Cs. Kádár Péter - XXI. századi Diszkónika, 475. A CD nagycsalád – VCD, XVCD, KVCD, DVCD
A CD felhasználásának egyik legsikeresebb módja a filmek tárolása és lejátszása volt.
Több, lényegében használhatatlan megoldás után az 1990-es évek elejére kifejlesztették és lénygében szabványosították a videojelek digitalizálására és tömörítésére alkalmas módszereket. Ez az új formátum 74-80 percnyi hangot és videót tudott tárolni egy 650-700 MB kapacitású lemezen, így a filmek CD-n való kiadása végre valósággá vált. A többletkapacitást a hibajavítás feláldozásával sikerült elérni, azt állítva, hogy az adatfolyam kisebb hibáit a néző nem veszi észre. (Pedig de.) Ennek a formátumnak a neve Video CD vagy VCD.

A VCD-k lejátszhatók a külön e célból gyártott VCD játszókkal, a CD-i játszókkal, a legtöbb DVD játszóval, személyi számítógéppel (pl. a VLC vagy a Media Player Classic programmal), Alma számítógéppel és néhány korai videojáték konzollal. A legtöbb blu-ray játszóval azonban nem, továbbá a PlayStationnal és az Xboxszal sem, kivéve az első PlayStation Délkelet Ázsiában forgalmazott változatát. A Video CD-re vonatkozó előírásokat 1993-ban jelentette meg a Fehér Könyv részeként a Sony, a Philips, a Matsushita és a JVC. Ugyanebben az évben megjelent az MPEG-1 formátum specifikációja is.
A video CD-k megfelelnek a CD-i Bridge formátumnak (lásd a sorozat 472. részét), és CD-ROM XA módban kódolják a műsortartalmat (lásd a sorozat 469. részét). A VCD első műsorszámát CD-ROM XA Mode 2 Form 1-ben kódolták. ISO 9660 fájlrendszerben tárolták a metaadatokat és a menüinformációkat. Ez a sáv más, nem alapvető fájlokat is tartalmazhatott, amelyeket az operációs rendszerek megjelenítettek a lemez betöltésekor. A többi műsorszám általában CD-ROM XA Mode 2 Form 2 kódolású volt, és ”MPEG program stream” (MPEG-PS) tárolóban multiplexelt videót és hangot tartalmazott. CD-DA sávok is lehettek a lemezen. A multiplexelés még csak-csak érthető, ez annyit jelent, hogy a hangból és a képből egyetlen összetett filét csinálnak. Az MPEG PS részletei már egy pöppet több türelmet igényelnének, ám lényegében csak arról van szó, hogy a programfolyam kódolási rétege lehetővé teszi, hogy egy vagy több elemi adatfolyamot egyetlenbe csomagoljanak. Az MPEG PS tehát olyan, mint egy kamion doboza, amiben sokféle dolog lehet, vagyis az MPEG PS egy konténerfajta. Az MPEG PS-t olyankor használják, amikor kicsi a meghibásodás valószínűsége.
A Video CD specifikációja két részből áll. Az egyik a kép tulajdonságait írja elő. A képarány 4:3, ez a hagyományos, nem szélesvásznú kép formátuma. A felbontás NTSC szabványú kép esetén 352*240 képpont (240 p), PAL szabványú kép esetén 352*288 képpont (288 p).

