How it`s made?
 

Всё, что вы хотели знать о Blu-ray, но боялись спросить. Ликбез
Автор:Ренат Якубов
Источник: http://www.ferra.ru
Изрядно затянувшаяся война форматов окончена. Blu-ray выиграл, HD-DVD проиграл. Это стало понятно уже в начале текущего года, когда одна из ведущих голливудских студий, Warner Brothers, объявила об отказе от выпуска фильмов на дисках HD-DVD, перейдя к эксклюзивной поддержке Blu-ray. Дальнейшее уже было вопросом времени, и 19 февраля компания Toshiba, разработчик и главный сторонник HD-DVD, объявила о фактическом окончании поддержки своего стандарта.

Благодаря этим событиям и стало актуальным написание настоящей статьи. Раньше большинство людей предпочитали повременить с переходом к видео высокого разрешения, справедливо опасаясь поставить «не на ту лошадь». Многие производители оборудования также занимали выжидательную позицию, ибо для них цена ошибки была бы ещё выше. Теперь же формат-победитель известен, и бояться уже нечего. Можно не сомневаться, что в этом году продвижение новой технологии в массы значительно ускорится.

Однако для чего понадобились новые, ёмкие оптические диски? Чем плох был старый, добрый DVD? Всё дело в активно происходящем переходе к видео высокого разрешения, или High-Definition Video, сокращённо – HDTV. Вот именно для него и понадобилась возможность записывать на болванки тех же габаритов весьма объёмные файлы. Для того чтобы это стало возможным, пришлось значительно модифицировать лазер, используемый для считывания (а в домашних условиях – ещё и для записи) информации с оптического диска. Уменьшение длины его волны с 650 до 405 нанометров позволило записывать на один слой 12-сантиметровой болванки не 4,7 гигабайт данных, а целых 25. Информационная ёмкость возросла благодаря тому, что удалось серьёзно уменьшить как ширину информационных дорожек, так и длину символов (питов), наносимых на них. Именно из-за нового лазера, кстати, стандарт получил своё название. Излучение с длиной волны 405 нанометров находится в сине-фиолетовой части видимого спектра – потому и было использовано английское слово blue, редуцированное до blu из юридических соображений.

Однако новая технология породила и новые проблемы. Лазерный луч неприемлемо сильно искажался, проходя сквозь слой защитного полимера, и поэтому толщину данного слоя пришлось сократить с 0,6 до 0,1 миллиметра. А это, в свою очередь, вызвало серьёзнейшие вопросы относительно надёжности BD-накопителей. Первоначально их даже планировали выпускать в защитных пластиковых картриджах, что было крайне нежелательно и для пользователей, и для производителей. Данную проблему удалось решить более приемлемым способом, применив новое защитное покрытие Durabis, которое даже при малой толщине делает диски достаточно стойкими к воздействию пыли и царапин. Правда, у некоторых болванок из первых партий дефекты – а именно самопроизвольная деградация покрытия – встречались всё равно. Однако непонятно, были они обусловлены объективными техническими проблемами либо же банальным браком. В любом случае, современные носители Blu-ray уже вполне надёжны.

А что с доступностью? Ситуация, прямо скажем, далеко не однозначная, особенно в России. С одной стороны, всё необходимое для того, чтобы насладиться видео высокого разрешения, уже имеется. Есть телевизоры и панели высокого разрешения. Есть плееры дисков Blu-ray. Есть и сами диски с фильмами. Появились даже видеокамеры, поддерживающие запись HD-видео на 8-сантиметровые мини-болванки Blu-ray. С другой стороны – особенно в сравнении с рынками стран Запада – выбор у нас мал, а цены высоки. Совершенно аховая ситуация с российскими BD-релизами – на момент написания статьи их насчитывается всего 15. А вот в США вышло уже больше тысячи BD-фильмов.

Разумеется, такая диспропорция породила вполне естественное желание использовать американские диски. Проще тем, кто прилично владеет английским, французским или испанским – именно такой набор языков обычно присутствует в заморских фильмах. Русской дорожки или субтитров там, конечно, нет. Для тех же, кто языками не владеет, был придуман другой выход. Специализированные магазины, занимающиеся ввозом и продажей иностранных фильмов, иногда прилагают к ним CD-диск с русской аудиодорожкой. Берётся она обычно из российского DVD-релиза, и посему качество перевода и озвучки там вполне обычное. Но это всё-таки сомнительное удовольствие, так как CD придётся вставлять в отдельный проигрыватель, а потом ещё и синхронизировать аудио- и видеоряд. Как говорится, приятного просмотра.

С импортными фильмами есть ещё одна проблема, и имя ей – региональное кодирование. Фирма-издатель может сделать так, что диск будут показывать лишь плееры, произведённые для определённой группы стран. Видеолюбители надеялись, что при переходе к видео высокой чёткости зонирование будет отменено. Как оказалось, зря. Ситуация скорее ухудшилась. Количество зон было сокращено с 8 до 3. В зону А входят обе Америки, а также Восточная и Юго-Восточная Азия. Попадание ряда азиатских стран в столь привлекательную ранними релизами зону обусловлено активными усилиями местного видеобизнеса, производящего для всего мира аппаратуру Blu-ray. Зона B включает в себя всю – кроме России – Европу, Африку, Австралию и Океанию, Ближний и Средний Восток. И, наконец, зона C. Сюда входят Китай, Индия, Бангладеш, Афганистан, Пакистан, Монголия, Средняя Азия и, увы, Россия. Особенно неприятно, что в другой зоне оказались Украина и Беларусь, так как наши видеорынки традиционно связаны между собой. Это уже приводило к различным коллизиям – например, в Украине продавались Blu-ray-плееры для зоны C, а не B.

Многие, однако, знают, что проблемы с раскодированием DVD-плееров решались элементарно, и ждут того же для Blu-ray. Но всё может оказаться совсем непросто. Дело в том, что у DVD-плееров региональная защита была устроена весьма примитивно: на диске содержался один бит информации относительно зоны, и при перекодировании задача состояла в том, чтобы добиться его игнорирования. Относительно системы регионального кодирования Blu-ray информации в открытых источниках очень мало. Однако похоже, что системы регионального кодирования и защиты от копирования теперь совмещены. А стало быть, посмотреть диск другой зоны будет совсем нелегко. Действительно, единственный известный на настоящий момент способ перепрошивки предусматривает впайку в BD-плеер парочки дополнительных микросхем, а это абсолютно нереально для простого пользователя. Не говоря уже о том, что модернизационный комплект стоит сто евро и добавляет лишь одну зону, а не две. То есть можно сделать так, что плеер будет проигрывать, скажем, диски зоны А и С – но не A, B и C.

Ситуацию осложняет ещё и то, что в ряде стран – например в Германии – ужесточаются законы, говорящие о защите аудиовизуальных произведений. То есть если раньше государство нейтрально относилось к продаже, например, мультизонных DVD-плееров, то теперь такую деятельность могут и прикрыть. И это притом что законность самого регионального кодирования под большим вопросом. Его существование противоречит, к примеру, многим принципам ВТО.

Использование разнообразных систем защиты контента (DRM) имеет для законопослушного пользователя и ещё одно неприятное последствие. Для проверки легальности диска с него приходится считывать много информации, а потому время между вставкой диска в лоток плеера и появлением картинки на экране до неприличия велико – одна минута, а иногда даже и больше.

Впрочем, не следует впадать в депрессию и считать, что всё совсем плохо. Это не так! Большинство проблем вполне решаемы, а часть из них и вовсе совершенно неактуальна для обычного человека. В самом деле, многие ли покупают за рубежом фильмы? Нет, это удел меньшинства. А стало быть, и проблемы с региональным кодированием неактуальны. Ибо на территории России в широкую продажу поступят лишь диски для региона C либо же, как сейчас, вовсе без региональной защиты. Количество русскоязычных релизов в текущем году стремительно возрастёт. Время между загрузкой диска и началом его проигрывания у новых моделей плееров сокращается. Ассортимент оборудования растёт, а цены падают.

Выбор BD-плеера

Множество доступных вариантов затрудняет выбор. Что стоит учитывать при выборе BD-плеера? Базовым функционалом обладает любой из них, но вот дополнительные возможности могут существенно отличаться от модели к модели.

