光盤是以光信息做為存儲的載體并用來存儲數(shù)據(jù)的一種物品。分不可擦寫光盤,如CD-ROM、DVD-ROM等;和可擦寫光盤,如CD-RW、DVD-RAM等。
光盤是利用激光原理進(jìn)行讀、寫的設(shè)備,是迅速發(fā)展的一種輔助存儲器,可以存放各種文字、聲音、圖形、圖像和動(dòng)畫等多媒體數(shù)字信息。
光盤定義:即高密度光盤(Compact Disc)是近代發(fā)展起來不同于完全磁性載體的光學(xué)存儲介質(zhì)(例如:磁光盤也是光盤),用聚焦的氫離子激光束處理記錄介質(zhì)的方法存儲和再生信息,又稱激光光盤。
光盤是如何造出來的?對于這個(gè)問題,可能很多人都沒有辦法回答出來。我們的臺式電腦,可以通過組裝的形式來制造,例如把處理器、內(nèi)存、硬盤、主板等配件,安裝在機(jī)箱里,就形成了一臺電腦。而一塊主板則是通過電路板布線、貼片、焊接、插件、再焊接等步驟完成的。然而,一張薄薄的光盤,它又如何才能制造出來呢?
要了解光盤的制造原理,首先就要了解光盤的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)同制造過程密切相關(guān)。大家都知道,光盤只是一個(gè)統(tǒng)稱,它分成兩類,一類是只讀型光盤,其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等;另一類是可記錄型光盤,它包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD R、DVD RW、DVD-RAM、Double layer DVD R等各種類型。
根據(jù)光盤結(jié)構(gòu),光盤主要分為CD、DVD、藍(lán)光光盤等幾種類型,這幾種類型的光盤,在結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別,但主要結(jié)構(gòu)原理是一致的。而只讀的CD光盤和可記錄的CD光盤在結(jié)構(gòu)上沒有區(qū)別,它們主要區(qū)別在材料的應(yīng)用和某些制造工序的不同,DVD方面也是同樣的道理。我們就以CD光盤為例進(jìn)行講解。
我們常見的CD光盤非常薄,它只有1.2mm厚,但卻包括了很多內(nèi)容。從圖1中可以看出,CD光盤主要分為五層,其中包括基板、記錄層、反射層、保護(hù)層、印刷層等。我們分別進(jìn)行說明。
它是各功能性結(jié)構(gòu)(如溝槽等)的載體,其使用的材料是聚碳酸酯(PC),沖擊韌性極好、使用溫度范圍大、尺寸穩(wěn)定性好、耐候性、無毒性。一般來說,基板是無色透明的聚碳酸酯板,在整個(gè)光盤中,它不僅是溝槽等的載體,更是整體個(gè)光盤的物理外殼。CD光盤的基板厚度為1.2mm、直徑為120mm,中間有孔,呈圓形,它是光盤的外形體現(xiàn)。光盤之所以能夠隨意取放,主要取決于基板的硬度。
在讀者的眼里,基板可能就是放在最底部的部分。不過,對于光盤而言,卻并不相同。如果你把光盤比較光滑的一面(激光頭面向的一面)面向你自己,那最表面的一面就是基板。需要說明的是,在基板方面,CD、CD-R、CD-RW之間是沒有區(qū)別的。
這是燒錄時(shí)刻錄信號的地方,其主要的工作原理是在基板上涂抹上專用的有機(jī)染料,以供激光記錄信息。由于燒錄前后的反射率不同,經(jīng)由激光讀取不同長度的信號時(shí),通過反射率的變化形成0與1信號,借以讀取信息。到2013年市場上存在三大類有機(jī)染料:花菁(Cyanine)、酞菁(Phthalocyanine)及偶氮(AZO)。
一次性記錄的CD-R光盤主要采用(酞菁)有機(jī)染料,當(dāng)此光盤在進(jìn)行燒錄時(shí),激光就會(huì)對在基板上涂的有機(jī)染料,進(jìn)行燒錄,直接燒錄成一個(gè)接一個(gè)的"坑",這樣有"坑"和沒有"坑"的狀態(tài)就形成了‘0'和‘1'的信號,這一個(gè)接一個(gè)的"坑"是不能恢復(fù)的,也就是當(dāng)燒成"坑"之后,將永久性地保持現(xiàn)狀,這也就意味著此光盤不能重復(fù)擦寫。這一連串的"0"、"1"信息,就組成了二進(jìn)制代碼,從而表示特定的數(shù)據(jù)。
