Come fa il laser di un lettore DVD a leggere contemporaneamente la traccia video, la traccia audio e i sottotitoli di un film?

Iniziamo subito col dire che le tracce audio, video, sottotitoli ed il
resto dei dati non vengono letti separatamente, in quanto un’unica
traccia contiene sia il segnale video, quello audio, i sottotitoli, ecc.
La lettura
contemporanea delle tracce video ed audio avviene nei videoregistratori,
infatti in quel caso nel nastro magnetico sono presenti più tracce
(almeno una per ogni tipo di segnale), nelle quali sono registrate in
forma analogica le informazoni riguardanti l’audio ed il video che vengono
lette e riprodotte simultaneamente.

Per quanto riguarda i lettori DVD la
faccenda è completamente diversa, in quanto le informazioni riguardanti
l’audio ed il video sono registrate in forma digitale, non si hanno
a disposizione tracce differenti per i vari contenuti informativi
(audio video sottotitolo etc.); tutte le informazioni sono quindi
memorizzate sulla stessa “traccia” utilizzando opportune regole, che
nel nostro caso sono le regole dello standard MPEG-2 (questo standard
viene utilizzato anche nelle trasmissioni satellitari, nei servizi di
streaming video come ad esempio fastweb etc., anche se con modalità
leggermente diverse).

Giusto per rendere un’idea possiamo pensare ai dati presenti nel DVD come
ad una serie di scatole contenenti ognuna un pezzetto di informazione
audio o video o di altro tipo messe in fila una dietro all’altra (fig.1).
Ognuna di queste scatole (pacchetto di informazioni) ha un’etichetta
(header) che descrive il contenuto della scatola stessa (payload).
Quando il lettore DVD legge la traccia, analizza tutti i pacchetti, e li
indirizza in base al contenuto dell’ header; le informazioni contenute
nei vari pacchetti vengono “stoccate” in memoria (bufferizzate),
per essere poi mandate in esecuzione al momento giusto; non si hanno
quindi più flussi contemporanei di informazioni (come avviene invece
nei videoregistratori), si ha invece un unico flusso nel quale sono
contenute tutte le informazioni audio video etc. Il processo completo
è schematizzato in fig.2.

Volendo approfondire un pochino le varie fasi dalla registrazione alla
riproduzione si hanno (come puoi vedere in fig 2):

  • CODIFICA. Durante questa operazione i vari segnali (audio, video
    etc.) che si trovano in forma analogica vengono elaborati in base agli
    standard MPEG-2 (la trattazione dei quali sarebbe troppo lunga ed
    esulerebbe dagli scopi di questa risposta), al termine della quale, ci
    ritroviamo con un segnale in forma digitale compresso.

  • PACCHETTIZZAZIONE. la pacchettizzazione, come dice la
    parola stessa, divide i flussi di bit audio e video in pacchetti aventi
    un header di 4 byte, in cui sono presenti informazioni
    riguardanti il contenuto del pacchetto, ed un payload che può avere una
    dimensione fissa o variabile (nel caso dei DVD la dimensione
    è variabile); nel payload è contenuta l’informazione riguardante il
    segnale da riprodurre(audio, video o altro).

  • MULTIPLAZIONE. Questo è il procedimento che ci permette di utilizzare
    un’unica traccia per i vari segnali. In questa fase vengono messi in
    sequenza tutti i pacchetti
    riguardanti i vari tipi di segnale
    realizzati nel passaggio precedente.
    Il tipo di multiplazione utilizzata
    è la multiplazione di pacchetto.

La fase di riproduzione funziona in modo perfettamente opposto,
con la sola aggiunta della bufferizzazione. Questa bruttissima parola
indica che le informazioni non vengono riprodotte immediatamente,
ma vengono prima memorizzate in opportune memorie, per permettere la
sincronizzazione dei vari segnali.

Una piccola precisazione: quando parlo di segnali di altro tipo,
intendo segnali che servono sia per servizi particolari es. dolby
digital che segnali per la sincronizzazione ed il buon funzionamento
del sistema.