Хорошо, когда плеер может выдавать видеопоток 24 кадра в секунду (24p). Дело в том, что все фильмы снимаются именно с такой частотой, и максимальное качество изображения достигается, когда частота съёмки и отображения видео совпадает. Впрочем, толк от режима 24p будет лишь в том случае, если его понимает не только плеер, но и телевизор. Однако значительная часть оборудования его не поддерживает. Ничего особенно страшного в этом нет, плеер просто добавит несколько «лишних» кадров, дабы достичь стандартной частоты – 25 или 30 кадров в секунду.

В недалёком будущем пригодится и поддержка технологии x.v.Colour (в некоторых странах – x.v.Color). Попросту говоря, она позволяет заметно улучшить цветопередачу, увеличив количество отображаемых цветов. Только для получения эффекта требуется иметь совместимый телевизор и источник сигнала (в нашем случае – BD-диск). А вот с совместимыми дисками-то как раз и проблема – их ещё нет. Впрочем, уже существуют пользовательские камкордеры, поддерживающие x.v.Colour, так что для видеолюбителей данная функция актуальна уже сейчас.

Следует учитывать, какой спецификации соответствует покупаемый плеер. Всего существует три спецификации. Первой из них появилась Blu-ray Profile 1.0. Плееры, поддерживающие её, могут проигрывать BD-фильмы, а также демонстрировать традиционно оформленные дополнительные материалы к ним. В конце 2007 года эта спецификация была заменена на Blu-ray Profile 1.1. Совместимые с ней устройства могут отображать картинку в картинке (PiP) – при условии, конечно, что проигрываемый диск её содержит. Blu-ray Profile 2.0 предназначен для высококлассных плееров, он позволяет получать дополнительные материалы к фильму из Интернета. Надо понимать, что возможность (и качество) воспроизведения фильма никак не зависит от поддерживаемого проигрывателем профиля. Так что его тип можно не учитывать – если только вас не интересует картинка в картинке либо же скачивание роликов из Сети.

Если вы снимаете – или планируете снимать – видео, стоит поинтересоваться, может ли выбранный плеер работать не только с заводскими (BD-ROM), но и с записываемыми (BD-R) и перезаписываемыми (BD-RE) дисками. Это вам пригодится для просмотра самостоятельно отснятых фильмов высокого разрешения. Также очень желательна поддержка AVCHD, который близок к тому, чтобы де-факто стать стандартом для любительского видео высокого разрешения. Соответственно, на AVCHD-совместимом BD-плеере можно с лёгкостью просматривать видео с большинства современных камкордеров. А вот если поддержки данного стандарта нет, отснятый материал придётся сперва перекодировать на компьютере, что требует времени и к тому же приводит к существенной потере качества.

Давая советы относительно выбора плеера, я абстрагировался от рассмотрения конкретных моделей. Объясняется это тем, что ситуация на рынке меняется крайне быстро. Но об одном устройстве не рассказать просто нельзя, ибо оно уникально как по функционалу, так и по своему вкладу в победу стандарта Blu-ray. Это игровая приставка Sony PlayStation 3. Предвидя презрительное «фи!» со стороны некоторых читателей, могу сказать: не торопитесь! Устройство привлекательно не только для заядлых геймеров, но и для людей, которые вообще в компьютерные игры не играют.

Дело в том, что данная приставка продаётся по цене недорогого BD-плеера, но имеет весьма впечатляющий функционал. И это притом что анонсировали её ещё в 2005 году. Однако чрезвычайно мощная аппаратная начинка позволила с помощью обычного обновления микропрограммного обеспечения добавить в PS3 много новых возможностей. Сейчас она, к примеру, понимает AVCHD, поддерживает Blu-ray Profile 2.0, а также читает болванки BD-R/RE. Это уже не говоря о богатейших коммуникационных возможностях, таких как подключение к проводной (гигабитный Ethernet) и беспроводной (WiFi b/g) сети. Стоит отметить также необычный дизайн, позволяющий PS3 неплохо вписаться в интерьер комнаты наравне с прочими компонентами современного «домашнего кинотеатра». Немаловажно и то, что управлять ею можно не только джойстиком, но и с помощью обычного ПДУ.

Благодаря всему этому рынок BD-плееров долгое время был фактически рынком одного устройства – PS3. Оно обеспечило «синему лагерю» победу в «войне форматов» и до сих пор не утратило актуальности.
Выбор компьютерного BD-привода

В последнее время цена на товары данной группы сильно упала. Так, читающий привод (BD-ROM) можно уже приобрести за 200 у. е., а пишущий (BD-RE) – за 400. В совокупности с удешевлением записываемых болванок (от 10 у. е.) и общим ростом популярности техники Blu-ray это привело к заметному увеличению спроса на такие приводы. Постепенно они перестают быть экзотикой, становятся чем-то обыденным.

Выбор типа привода зависит от того, для каких целей его будут использовать. Читающий хорош для домашнего кинотеатра на основе компьютера (HTPC, Home Theatre Personal Computer).

При всё ещё немалой цене BD-плееров компьютер, специально созданный для демонстрации видеоконтента, выглядит весьма привлекательным вариантом. Особенно если учесть его расширенную функциональность и «всеядность». Можно поставить BD-читалку и в обычный компьютер, однако целесообразность такого поступка под вопросом. Софт на Blu-ray-дисках выходить станет ещё не скоро. Ну а просматривать HD-фильмы на мониторе, пусть и достаточно большом, – это всё же немножко не то. Следует к тому же учитывать, что для проигрывания таких фильмов подойдёт далеко не любой компьютер и монитор. Системный блок, помимо упомянутого оптического привода, должен иметь приличный двухъядерный процессор, а также видеокарту с поддержкой аппаратного декодирования MPEG-2, H.264 и VC-1. Видеокарта и монитор к тому же должны иметь гнёзда HDMI или DVI с поддержкой HDCP, то есть системы шифрования видеопотока. Чтобы вы, не дай бог, не смогли сделать нелегальную копию фильма. Это как раз одна из тех систем защиты контента, о которых мы говорили выше.

Установка пишущего BD-привода в обычный компьютер видится более осмысленной. В самом деле, уже сейчас его можно использовать как для создания видеодисков высокого разрешения, так и для резервного копирования данных. Впрочем, во втором случае стоит пока учитывать высокую стоимость гигабайта информации, а также отсутствие статистических данных относительно продолжительности жизни самописных BD-болванок.

Следует, кстати, знать, что распространению HD-видеороликов на дисках Blu-ray есть альтернатива. Многие BD-плееры могут корректно воспроизвести видео высокого разрешения, записанные на обычные DVD-болванки. На однослойную поместится 20 минут видео, на двуслойную – уже 40. Не так много, но для домашнего видео зачастую достаточно. Однако подробное описание технологии создания таких вот «BD-DVD» выходит за рамки данной статьи.

Ну вот и подошёл к концу наш рассказ. Не сомневайтесь, в какой бы области вы ни использовали оптические накопители, разница между Blu-ray и DVD вас впечатлит. Неважно, видеолюбитель вы, видеооператор или же просто иногда сталкиваетесь с необходимостью резервирования данных. И это главное.

История CD технологии в датах.

1841 Аугустин-Лоуис Каучи сформулировал теорему отсчетов.

1842 Чарльз Баббаг предложил аналитический метод для выполнения и сохранения вычислений.

1854 Джордж Бул издает "Исследование законов мышления". Книга, которая содержала, среди других вещей, теории, использованные, в последствии, для построения цифровых схем.

1855 Леон Скотт дэ Мартенвиль изобретает фоноавтограф, машину, которая делает запись колебаний на копировальном цилиндре.

1876 Александр Грэм Белл представляет телефон.

1877 Томас Эдисон изобретает фонограф при попытке изобрести устройство, которое бы записывало и ретранслировало телеграфные сигналы.

1887 Эмилия Берлинер заменяет фонограф Эдисона аудио диском.

1915 Представлены записи 78 R.P.M

1922 J.R. Carson исследует идею временных отсчетов в области связи

1928 Гарри Никвиест издает "Ключевые моменты в теории телеграфной передачи". Его теория содержала доказательство, что технология, используемая в современных аудио компакт-дисках могла работать.

1937 A. Ривез изобретает импульсно-кодовую модуляцию - Pulse Code Modulation (PCM) - стандаpтный способ цифpового кодиpования звукового сигнала пpи помощи последовательности абсолютных значений амплитуды, технология, используемая на компьютерах и компакт-дисках для кодирования звука по сегодняшний день. Х. Айкен из Гарварда вместе с IBM предлагает электрическую вычислительную машину.

