DVD-Authoring - 6 (Disc Building, UDF, ISO)


 
Nachdem wir in der Folge 5 die VTS- und die VMG-Files, sowie die Verzeichnisstruktur betrachtet haben,


Abb 1

reden wir jetzt über das physikalische Layout der DVD-Video und über die "Ausgabeformate".


Abb 2

 
Dabei konzentrieren wir uns zuerst auf die Begriffe UDF und ISO 9660.

Um Daten auf Festplatten abzuspeichern, bedarf es eines Dateisystems. Die Nutzer von MS-DOS und Windows 98 nutzen meist ein anderes wie die Benutzer eines Windows NT oder XP. Und das HFS (Hierarchical File System) des Macintosh ist wieder eine andere Welt.

Mit der Einführung von optischen Speichermedien, wie z.B. der CD musste man, um Dateien und Dateizugriff verwalten zu können, ein Dateisystem einführen, dass die Organisation von einzelnen Dateien in Verzeichnissen und Unterverzeichnissen zulässt und zwar unabhängig vom jeweiligen Betriebssystem.

High Sierra hieß der 1984 entstandene Entwurf des neuen Dateisystems, der dann ein Jahr später erweitert und schließlich als plattformübergreifende Norm, der ISO 9660, festgelegt wurde. Die letzte Normausgabe ist von Mai 1999. Der Begriff „High Sierra“ soll übrigens nach dem High Sierra Hotel bzw. Casino in Lake Taho benannt worden sein, in dem er entstand.  

Im EDV-TIPP "CD Formate" habe ich ja schon mal darauf hingewiesen.

Unter MS-DOS ist es z.B. möglich, mit Hilfe von speziellen Treibern und Programmen auf ein solches System zuzugreifen.

Die meisten von Ihnen werden das Programm MSCDEX.EXE (was soviel wie "Microsoft CD Extensions" bedeutet) kennen. Dieses Programm wird aus der AUTOEXEC.BAT aufgerufen und stützt sich auf spezielle Treiber für die jeweilige Hardware des CD-ROM-Laufwerks ab, die in der Datei CONFIG.SYS initialisiert werden. Mit Hilfe dieser Kombination ist es problemlos möglich, auf  ISO 9660 - CDs zuzugreifen.

Die ISO 9660 ist ein hierarchisches Dateisystem, wie auch das MS-DOS Dateisystem und definiert Pfade, also Verzeichnisse und Unterverzeichnisse. Die Verschachtelungstiefe der Verzeichnisse darf 8 nicht überschreiten.

Für Datei- und Verzeichnisnamen dürfen nur die Großbuchstaben "A" bis "Z", die Ziffern "0" bis "9" und der Unterstrich "_" benutzt werden. Die Namenkonvention entspricht der 8.3-Regel. Also acht Zeichen, dann ein Punkt und dann noch drei Zeichen.
 

Obwohl sich CD und DVD rein äußerlich gleichen, wurde jedoch für die DVD im Jahre 1995 ein vollkommen neues Dateisystem, das Universal Disk Format ®, eingeführt.

Federführend war hier die OSTA (Optical Storage Technology Association). Sie ist eine internationale Branchenorganisation (also ein Zusammenschluss von zahlreichen Firmen), die sich der Förderung des Einsatzes beschreibbarer optischer Technologien zur Speicherung von Computer- und Bilddaten verschrieben hat.

Das UDF ist zum Teil mit dem Standard ISO 9660 vergleichbar, unterscheidet sich aber in der Zeichensatz-Unterstützung, den längeren Dateinamen und den besseren Dateisystem-Eigenschaften, wie z.B. der besseren Boot-Fähigkeit bzw. einer besseren Volume- und Dateisystem-Struktur.

Ich will hier nicht im Detail auf das UDF eingehen. Wer sich dafür interessiert, dem seien die UDF-Spezifikationen unter http://www.osta.org/specs/ empfohlen.

Erlauben Sie mir aber noch ein paar Informationen zum besseren Verständnis der Zusammenhänge:

Während bei den "DVD-Büchern" D und E (Book D: Write-Once Specs; Book E: Rewritabe Specs) ursprünglich das reine UDF vorgesehen war, wurde für die Bücher A - C (Book A: Read Only Specs; Book B: Video Specs; Book C: Audio Specs) eine Mischung aus UDF und ISO 9660, das so genannte Bridgeformat, vereinbart.

