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TERMINOLOGIA MINIMA ESSENZIALE
by Mistral PaolinuX

Prima di addentrarsi nel "magico e misterioso" mondo della masterizzazione, è meglio aver presente, quantomeno, una terminologia fondamentale e disporre di alcuni concetti di base.

LA STRUTTURA DI UN CD: PITS e LANDS
Quando si scrive un CD, la sua superficie viene divisa in pits e lands.
I pits sono dei veri e propri solchi creati dal laser, la cui larghezza è pari a 0,5 micron (la lunghezza d'onda del laser verde), mentre la lunghezza misura tra 0,83 e 3,54 micron). Le lands sono invece gli spazi non incisi. Con la creazione dei pits viene alterato lo stato di rifelttività dell'intero CD (non del singolo pit: pits e lands hanno gli stessi parametri di riflettività). Questa alterazione genera una transizione tra pits e lands.

Riguardo pits e lands vi sono due errori abbastanza comuni:

1) Ritenere che i pits equivalgano allo stato 1 e le lands equivalgano alki stato 0 di una struttura binaria; non è assolutamente così: la sequenza di 0 ed 1 che crea un dato binario (quindi interpretabile da un microprocessore) è data dalla lunghezza della transizione tra pits e lands (lo spazio fisico che intercorre tra pits e lands).

2) Ritenere che un cd-w casalingo crei effettivamente i buchi che equivalgono ai pits. I laser dei normali cd-writers hanno una potenza varibile tra 4 e 8 milliwatts, del tutto insufficienti a realizzare fisicamente i solchi. Il problema (che è dovuto a normative che impediscono la vendita di apparati laser di potenza maggiore per l'utenza privata casalinga) è stato "aggirato": durante la scrittura di un CD al posto dei pits vengono prodotte delle bruciature, che alterano lo stato di riflettività in modo analogo a come farebbe un vero pit.

LE DUE FACCE DELLA MASTERIZZAZIONE: CLONING E MASTERING
Con il termine "masterizzazione" s'intende genericamente "scrivere dei dati su CD-R". Bisogna però fare un grosso distinguo tra almeno le sue tecniche più comuni di masterizzazioni: il mastering ed il cloning

CLONING - Con il processo di cloning si produce una copia 1:1 di un CD. Questo significa che la copia sarà perfettamente identica all'originale, in ogni sua parte. Il cloning è la tecnica normalmente usata per i back-up dei CD originali.

MASTERING - Il mastering è quel processo per cui un gruppo di dati eterogenei viene registrato su un CD. In altre parole, si effettua un mastering quando si prende un certo numero di dati non correlati tra di loro e li si trasferisce su CD. Il tipico esempio è quello di una compilation, sia essa di dati o di brani audio.

SESSIONE E MULTISESSIONE
Spesso si sente parlare di SESSIONI dei CD e di CD MULTISESSIONE.
Una sessione è un segmento di CD che viene registrato e che può contenere una o più tracce di qualsi tipo.
Durante una masterizzazione, non è necessario scrivere completamente il CD: è possibile scrivere una sessione, lasciare il CD aperto e scrivere dopo qualche tempo un'altra sessione. Tuttavia, specie per quanto riguarda i lettori CD (sia audio che CD-ROM) più vecchi, spesso se la sessione non viene chiusa il lettore non è in grado di leggere il CD.
I moderni lettori sono invece, generalmente in grado di leggere anche sessioni aperte.
Giusto per fare un po' di storia, i CD Multisessione furono inventati con i PhotoCD (vecchio formato di un noto produttore di pellicole e carte fotografiche) per permettere l'aggiunta di immagini su un CD già scritto con immagini sviluppate precedentemente.
Andando direttamente al lato informatico della faccenda, quando si inserisce nel proprio lettore CD-ROM un CD di dati, il sistema operativo legge l'ultima sessione del CD. Se il CD è stato creato con il file system ISO 9660 (il file system più comune), la directory del CD è collegata con tutti i files presenti sul CD stesso, senza che abbia alcuna importanza la sessione in cui sono stati registrati i dati. Si può però, a questo punto, presentare un problema,: cioé che siano accessibili solo i dati scritti nell'ultima sessione, e non quelli scritti nelle sessioni precedenti.
Questo problema deriva da un errore intervenuto durante la fase di mastering: ci si è dimenticati di collegare i dati scritti nell'ultima sessione, a quelli delle sessioni precedenti. Poco male, il problema è facilmente risovibile ricorrendo a programmi come Isobuster e WinIso (per citare i due più diffusi), che permettono di accedere a tutte le sessioni scritte in precedenza scavalcando le limitazioni del sistema operativo.
Per inciso, con i CD Audio avviene esattamente l'inverso: in corrispondenza a quanto dettato dal Red Book, nei CD Audio viene letta solo la prima sessione, quindi la scrittura in multisessione non funziona con i CD Audio. Questo spiega anche perché i CD-Extra recano sempre la prima sessione audio e la seconda sessione dati.

