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         Novembre 1996

 

CD-ROM et MULTIMEDIA

par Jean-Claude SOHM - E.F.P.G.


2 - Historique



Le disque compact ou CD (Compact Disc) a été inventé en 1978 par la société Philips. C'est une galette en matière plastique qui contient de l'information numérisée, gravée de manière définitive sur une piste en spirale, et lue par un procédé optique.


Première étape : le disque compact numérique audio


Le CD-Audio a été lancé sur le marché en 1982 par Philips et Sony. Dans la littérature technique, on l'appelle souvent CD-DA (Compact Disc-Digital Audio, disque compact numérique audio). Il ne contient que de l'information sonore. Les spécifications correspondantes sont publiées la même année dans le Livre Rouge (qui tire son nom de la couleur de sa reliure). Ce livre, comme tous ceux qui vont suivre, définit un standard ouvert à tous les producteurs de CD et de matériel de lecture, de telle sorte que tous les disques produits soient lisibles dans tous les lecteurs. Le Livre Rouge a donné naissance à la norme CEI 908 (la CEI, Commission Electrotechnique Internationale, gère les normes internationales dans les domaines de l'électricité et de l'électrotechnique).

Le CD-Audio, qui offre une qualité d'écoute incomparable, connaît un succès foudroyant : en 1984, il représente déjà la moitié du marché, et en moins de 10 ans le classique disque vinyle de 33 cm de diamètre disparaît complètement.


Deuxième étape : le CD-ROM


Devant le succès du disque audio, Philips et Sony songent dès 1984 à étendre l'usage du disque compact au stockage des données informatiques. C'est ainsi que le CD-ROM (Compact Disc- Read Only Memory) fait son apparition en 1985, lorsque les deux sociétés publient le Livre Jaune, décrivant les formats d'enregistrement utilisés (mode 1 pour les programmes, en début de piste - mode 2 pour les données, en fin de piste).

Le Livre Jaune est une extension du livre rouge, ce qui permet aux CD-Audio d'être lisibles par les lecteurs de CD-ROM depuis l'origine. Le Livre Jaune prévoit aussi la possibilité d'enregistrer simultanément des données informatiques (en début de piste) et des données sonores à la suite : on parle alors de CD-Mixed Mode. Un lecteur de CD-Audio ne lit que les données audio, un lecteur de CD-ROM permet de lire séparément les deux types de données. Critiqué, le mixed-mode semble en voie d'abandon.

L'existence de deux plates-formes (Macintosh et PC) est à l'origine de la publication, en 1987, de la norme ISO 9660, définissant la structure et l'organisation logique des données (fichiers) sur CD-ROM. Un disque compatible ISO 9660 (Interchange Level 1) est a priori utilisable sous MS-DOS, Windows, Unix et le système d'exploitation du Macintosh. Un tel disque est appelé crossplatfor-CD (CD multi plates-formes, ou plates-formes croisées) : il contient, pour chaque programme, une version acceptable par chaque plate-forme, mais ces différents programmes font appel aux mêmes fichiers de données. La norme ISO 9660 est parfois appelée High Sierra, du nom de l'hôtel californien où se réunirent pour la première fois en 1985 ses rédacteurs (les représentants d'une douzaine de sociétés).

Lorsque parait le Livre Jaune (relatif au CD-ROM), l'informatique domestique est presque inexistante, et les lecteurs de CD-ROM sont rares et coûteux : le marché du nouveau média ne peut donc être que professionnel. Mais que faire d'un support de 650 Mo quand on traite peu d'images fixes, qu'on ne manipule pas encore l'image animée, et qu'on dispose rarement de la couleur et du son sur ordinateur? Les bases de données deviennent donc le premier client du CD-ROM, et resteront le seul pendant plusieurs années. Aujourd'hui, les applications professionnelles constituent encore 60% du marché du CD-ROM ; les 3/4 de ces applications ne contiennent que du texte, les autres comportent des graphiques et - de plus en plus souvent aujourd'hui - de la vidéo ou du son.

Troisième étape : le CD-I



Décrit dès 1987 dans le Livre Vert de Philips et Sony, le CD-I est lancé en 1991 aux Etats-Unis, et l'année suivante en Europe.

Le CD-I est la variété de CD-ROM destinée au marché grand public de l'information et des loisirs. A cette époque, rares sont les particuliers propriétaires d'un ordinateur personnel (et plus rares encore les possesseurs d'un lecteur de CD-ROM). La lecture d'un CD-I se fera donc sur un appareil spécifique bon marché, raccordé à un poste de télévision, et piloté par télécommande. Cet appareil possède son système d'exploitation particulier, le CD-RTOS (Compact Disc Real Time Operating System) créé par Philips.

Pour faciliter la restitution des informations multimédia contenues sur un CD-I, les données informatiques d'une part, graphiques, vidéo et audio d'autre part, alternent sur la piste : on dit qu'elles sont entrelacées. Le micro processeur du lecteur, qui reçoit les bonnes informations au bon moment, fait le tri à la volée.

