności interaktywnej) powinno dać się odtwarzać w odtwarzaczach Video CD, ale mogą się zdarzać płyty dla których to będzie niemożliwe. Wynika to z delikatnych różnic pomiędzy tymi formatami. Nie chcemy w niniejszym artykule wnikać w tak drobne szczegóły (np. Video CD dopuszczał tylko jedną szerokość pasma dźwięku, a w "CD-i video" mogła to być wartość dobrana ze znacznego zakresu).
Video CD (VCD) nie należy mylić ze starszym formatem płyt CD Video (CDV) (więcej w artykule o płytach LD).
Możliwości
Video CD odtwarzało obraz w rozdzielczości 352x288 punktów w 24 bitowym kolorze (PAL, w NTSC rozdzielczość była trochę mniejsza). Cyfrowe pasmo przenoszenia było stałe w czasie. Dla sygnału video miało szerokość (bandwidth) 1150kbps, a dla dźwięku 224kbps. Widać, że nie tylko obraz ale dźwięk był również mocno skompresowany. Podobnie jak w MPEG-3 (mp3) była to kompresja stratna. Dźwięk mógł być tylko stereofoniczny. Wydaje się, że to całkiem przyzwoite parametry jak na oferowaną rozdzielczość.
Zasięg
W Europie Video CD było postrzegane prawie wyłącznie przez pryzmat urządzeń Philips CD-i. Prawdopodobnie to spowodowało małą popularność tego rozwiązania. W Ameryce Północnej płyty Video CD pewnie konkurowały z płytami LD. Jednak w Japonii standard Video CD mimo dostępności i zachęcającej ceny nie pokonał płyt LD. Płyty LD były tam zbyt popularne i mocno zakorzenione. Wystarczy powiedzieć, że wydawano je co najmniej do końca XX w. gdy o Video CD w Cesarstwie już dawno zapomniano (więcej w artykule o płytach LD).
Ale prawdziwy "boom" na Video CD wystąpił w Azji południowo-wschodniej i południowej. Od Taiwanu, przez Chiny, Indochiny, Malaje, Indie aż po Pakistan Video CD całkowicie zdominowało rynek video na prawie dwie dekady. Spowodowały to względy techniczne i koszty.
Magnetowidy, nawet VHS, były bardzo drogimi i technicznie skomplikowanymi urządzeniami elektro-mechanicznymi. Wyobraźmy sobie, że zabieramy magnetowid do sauny lub na plażę... Eeee... po godzinie przestanie działać? Nie udało się zapewnić bezawaryjności magnetowidom w warunkach bardzo ciepłego i wilgotnego klimatu Indochin, Malajów, Indii i południowych Chin. Z kolei w suchej części Chin, Indii i Pakistanie magnetowidy nie były w stanie poradzić sobie z dużym zapyleniem powietrza. W końcu z jakiś przyczyn w Azji z uporem maniaka ;) produkowano płyty czyszczące CD, na widok których nasi audiofile i informatycy załamywali ręce :) Z kolei odtwarzacze LD były zbyt drogie w konstrukcji, zbyt "wyśrubowane" technologicznie i uciążliwe w eksploatacji.
Odtwarzacze Video CD były mechanicznie identyczne jak odtwarzacze CD. Chyba wszyscy sobie zdają sprawę, że poza silnikiem wprawiającym płytę w ruch obrotowy, karetką z elastycznie zawieszonym układem optycznym i wysuwaną tacką na płytę nie ma w nich nic ruchomego. Większość elementów ruchomych w ich konstrukcji można wykonać z tworzyw sztucznych. Dawało to sporą bezawaryjność w trudnych warunkach klimatycznych. Niską cenę urządzeń zapewniało użycie taniej elektroniki, która nie miała nic wspólnego z układami produkowanymi przez Philipsa.
Na omawianych obszarach Video CD zdystansowało nawet późniejsze DVD. Spowodowane było to tym, że w roku 2003 wygasły patenty na MPEG-1 i można było produkować te urządzenia bez kontroli i kosztów ze strony dużych koncernów elektronicznych. Sytuacja przy wykorzystaniu technologii DVD była zgoła odmienna - wymagane były opłaty, nabycie kluczy szyfrujących i deszyfrujących zarówno przez producentów nagrań jak i sprzętu, wymuszano regionalizację.
Wszystko to doprowadziło to do tego, że odtwarzacze Video CD były na dalekim wschodzie produkowane jeszcze po roku 2010(!), a może nawet nadal są w produkcji. Wg statystyk w 2005 r. co drugie gospodarstwo domowe w Chinach posiadało odtwarzacz Video CD, co zapewne czyniło ten standard jeszcze przez parę lat najpopularniejszym na świecie ;) W tym świetle zarówno DVD jak i szczególnie Blue Ray wypadają jak systemy niszowe, ew. wiodące o zasięgu regionalnym ;)
Przyznam, że nie wiem jak w latach 90-tych wyglądał rynek urządzeń video w Zatoce Perskiej i Afryce, ale zgaduję że było analogicznie jak w Europie i USA - kogo było stać na takie urządzenia, stać też było na szczelny dom z klimatyzacją. Podobnie zgaduję, że rozwiązania spotykane w Ameryce Łacińskiej były zdominowane przez rozwiązania z Ameryki Północnej.
Przykład Europejskiej płyty VideoCD:
A to przeboje Bollywood na VideoCD:
Tworzenie płyt
Nie do końca wiem ani sobie wyobrażam jak wyglądały oryginalne systemy do przygotowywania materiału i tworzenia obrazów płyt Video CD. Nie mam też pojęcia jakich do tego celu używano komputerów. Może SGI? W końcu wejście video i obsługa MPEG-1 była opcją w tych maszynach już od końca lat 80-tych, a w standardzie od modelu Indy (1993). System IRIX umożliwiał zapisywanie długich plików (ponad 2GB). W każdym razie w roku 1991 digitalizacja sygnału video była dość poważnym problemem technicznym, którego rozwiązanie wymagało sporych nakładów.