LA CHIUSURA DEL CD (O FIXATION O FINALIZATION)
Un CD su cui è possibile aggiungere dei dati è detto APERTO.
I dati vengono aggiunti alla sessione corrente, e cioè l'ultima lasciata aperta, ed alla fine della scrittura la sessione viene chiusa tramite il processo detto di CHIUSURA (fixation, finalization, finalizzazione) della sessione. A questo punto è possibile aggiungere un'altra sessione (creando così un CD multisessione) oppure tenere la sessione chiusa come ultima sessione. In quest'ultimo caso l'intero CD viene considerato CHIUSO.

S'impone adesso un excursus circa le 3 regioni di base di un CD a sessione singola: LEAD-IN, PMA e LEAD-OUT.
- LEAD-IN: contiene la TOC (Table Of Contents)
- PMA (Program Memory Area): contiene i dati
- LEAD-OUT: è riempita di 0 (zero).

Lasciando il CD aperto, non vengono scritte né la lead-in né la lead out (e la TOC viene scritta nella PMA). All'atto pratico, si può dire che un CD non chiuso è un CD incompleto (manca di 2 aree fondamentali), e questo può comportare, su CD-readers vecchi, l'impossibilità di leggere il CD.

MASTERIZZARE AL VOLO
Già ai primordi della masterizzazione, quando esistevano solo dev 1x, si parlava di masterizzazione "on-fly" o di masterizzazione "al volo".
Si tratta di un particolare processo di masterizzazione per cui invece che passare per il disco fisso (tramite un file immagine o raccogliendo i dati che si vogliono masterizzare in una o più cartelle), non si fa altro che inserire il CD sorgente nel CD-reader, il CD vergine destinazione nel CD-writer e si fa una copia in presa diretta.
Quindi mentre il CD-reader legge, il CD-writer scrive (per esemplificare, si tratta dello stesso processo di copia di una cassetta audio disponendo di 2 piastre, una di lettura ed una di registrazione).
A causa di limitazioni insite nello standard IDE, per evitare di incorrere in problemi durante una copia "al volo" è consigliabile disporre il sottosistema ottico su due canali diversi (quindi un dispositivo sul controller primario e l'altro sul controller secondario), anche se oggi grazie alla tecnologia BURN-proof ed ai suoi derivati, si può dire che il rischio di bruciare un CD si sia radicalmente ridotto.
Altra regola essenziale per la buona riuscita di una masterizzazione al volo è che il CD-reader deve leggere almeno al doppio della velocità di scrittura del CD-writer (riferendosi alla velocità di scrittura selezionata dall'utente, non alla velocità massima raggiungibile dal CD-writer in scrittura).

CAV, CLV, PCAV, ZCLV
CAV, CLV, PCAV, ZCLV sono termini che indicano in che modo viene scritto un CD. Presupposto di base per fornire una spiegazione circa le differenze tra queste modalità è che un CD che "lavora" ad 1x, legge 75 settori al secondo, quindi, essendo i settori dei CD-ROM composti da 2048 bytes, si ricava che ad 1x vengono letti 150 KB/sec (piccola nota: su un CD audio ci sono 2352 bytes per settore... quindi ad 1x legge 172.27 KB). Questo significherebbe che, in teoria, a 40x vengono letti 150x40=6000 kb/sec.
Questo, in pratica, non è vero, perché in terminini di rivoluzione per minuto, la semplice moltiplicazione di cui sopra dipende dalla parte del CD che viene letta: a 1x la velocià lineare tende ad essere costante. Al contrario la velocità angolare varia perché quando il laser si trova sulla parte esterna del CD (o meglio della circonferenza del CD) deve leggere un numero superiore di transizioni tra simil-pits e simil-lands (o pits e lands se il CD è inciso) proprio perché sulla parte esterna c'è più spazio per scrivere i dati. Quindi quando il laser si trova sulla parte esterna il CD deve girare più lentamente (con velocità angolare ridotta).
Quando viene letto un CD audio il problema non si pone (quello lo si legge ad 1x), ma se si legge un CD di dati (o CD-ROM, com'è giusto chiamarlo), allora lo si vorrà leggere alla velocità più elevata possibile.