1943 Армия США включает первый компьютер (ENIAC) в Университете Штата Пенсильвания.

1947 На американский рынок выброшены ленточные магнитофоны.

1948 Бэлл Лабораториз изобретает транзистор. Клод Шаннон издает "Математическая Теория Связи" - Еще одно важное развитие теорий, используемых в технологии компакт-диска.

1949 Благодаря технологии microgroove на американском рынке появляются 45 скоростные записи.

1950 Ричард В. Хамминг опубликовал информацию об обнаружении и коррекции ошибок. Без этой коррекции невозможно произвести правильное чтение с компакт-диска.

1958 Открытие лазера. Произвели первую стерео грампластинку. Тексас Инструментс представили первую интегральную схему.

1960 Ведущие лаборатории ставят эксперименты с компьютерной музыкой. И.С. Рид и Г. Соломон публикуют материалы по корекции множественных ошибок. Эти материалы известны как "Коды Рида-Соломона", которые являются кодами, используемыми для декодирования и чтения информации с компакт-диска. Произведен опытный образец лазера.

1967 Технический научно-исследовательский институт Эн-Эйч-Кей демонстрирует 12 битный цифровой PCM рекордер с частотой дискретизации 30 кГц (30 тысяч раз в секунду). Цифровая запись переходит на высококачественную видеоленту.

1969 Компания Сони представляет ее 13-битный PCM цифровой рекордер с частотой дискретизации 47.25 кГц (47250 раз в секунду). Цифровая запись переходит на двухдюймовую видеоленту. Голландский физик Класс Компаан придумывает идею компакт-диска.

1970 Компаан и Пит Крамер из компании Филипс завершили изготовление прототипа стеклянного диска, и принимают решение в необходимости использования лазерного луча для чтения информации с диска.

1971 Интел произвел микропроцессор. В студии компании Би-Би-Си используется первое в то время цифровое устройство реверберации звука.

1972 Компаан и Крамер произвели цветной опытный образец их новой технологии.

1973 Би-Би-Си и другие вещающие компании начинают устанавливать цифровые рекордеры в качестве первичных записывающих устройств.

1977 Митцубиши, Хитачи и Сони представляют на Токийской аудио выставке первый прототип аудио-диска. JVC разрабатывает технологию цифровой звукозаписи.

1978 Филипс представляет видео-диск плеер. Сони продает цифровые процессоры PCM-1600 и PCM-1 В Японии, в Токио 35 производителей проводят конвенцию о аудио стандарте. Филипс предложил, стандартизировать формат на мировом уровне. Подразделение Филипс - Полиграм установливает, что наилучшим материалом в качестве основы компакт-диска является поликарбонат. Решено, что данные на CD-диске размещаются от центра к краю по спирали. Диаметр диска, первоначально установлен в 115 мм. Определен тип лазера используемого в проигрывателях компакт-дисков.

1979 Прототип CD системы, демонстрируется в Европе и Японии. Sony соглашается участвовать в совместных разработках. Sony и Philips определяют в качестве стандартной для CD частоты дискретизации - 44.1 кГц. Philips принимает предложение от Сони о 16-битном аудио. Коды Рида-Соломона адаптированы под CD по инициативе компании Сони. Максимально время воспроизведения определено чуть более 74 минут. Дисковый диаметр, изменен на 120mm, чтобы уместить 74 минуты 16 битного стерео звука с частотой дискретизации 44.1 кГц

1980 Филипс и Сони продвигают стандарт CD-диска (Compact Disk Standart).

1981 Матсушита приняла стандарт компакт-диска. Комитет по цифровым аудио-дискам также принял стандарт CD. Компания Шарп начинает производство полупроводника лазера. Завершается сотрудничество Филипс и Сони.

1982 Сони и Филипс обе имеют готовое к выпуску изделие. Осенью технология компакт-диска введена Европе и Японии.

1983 Весной технология компакт-диска представлена на американском рынке. Организована Ассоция компакт диска в помощь рынку Прототип CD-ROMа представлен публике. В США проданы 30 тысяч проигрывателей и 800 тысяч компакт-дисков.

1984 Анонсированы второе поколение проигрывателей а также автомобильные проигрыватели. В США построен первый завод по массовому производству компакт-дисков. Продан первый портативный CD-плеер от компании Сони (Sony DiscMan).

1985 Выпущены проигрыватели третьего поколения. На компьютерном рынке появились CD-приводы.

1986 Придумана концепция интерактивного диска CD-I (Interactive CD). В США продано 3 миллиона плееров и 53 миллиона CD-дисков.

1987 Разработан формат видео-диска - Video CD. Ален Адкинс из компании Оптикал Медиа Интернэшнл объединяется с СоноПрес из Амстердама и демонстрируют десктоп систему для премастеринга (С использованием этой системы Адкинс и СоноПресс, изготовили копию CD методом дублирования менее чем за 24 часа).

1988 Представлена технология записываемого компакт-диска и устройства записи.

1990 В США в 28% домах есть CD проигрыватель. Более девяти миллионов проигрывателей и 288 миллионов компакт-дисков продается ежегодно в США, а мировые продажи близки к одному миллиарду

1991 Принят стандарт CD-I. Устройства записи CD-дисков появились на потребительском рынке. "QuickTopix" - первая программа для подготовки компакт-диска представлена Аленом Адкинсом.

1992 Продажи CD-R-ов достигли 200 тысяч

1996 Представлена DVD технология. Цены на CD-носители и приводы стремительно покатились вниз. Высокий спрос привел к повсеместному дефициту.

1997 Выпущен DVD. DVD проигрыватели и фильмы выброшены на рынок. Разработан стандарт записи DVD-R (3.9 Гигабайт). Компания Митцуи строит первый завод по производству CD-R в США. Заканчивается дефицит на компакт-диски. Цены на записываемые CD-R диски невообразимо малы.

1998 DVD-RAM, DVD-записываемые системы и оборудование выходит на рынок. DVD-Video/ROM инструменты авторской защиты появились на рынке. Цены на CD-R носители продолжают падать.

1999 DVD становится основны стандартом для видео. Потребители начинают покупать DVD плееры и фильмы на массовом уровне. Наиболее известные киностудии имеют права на использование DVD. Технология DIVX (DIgital Video eXpress) умирает. Выходит второе поколение устройств записи DVD-дисков. Разработаны DVD носители на 4.7 гигабайт.

DVD-R и DVD+R ещё только завоёвывали массовый рынок, а производители уже вовсю занимались разработкой новых, более ёмких форматов. Уже в 1996 году Phillips, Toshiba и Sony демонстрировали миру первые прототипы устройств, использующих сине-фиолетовый лазер для записи информации на диск. Но перед разработчиками стояло множество проблем, связанных с излишним нагревом привода, поиском подходящего записывающего слоя и т.д.

19 февраля 2002 года девять компаний (Hitachi, LG Electronics, Matsushita Electric, Pioneer, Philips, Samsung, Sharp, Sony и Thomson Multimedia) объявили о разработке спецификации на формат оптических дисков нового поколения, получивший название «Blu-ray Disc». Название указывает на основную особенность нового формата – использование сине-фиолетового лазера. Первоначально заявлялась ёмкость 27 Гигабайт на стандартной 12-см болванке.

Уже в августе информация о формате Blu-ray стала достоянием общественности. В сентябре конкуренты в лице компаний Toshiba и NEC представили достойный ответ – формат Advanced Optical Disc (AOD). В октябре тайваньский консорциум AOSRC предложил собственный стандарт HD-DVD.

Прототипы BD- и AOD- приводов стали появляться на различных шоу, например, на Ceatec show в Японии в октябре 2002 года и на выставке Consumer Electronics Show (CES 2003) в январе 2003.

Наконец, 13 февраля 2003 года Ассоциация BDA (Blu-ray Disc Association) начала лицензирование нового формата, что практически означало официальное появление BDA на рынке оптических накопителей и отмашку на начало выпуска коммерческих продуктов на основе Blu-ray.

Оставался всего лишь один вопрос: какой формат выберет DVD Forum – консорциум компаний, взявший на себя обязанности по стандартизации и сертификации оптических носителей.

В ноябре 2003 года совершенно неожиданно для многих рабочим форматом DVD-ROM дисков следующего поколения была выбрана спецификация HD-DVD, вобравшая в себя AOD от Toshiba и Nec (заметьте, корейский HD-DVD здесь ни при чём). Перевес голосов у HD-DVD был небольшой – 8 против 6.