在這里,需要特別說明的是,對于可重復(fù)擦寫的CD-RW而言,所涂抹的就不是有機(jī)染料,而是某種碳性物質(zhì),當(dāng)激光在燒錄時(shí),就不是燒成一個(gè)接一個(gè)的"坑",而是改變碳性物質(zhì)的極性,通過改變碳性物質(zhì)的極性,來形成特定的"0"、"1"代碼序列。這種碳性物質(zhì)的極性是可以重復(fù)改變的,這也就表示此光盤可以重復(fù)擦寫。
這是光盤的第三層,它是反射光驅(qū)激光光束的區(qū)域,借反射的激光光束讀取光盤片中的資料。其材料為純度為99.99%的純銀金屬。
這個(gè)比較容易理解,它就如同我們經(jīng)常用到的鏡子一樣,此層就代表鏡子的銀反射層,光線到達(dá)此層,就會(huì)反射回去。一般來說,我們的光盤可以當(dāng)作鏡子用,就是因?yàn)橛羞@一層的緣故。
它是用來保護(hù)光盤中的反射層及染料層防止信號被破壞。材料為光固化丙烯酸類物質(zhì)。市場使用的DVD /-R系列還需在以上的工藝上加入膠合部分。
印刷盤片的客戶標(biāo)識、容量等相關(guān)資訊的地方,這就是光盤的背面。其實(shí),它不僅可以標(biāo)明信息,還可以起到一定的保護(hù)光盤的作用。
光盤的誕生結(jié)束了錄像帶音像時(shí)代。
從主要結(jié)構(gòu)來講,CD、DVD光盤的結(jié)構(gòu)是一致的,只不過,它們的厚度和用料有所不同。在上面的介紹中,我們提到CD光盤的厚度為1.2mm,這個(gè)厚度是否可以改變?回答是否定的。
在實(shí)際應(yīng)用中,讀取和燒錄CD、DVD、藍(lán)光光盤的激光是不同的。大家都知道,CD的容量只有700MB左右,而DVD則可以達(dá)到4.7GB,而藍(lán)光光盤更是可以達(dá)到25GB。它們之間的容量差別,同其相關(guān)的激光光束的波長密切相關(guān)。
一般而言,光盤片的記錄密度受限于讀出的光點(diǎn)大小,即光學(xué)的繞射極限(Diffraction Limit),其中包括激光波長λ,物鏡的數(shù)值孔徑NA。所以傳統(tǒng)光盤技術(shù)要提高記錄密度,一般可使用短波長激光或提高物鏡的數(shù)值孔徑使光點(diǎn)縮小,例如CD(780nm,NA:0.45)提升至DVD(650nm,NA:0.6),再到Blu-ray Disc盤片(405nm,NA:0.85)。
對于CD光盤,其激光波長為780nm,物鏡的數(shù)值孔徑NA為0.45,激光束會(huì)集到一點(diǎn)的距離需要1.2mm,這就決定了CD光盤基板的厚度為1.2mm。不管是CD光盤的基板過厚,還是過薄,激光束都不能會(huì)集到一點(diǎn),從而嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)的燒錄和讀取。
從圖2中我們可以看到,DVD光盤的激光波長為650nm,物鏡的數(shù)值孔徑NA為0.6,而激光束會(huì)集到一點(diǎn)的距離只需要0.6mm,這決定DVD光盤基板的厚度為0.6mm。不過,0.6mm的厚度太薄,其制造出來的光盤也會(huì)因?yàn)樘《菀渍蹟?。因此,在DVD的實(shí)際制造過程中,會(huì)把兩片0.6mm厚的基板迭合在一起,共同組成1.2mm的厚度。當(dāng)然,在這種情況下,只有一片基板在記錄數(shù)據(jù),而另一片基板則完全起保護(hù)的作用。
光盤的發(fā)展趨勢是向高容量存儲(如2010開始面世的DVD R DL產(chǎn)品),業(yè)界的技術(shù)研發(fā)也以此為導(dǎo)向。