E quindi bisogna:
a) mantenere una velocità angolare costante facendo girare il disco alla massima velocità possibile
b) incrementare la velocità lineare man mano che ci si muove verso l'esterno del disco
In pratica, c'è una velocità angolare massima, a causa di limiti fisici (a velocità maggiori della massima si supera il limite di sforzo sostenibile dal policarbonato ed il CD va in frantumi) ed una velocità lineare massima (a causa di limitazioni hw e sw).
Proprio per questo i lettori con una velocità pazzesca come il Kenwood TrueX72 (72x) usano più laser per la lettura

I dispositivi che girano sempre alla stessa velocità sono detti CAV (constant angular velocity = velocità angolare costate).
Quelli che mantengono una velocità ineare costante sono detti CLV (constant linear velocity = velocità lineare costante).
Quelli che passano da CAV a CLV quando arrivano alla velocità massima sono detti PCAV, che stà per Partial CAV (molti dei CD-readers più veloci sono PCAV).
I dispositivi CLV che usano diverse velocità a seconda delle zone (interne od esterne) del disco, sono detti ZCLV che stà per Zone CLV (la maggior parte dei CD-writers più veloci, da 20x in su, sono PCAV o ZCLV).

La differenza? Per calcolare il tempo necessario a scrivere un CD-R con un CD-writer CLV si prende la quantità di dati che si deve scrivere, la si trasforma in tempo e si divide il dato così ottenuto per la velocità di scrittura (e quindi un CD da 74 minuti se scritto a 4x sarà "sfornato" in circa 20 minuti, se scritto ad 8x circa 10 minuti e così via). Se però il CD-writer è PCAV questo calcolo non si può più fare perché la velocità cambia man mano che il laser di scrittura si sposta verso l'esterno del CD.

GLI STANDARDS DEI CD
I CD-R/RW possono essere registrati secondo diversi standards, ognuno avente particolari specifiche definite in un "Book".
I più comuni sono:
- CD-Audio (CD-DA) : Formato dei classici CD audio. Le specifiche di questo standard sono contenute nel "Red Book"
- CD-ROM : I CD "di dati", cioè i tipici CD che contengono dati interpretabili solo da un sistema operativo. Le specifiche sono contenute nello "Yellow Book"
- VCD (Video CD): lo standard "precursore" (molto alla lontana) del DVD. Le specifiche sono dettate nel "White Book"
- CD-Extra: tipicamente si tratta di un CD contente due sessioni, la prima audio e la seconda di dati (un esempio molto calzante è offerto dai CD musicali che contengono una traccia con i video musicali). Lo standard è definito nel "Blue Book"

I FILE SYSTEMS
E' possibile creare diversi tipi di file systems su un CD (ovviamente su un CD può essere creato un solo file system).
Dal file system che viene creato sul CD, infatti, dipende la possibilità di leggere il CD su diversi sistemi operativi e soprattutto la lunghezza dei nomi dei files.

ISO 9660 - Si tratta del file system in assoluto più comune e che può essere letto da pressoché ogni sistema operativo. Il file system ISO 9660 è un multi-livello, e presenta tre diversi livelli.
Permette nomi dei files secondo il vecchio standard DOS 8+3, cioè massimo 8 caratteri per il nome del file e 3 caratteri per l'estensione. Sia il nome del file che l'estensione possono essere solo in maiuscolo. l'ISO 9660 permette di creare un massimo di 8 livelli di sottocartelle.
Da notare che questo file system richiede che i files vengano mostrati in ordine alfabetico, anteponendo tutte le sottocartelle (sempre elencate in ordine alfabetico).

ROCK RIDGE - Fondamentalmente si tratta di una estensione all'ISO 9660 utilizzabile solo su Unix per poter utilizzare un numero di caratteri superiore ad 8, il minuscolo ed i links simbolici (prerogativa dei SO classe Unix) per il nome dei files. Questo file system puo essere letto solo da un sistema operativo classe Unix.

HFS - Acronimo di Hierarchical File System, è un file system proprietario di MacOS (il sistema operativo usato sui Macintosh), illeggibile da qualsiasi altro Sistema Operativo.

