ISO-Datei erstellen & CD-Formate verstehen

CD-Formate: Eine Einführung

Manche CD-Formate haben heute kaum noch Bedeutung, andere wenig – und wieder andere sind essenziell. Die drei wichtigsten:

• CD-DA – die Audio-CD
• CD-ROM – die Daten-CD
• CD-ROM/XA – die erweiterte Daten-CD

Warum gibt's überhaupt so viele Formate?

Anfang der 80er war die Audio-CD der Anfang von allem – bestens für Musik, aber wenig anderes. Da man trotzdem auch Computerdaten, Videos und Multimedia auf CD haben wollte, passte man die Audio-CD-Technik kurzerhand an. Die physikalischen Maße blieben gleich – nur die logische Struktur der Sektoren wurde verändert.

Was ist ein Sektor?

Ein CD-Sektor umfasst in der Regel 2352 Byte und liegt wie eine Perle auf der Helix-Spur, von innen nach außen. Die Sektoren machen einzelne Informationsblöcke überhaupt auffindbar.

Sektoren werden zu Strukturen zusammengefasst: Lead-in (mit dem TOC) am Anfang, dann die Data Area (mindestens 1, höchstens 99 Tracks) und das Lead-out am Ende. Eine CD muss aus mindestens einer Session bestehen, kann aber bis zu 99 enthalten.

CD-DA – Die Audio-CD Red Book

1980 von Sony und Philips als erstes CD-Format überhaupt veröffentlicht. CD-DA ist die Spezifikation für Discs, die mit Musik gefüllt und auf einem Audio-CD-Player abgespielt werden.

Die Specs

• Musikinformationen in 16-Bit Stereo
• Samplingrate 44,1 kHz
• Tracks mindestens 4 Sekunden lang
• Eine einzige Session pro CD
• Am besten in Disc at Once (DAO) gebrannt

Der Grund für die Single-Session-Pflicht: Audio-CD-Player können nur die erste Session erkennen.

CD+G – Karaoke-CDs

CD+G ist ein Überbleibsel aus älteren CD-Recording-Tagen – der erste Versuch, Zusatzinformationen in den R-bis-W-Subchannel einer Audio-CD einzubauen. Die Zusatzdaten sind meist Grafiken (daher „CD plus Graphics"), seltener Texte oder MIDI-Dateien (CD+MIDI).

Heute hat das Format kaum Bedeutung mehr – außer für Karaoke-CDs, die nach wie vor in CD+G geschrieben werden.

CD-ROM – Die Daten-CD Yellow Book

Der nächste Schritt nach der Audio-CD: Computerdaten auf CD. Die Specs bauen größtenteils auf der CD-DA auf, sind aber um erweiterte Fehlerkorrektur für sensible Daten ergänzt.

Plattformübergreifend dank ISO 9660

Eine CD-ROM ist mit jedem Betriebssystem lesbar – vorausgesetzt, ein ISO-9660-Treiber ist installiert (z.B. MSCDEX für DOS/Windows).

Schreibmethoden

Daten-CDs lassen sich als TAO, DAO, Single- oder Multisession erstellen. Standard ist eine TAO-Multisession-CD. DAO-Singlesession nutzt man nur, wenn die CD als Master für die Vervielfältigung dienen oder eine 1:1-Kopie sein soll.

Mode 1 vs. Mode 2

• CD-ROM Mode 1: 2048 Byte Nutzdaten/Sektor – der praktisch einzige Modus
• CD-ROM Mode 2: 2336 Byte/Sektor mit weniger Fehlerkorrektur – kaum verwendet

CD-ROM XA

Eine Mischung aus CD-I und CD-ROM Mode 2, geschaffen, um Multimedia-Anwendungen auf den Computer zu bringen. Das Verfahren der CD-I (verschieden große Sektoren auf einem Track) wurde auf die Daten-CD übertragen.

Form 1 vs. Form 2

• Form 1: 2048 Byte/Sektor mit hoher Fehlerkorrektur – für Programme und kritische Daten
• Form 2: 2324 Byte/Sektor mit weniger Fehlerkorrektur – für Grafik und Sound

Wichtig ist die mögliche Synchronität von Audio- und Grafikdateien durchs Verschachteln beider Sektor-Formen auf einem Track. Außerdem: Subheader für Zusatzinformationen.

CD-Extra

Das Format der Wahl für Daten + Audio auf einer Disc. Anders als die Mixed-Mode-CD wird der Datentrack als zweite Session hinter der Audiosession aufgespielt – und damit unsichtbar für Audio-CD-Player, die nur die erste Session erkennen.