已經(jīng)出現(xiàn)了單面雙層的DVD盤片。單面雙層盤片(DVD R Double Layer)是利用激光(Laser beam)聚焦的位置不同,在同一面上制作兩層記錄層,單面雙層盤片在第一層及第二層的激光功率(Writing Power)相同(激光功率為<30mW),反射率(Reflectivity)也相同(反射率為18%~30%),刻錄時(shí),可從第一層連續(xù)刻錄到第二層,實(shí)現(xiàn)資料刻錄不間斷。
隨著VCD、DVD機(jī)的廣泛使用,幾乎每家都有些光盤,光盤高清逼真的音質(zhì)及清晰的影像已被眾多的人士所喜愛,而正確地保養(yǎng)光盤會(huì)令你長久享受到純正的原聲原味。
光盤因受天氣、溫度的影響,表面有時(shí)會(huì)出現(xiàn)水氣凝結(jié),使用前應(yīng)取干凈柔軟的棉布將光盤表面輕輕擦拭。
光盤放置應(yīng)盡量避免落上灰塵并遠(yuǎn)離磁場。取用時(shí)以手捏光盤的邊緣和中心為宜。
光盤表面如發(fā)現(xiàn)污漬,可用干凈棉布蘸上專用清潔劑由光盤的中心向外邊緣輕揉,切勿使用汽油、酒精等含化成份的溶劑,以免腐蝕光盤內(nèi)部的精度。
光盤在閑置時(shí)嚴(yán)禁用利器接觸光盤,以免劃傷。若光盤被劃傷會(huì)造成激光束與光盤信息輸出不協(xié)調(diào)及信息失落現(xiàn)象,如果有輕微劃痕,可用專用工具打磨恢復(fù)原樣。
光盤在存放時(shí)因厚度較薄、強(qiáng)度較低,在疊放時(shí)以10張之內(nèi)為宜,超之則容易使光盤變形影響播放質(zhì)量。
光盤若出現(xiàn)變形,可將其放在紙袋內(nèi),上下各夾玻璃板,在玻璃板上方壓5公斤的重物,36小時(shí)后可恢復(fù)光盤的平整度。
對于需長期保存的重要光盤,選擇適宜的溫度尤為重要。溫度過高過低都會(huì)直接影響光盤的壽命,保存光盤的最佳溫度以攝氏20度左右為宜。
尺寸:外徑 120mm、內(nèi)徑 15mm
厚度:1.2mm
容量:DVD 4.7GB/8.6GB;CD 650MB/700MB/800MB/890MB
尺寸:外徑 80mm,內(nèi)徑 21mm
厚度:1.2 mm
容量:200MB
尺寸:外徑 56mmX86mm,60mmX86mm 內(nèi)徑 22mm
厚度:1.2 mm
容量:39--54MB 不等
尺寸:外徑 56mmX86mm,60mmX86mm 內(nèi)徑 22mm
厚度:1.2 mm
容量:30MB/50MB
尺寸:可定制
厚度:1.2mm
容量:50MB/87MB/140MB/200MB
1)CLV技術(shù):(Constant-Linear-Velocity)恒定線速度讀取方式。在低于12倍速的光驅(qū)中使用的技術(shù)。它是為了保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸率不變,而隨時(shí)改變旋轉(zhuǎn)光盤的速度。讀取內(nèi)沿?cái)?shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)速度比外部要快許多。
2)CAV技術(shù):(Constant-Angular-Velocity)恒定角速度讀取方式。它是用同樣的速度來讀取光盤上的數(shù)據(jù)。但光盤上的內(nèi)沿?cái)?shù)據(jù)比外沿?cái)?shù)據(jù)傳輸速度要低,越往外越能體現(xiàn)光驅(qū)的速度,倍速指的是最高數(shù)據(jù)傳輸率。
3)PCAV技術(shù):(Partial-CAV)區(qū)域恒定角速度讀取方式。是融合了CLV和CAV的一種新技術(shù),它是在讀取外沿?cái)?shù)據(jù)采用CLV技術(shù),在讀取內(nèi)沿?cái)?shù)據(jù)采用CAV技術(shù),提高整體數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?/p>
CD:(Compact-Disc)光盤。CD是由liad-in(資料開始記錄的位置);而后是Table-of-Contents區(qū)域,由內(nèi)及外記錄資料;在記錄之后加上一個(gè)lead-out的資料軌結(jié)束記錄的標(biāo)記。在CD光盤,模擬數(shù)據(jù)通過大型刻錄機(jī)在CD上面刻出許多連肉眼都看不見的小坑。