Pour accroître la quantité d'information contenue dans le CD-I, les images sont compressées suivant un procédé qui dépend de leur format. Les données audio peuvent également être compressées, selon le procédé ADPCM (Adaptative Differential Pulse Code Modulation), mais ce n'est pas obligatoire.

Malgré les efforts de Philips, qui n'a pas hésité pas à jouer le rôle d'éditeur, le CD-I ne se développe que lentement : on compterait moins d'un million de lecteurs dans le monde aujourd'hui, dont environ 100.000 en France. Les créateurs, qui se plaignent du coût élevé des outils de développement (fonctionnant sous CD-RTOS) et de l'étroitesse du marché, restent peu nombreux. Il existe aujourd'hui des logiciels permettant de créer un CD-I sur micro-ordinateur, mais ils sont peut-être arrivés un peu tard. Curieusement, le CD-I a fait une petite percée sur le marché professionnel, quelques grandes entreprises l'utilisant comme support d'information pour leurs besoins propres.

Egalement lancé en 1991, et rival malheureux du CD-I, le CD-TV (Commodore Dynamic Total Vision) a aujourd'hui disparu en tant que format, mais on trouve encore quelques titres dans les catalogues.

Quatrième étape : le CD-ROM multimédia



En 1986, Philips et Sony créent l'IMA (Interactive Multimédia Association), qui regroupe les principaux acteurs du marché du multimédia (IBM, Apple et Microsoft en font partie).

En 1989, un consortium de constructeurs de micro-ordinateurs et de périphériques, réunis sous l'égide de Microsoft, rédige un ensemble de recommandations appelées MPC (Multimedia Personal Computer). Il s'agit de définir les caractéristiques minimales permettant d'exploiter les produits multimédia sur PC (sous Windows). La technique évoluant rapidement, la mise à jour MPC2 paraît en 1993 et MPC3 en 1995.

En 1991 parait, avec la collaboration de Microsoft, la mise à jour du Livre Jaune, connue sous le nom de Livre Jaune Étendu. Il décrit le mode XA (eXtended Architecture) d'enregistrement des données, mode qui étend au CD-ROM l'entrelacement des données et la compression du son, déjà utilisés pour le CD-I. Deux nouveaux formats sont définis (forme 1 et forme 2). Le nouveau CD peut contenir des images animées : cette fois, le CD-ROM multimédia est réellement né. On l'appelle alors CD-ROM/XA, et aujourd'hui, tout simplement, CD-ROM.

En mars 1991, Philips et Sony publient le Livre Blanc, qui décrit le Bridge-Disc (disque pont). C'est un CD lisible à la fois par un lecteur de CD-I, et un lecteur de CD-ROM couplé à un micro-ordinateur équipé du pilote adéquat.

En cette même année 1991 Philips et Sony publient le Livre Orange, qui décrit les spécifications relatives au CD-R (Compact Disc-Recordable, disque compact inscriptible). Il s'agit d'un disque vierge que l'on peut graver (en CD-ROM, en CD-Audio, ou en CD-I) dans un appareil pilotable par un micro-ordinateur. Cette gravure peut être effectuée en une ou plusieurs fois : on dit alors que le CD est mono-session ou multi-session. Le CD inscriptible permet de produire des CD-ROM à l'unité, ou par petites quantités, sans passer par le mastering et le pressage. En pratique, on reconnaît un CD-R à la couleur dorée de sa face supérieure, et à la couleur bleu-vert de sa face inscriptible.

La réalisation d'un CD-ROM multimédia ne requiert pas, comme ce fut le cas pour le CD-I, de plate-forme spéciale. Il s'effectue grâce à un système auteur, constitué d'un micro-ordinateur équipé de périphériques adéquats. Le principal logiciel utilisé s'appelle logiciel auteur : Toolbook et Director en sont deux exemples célèbres, mais il en existe aujourd'hui de nombreux autres.

En juin 1993, JVC, Sony, Philips et Matsushita définissent le standard Digital Video (initialement appelé Full Motion Video), qui permet de stocker 72 minutes de données vidéo sur un CD, avec une qualité de restitution qui reste inférieure en pratique à celle obtenue avec une cassette VHS. Les données sont compressées d'un facteur 25 à 50, selon la technique MPEG-1 (Moving Pictures Expert Group), décrite dans la norme ISO/IEC 11172. Sans la compression, un CD-ROM ne pourrait contenir que deux minutes de vidéo de qualité VHS... et le lecteur capable de lire tout un CD en deux minutes n'existe pas encore!
Le standard Digital Video s'applique à la fois au CD-ROM et au CD-I : le Video-CD est un disque pont. Sur micro-ordinateur, la décompression en temps réel nécessite soit un microprocesseur rapide (150 à 200 MHz) et un logiciel adéquat, soit une carte de décompression et une application de relecture : la seconde solution est à l'heure actuelle considérée comme la meilleure, tant sur le plan technique qu'économique. Sur lecteur de CD-I, la décompression nécessite l'addition d'une cartouche DV. Il ne faut pas confondre le Vidéo-CD avec les différents types de vidéodisques (ou vidéodisques laser), sur lesquels la vidéo est enregistrée sous forme analogique, et qui nécessitent un lecteur spécifique. Les vidéodisques, qui n'ont jamais connu un grand succès, disparaissent lentement du marché.