Po roku 1992 istniały sprzętowe rozwiązania rejestrujące obraz i dokonujące jego kompresji do formatu MPEG-1 bez udziału procesora komputera. Spotkałem się jeszcze nawet ze specjalizowanymi kartami ISA które potrafiły to robić, ale akurat to było bardzo drogie i relatywnie egzotyczne rozwiązanie.
Jednak mniej więcej od roku 1996-97 digitalizacja video była już możliwa do przeprowadzenia (za rozsądne pieniądze) na domowych komputerach PC. Z jednej strony dawało się przechwytywać obraz video (np. karty PCI z układem bt848) i rejestrować na komputerze dzięki szybkim dyskom UltraDMA33 (starsze dyski miały zbyt małą przepustowość). Z drugiej strony dzięki oprogramowaniu takich firm jak Adaptec lub CeQuadrat dawało się kompresować zarejestrowany film do formatu MPEG-1 i nagrywać na płytach CD-R. Przetwarzanie jednej godziny materiału video początkowo trwało dobre 12 godzin ;) ale było możliwe. Dysponując najszybszymi ;) ówcześnie dostępnymi PeCetami można było przechwytywać obraz i w locie, w celu wygodniejszego przechowywania, kompresować do plików w formacie IntelIndeo lub RealMedia. Bardziej zasobne osoby (ale już nie bogacze) lub profesjonaliści mogli pokusić się o zakup odpowiedniej karty PCI MPEG-1 z układami scalonymi (a jakże) Philipsa.
Myśląc o takich urządzeniach przychodzi mi jeszcze na myśl nazwa "Dazzle", ale te urządzenia pojawiły się później i można było za ich pomocą nawet przechwytywać video i zapisywać w formacie MPEG-2 z jakością DVD. Ale to już chyba było po roku 2000...
Jakość?
Trzeba wspomnieć, że Video CD nie było jakościowym szczytem marzeń. Wg specyfikacji na jednej płycie mieściło się do ok. 70 minut nagrania video ze stereofonicznym dźwiękiem. Jednak MPEG-1, to nie MPEG-4. Stopień kompresji był wielokrotnie mniejszy, a jakość znacznie gorsza niż w późniejszych systemach kompresji obrazu przy tej samej szerokości pasma (ew. przy tym samym rozmiarze pliku). Pamiętamy, że w udostępnionym w niejasnych okolicznościach standardzie DIVX około roku 1998, na jeden płycie CD można było zapisać cały przeciętny film (rzędu 90 minut) w jakości niewiele różniącej się od DVD.
W praktyce obraz z Video CD był porównywalny, a może nawet miał tylko ambicje być porównywalny z obrazem w standardzie VHS. Patrząc na to, co odtwarza się z płyt Video CD i analogowych LD (w szczególności w formacie CAV), to Video CD wypada wręcz poza klasowo (tzn. mało akceptowalnie).
Należy jednak wziąć pod uwagę, że odtwarzany obraz z Video CD był przeznaczony do wyświetlania na analogowych, kineskopowych telewizorach. Przy tej okazji można przyjąć, że obraz podlegał przy tym pewnemu analogowemu przetworzeniu (współcześnie powiedzielibyśmy "postprocesingowi"). Prowadziło to do subiektywnego odczucia wyższej jakości obrazu niż była w rzeczywistości. W szczególności jeżeli do jego oglądania wykorzystywało się relatywnie mały telewizor (o przekątnej ekranu rzędu 14"-21"). Brak tego przetwarzania wyraźnie powoduje subiektywną utratę jakości, co dobrze widać podłączając odtwarzacze CD-i/Video CD do współczesnych, dużych, płaskich telewizorów (LCD, OLED, Plasma).
Rozwój
W 1995 r. opracowano standard Video CD 2.0. Przewidywał on możliwość wyposażenia płyty w bardziej zaawansowane menu (wzorowane na DVD), zakodowanie (jak w "CD-i video" i DVD) większej niż jeden ilości strumieni video (np. teoretycznie umożliwiało to wybór ujęcia/kamery jak na płytach DVD) i m.in. rozluźniał pewne ścisłe ustalenia, dopuszczał np. użycie "dłuższych" płyt o pojemności ponad 640MB, użycie dźwięku monofonicznego, zmienną jakość dźwięku (32-384kbps) itp.
W zasadzie wszystkie odtwarzacze DVD potrafią odtwarzać zarówno płyty Video CD i Video CD 2.0.
Planowano zastąpienie formatu Video CD przez SVCD (Super Video CD). Format ten przewidywał, przy zachowaniu prawie niezmienionej struktury płyty, wykorzystanie kompresji MPEG-2 i zapis obrazu o większej rozdzielczości (480x576 punktów). Płyty mimo zwiększonej pojemności (dopuszczono nawet płyty 800MB) mogły pomieścić zaledwie 35-40 minut nagrania. Ponieważ strumień danych był ponad dwa razy szerszy, odtwarzacze musiały być wyposażane w znacznie droższe napędy CD. Standard ten nie upowszechnił się poza Chinami. Jednak większość odtwarzaczy DVD potrafi odtwarzać takie płyty.
Autor: dr inż. Szymon Dowkontt
Zdjęcia: doc. dr inż. Maciej Tułodziecki
Powrót do CED, LD, CD-i Etc.