CD-DA:(CD-Audio)用來儲存數(shù)位音效的光碟片。1982年SONY、Philips所共同制定紅皮書標(biāo)準(zhǔn),以音軌方式儲存聲音資料。CD-ROM都兼容此規(guī)格音樂片的能力。
CD-G:(Compact-Disc-Graphics)CD-DA基礎(chǔ)上加入圖形成為另一格式,但未能推廣。是對多媒體電腦的一次嘗試。
CD-ROM:(Compact-Disc-Read-Only-Memory)只讀光盤機(jī)。1986年,SONY、Philips一起制定的黃皮書標(biāo)準(zhǔn),定義檔案資料格式。定義了用于電腦數(shù)據(jù)存儲的MODE1和用于壓縮視頻圖象存儲的MODE2兩類型,使CD成為通用的儲存介質(zhì)。并加上偵錯(cuò)碼及更正碼等位元,以確保電腦資料能夠完整讀取無誤。
GD-ROM:(Gigabyte Disc)千兆光盤是由雅馬哈制作,日本世嘉公司于1998年投入適用于媒體記錄和游戲機(jī)的一種多媒體光盤,最大儲存量為1GB,用于取代當(dāng)時(shí)市場上普遍存在的650MB-700MB容量的CD-ROM光盤。GD-ROM由雅馬哈生產(chǎn),它的工作原理是在原有CD-ROM的基礎(chǔ)上,對數(shù)據(jù)進(jìn)行再次打包,壓縮處理來增加儲存量。GD-ROM的數(shù)據(jù)由于其構(gòu)造和生產(chǎn)因素,無法用傳統(tǒng)的CD刻錄機(jī)進(jìn)行復(fù)制。
CD-PLUS:1994年,Microsoft公布了新的增強(qiáng)的CD的標(biāo)準(zhǔn),又稱為CD-Elure。它是將CD-Audio音效放在CD的第一軌,而后放資料檔案,如此一來CD只會(huì)讀到前面的音軌,不會(huì)讀到資料軌,達(dá)到電腦與音響兩用的好處。
CD-ROM XA:(CD-ROM-eXtended-Architecture)1989年,SONY、Philips、Microsoft對CD-ROM標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)充形成的白皮書標(biāo)準(zhǔn)。又分為FORM1、FORM2兩種和一種增強(qiáng)型CD標(biāo)準(zhǔn)CD 。
VCD:(Video-CD)激光視盤。SONY、Philips、JVC、Matsu**a等共同制定,屬白皮書標(biāo)準(zhǔn)。是指全動(dòng)態(tài)、全屏播放的激光影視光盤。
CD-I:(Compact-Disc-Interactive),是Philips、SONY共同制定的綠皮書標(biāo)準(zhǔn)。是互動(dòng)式光盤系統(tǒng)。1992年實(shí)現(xiàn)全動(dòng)態(tài)視頻圖像播放。
Photo-CD:1989年,KODAK公司推出相片光盤的橘皮書標(biāo)準(zhǔn),可存100張具有五種格式的高分辨率照片??杉由舷鄳?yīng)的解說詞和背景音樂或插曲,成為有聲電子圖片集。
CD-R:(Compact-Disc-Recordable)1990年,Philips發(fā)表多段式一次性寫入光盤數(shù)據(jù)格式。屬于橘皮書標(biāo)準(zhǔn)。在光盤上加一層可一次性記錄的染色層,可通進(jìn)行刻錄。
CD-RW:在光盤上加一層可改寫的染色層,通過激光可在光盤上反復(fù)多次寫入數(shù)據(jù)。
SDCD:(Super-Density-CD)是東芝(TOSHIBA)、日立(Hitachi)、先鋒、松下(Panasonic)、JVC、湯姆森(Thomson)、三菱、Timewamer等制訂一種超密度光盤規(guī)范。雙面提供5GB的儲存量,數(shù)據(jù)壓縮比不高。
MMCD:(Multi-Mdeia-CD)是由SONY、Philips等制定的多媒體光盤,單面提供3.7GB儲存量,數(shù)據(jù)壓縮比較高。