A másodpercenkénti képkockák száma 29,97 vagy 23,976 (NTSC), illetve 25 (PAL). Az MPEG-PS csomag belső videokódolása MPEG-1. Az MPEG-1 célja az volt, hogy kihasználja a szórakoztatóelektronikai ipar gyártási tapasztalatait és tőkeerejét, kifejlesztve az alapvető hang- és videótömörítési technológiát egy különösen vonzónak tartott alkalmazást felhasználva, nevezetesen az interaktív hang és videó CD-ROM-ot. A távközlési iparág vezető cégeinek irányítói úgy gondolták, hogy jövőjük a “real time (valós idejű) audiovizuális kommunikáció” lesz, de nem volt olyan iparáguk, amely alkalmas lett volna a berendezések fejlesztésére. Az MPEG-1 veszteségesen tömörített formátum, amelynek kidolgozásakor a legfőbb szempont az volt, hogy a jelfolyam ne lépje túl az 1,5 Mb/s-os digitális sebességet. A VCD digitális sebessége 1 150 kb/s. Az MPEG-1 csökkenti vagy teljesen eldobja azokat az információkat a kép bizonyos frekvenciáin és területein, amelyeket az emberi szem csak korlátozott mértékben képes felfogni. Kihasználja a videóban megszokott időbeli és térbeli, vagyis az egymás utáni képek között képen átívelő redundanciát (lásd a sorozat 95. részét), hogy jobb adattömörítést érjen el, mint egyébként lehetséges lenne. A színtér módosított YUV (lásd a sorozat 472 részét), Y’CbCr-nek hívják. Az Y’ a fénysűrűség jel, a Cb a kék, A Cr a piros színkülönbségi jel. A kétféle C-ből mind vízszintesen, mind függőlegesen fele akkora felbontással vesznek mintát, mint az Y’-ből. Az MPEG-1-ben háromféle képkocka van. Az I nevű a teljes, ez önmagában is feldolgozható. A P jelű csak az I utáni különbségeket tárolja, a B jelű pedig az I előtti és utáni különbségeket is. A képkockákból 8*8-as blokkokat készítenek, és ezeket diszkrét koszinusz transzformációval kódolják időbeli folyamatból frekvenciabeli képpé (lásd a sorozat 96. részét). A jobb tömörítés érdekében Huffmann kódolásnak (lásd ismét a sorozat 96. részét) is alávetik a már a frekvenciatartományban levő jeleket. Ennél több részletet nem merek most elárulni neked, majd szépen, finoman fogom adagolni a többit.
De mégis még valami: Az I kockák közötti távolságot a képcsoport méretének, GOP méretnek nevezik. Az MPEG-1 leggyakrabban 15-18 GOP-méretet használ. Az intelligensebb kódolókban a GOP méretét dinamikusan választja ki a kódoló, bizonyos előre megadott maximális határértékig.
A VCD képminősége az analóg VHS-hez hasonló, kicsit talán mosottabb, de ha a lemezt óvatosan kezelik és tárolják, tovább őrzi meg a minőségét több ezer lejátszás után is.
A VCD hangjának mintavételi frekvenciája 44,1 kHz, ez azonos a CD-DA értékével. A hangcsatornák száma egy vagy kettő, a rendes sztereón kívül mátrixolt négycsatornás Dolby Stereo (lásd a sorozat 350. részét) is lehet. Az MPEG-1 háromféle hangkódolást tesz lehetővé, ezeket rétegeknek hívják. A legelterjedtebb közülük a harmadik réteg, az mp3 (lásd a sorozat 97. részét, s mert többször hivatkozom az mp3-ra, ismétlésként érdemes elolvasnod). A VCD az mp3-nál egyszerűbbet, az mp2-t használta, állandó, 224 kb/s digitális sebességgel. Vajon miért nem mp3-at használtak a VCD-hez, amikor az MPEG-1 ezt már tartalmazta? Azért nem, mert a korabeli processzorok nem voltak elég gyorsak az mp3 bonyolultabb kódolásának dekódolásához, és az mp3 dekódoló áramkör is még túl bonyolultnak számított. Az mp2 eredetileg a digitális földi rádió műsorszórás (DAB) számára készült, s korai változatának Musicam volt a neve. Az mp2 alsávos hangkódoló rendszer, a tömörítést az időtartományban alacsony késleltetésű szűrőcsoporttal végzi. Az alsávok száma 32. Azt az alsávot, amelyben nincs hasznos jel, az mp2 nem továbbítja, nem rögzíti. Az mp3 ettől abban tér el, hogy diszkrét koszinusz transzformációval a frekvenciatartományban kódolja az alsávok tartalmát. Az mp2 az mp3 alapalgoritmusa. Az mp3 összes pszichoakusztikai jellemzője és a keretformátum struktúrája az mp2 algoritmusból és formátumból származik. Az mp2 kódoló kihasználhatja a csatornák közötti redundanciákat az opcionális "közös sztereó" kódolással. Az mp3-hoz hasonlóan az mp2 is érzeti kódolási formátum, ami azt jelenti, hogy eltávolítja azokat az információkat, amelyeket az emberi hallórendszer nem észlel. (Mint azt már régóta tudod, hogy ez nem igaz, de mindig baromi jól hangzik.) Az eltávolítandó információ kiválasztásához a hangfrekvenciás jelet pszichoakusztikai modell szerint elemzik, amely figyelembe veszi az emberi hallórendszer sajátosságait, az elfedési jelenségeket.