Февраль 2008 года. Фрмат HD-DvD официально признан "мёртвым". Toshiba полностью отказалась от поддержки данного формата, но производители техники заявили, что пока будут выпускать HD-DvD - плееры.

Краткий экскурс по истории оптических носителей

Впервые, идея оптической записи появилась в 1965 году, в американском институте Battelle Memorial, штат Огайо. Эта технология тогда еще была крайне примитивной – фотографическим методом на диск наносились темные точки и черточки. Для считывания информации диск просвечивался специальной лампой. Основоположником технологии был американский физик Джеймс Расселл. Но как это обычно и бывает, он не заработал на своем изобретении ни копейки.

Ученый запатентовал свое технологию в 1970 году. Ему же принадлежит и идея использования лазера в качестве источника света.

На сегодняшний день приимущество оптических носителей перед всеми другими очевидно – высокая надежность. Немаловажен и тот факт, что оптический носитель значительно проще защитить от нелегального пиратского копирования. Но в 70-х годах прошлого века работы в области оптических носителей казались просто любопытными исследованиями, но не более того. Технологии того времени были еще просто неготовы к массовому производству подобных устройств.

Первый стандарт


От момента создания, до промышленного применения оптических носителей прошло много лет. Вялые попытки создать музыкальный оптический диск предпринимались многими фирмами. В том числе подобные попытки (причем достаточно удачные) были отмечены и на территории Советского Союза. Но наибольших успехов удалось достичь нидерландской фирме Philips. В те годы мало кто всерьез задумывался про возможность повсеместного распространения цифровых носителей информации. Мир был еще аналоговым. Philips же вложила в разработки 60 миллионов долларов – астрономическую по тем временам сумму. Но компания не прогадала.

В 1979 году компании Philips и Sony заключили договор о совместной разработке нового носителя. Уже через год, компании представили новый стандарт, получивший название CD-DA (Compact Disk Digital Audio). Это был диск с диаметром в 12 сантиметром и временем звучания в 1 час. Формат оказался удивительно удачным и удобным. Он быстро завоевал сердца как производителей, так и покупателей.

Формат CD безоговорочно правил на рынке в течении 15 лет. За это время он перестал быть просто музыкальным диском, превратившись в универсальный носитель информации. Однако, уже к средине 90-х годов прошлого века, объема информации, который мог вместить на себя один CD, стало катастрофически не хватать...

Dead, Very Dead


В 1994 году стало известно, что альянс Philips и Sony занимается разработкой диска высокой плотности, основанного на базе технологии CD. Новый стандарт получил название DVD (Digital Video Disk или Digital Versatile Disk – обе расшифровки верны). И прежде чем остановится на этой аббревиатуре, производители называли свою разработку то MMCD (Multi Media CD), то HD-CD (High Density Compact Disk). Кстати, правами на аббревиатуру DVD никто не обладает.

Как оказалось в дальнейшем, подобными разработками занимаются и другие крупные производители (к примеру, Toshiba). Так как существование двух схожих форматов могло привести ко множеству совершенно не нужных проблем, 8 декабря 1995 года производители объединились в DVD Consortium, несколько позднее переименованный в DVD Forum.

Диски нового формата внешне ничем не отличались от обычных CD. Но объем информации удалось увеличить с 650 Мбайт до 4,7 Гбайт. Так же немаловажно то, что проигрыватели DVD без проблем могли воспроизводить и обычные CD, а следовательно не возникало никаких проблем со стандартами. Благодаря появлению DVD, стало возможным получить высокое качество звука и изображения в домашних условиях. Формат довольно быстро стал популярным. На сегодняшний день в DVD Forum входит больше 250 компаний по всему миру. И уже не верится, что в свое время иные аналитики название DVD в шутку расшифровывали как «Dead, Very Dead», предрекая скорую смерть стандарта.

Некоторые проблемы стандартизации возникли лишь когда появились первые DVD с возможностью записи. В мире появились два стандарта - DVD+R и DVD-R. Каждый из них обладал своими преимуществами и недостатками, малопонятными рядовому пользователю. Впрочем, особых проблем у пользователей не возникало. Нужно лишь было следить за тем, чтобы приобретаемый диск поддерживался имеющимся в наличии проигрывателем (DVD-R были более распространены). Да довольно быстро появились универсальные проигрыватели и рекордеры, поддерживающие оба стандарта. На сегодняшний день не все пользователи даже знают о существовании различных стандартов.

DVD повторила историю CD. Узкоспециализированные диски (а DVD изначально разрабатывался только для работы с видео) превратились в универсальный носитель информации. Стоимость проигрывателей сократилась от нескольких сотен долларов, до нескольких десятков. Цена же самих носителей оценивается копейками.

Blu-Ray против HD DVD


Лишь недавно закончилась очень напряженная борьба двух новых стандартов - HD DVD против Blu-Ray. Обы стандарта обладают своими преимуществами и недостатками, у обоих были свои могущественные покровители, в лице крупнейших корпораций. И предсказать победу той или иной стороны было делом довольно затруднительным.

Потребность в новых стандартах возникла, благодаря внедрению телевидения высокой четкости (HDTV) в Японии и США. Соответственно потребовались и диски для хранения информации огромных объемов. В результате появились новые стандарты, в основу которых легло излучение излучение с длиной волны 405 нм, находящейся в голубом секторе спектра (отсюда и название Blu-Ray). Объемы новых дисков теоретически могут зашкаливать аж за 200 Гб (на практика правда все получается значительно скромнее).

Разработкой спецификаций HD DVD занимались компании NEC и Toshiba. Позже к ним присоединились так же Microsoft и Intel. О спецификации HD DVD-ROM версии 1.0 впервые было заявлено еще в средине 2004 года (тогда он назывался AOD - Advanced Optical Disc). Его главное приимущество состоит в том, что принцип работы считывающей головки мало чем отличается от обычного DVD, благодаря чему проще достичь совместимости стандартов. Да и на цене это сказывалось самым положительным образом – проигрыватели HD DVD с самого начала стоили значительно дешевле своих конкурентов и не намного выше обычных DVD-проигрывателей.

Формат Blu-Ray Disc (BD) поддерживало гораздо больше компаний – это Dell, Hitachi, HP, LG, JVC, Matsushita, Samsung, Pioneer, Philips, Sharp, Sony, Thomson, Mitsubishi, TDK и Walt Disney. Однако, наличие такого количества не обеспечило формату быстрой и безоговорочной победы. Прошло несколько лет, прежде чем в мире признали, про проиграл HD DVD. Причем, по мнению многих, победа досталась Blu-Ray не совсем честным путем. Есть мнение, что Sony активно задействовала свои связи в различных киностудиях, дабы они перестали выпускать фильмы на HD DVD. Что в итоге и произошло – именно решение киностудии Warner и оказалось решающим. Да и все возрастающая популярность игровой консоли Play Station 3 сыграла свою роль.

Сможет ли BD стать столь же популярным, как и CD с DVD? Это мы увидим со временем. Да, поражение HD DVD открыло BD дорогу. Но вот стоимость подобной аппаратуры и самих носителей все еще очень высока. Но не смотря на все старания производителей понижается крайне медленно (а ведь HD DVD подразумевал значительно более дешевые решения). В то же время все более популярным становится решение компании Apple, предложившей своим клиентам либо просто покупать фильмы в своем on-line магазине iTunes Store, либо брать их напрокат. При этом не задействуются никакие носители – фильм скачивается (либо просто транслируется) посредством Интернет. Все легально, никакого пиратства, а фильмы доступны и в HD-качестве. Не станет ли подобное решение началом вымирания оптических носителей? В любом случае, безраздельной их власти похоже пришел конец.

Что такое Bluetooth?
Bluetooth - технология "Голубой Зуб", технология Bluetooth (новая универсальная технология беспроводной связи разнотипных микропроцессорных устройств локальной сети в диапазоне 2,4 ГГц, названная так в честь датского короля X века Гарольда II по прозвищу "Голубой Зуб", всемирно прославившегося собирательством датских земель)

Bluetooth - это новая технология беспроводной передачи данных малой мощности, разрабатываемая с целью замены существующих проводных соединений персональных офисной и бытовой техники с широким спектром переносных устройств, таких, как мобильные телефоны и гарнитуры Bluetooth к мобильным телефонам, датчики сигнализации и телеметрии, электронные записные книжки и карманные компьютеры и т.п.