Damit wurde das Bridgeformat zuerst nur bei Read-Only-DVDs eingesetzt. Da die wiederbeschreibbaren DVDs nun aber auch den Bereich der Video-DVD (DVD-Video) abdecken, ist das Bridgeformat auch da gültig.

Was verbirgt sich denn nun hinter diesem "Bridgeformat" - also hinter dieser Brücke?

Man nehme eine Teilmenge des UDF (Universal Disk Format) und nenne sie "micro UDF" (M-UDF). Dann nehme man die ISO 9660, die wir ja schon von der CD kennen, und kombiniere sie miteinander. Fertig ist das so genannte Bridgeformat, UDF Bridge.

Der Nutzen dieses Hybrid-Formates ist die Fähigkeit, DVD-Medien sowohl für Personalcomputer mit DVD-ROM-Laufwerken und älteren Betriebssystemen lesbar zu machen, als auch für DVD-Video-Player, da diese ausschließlich das Universal Disk Format (UDF) unterstützen.

In der Grafik sieht diese Funktionalität etwa so aus:


Abb 3

 
Die Grafik zeigt, dass ein System mit ISO-Treiber diese Bridge-UDF-DVD als ISO-DVD identifiziert und ein System mit UDF-Treiber diese DVD als UDF-DVD erkennt. Jedes der Systeme kann damit auf die gleichen Files zugreifen.

Nun haben Sie schon mal davon gehört, dass es unterschiedliche UDF-Versionen gibt. Angefangen hat es mit Revision 1.0 und heute (Oktober 2002) sind wir bei Revision 2.01. Was ist aber das richtige Format für unsere Video-DVD?

Auskunft gibt uns die Universal Disk Format - Specification, Version 2.01, vom 15. März 2000. In der Norm finden wir unter Punkt 6.9 u.a. folgenden Hinweis:

"All DVD-Video discs shall be mastered to contain all required data as specified by ECMA 167 (2nd edition) and UDF 1.02. (...) DVD-Video discs mastered according to UDF 2.0x may not be compatible with DVD-Video players. DVD-Video players expect media in UDF 1.02 format."

Das war die wichtige Aussage dieser aktuellen Norm:

Eine Video-DVD sollte also zwingend mit UDF 1.02 gebrannt werden, weil nur so die Kompatibilität zu den DVD-Video-Playern gewährleistet ist. Diese Aussage fußt auf einer Vereinbarung zwischen der OSTA und dem DVD-Forum und erzwingt bestimmte Beschränkungen beim Dateisystem. Wer sich für Details interessiert, dem seien die "Differenz"-Dokumente auf http://www.osta.org/specs/ empfohlen. Hier sind die Unterschiede der einzelnen UDF-Revisionen sehr schön zu erkennen.

Der kleinste gemeinsame Nenner aller DVD-Standalone-Player ist also UDF 1.02!

Aus der o.a. Aussage folgt auch, dass Standalone-DVD-Player nur UDF und kein ISO 9660 unterstützen. Ganz anders bei Personalcomputern. Die ggf. sowohl UDF als auch ISO 9660 lesen können.

Sollte Ihnen -unverständlicher Weise- Ihr DVD-Authoringprogramm die Möglichkeit eröffnen, etwas anderes zu brennen als UDF 1.02, so überlegen Sie genau, für was sie Ihre (Video-)DVD benötigen und wo diese abgespielt werden soll.

 
Um noch einen Augenblick beim PC zu bleiben: Viele Brennprogramme ermöglichen es dem "Bridge UDF", noch eine Erweiterung hinzuzufügen. In diesem Zusammenhang sind Sie vermutlich schon mal über den Begriff "Joliet" gefallen.

Das ist, wenn Sie so wollen, eine ISO 9660-Extension. Also die ISO 9660 mit einer Erweiterung, die ursprünglich von Microsoft für Windows 95 / NT entwickelt wurde. Hierbei wird ein so genannter "16-bittiger Unicode" genutzt, der bei den File-Namen eine Länge von bis zu 64 Zeichen und auch Sonderzeichen zulässt.

Darüber hinaus ist die Verzeichnistiefe nicht mehr auf 8 Ebenen beschränkt wie beim reinen ISO 9660. CDs oder DVDs im ISO 9660 Standard mit Joliet Extensions enthalten sowohl das Dateisystem des ISO 9660 Standards als auch Windows spezifische File-Systemnamen.