Das Format erkennst du am Begriff „Session at Once" – das ist die nötige Schreibtechnik. Audiosessions enthalten 2352-Byte-Sektoren, Datensession 2048-Byte-Sektoren im CD-ROM/XA Form 1 mit erweiterter Fehlerkorrektur.

CD-I Green Book & CD-I Ready

CD-I (Green Book)

Das erste Format mit verschieden großen Sektoren (Form 1 und Form 2). Bekannt wurde die CD-I als Multimediaspektakel für CD-I-Player – die heute kaum noch zu bekommen sind. Aber das Format überlebt: Ältere Spielekonsolen-CDs (z.B. Sony PlayStation 1) nutzen es. CD-I lieferte auch die Vorlage für die CD-ROM/XA.

CD-I Ready

Eine sogenannte Pregap-Disc: Die normalerweise 2 Sekunden lange Stille vor einem Musiktitel (zwischen Index 0 und Index 1) wird gehörig erweitert, um Zusatzdaten unterzubringen – Songtexte, Interpreten-Infos, Grafiken, Videos.

Audio-CD-Player springen beim ersten Track normalerweise zu Index 1 und ignorieren die Daten in Index 0 – CD-I-Player hingegen lesen Index 0 zuerst.

CD-ROM Ready

Variante der CD-I Ready, die dieselben Zusatzinfos auch normalen CD-ROM-Laufwerken zugänglich macht. Auch bekannt als Hidden Track, i-trax oder Track Zero.

Wie bei CD-I Ready werden die Daten ins Pregap des ersten Tracks gepackt – damit liegen sie nahe des Mittellochs, wo die besten Zugriffszeiten bestehen.

Beide Formate (CD-I Ready und CD-ROM Ready) sind in der Praxis aber weitgehend auf der Strecke geblieben.

CD-Text

Auf einer normalen Audio-CD stehen keine Infos über Interpret oder Tracktitel. CD-Text – von Philips und Sony entwickelt – ändert das: Audio-Player neuer Generation zeigen Künstler, Titel und Kommentare auf dem Display an.

Wo werden die Infos gespeichert?

CD-Text nutzt die R- und W-Subchannel-Bytes im Lead-in-Bereich. Die normalen Audiodaten und die Spielzeit der CD bleiben unangetastet – die volle Spielzeit kann genutzt werden.

Photo-CD Beige Book & Video-CD White Book

Beides sogenannte Bridge-Discs – eine Mischung der Specs aus CD-ROM/XA und CD-I.

Photo-CD (Beige Book)

Layout wie eine Multisession-CD-ROM. Auf dem ersten Track liegt eine CD-I-Datenspur mit den nötigen Dateien für CD-I- oder Photo-CD-Player. Alle weiteren Tracks in Mode 2. Die Herstellung braucht spezielle Premastering-Tools.

Video-CD (White Book)

Bridge-Disc zwischen CD-ROM/XA und CD-I, mit zusätzlichen Specs für die Video-Kodierung (MPEG-1). Layout wie eine Singlesession-CD-ROM. Erster Track: CD-I-Datenspur für den Player, Rest: MPEG-Streams in Mode 2.

Cuesheet – Das CD-Skript

Ein Cuesheet ist eine simple ASCII-Textdatei mit allen Informationen für den TOC (Inhaltsverzeichnis). Jeder CD-Recorder arbeitet intern mit so einem Cuesheet – du kannst es auch selbst von Hand schreiben.

Die wichtigsten Befehle

• FILE – Spezifiziert die zu schreibende Datei (Image)
• TRACK – Tracknummer und Datentyp (AUDIO, MODE1/2048, etc.)
• FLAGS – Setzt Flags wie Kopierschutz (DCP), Vierkanalton (4CH), Preemphasis (PRE)
• PREGAP – Länge der Pause vor einem Track (als Stille)
• INDEX – Sprungmarken innerhalb eines Tracks (Index 01 = Trackanfang)
• POSTGAP – Pause nach einem Track

Minimales Cuesheet-Beispiel (Audio-CD)

Erlaubte Datentypen

• AUDIO – Wave/AIFF/MP3 mit 2352 Byte/Sektor
• CDG – Karaoke / CD+G mit 2448 Byte/Sektor
• MODE1/2048 – CD-ROM (Nutzdatenbereich)
• MODE1/2352 – CD-ROM RAW
• MODE2/2336 – CD-ROM/XA Form 2 (Nutzdaten)
• MODE2/2352 – CD-ROM/XA Form 2 RAW
• CDI/2336 bzw. CDI/2352 – CD-I Form 2