En 1993 la baisse du coût des lecteurs de CD-ROM s'amorce, et la vente des ordinateurs aux particuliers décolle. L'un entraînant l'autre, CD-ROM et ordinateur domestique se développent dès lors rapidement : en 1994, aux Etats-Unis, les particuliers achètent plus d'ordinateurs que de postes de télévision. L'année suivante ils achèteront plus de micro-ordinateurs que les entreprises. Dans ce pays, environ 40% des ménages est équipé d'un micro-ordinateur, et les 2/3 des lecteurs de CD-ROM sont à usage domestique. Certains experts estiment qu'en 1997, le marché des applications grand public du CD-ROM rejoindra celui des applications professionnelles. En France, le nombre de ménages équipés pour la lecture des CD-ROM serait de l'ordre de 150.000 ; chacun de ces ménages achèterait en moyenne 1 à 2 CD-ROM par mois, ce qui donne 2,5 à 3 millions d'unités vendues sur le marché domestique français en 1996.

Les variantes du CD-ROM



La capacité du CD-Audio est de 74 minutes de musique, mais les éditeurs utilisent à peine 60 minutes. L'idée de se servir des 14 minutes libres sur la piste pour stocker d'autres informations a donné naissance à 2 nouveaux types de CD :

- le CD+G (G pour Graphique), qui contient du son et des images fixes (ou du texte). Lancé sur le marché en 1984, il a aujourd'hui disparu ;

- le CD-I Ready (une variété de CD- I) contient à la fois du son, des images fixes et/ou du texte numérisés. Il se comporte comme un CD-Audio dans un lecteur correspondant, les autres informations étant accessibles uniquement sur un lecteur de CD-I. Ce type de CD ne s'est pas développé.

Le Photo-CD est un CD-ROM, lancé sur le marché en 1992, et destiné à l'enregistrement de photos numérisées. Son format particulier a été défini par Kodak, avec quatre options possibles suivant la résolution désirée. Il présente deux particularités : il est multisession, et c'est un disque pont (utilisable aussi bien dans un lecteur de CD-ROM que dans un lecteur de CD-I).

Le Karaoke-CD, très populaire au Japon, est inconnu hors de ce pays. Son standard a été défini par Philips et JVC en 1992. La lecture se fait sur un appareil spécifique, appelé karaoké-vidéo, ou sur un lecteur de CD-I équipé d'une cartouche DV. Ce CD contient de la vidéo, ainsi que le son et les paroles (écrites) de chansons que les utilisateurs entonnent à pleins poumons, dans les soirées animées...

Le CD-ROM s'introduit aussi dans les consoles de jeu : à l'automne de 1993, la Sega-Mega-CD apparaît sur le marché avec un lecteur de CD-ROM. Bien entendu, chaque fabricant de console enregistre les données sous un format qui lui est propre...

En 1996 apparaît le CD-Plus, aujourd'hui appelé CD-Extra, dont les spécifications ont été défini par Philips et Sony l'année précédante dans le Livre Bleu. Il contient à la fois des données sonores, lisibles par un lecteur de CD-Audio, et des données multimédia lisibles par un lecteur de CD-ROM.

La Succession


Il y a onze ans, les ordinateurs manipulaient principalement des programmes et des données textuelles : on ne savait que faire des 650 Mo offerts par le CD-ROM. Aujourd'hui, les ordinateurs manipulent couramment de la vidéo : la capacité du CD-ROM est devenue trop petite!

Depuis 1994, Philips et Sony parlent de son remplacement. Sous la pression des grands producteurs de films, qui cherchent un substitut à la cassette VHS (donc un média capable d'enregistrer au moins une heure et demi de vidéo), c'est le standard DVD (Digital Video Disc) qui va s'imposer.

La gravure du DVD est plus fine que celle du CD-ROM, ce qui porte la capacité du DVD à 4,7 Go. La possibilité d'enregistrer sur deux couches permet d'atteindre 8,5 Go. La gravure plus fine requiert une lumière de longueur d'onde plus courte du faisceau laser, et la gravure sur deux couches une focalisation plus précise. Bien entendu, les lecteurs de DVD peuvent aussi être utilisés pour lire les CD. Sur le DVD, les données sont compactées selon la norme MPEG-2, c'est à dire que la vidéo restituée est de meilleure qualité que pour le Vidéo-CD.

A quoi servira réellement le DVD : musique, films, vidéo de haute qualité, extension des applications actuelles du CD-ROM ?
Nous ne tarderons pas à le savoir : initialement prévue pour l'automne 1996, l'apparition du DVD sur le marché américain est finalement attendue pour le début de 1997.

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