Wird Joliet von alten Programmen z.B. nicht unterstützt, so sehen Sie die langen Dateinamen etwas kryptisch:


Abb 4

 

Einige Hersteller sprechen in diesem Zusammenhang auch von dem Begriff "Triple Tree". Es wird also eine Hybrid-DVD mit ISO-, Joliet- und UDF-Struktur erzeugt.


Abb 5

Abbildung 5 zeigt mittels IsoBuster den rot gekennzeichneten ISO-Teil, blau den Joliet- und grün den UDF-Teil. Die Verzeichnisse AUDIO_TS und VIDEO_TS mit den entsprechenden Einzeldateien sind aber nur einmal auf der DVD vorhanden. Die verschiedenen Dateisysteme greifen also immer auf die gleichen Daten zu.

Übrigens habe ich bei einer Kauf-DVD noch nie ein Triple Tree gefunden. Die Hersteller verzichten, da sie bei den Dateinamen und der Verzeichnisstruktur vollkommen innerhalb der 8.3-Norm bleiben, kpl. auf die zusätzliche Joliet-Struktur.

 
Doch zurück zu den Ausgabe-Formaten eines Authoringprogramms. Sie können im ersten Schritt natürlich mal auf Ihr Authoringprogramm vertrauen und aus diesem heraus direkt eine DVD brennen.

Haben Sie aber ein bestimmtes Programm lieb gewonnen, das aus irgendwelchen Gründen aber Ihren Brenner nicht unterstützt, oder Sie wollen nach der Tätigkeit des Authoringprogramms noch selbst Hand anlegen, so bietet sich die Ausgabe einer reinen Verzeichnis-/Dateistruktur, oder eine Imagedatei als Ausgabeformat an.

Die einfachste Ausgabefunktion ist die Ausgabe des Verzeichnisses VIDEO_TS mit dem entsprechenden Inhalt auf Festplatte. Das ist ganz hübsch um einmal zu sehen, was das Authoringprogramm so alles gemacht hat. Wollen Sie diese Verzeichnisse nun aber auf DVD brennen, so benötigen Sie ein Brennprogramm, das weiß was es da macht. Es muss also nicht nur ein Bridgeformat mit UDF 1.02 erstellen, sondern das Brennprogramm muss auch dafür sorgen, dass die einzelnen Einträge in der richtigen Reihenfolge vorhanden sind.

Lassen Sie uns dazu wieder mal zwei Beispiele ansehen:

Abb 6

 
Sie haben ein Unterverzeichnis mit dem o.a. Inhalt. Sehen Sie mir bitte die Groß-/Kleinschreibung der Namen nach. Die sind in Wirklichkeit alle mit GROSSBUCHSTABEN erstellt.

Wenn Ihr Brennprogramm das nun in dieser hier dargestellten Reihenfolge auf die DVD bringt, haben Sie ein echtes Problem. Ihr DVD-Standalone-Player (Set-Top-Player) wird es vermutlich nicht abspielen.

Zu der "Bewertung", die das Brennprogramm nun vornehmen muss, gehört es, die Dateien in der richtigen Reihenfolge auf die DVD zu bringen.

Die richtige Reihenfolge sieht in unserem Beispiel so aus:

           VIDEO_TS.IFO
VIDEO_TS.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_01_0.BUP

Also erst die Datei VIDEO_TS.IFO und dann die Sicherheitskopie. Bei den VTS-Dateien ist es genauso: Erst die VTS_01_0.IFO, dann die VOBs in der richtigen Reihenfolge und dann erst die Backup-Datei.

Haben Sie ein paar mehr Files, dann könnte es etwa so aussehen:

  VIDEO_TS.IFO
VIDEO_TS.VOB
VIDEO_TS.BUP
VTS_01_0.IFO
VTS_01_0.VOB
VTS_01_1.VOB
VTS_01_2.VOB
VTS_01_3.VOB
VTS_01_0.BUP
VTS_02_0.IFO
VTS_02_0.VOB
VTS_02_1.VOB
VTS_02_2.VOB
VTS_02_0.BUP

Auch hier wieder für die jeweilige Gruppe: Erst die IFO-, dann die VOB- und dann die BUP-Datei.