Технология использует небольшие приемопередатчики малого радиуса действия, либо непосредственно встроенные в устройство, либо подключаемые через свободный порт или PC-карту. Адаптеры работают в радиусе 10 метров и, в отличие от IrDA, не обязательно в зоне прямой видимости, то есть, между соединяемыми устройствами могут быть различные препятствия, или стены.

Технология Bluetooth была разработана в 1998 году группой ведущих компаний в области телекоммуникаций. Bluetooth - это возможность объединять в локальные сети любую технику: от мобильного телефона и компьютера до холодильника. При этом, одни из немаловажных параметров технологии bluetooth - это низкая стоимость устройства связи, соответственно небольшие размеры и, что немаловажно, совместимость и простота встраивания в различные устройства.

Технология Bluetooth открывает широкие возможности для самых разнообразных устройств и приложений.

Bluetooth - это не только перспективная в будущем, но актуальная уже сейчас технология. Эта технология удобна не только для передачи голосового трафика. Выход в Интернет через сотовый телефон с КПК или ноутбука становится куда более удобным и приятным, когда не нужно следить за состоянием инфракрасного соединения или быть стесненным проводом, соединяющим два устройства. Вместе с тем, они продолжают оставаться сложными техническими устройствами. Большинство моделей bluetooth-гарнитур предоставляют своему владельцу широкие полномочия. Пользователи могут изменять режимы защиты и устанавливать свои собственные соединения.

Bluetooth технология незаменима для оснащения мобильных телефонов различными внешними устройствами такими как handsfree, внешняя память или беспроводные модемы. Более того, bluetooth гарнитуры получили огромное распространение вследствие нескольких свойств: они обладают гораздо меньшей степенью излучения, чем сами мобильные телефоны, а также позволяют вести разговор по телефону без необходимости держать его в руке. Тем самым это bluetooth устройство практически незаменимо для использования в автомобиле, где требуется особое внимание и осторожность и любой разговор по телефону может привести к неприятным последствиям.

Что такое Веб 2.0
 

Что такое Веб 2.0
Автор: Тим О’Рейли
Опубликовано 18 октября 2005 года

Крах доткомов осенью 2001 года стал для веба поворотным пунктом. Многие решили, что феномен веба был слишком раздут, хотя, на самом деле, "мыльные пузыри" и, как результат этого, падение акций - неизбежно сопутствуют всем технологическим революциям. Падение акций обычно происходит тогда, когда новая технология готова занять центральное место на сцене. На волне поднимаются и мошенники, и те, кто действительно добился успеха, - и в какой-то момент приходит понимание, чем первые отличаются от вторых.

Концепция Веба 2.0 родилась на совместном мозговом штурме издательства O’Reilly Media и компании MediaLive International. Веб-пионер и вице-президент O’Reilly Дейл Дагерти (Dale Dougherty) отметил, что сам-то веб далек от краха и даже более важен, чем раньше, раз уж впечатляющие новые приложения и сайты появляются с завидной регулярностью. Больше того, у фирм, переживших коллапс, было нечто общее. Может быть, в результате доткомовского краха имеет смысл говорить о Вебе 2.0. Мы решили, что так и есть. Так родилась Web 2.0 Conference.

За полтора года термин "Веб 2.0" прижился (более 9,5 млн. ссылок в Google). Но относительно того, что он обозначает, в товарищах согласья нет. Одни приняли новую концепцию, другие полагают, что это бессмысленный маркетинговый термин.

Я постараюсь объяснить, что мы имеем в виду, говоря о Веб 2.0.

На нашей первой встрече, мы определяли Веб 2.0, отталкиваясь от конкретных примеров.
Веб 1.0 - Веб 2.0
Doubleclick- Google AdSsense
Ofoto - Flickr
Akamai - BitTorrent
mp3.com - Napster
Britannica - Wikipedia
Персональные сайты- Блоги
Evite - upcoming.org и EVDB
Спекуляция доменными именами - Поисковая оптимизация
Оплата рекламы по количеству - по количеству переходов
показов
Извлечение данных из HTML - Веб-сервисы
Публикация - Соавторство
Системы управления контентом (CMS) - wiki
Каталоги (таксономия) - Теги(фолксономия)
Удержание пользователей - Синдикация контента

Список все увеличивался и увеличивался. Но почему одно приложение мы отнесли к Вебу 1.0, а второе - к категории Веб 2.0? (Это важный вопрос, поскольку Веб 2.0 стал настолько популярным, что многие компании используют сегодня этот термин в своем маркетинге, зачастую даже не понимая, что он означает. С другой стороны, этот вопрос не так уж прост, потому что множество падких на красивые термины стартапов не имеют никакого отношения к Вебу 2.0, тогда как отдельные приложения, которые мы считаем Вебом 2.0, даже веб-приложениями не являются - например, Napster и BitTorrent.)

Анализируя наиболее успешные проекты Веба 1.0 и самые интересные новые приложения, мы попытались выделить основные принципы Веба 2.0.

Веб как платформа


Как многие важные концепции, Веб 2.0 не имеет четких границ. Это, скорее, центр притяжения. Вы можете представить себе Веб 2.0 как множество правил и практических решений. Они объединены в некое подобие солнечной системы, состоящей из узлов, каждый из которых построен с учетом некоторых или всех описанных правил и находится на определенной дистанции от центра.

На рисунке показана карта Веба 2.0, созданная нами во время мозгового штурма на конференции FOO Camp. Ее нельзя назвать завершенной, но она иллюстрирует многие ключевые идеи Веба 2.0.

К примеру, на первой конференции Веб 2.0 в октябре 2004 мы с Джоном Баттелем (John Battelle) озвучили предварительный список правил в совместном выступлении, открывающем конференцию. И первое правило гласит: "Веб как платформа". Конечно, еще до нас об этом навзрыд говорил Netscape, сгоревший в жаркой битве с Microsoft. Больше того, две компании из нашего списка Веб 1.0 - Akamai и DoubleClick - также были среди первопроходцев, рассматривавших веб как платформу. Люди нечасто воспринимают эти компании как поставщиков веб-сервисов, но, на самом деле, демонстрация рекламы - это первый широко распространенный веб-сервис, первый широко распространенный "mash-up" (если использовать термин, завоевавший в последнее время популярность). Каждый баннер доставлялся пользователю в результате незаметной кооперации двух сайтов, совместно формирующих страницу для показа. Akamai также рассматривал сеть как платформу, и даже на более низком уровне: обеспечивая незаметное кэширование и построив сеть доставки контента, чтобы снизить нагрузку на сайты своих клиентов.

Последователи DoubleClick и Akamai не только использовали наработки этих компаний, но пошли дальше, глубже чувствуя истинную природу новой платформы. Обе компании можно считать пионерами Веб 2.0, хотя ниже мы увидим, как более полно реализовать возможности веба за счет использования новых подходов.

Давайте внимательно рассмотрим три примера, чтобы понять, чем, по сути, старые компании отличаются от новых.

Netscape vs. Google


Если Netscape был флагманом Веба 1.0, то Google, конечно, - общепризнанный флагман Веба 2.0. <…> Так что давайте сравним сами компании и их позиционирование.

Netscape твердил о "вебе как платформе" в терминах старой софтверной парадигмы: главным продуктом компании был веб-браузер (настольное приложение), и стратегия Netscape заключалась в использовании своего доминирующего положения на рынке браузеров для продвижения дорогостоящих серверных продуктов. Контроль над стандартами отображения контента и браузерных приложений мог, в теории, обеспечить Netscape такое же место, какое Microsoft завоевала на рынке ПК. Автомобили когда-то рекламировали как "безлошадные экипажи". Точно так же, отталкиваясь от знакомых концепций, Netscape продвигал "вебтоп" на место "десктопу", предполагая подпитывать вебтоп данными и приложениями от провайдеров контента (которые купят у Netscape серверы).

В итоге и веб-браузеры, и веб-серверы превратились в нечто обыденное, а акцент переместился "к вершине стека", к веб-сервисам.