A CCETT (Franciaország), az IRT (Németország) és a Philips (Hollandia) 2000-ben az Emmy-díj mérnöki kategóriájának kitüntetésében részesült az mp2, a MUSICAM vagy az MPEG Audio Layer II néven ismert kétcsatornás digitális hangtömörítési rendszer kifejlesztéséért.
Az MPEG-1 dekódolás elnagyolt elvét mutatja az alábbi ábra.

A VCD megjelenése csupán két évvel előzte meg a DVD-t. Mivel egy VCD film előállítása egyszerűbb, olcsóbb volt, mint egy DVD korongé, és a lejátszó készülék sem volt annyira bonyolult, a licencdíjakról nem is szólva, a VCD a szegény ember videolemeze lett. Ráadásul a VCD-ből általában hiányzott a másolásvédelem, de 2013 óta Ázsiában ellátják másolásvédelemmel a VCD-ket is.
Európában nem volt akkora szám a VCD, de még hazánkban is kiadtak 13 lemezt. Az első az Indul a bakterház volt, az egyik művészileg legértékesebb pedig A tizedes meg a többiek.

Nekem a Hófehér volt meg két CD-n, de azután megjelent DVD-n is, ezért a VCD változatot kidobtam.
Az előbbi három részletet nem VCD-ről töltötték föl. A következő videó viszont tényleg VCD-ről készült.
A VCD formátum végig nagyon népszerű volt Japán és Dél-Korea kivételével Ázsiában az 1990-es évek végén és az ezredforduló után. 1997-ben 8 millió VCD-játszót adtak el Kínában, és 2005-re az összes kínai háztartás több mint felében volt legalább egy VCD-játszó, ami legalább 1,5 milliárd készüléket jelentett. Ez a népszerűség részben annak volt köszönhető, hogy a legtöbb háztartásban még nem volt képmagnó a VCD bevezetésekor. A VCD-játszók alacsony ára, a magas páratartalom melletti működőképesség (ami a képmagnók egyik rákfenéje volt), az egyszerű tárolás és karbantartás, valamint az alacsonyabb költségű adathordozók mind-mind a VCD mellett szóltak. Nyugati források a jogosulatlan tartalmat a VCD-játszók birtoklásának fő ösztönzőjeként említették. Mindenesetre, a DVD kiadókból kitört az állat, amikor 2003-ban ismét megjelentek világszerte a VCD-k. Ezt írta pl. a film.hu:
„A VCD idő utáni elterjesztésének lehetősége már most megosztja a kiadókat és a filmrajongókat. A formátum ellenzői a DVD-nél gyengébb minőségét, támogatói pedig a VHS-nél jobb tartósságát hangsúlyozzák. Információink szerint a jelenség mögött a nagy hipermarketek és egy hazai VCD-gyártó üzleti vállalkozás áll, amely több forgalmazóval is felvette már a kapcsolatot.