Merke: VIDEO_TS.* vor VTS_*.* und *.IFO vor *.VOB und vor *.BUP und innerhalb der jeweiligen Gruppe aufsteigend.

Den Nachweis kann man übrigens ganz einfach führen. Schauen Sie sich eine Kauf-DVD oder eine selbst erstellte DVD (muss natürlich mit einem "richtigen" Authoringprogramm gemacht worden sein) doch einmal mit IsoBuster an. Sie können dann direkt die Reihenfolge in Form der LBA-Adressen mit den Dateinamen sehen.


Abb 7

LBA, ist die Abkürzung für "Logical Block Adressing". Dahinter verbirgt sich eine Methode der Adressierung von Festplatten oder CDs bzw. DVDs. Im Prinzip werden alle Sektoren des Speichermediums von Null beginnend durchnummeriert.

Warum dieser Aufwand werden Sie fragen? Denken Sie einfach daran, dass Set-Top-Player im Prinzip hinsichtlich der Dateiverwaltung recht dumm und sehr langsam sind. Damit der Laser nicht endlos lange auf der DVD hin- und her suchen muss, ist die Struktur so aufbereitet, dass er im Prinzip die notwendigen Dateien hintereinander weg lesen kann.

Schauen wir uns die Schritte einmal im Detail an:

Die Firmware des DVD-Players analysiert die Daten im Wurzelverzeichnis (root directory), um dort nach dem Eintrag VIDEO_TS zu suchen. Ist dieser gefunden, so wird geprüft, ob es sich dabei überhaupt um ein Unterverzeichnis handelt.

Nachdem die Position und die Länge des Verzeichnisses ermittelt wurde, sucht die Firmware des DVD-Video-Player die Datei VIDEO_TS.IFO und meldet die Dateigröße und die Position der Datei VIDEO_TS.IFO an den Player.

Im nächsten Schritt schaut der Player sich die VMG-Information in der Datei VIDEO_TS.IFO an. Hier holt er sich die Einsprungadresse (Offset-Adresse) zu jedem VTS-Information-File, also zu jedem Titel (VTS_xx_y.IFO) und von da aus weiter zu der jeweiligen VOB-Datei auf der DVD.

Nun springt er direkt zu der angegebenen Adresse. Er macht also keinen klassischen Suchvorgang daraus, so nach dem Motto, "Suche File auf der DVD und lade dieses". Nein, der Player springt direkt zu der in der IFO angegebenen Adresse - relativ zur Position der IFO-Datei. Ist an dieser Adresse nicht das erwartete File, so endet hier schlicht und ergreifend die Abspielfunktion. Ihr Set-Top-Player meldet "error" und Sie haben mit Zitronen gehandelt.

 
Im Vertrauen darauf, dass Ihr Authoringprogramm das schon richtig macht und um dieses Problem nun zum umgehen, bietet es sich an, die DVD vor dem Brennen als eine Image-Datei zu erstellen:

Die Imagedatei -also ein Abbild der zukünftigen DVD- wird in ein Verzeichnis Ihrer Wahl auf der Festplatte Ihres PCs abgelegt. Ein DVD-lmage beinhaltet das komplette Authoring, inklusive aller angelegten Files und kann in einem sep. Schritt, quasi als 1:1-Kopie direkt zu einer DVD gebrannt werden.

Mit einem Programm wie Daemon (vergleiche den EDV-TIPP "Daemon-Tool") können Sie diese Datei zu einem virtuellen Laufwerk machen.

Nun gibt es Programme, wie z.B. MyDVD, die scheinen eine solche Imagefunktion überhaupt nicht zu haben. Ein Griff in die Trickkiste hilft bei diesem Programm evtl. weiter. Speichern Sie Ihr Projekt als Image-Datei zwischen. Geht über "Titelset/Ordner erstellen. Drücken Sie dabei die STRG-Taste, halten Sie die gedrückt und klicken Sie dann auf Start. Auf Ihrer Festplatte sollte nun eine Datei mit dem Namen xxxxx.image stehen. Die xxxxx stehen hier natürlich für Ihren Projektnamen. Benennen Sie die Datei in xxxxxx.img um und brennen Sie sie mit einem entsprechenden Brennprogramm - wie z.B. Prassi.

Ob solche Hintertürchen auch bei anderen Programmen vorhanden sind, wird Ihnen vermutlich das Programmhandbuch oder die jeweilige Hotline sagen. 
 

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