Google, напротив, был веб-приложением от рождения. Это сервис, за доступ к которому прямо или косвенно платили пользователи. Ни одна из привычных ловушек старой софтверной индустрии ему была не страшна. Вместо запланированных релизов - постоянное улучшение продукта. Вместо лицензирования или продаж - просто использование. Нет нужды заботиться о портировании ПО на другие платформы - все, что нужно для запуска Google, - это расширяемый массив из обыкновенных ПК с запущенной открытой ОС да собственные приложения и утилиты, которых никто за пределами компании не увидит. Фактически стоимость ПО была пропорциональна масштабу и динамичности данных, с которыми оно помогало управляться.

Сервис Google это не сервер, хотя доставка сервиса обеспечивается массивом интернет-серверов, - и не браузер, хотя пользователь получает доступ к сервису именно через него. И это не прославленный поисковик, хранящий контент, позволяющий пользователю осуществлять поиск. Как и телефонный звонок, который случается не на концах телефонной линии, а в сети между ними, сервис Google осуществляется в пространстве между браузером, поисковиком и целевым сервером, на котором содержится искомое. Google - это посредник между пользователем и его/ее онлайновым опытом.

И хотя Google и Netscape - софтверные компании, очевидно, что Netscape принадлежит к миру Lotus, Microsoft, Oracle, SAP и прочих фирм, чьи истоки - в софтверной революции 80-х, тогда как Google и иже с ним - это интернет-приложения (как eBay, Napster и, чего уж там, DoubleClick и Akamai).

DoubleClick vs. Overture and AdSense


Как и Google, DoubleClick - это истинное дитя интернет-эры. Компания рассматривает ПО как услугу, умеет управлять данными и, как отмечено выше, предоставляла доступ к веб-сервисам задолго до того, как этот термин был придуман. Однако DoubleClick очень жестко ограничена своей бизнес-моделью. В 90-х считалось, что веб - это, прежде всего, публикация контента, а не взаимодействие; что правят бал не потребители, а рекламодатели; что размер имеет значение и Интернет, по большому счету, будет состоять из раскрученных веб-сайтов, чья популярность измерена MediaMetrix или другим веб-аудитором.

В результате DoubleClick с гордостью упоминает на собственном сайте о "более чем 2000 успешных установках" своего ПО. Yahoo! Search Marketing (ранее Overture) и Google AdSense в то же самое время обслуживают сотни тысяч рекламных площадок.

Overture и Google добились успеха, потому что поняли концепцию "длинного хвоста" (терминология Криса Андерсона) - "коллективной мощи маленьких сайтов, которые поставляют значимую часть контента". Предложение DoubleClick подразумевает подписание официального контракта, ограничивая рынок до нескольких тысяч крупных сайтов. Overture и Google отыскали способ размещения рекламного модуля практически на любой странице. Больше того, они предпочли рекламным форматам, ориентированным на издателей и агентства (баннеры, поп-апы), менее навязчивые, привязанные к контексту и дружелюбные к пользователю текстовые рекламные блоки.

Урок Веба 2.0: сделайте упор на пользовательские сервисы и алгоритмическую обработку данных, чтобы дотянуться до самых краешков веба, обращайте внимание не только на голову, но и на хвост. <…>

Неудивительно, что другие истории успеха Веба 2.0 демонстрируют нам примерно то же поведение. eBay разрешил единичные транзакции стоимостью в несколько долларов между физическими лицами, исполняя роль автоматического посредника. Napster (хотя и был закрыт из-за проблем с законом) построил свою сеть, не пытаясь создать общую централизованную базу данных, но спроектировав всю систему так, что каждый клиент становился также и сервером, способствуя тем самым росту сети. [Вообще говоря, закрыть Napster технически стало возможно только потому, что полностью от централизованности создателям сервиса отказаться не удалось. - Прим. ред.].

Akamai vs. BitTorrent


Как и DoubleClick, Akamai был оптимизирован для работы с головой, а не хвостом, ориентирован на центр, а не на окраины. Несмотря на то что сервис Akamai работал на благо тех, кто находился в конце "длинного хвоста", облегчая им доступ к популярным сайтам, деньги свои компания получала именно от сайтов.

BitTorrent, как другие пионеры P2P-движения, сделал следующий шаг к децентрализации Интернета. Каждый клиент является и сервером, файлы разбиваются на фрагменты, которые могут быть загружены из разных источников, незаметно принуждая пользователей предоставлять друг другу каналы и данные. Чем популярнее файл, тем быстрее он может быть доставлен, так как больше пользователей обеспечивает суммарную пропускную способность и больше фрагментов целого файла доступно в Сети.

Таким образом BitTorrent демонстрирует нам ключевой принцип Веб 2.0: чем больше людей использует сервис, тем автоматически он становится лучше. Если Akamai вынужден добавлять серверы для улучшения качества услуг, то каждый пользователь BitTorrent приходит на вечеринку со своими ресурсами. Это имплицитная "партнерская архитектура", встроенная этика кооперации, согласно которой сервис действует в первую очередь как разумный посредник, соединяющий края друг с другом и использующий для этого ресурсы самих пользователей.

Платформа всегда выигрывает у приложения

В каждом из предыдущих эпизодов конкурентной борьбы Microsoft успешно разыгрывала карту платформы, перебивая ею самые популярные приложения. С помощью Windows Microsoft заменила Lotus 1-2-3 на Excel, WordPerfect - на Word, а Netscape Navigator - на Internet Explorer.

Однако на этот раз конфликт не между приложением и платформой. Это конфликт двух платформ, каждая из которых предлагает радикально отличную бизнес-модель. С одной стороны, единственный поставщик ПО с впечатляющей базой инсталляций, сильно интегрированной ОС и API, дающим контроль над парадигмой программирования. С другой стороны - система, у которой нет владельца, собранная вместе с помощью множества протоколов, открытых стандартов и соглашений о сотрудничестве.

Windows представляет собой апофеоз проприетарного контроля за программным API. Netscape пытался перехватить инициативу, используя те же техники, что и сама Microsoft использует против своих конкурентов, но проиграл. Однако Apache, основанный на открытых веб-стандартах, процветает. Когда платформа соревнуется с платформой и стоит вопрос о выборе платформы или, если копнуть глубже, о выборе архитектуры, о выборе бизнес-модели, то битва ведется на равных.

Windows была отличным решением проблем ранней эпохи ПК. Она разровняла игровое поле для разработчиков приложений, решив множество проблем, терзавших индустрию. Но единый рывок, осуществленный силами единственного поставщика, больше решением быть не может. Он сам становится проблемой. Системы, ориентированные на коммуникации, каковой является Интернет-как-платформа, требуют возможности взаимодействия на уровне приложений. До тех пор пока поставщик не контролирует оба конца каждого соединения, его возможности по привязке пользователя с помощью API ограничены.
Любой поставщик решения для Веб 2.0, решивший ради выгоды замкнуть собственное приложение на себя путем контроля над платформой, по определению не сможет воспользоваться ее сильными сторонами.

Это я не к тому, что возможностей для закрытия ПО и создания конкурентных преимуществ больше нет, но мы верим, что они не заключаются в контроле над программным API и протоколами. Правила игры изменились. И добиться успеха в эпоху Веба 2.0 смогут те, кто принял новые правила, а не пытается использовать приемы, работавшие в эпоху программного обеспечения для ПК.

http://www.computerra.ru

Технологии Ф1
Аэродинамика болидов Формулы 1

С годами сильно увеличились скоростные характеристики болидов Ф1, увеличилась способность быстрого прохода поворотов, и весьма очевидно, что это заслуга так называемых антикрыльев. В начале 60-х годов Формула 1 еще не использовала этих приспособлений, однако уже в 1968 году команды Ф1 начали экспериментировать с "неуклюжими" и "необработанными" аэродинамическими конструкциями, чтобы получить эффект "прилипания" шасси к трассе. Первые три вида таких конструкций были очень простыми и ненадежными, поэтому достаточно часто ломались в процессе гонки.

Уже на протяжении чуть более 30 лет аэродинамика Ф1 постоянно претерпевает изменения, и, как вы наверное уже поняли, это самая важная характеристика болида. Принцип осуществления функций антикрыльев в Ф1 легко сопоставим с технологиями в самолетостроении. Но в то время как крылья самолетов способствуют взлету и планированию по воздуху, в Ф1 антикрылья выполняют прямопротивоположную функцию - возникновение прижимной силы.

Эффект Бернулли

Эффект Бернулли играет огромную роль в действиях аэродинамических поверхностей болидов Ф1. Эффект Бернулли выражается уравнением, известным как "Уравнение Бернулли", которое утверждает, что общая энергия данного объема вещества не изменяется; и это опирается на принцип консервативности энергии. Когда мы рассматриваем относительное движение, то энергия делится на три части:

1. Давление в воздухе.
2. Кинетическая энергия воздуха (энергия движения).
3. Потенциальная энергия воздуха.