JOLIET - File system creato da Microsoft, che modifica l'ISO 9660 permettendo l'uso dei nomi lunghi. All'atto pratico il CD resta un ISO 9660, ma senza il limite dell'8+3 al nome dei files.

ROMEO - File system creato da Adaptec ed introdotto in Easy CD Pro; permette nomi dei files lunghi 128 caratteri. Si tratta di un file system praticamete inutilizzato

UDF - Acronimo di Universal Disk Format, si tratta di un file system attualmente utilizzato dai DVD e da qualche sw di packet writing (vedi DirectCD o InCD).

CANCELLAZIONE DEI CD-RW
Com'è noto, i CD-RW differiscono dai normali CD-R principalmente per il fatto di essere cancellabili (per ulteriori dettagli cfr "Approfondiamo l'aspetto tecnico"). Esistono però due tipi di cancellazione dei CD-RW, che all'atto pratico hanno lo stesso effetto (rendere il CD-RW nuovamente vuoto), ma che agiscono in modo assolutamente diverso.

Cancellazione RAPIDA
La cancellazione rapida cancella solamente la TOC (Table Of Contents) del CD-RW, e questo inganna il Sistema Operativo, che non trovando la TOC ritiene il disco assolutamente vuoto, anche se in realtà è vuoto solo dal punto di vista logico, perché i dati scritti sul CD non sono stati rimossi. Il tempo impiegato da questo tipo di cancellazione è decisamente basso.

Cancellazione COMPLETA
La cancellazione completa cancella sia la TOC che tutti i dati dal CD-RW, rendendo il CD-RW fisicamente vuoto. Questo avviene riportando la superficie del CD-RW da amorfa a cristallina (cfr "La dinamica di lettura").


TAO, DAO e SAO
TAO, DAO e SAO sono i 3 metodi di scrittura utilizzabili per scrivere un CD.

DAO (Disk At Once) - Scrive l'intero CD in un colpo solo, scrivendo anche più tracce una dopo l'altra.
Utilizzando questa modalità di scrittura il disco deve essere scritto completamente e non è possibile fare aggiunte.
Infatti la TOC (Table Of Contents, cioè l'"indice" del CD, la tabella degli indirizzi dei file sul CD), è scritta nella lead-in, cioè all'inizio della masterizzazione, poiché il suo contenuto è già noto al momento dell'inizio della masterizzazione.

TAO (Track At Once) - Scrive il disco in più "passate", ognuna corrispondente ad una traccia; la TOC viene scritta nella PMA (Program Memory Area, la regione del CD dove vengono scritti i programmi).
Esiste un limite minimo di grandezza per le tracce dei CD di dati, che è di 300 blocchi, equivalenti più o meno a 600 KB.
Nota: su un CD è possibile scrivere un massimo di 99 tracce.

SAO - Modalità di scrittura introdotta con alcuni vecchi cd-writers come lo Yamaha CRW4416 od il Philips CDD2000. Con questa modalità "ibrida" tra DAO e TAO viene realizzato un controllo simile a quello del DAO sui gaps tra le tracce, ma è possibile scrivere più sessioni.
Secondo alcune opinioni la modalità SAO sarebbe la migliore per scrivere il CD-Extra. In effetti il formato CD-Extra contiene 2 sessioni di tipo diverso, la prima è una sessione audio, la seconda è una sessione dati.

In conclusione si può dire che
- la DAO è senza dubbio la modalità migliore per scrivere un CD intero chiuso tramite il processo di fixation.
- la TAO è la modalità preferibile per scrivere CD da lasciare aperti per aggiungere altri dati (anche se non in packet writing).
- la SAO è la modalità migliore per scrivere i CD-Extra.


Recentemente si è aggiunto il metodo di scrittura:
RAW DAO/96
Questo permette di scrivere tutti i 2352 bytes ed i 96 bytes dei sottocanali da P a W (cfr infra, “I Sottocanali”). E’ la modalità di scrittura tipica dei programmi di cloning, anche se oggi tutti i programmi di scrittura su CD consentono questa modalità di scrittura.
Oltre la RAW DAO/96, esistono altre due modalità di scrittura RAW: RAW DAO/94, che si differenzia dalla 96 per il fatto che non scrive i 2 bytes del sottocanale Q (che di solito sono generati direttamente dal masterizzatore) e RAW DAO/16, che scrive, oltre ai 2352 bytes, solo i sottocanali P e Q.