A piacvezető Warner Home Video nem lelkesedik a VCD-kiadásért, és nem támogatják azt – tudtuk meg a cég vezető termékmenedzserétől, Stern Gábortól. A szakember hangsúlyozta: a video-CD egyértelmű visszalépés a magyarországi filmforgalmazásban, és a DVD hazai elterjedését gátolja. Szerinte a VCD főleg azokban az országokban (Oroszországban, Törökországban és Kínában) terjedt el, ahol rengeteg a kalózkiadvány.
Hasonlóan vélekedik a kezdeményezésről az SPI International Magyarország igazgatója, Szarvasi Zoltán is. Az SPI, ha a közeljövőben meg is jelentet VCD-t, csak kevésbé értékes, B kategóriás műveket tesz erre a hordozóra. Minőségi filmjeiket ezután is kizárólag DVD-n adják ki. Szarvasi egyetért azzal a véleménnyel, hogy a VCD-k veszélyeztetik a hazai DVD-kiadványokat, de még a hagyományos videókat is. Példaképpen a lengyelországi helyzetet említette, ott a video-CD-k szinte tönkretették a DVD-piacot.”
A VCD végül nem volt veszélyes hazánkban, elsősorban azért nem, mert a DVD kiadványok ára gyorsan csökkent. Pedig az egykori Napi ÁSZ című bulvárlap ingyenes mellékleteként a Derrick, az Angyal és a Sherlock Holmes kalandjai sorozatot is megjelentették, összesen több mint 100 VCD-n.

A VCD 2.0 jelű változata már egy egyszerű menüt is tartalmazott, hasonlóan a DVD-hez. Feliratokat is el lehetett helyezni a filmen, és az mp2 hang digitális sebessége 128, 192, 224 vagy 384 kb/s lehetett.
Az XVCD (eXtended Video CD) általános elnevezése minden olyan formátumnak, amely MPEG-1 videót tárol CD-ROM XA Mode 2 Form 2 kódolás szerint, de nem követi szigorúan a VCD szabványt. A normál VCD kódolásának digitális adatsebessége állandó (CBR, Constans Bitrate), így minden jelenetnek pontosan ugyanazt az adatsebességet kell használnia, a tartalom bonyolultságától függetlenül. Az XVCD-n lévő videót azonban jellemzően változó digitális adatsebességgel (VBR, Variable Bitrate) kódolták, így az összetett jelenetekhez rövid ideig sokkal nagyobb adatsebességet használhatnak, míg az egyszerűbb jelenetekhez alacsonyabb adatsebességet. Egyes XVCD-k alacsonyabb adatsebességgel készültek, hogy hosszabb videók férjenek el a lemezre, míg mások magasabbal, a jobb minőség érdekében. A digitális adatsebesség további csökkentése érdekében a minőség jelentős romlása nélkül növelhető a GOP mérete.
A KVCD (K Video Compression Dynamics) az XVCD egyik fajtája. Ez egy szabadalmaztatott kvantáló mátrix (az MPEG-1 kódoló fontos része) használatát igényli, amelyet a Karl Wagner nevű pasi hozott létre és tette elérhetővé nem kereskedelmi használatra. A szabványos VCD-felbontások mellett a KVCD nem szabványos felbontásokat is lehetővé tesz, mint például NTSC-hez 528×480, PAL-hoz 528*576 képponttal.
A DVCD vagy a Double VCD úgy ért el akár 100 percnyi műsoridőt is, hogy túlégette a CD-t. Egyes CD-ROM-meghajtóknak és lejátszóknak azonban problémái voltak az ilyen CD-k olvasásával, főleg azért, mert a túlégetett CD barázdameneteinek távolsága túl kicsi volt, kisebb a CD szabványos értékeinél, és a lejátszó lézeres szervója nem tudta követni azt.