И уравнение в таком случае имеет вид: p + 1/2 r v2 + rgh = a constant

Где:

p = давление;
r = плотность;
v = скорость воздуха;
g = ускорение силы тяжести;
h = высота относительно опр. уровня.

Но, так как в процессе гонки Ф1 уровень ландшафта меняется не слишком сильно, то последнюю величину (потенциальную энергию) можно принять за константу, тогда мы получаем:

p + 1/2 r v2 = some other constant

А это мы можем записать в следующем виде:

p + q = H

Где:

p = статичное давление;
q = 1/2 rv2 = изменяющееся давление;
H = some other constant
Крылья и антикрылья

Для начала мы посмотрим на аэродинамическую конструкцию "простого" крыла самолета. Крыло рассекает воздух и образует две мнимые части воздушного пространства, точнее, два различных воздушных потока. Один из потоков перемещается по поверхности под крылом, другой - над. Из-за конструкции крыла частицы верхнего воздушного потока движутся "поодаль" от крыла, и прямо противоположная ситуация с нижним потоком. Это и вызывает эффект того, что верхний поток значительно быстрее нижнего. По закону Бернулли под крылом оказывается большее давление, чем над крылом, что и способствует появлению так называемой подъемной силы (lift):

Обратная ситуация с антикрыльями. Антикрылья функционируют абсолютно по тому же принципу, но обеспечивают эффект "прилипания" к трассе, происходит это за счет формы. То есть зная об обычном крыле, мы легко можем представить себе, что есть антикрыло. Достаточно просто повернуть обычное крыло передней частью вниз:

Прижимная сила и сила сопротивления

Это как раз те две силы, которым посвящена практически вся аэродинамическая конструкция болида Ф1. Конструкции антикрыльев и самого болида должны быть совершенно оптимальны, то есть обеспечение прижимной силы должно быть реализовано так, чтобы это не вызывало силы сопротивления, мешающей скоростному движению, да и сам болид обязан быть наиболее приспособлен к преодолению этой самой силы.

Для вычисления силы сопротивления используется следующая формула:

F = 1/2Ѕ CDAV2

Где:

F = аэродинамическая сила сопротивления;
C = коэффициент силы сопротивления;
V = скорость данного объекта;
A = лобовая площадь;
D = плотность воздуха.

В этом уравнении D как плотность воздуха выражается в kg/m3. Лобовая площадь - это площадь рассматриваемого объекта, подверженного давлению воздуха, выражаемая в m3

Приведенная справа таблица показывает значение коэффициента C в зависимости от поверхности объекта.

В Ф1 можно вычислить общий коэффициент улучшения (или ухудшения) аэродинамической конструкции, пользуясь данной формулой:
http://www.f1-game.ru/img/1475.gif
Как известно, изменение характеристики аэродинамики болида зависит от замены или модернизации конкретных деталей. В формуле, записаной выше, f -- процент действия силы сопротивления, приходящийся на рассматриваемую деталь от общей силы, действующей на весь болид; и данный процент при модернизации будет изменен (так например если процент составляет 5%, то f = 0.05). Sf - это так называемый коэффициент изменения, представляющий собой отношение силы сопротивления на деталь, которая была до модернизации, к той, которая стала после. И, наконец, само значение Seff - это общий коэффициент изменения действия силы сопротивления на болид. Если величина этого коэффициента принимает значение больше единицы, то сила сопротивления, распространяемая на весь болид, уменьшилась, и наоборот, если меньше единицы, то увеличилась.
Передние антикрылья

Переднее антикрыло, ширина которого соответствует ширине самого болида, прикрепляется к носовому обтекателю при помощи пилонов. На этой аэродинамической поверхности крепятся три "створки" (или элероны), каждая из которых является регулируемой частью антикрыла. Как правило, эти закрылки делаются из цельного куска карбона. На окончаниях антикрыла (слева и справа) крепятся специальные боковые пластины (или боковины), для обеспечения прохождения потока воздуха сверху и снизу относительно поверхности антикрыла, не огибая его. Эти пластины сыграли огромную роль в аэродинамике Ф1.

Конструкция элерона такова, что он является ассиметричным самому себе относительно центральной разделяющий вообразимой линии (если смотреть на болид спереди): чем ближе к носовому обтекателю элерон, тем меньше его "высота" (т.е. ближе к носу элерон сужается).

Такая особенность элерона позволяет проникать в радиатор большему количеству воздуха, а также пропускать воздушный поток по "днищу" болида, который затем попадает в диффузор, обеспечивая прижимную силу. В случае, если элероны не имеют такого сужения, охлаждение радиатором значительно уменьшается и температура мотора сильно возрастает. Также важно, что чем ниже будет расположено переднее антикрыло, тем лучше это влияет на проникновение воздушного потока в радиатор и диффузор, однако, всем известно, что имеется критическое положение, при котором антикрыло уже начнет задевать трассу.

В 1998 году появились нововведения в области аэродинамики Ф1, что принесло множество дополнительных проблем командам. Из-за того что колеса стали располагаться ближе к монококу, при виде спереди, переднее антикрыло визуально "ложилось внахлест" колес. Это приводило к турбулентности в зоне передних колес, резко понижая общую положительную характеристику аэродинамики болида. Для решения этой новой проблемы (а именно, появления нежелательного сопротивления (drag)) команды переделали боковые крылья на антикрыле путем образования новых ребер (боковин), таким образом, они направили поток воздуха непосредственно на монокок, огибая колесо. Позже, в следующем сезоне, многие команды воплотили новую идею, поместив дополнительные ребра на внешнюю сторону боковых крыльев, в данном случае воздух огибал колеса по внешней стороне.

Такое решение является неоднозначным, и крылья различных команд имеют достаточно заметные аэродинамические отличия.
http://www.f1-game.ru
To be continued...

Задние антикрылья

Прямой поток воздуха попадает в заднее антикрыло, состоящее из множества закрылок, вызывая определенные реакции со стороны антикрыла. Это упрощенное объяснение, т.к. на самом деле, к тому моменту, когда поток возуха достигает заднее антикрыло, он вовсе не прямой, потому что сам болид создает некоторый эффект турбулентности потока воздуха.

Примерно треть всей прижимной силы обеспечивает заднее антикрыло болида, которое постоянно видоизменяется в Ф1 от трассы к трассе. Это приспособление может создавать более 1000Н (Ньютонов) прижимной силы и весит около 7 кг. Ввиду того, что заднее антикрыло вызывает наибольшее сопротивление в болиде, команды видоизменяют строения антикрыльев для каждой трассы.

Пример:

Монца в Италии. Скоростная трасса с длинными прямыми участками и несколькими поворотами. Здесь, на протяжении 70% всей длины трассы, пилоты едут "вдавив педаль газа в пол". Чем больше угол наклона пластин заднего антикрыла, создающих прижимную силу, тем соответственно больше сила сопротивления, мешающая скоростному движению болида. В Монце очень важна скорость, поэтому команды делают очень маленький угол наклона на заднем антикрыле, чтобы преодолеть проблему силы сопротивления. В Монако, где трасса в основном, насыщена поворотами, важным становится уже не скорость, а прижимная сила.
Диффузор

Самая маленькая аэродинамическая "антикрыловая" деталь (из основных), которую можно обнаружить на болиде, - это диффузор. На самом деле принцип действия диффузора прямопротивоположен принципу действия антикрыла: вместо того, чтобы отталкивать воздух, диффузор засасывает его. Эффект этот получается из-за аэродинамической формы. Диффузор находится в самой нижней, "хвостовой" части болида, прямо под задним антикрылом, и объем диффузора увеличивается по мере приближения его к "концу" болида.