PQ-Editing

PQ-Editing heißt der Eingriff in die Tiefen der CD-Struktur – aber keine Bange, das hört sich schlimmer an, als es ist. Möglichkeiten:

• Pausen – Stille zwischen Tracks (Pregaps im P-Subkanal)
• Indizes – Sprungmarken innerhalb eines Tracks (Q-Subkanal)
• ISRC-Codes – Eigentümer/Copyright-Info (nur professionell relevant)
• Preemphasismarker – Höhenanhebung (nur bei dumpfem Klang sinnvoll)
• 4CH – Vierkanalton
• Kopierschutz-Flags – kaum noch relevant, weil Computer-Brenner sie ignorieren

Voraussetzungen: Eine Software und ein Recorder, die beide DAO beherrschen, plus Zugriff auf die Subkanäle. Geht entweder über ein eigenes Cuesheet oder über die Programm-Menüs.

Subkanaldaten

Jeder Sektor einer Audio-CD besteht aus 2352 Byte Musik + 784 Byte Fehlererkennung + 98 Kontrollbytes. Diese 98 Kontrollbytes verteilen sich auf 98 Frames – eines pro Frame.

P bis W

Jedes Kontrollbyte zerlegt man in 8 Bits, zugewiesen den Buchstaben P, Q, R, S, T, U, V, W. So entstehen die Subkanäle:

• P-Subkanal – jedes erste Bit (z.B. Pregap-Info)
• Q-Subkanal – jedes zweite Bit (z.B. TOC, Track-Info)
• R-bis-W-Subkanal – zusammengefasst, z.B. CD-Text und Karaoke-Grafiken

Die Subkanäle werden parallel zu den Nutzdaten ausgelesen, ohne diese zu stören. Der hier verbrauchte Speicher geht nicht von der Disc-Kapazität ab. Einziger Haken: Nicht jeder Recorder kann jeden Subkanal beschreiben, und nicht jeder Player kann sie auswerten.

Dateisysteme: ISO 9660, Joliet, UDF

ISO 9660 – Der plattformübergreifende Klassiker

Das CD-Dateisystem, das praktisch jedes Betriebssystem versteht. Drei Levels mit unterschiedlich strengen Regeln:

• Level 1: Sehr restriktiv. Dateinamen 8.3 (8 Zeichen + 3 Erweiterung), nur Großbuchstaben A-Z, Zahlen 0-9, Unterstrich. Maximum 8 Verzeichnisebenen. Dateien müssen kontinuierlich abgelegt sein.
• Level 2: Dateinamen bis 31 Zeichen, mehr Sonderzeichen. Sonst alles wie Level 1.
• Level 3: Auch andere Restriktionen gelockert – Dateien dürfen fragmentiert abgelegt werden. Aber: Kaum eine Brennsoftware bietet Level 3 noch an, die meisten setzen direkt auf UDF.

Joliet

Microsoft-Erweiterung für Windows: Hebt die Beschränkungen für Dateinamen-Länge, Sonderzeichen und Verzeichnistiefe auf. Joliet-Discs sind auf DOS, Windows und Mac OS beschränkt.

Romeo

Ebenfalls eine Windows-Erweiterung. Dateinamen bis 128 Zeichen inklusive Leerzeichen – was unter DOS Probleme macht. Mittlerweile bedeutungslos.

HFS

Apple-Erweiterung des ISO-Standards. Mac-Dateien werden in zwei Forks gespeichert: Data-Fork (eigentliche Datei) und Resource-Fork (Dateityp etc.). HFS-CDs basieren auf ISO Level 2 und sind nur unter Mac, Linux, OS/2 und SGI Irix lesbar.

RRIP

Rock Ridge Interchange Protocol – die Unix-Erweiterung. Hebt alle Restriktionen für Dateinamen und Verzeichnistiefe auf, erlaubt symbolische Links.

UDF – Der DVD-Nachfolger

Das Universal Disc Format wurde von der OSTA (Optical Storage Technology Association) entwickelt – speziell mit Blick auf die DVD. Soll ISO 9660 als plattformübergreifendes Dateisystem ablösen. Die Beschränkungen von ISO fallen weg.

Wichtig auch fürs Packet Writing: ISO 9660 erlaubt Datei-Fragmentierung nur in Level 3, UDF ohne weiteres. Für plattformübergreifenden Zugriff können UDF-CDs beim Abschließen mit einem ISO-9660-Mantel umhüllt werden – so lesen Systeme mit ISO-Treiber sie als ISO, Systeme mit UDF-Treiber als UDF.