Воздух, попадающий в диффузор из-под дна болида разрежается, за счет попадания его в увеличенный объем диффузора, отсюда и эффект засасывания (всем хорошо известен закон, что газ стремится выравнить давление в системе). Диффузор состоит из большого количества различных "тоннельчиков" и "разделителей", которые аккуратно и очень точно контролируют потоки воздуха для лучшего засасывания. Так как диффузор находится в зоне выхлопных газов и заднего рычага подвески, то это накладывает жесткие требования на его конструкцию, в противном случае (при некорректном создании и регулировках диффузора) при изменении скорости выхлопные газы будут влиять на аэродинамический баланс болида.
Боковые дефлекторы

Это приспособление было впервые применено в 1993 году. Без них набегающий поток воздуха будет идти прямо, и соответственно, давить на заднюю стенку воздухозаборника, создавая лобовое сопротивление. Дефлектор же (если рассмотреть для примера левый относительно гонщика воздухозаборник) закручивает поток против часовой стрелки (глядя спереди), причем, когда поток входит внутрь водухозаборника, то он уже направлен внутрь болида, т.е. на охлаждаемую поверхность. Таким образом, с помощью боковых дефлекторов достигается 2 цели : снижение лобового сопротивления и более эффективное охлаждение. Устанавливаются они, как правило, между передними колесами и боковыми понтами болида.

В сравнении с предыдущим поколением боковых панелей, новый дизайн является гораздо более сложным и тонким.

Теперь они приобрели некоторый объем и особые очертания, чтобы направлять воздушный поток в различных направлениях.

Двигатель

Мотор Ф1 - наиболее сложный элемент всего болида, обладающий огромной мощностью и состоящий примерно из 1300 деталей, что и делает его настолько дорогостоящей единицей. Невообразимое количество оборотов (19000 об/мин) и колоссальные температуры вызывают проблему надежности мотора.

На данный момент все моторы имеют 8-цилиндровую систему, которая обеспечивает от 705 до 745 л.с.(лошадиных сил). Цилиндры сделаны из алюминиевого сплава. Для решения проблемы внутренней инерции некоторых компонентов их изготовили из керамики. Эти материалы настолько прочны, насколько требует этого конструкция мотора, и в то же время имеют маленький вес (95-100 кг весь мотор); это означает, что для их разгона требуется меньше силы, что в свое время идеально способствует низкой затрате горючего и высокой эффективности двигателя. Так же были попытки использовать другой материл - бериллий, но его надежность оказалась небольшой, и такой мотор не дал никаких улучшенных результатов.

Начиная с 2006 года в Формуле-1 используются четырёхтактные V-образные восьмицилиндровые двигатели без наддува с углом развала цилиндров 90°. Объём двигателя не должен превышать 2.4 литра. Максимальный диаметр цилиндра - 98 мм, что подразумевает минимальный ход поршня в 39.7 мм. В каждом цилиндре используется по два впускных и два выпускных клапана. Минимальная масса двигателя составляет 95 кг.

Однако поскольку переход на 8-цилиндровые двигатели произошёл довольно неожиданно и сопряжён с большими затратами, в 2006 и 2007 годах малобюджетным командам позволено использовать 10-цилиндровые моторы объёмом до 3.0 литров с ограничением оборотов и диаметра воздухозаборника.

Системы предварительного охлаждения воздуха запрещены. Также запрещено подавать в двигатель что-либо, кроме воздуха и горючего. Впуск и выпуск изменяемой геометрии также запрещены. Каждый цилиндр может иметь только одну форсунку для впрыска топлива и только одну свечу зажигания.

Блок цилиндров и картер двигателя должны быть выполнены из сплавов алюминия. Коленвал и распредвалы должны быть сделаны из стали или чугуна. Толкатели клапанов должны быть выполнены из сплавов алюминия, а сами клапана - из сплавов на основе железа, никеля, кобальта или титана. Использование карбона и композитных материалов при производстве блока цилиндров, головки блока и клапанов запрещено.

Для запуска двигателя на пит-лейн и на стартовой решётке используется внешний стартёр (отдельное переносное устройство, не устанавливаемое на машину).

В настоящее время также налагаются ограничения на смену моторов каждым гонщиком на своём болиде: один установленный двигатель должен пройти два Гран-При (как квалификацию, так и гонку). Исключение из этого требования одно - если гонщик не финишировал в Гран-При, он имеет право на следующем Гран-При воспользоваться новым двигателем (для которого снова включается требование использовать на двух Гран-При). Нарушение требования (досрочная смена моторов) ведёт к перемещению гонщика на стартовой решётке на десять позиций назад, т. е. стартовать он должен позже.

Топливоснабжение

Как всем известно, топливо попадает в двигатель из бензобака. В Ф1 бензобак (fuel tank) сделан из двух слоев резины, нитрата-бутадиена, и наружного кевларового покрытия, для предотвращения протечки. Бензобак Ф1 - как сумка, которая может деформироваться без каких-либо повреждений под давлением, однако прикрепляется к монококу так, чтобы не мог двигаться в момент перегрузок. Внутри бензобака находятся несколько секций, чтобы топливо не плескалось, также имеется до трех насосов, поглощающих горючее до последней капли. С постоянной интенсивностью топливо подается в насосы двигателя. Вокруг бака существует определенная конструкция, которая не даст повредить бак в случае аварии.

Топливо в Ф1 не отличается от обычного по своему составу, однако имеет другие пропорции. На картинке справа вы видите соотношения составляющих топлива для болида Ф1, на левой, соответственно, для обычного топлива. Конечно, эти пропорции не статичны, т.к. конструкторы все время пытаются найти все более и более лучшие соотношения и метод "приготовления" топлива.

Знать все о потреблении горючего болидом в процессе гонки очень важно для команд, хотя бы для того, что бы рассчитывать дозаправки. При максимальной скорости, для преодоления расстояния в 100 км, болиду потребуется примерно 100 литров топлива (цифры сезон от сезона меняются). Во время же гонок, на 1 км приходится примерно 0.7 - 0.85 литров топлива.

Солнечные элементы - принципы работы
Солнечные элементы (СЭ) изготавливаются из материалов, которые напрямую преобразуют солнечный свет в электричество. Большая часть из коммерчески выпускаемых в настоящее время СЭ изготавливается из кремния (химический символ Si). Кремний это полупроводник. Он широко распространен на земле в виде песка, который является диоксидом кремния (SiO2), также известного под именем "кварцит". Другая область применения кремния - электроника, где кремний используется для производства полупроводниковых приборов и микросхем.

Структура солнечного элемента


* 1.свет (фотоны)
* 4.слой-разделитель
* 2.верхний контакт
* 5.позитивно заряженный слой кремния
* 3.негативно заряженный слой кремния
* 6.задний контакт

Типы солнечных элементов

СЭ может быть следующих типов: монокристаллический, поликристаллический и аморфный. Различие между этими формами в том, как оргаризованы атомы кремния в кристалле. Различные СЭ имеют разный КПД преобразования энергии света. Моно- и поликристаллические элементы имеют почти одинаковый КПД, который выше, чем у СЭ, изготовленных из аморного кремния.

Прежде всего , в СЭ имеется задний контакт и 2 слоя кремния разной проводимости. Сверху имеется сетка из металлических контактов и антибликовое просветляющее покрытие, которое дает СЭ характерный синий оттенок.

В последние годы разработаны новые типы материалов для СЭ. Например, тонкопленочные СЭ из медь-индий-диселенида и из CdTe (теллурид кадмия). Эти СЭ в последнее время также коммерчески используются.

КПД солнечных элементов:
монокристаллические: 12-15 %
поликристаллические: 11-14 %
аморфные: 6-7 %
теллурид кадмия:7-8 %

Пиковый ватт

СЭ производит электричество когда освещается светом. В зависимости от интенсивности света (измеряемой в Вт/м2), солнечный элемент производит больше или меньше электричества: яркий солнечный свет более предпочтителен, чем тень, и тень более предпочтительна, чем электрический свет. Для сравнения СЭ и модулей необходимо знать так называемую номинальную мощность элемента или модуля. Номинальная мощность, выращенная в ваттах пиковой мощности Wp, это мера того, сколько электроэнергии может произвести фотоэлектрический модули при оптимальных условиях.

Для определения и сравнения номинальной мощности солнечных панелей, выходная мощность измеряется при стандартных тестовых условиях (СТУ). Эти условия предполагают:
- освещенность 1000 Вт/м2
- солнечный спектр AM 1.5 (он определяет тип и цвет света)
- температура элемента 25 °C (это важно, так как эффективность СЭ падает при повышении его температуры).

Пример:

Кристаллический кремниевый СЭ с размерами 10 x 10 см имеет пиковую мощность примерно 1,5 Wp. Большинство панелей с площадью 1 квадратный метр имеют номинальную мощность около 100 Втпик (уточнение: если они сделаны из кристаллических кремниевых элементов).

http://www.solarhome.ru