HD-CD:(High-Density-CD)高密度光盤。容量大。單面容量4.7GB,雙面容量高達(dá)9.4GB,有的達(dá)到7GB。HD-CD光盤采用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。
MPEG-2:1994年,ISO/IEC組織制定的運(yùn)動(dòng)圖像及其聲音編碼標(biāo)準(zhǔn)。針對廣播級的圖像和立體聲信號的壓縮和解壓縮。
DVD:(Digital-Versatile-Disk)數(shù)字多用光盤,以MPEG-2為標(biāo)準(zhǔn),擁有4.7G的大容量,可儲存133分鐘的高分辨率全動(dòng)態(tài)影視節(jié)目,包括個(gè)杜比數(shù)字環(huán)繞聲音軌道,圖像和聲音質(zhì)量是VCD所不及的。
DVD RW:可反復(fù)寫入的DVD光盤,又叫DVD-E。由HP、SONY、Philips共同發(fā)布的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。容量為3.0GB,采用CAV技術(shù)來獲得較高的數(shù)據(jù)傳輸率。
PD光驅(qū):(PowerDisk2)是Panasonic公司將可寫光驅(qū)和CD-ROM合二為一,有LF-1000(外置式)和LF-1004(內(nèi)置式)兩種類型。容量為650MB,數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)5.0MB/s,采用微型激光頭和精密機(jī)電伺服系統(tǒng)。
DVD-RAM:DVD論壇協(xié)會(huì)確立和公布的一項(xiàng)商務(wù)可讀寫DVD標(biāo)準(zhǔn)。它容量大而價(jià)格低、速度不慢且兼容性高。
UMD:(Universal Media Disc)索尼電腦娛樂(簡稱SCEI,通常稱為SCE)自主研發(fā)的UMD光碟全稱為“Universal Media Disc(通用媒體光碟)”UMD光盤于2005年6月21日被國際標(biāo)準(zhǔn)組織Ecma International正式認(rèn)可為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。尺寸(約):65mm×64mm×4.2mm,具有塑料保護(hù)外殼。UMD碟采用660納米紅光鐳射雙層記錄方式,最高容量為1.83GB。UMD碟是作為PSP的游戲光碟使用,不過在索尼的計(jì)劃中,這種新一代小型光碟將會(huì)廣泛應(yīng)用到各種影音產(chǎn)品中。索尼集團(tuán)旗下的索尼音樂、索尼電影等都展出了采用UMD存放的MTV和電影片斷。2013年UMD規(guī)格有“UMDAudio”和“UMDVideo”兩種,采用了新一代的H.264/AVC影像壓縮標(biāo)準(zhǔn)以及索尼自主制定的ATRAC3Plus音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。
UMD是SCE特地為PSP開發(fā)的多媒體儲存媒介,采用了UMD光碟與碟套一并插入PSP進(jìn)行游戲的設(shè)計(jì)(參照MD的做法),大大降低了UMD光碟的磨損可能性。
為防止盜版和保證該項(xiàng)技術(shù)的獨(dú)占權(quán),UMD光盤只有只讀格式,使用128BIT AES加密技術(shù),而且所有UMD光盤只由SONY獨(dú)家生產(chǎn)技術(shù)不外流,市場上沒有任何UMD空白盤或者UMD刻錄機(jī)出售。但盡管如此UMD其中的內(nèi)容還是被人破解了(引導(dǎo)出來),也因此會(huì)有UMD游戲的光盤鏡像文件在網(wǎng)絡(luò)上供下載。
BD-ROM:(Blu-ray Disc)BD-ROM為Blu-ray Disc的只讀光盤,能夠存儲大量數(shù)據(jù)的外部存儲媒體,可稱為“藍(lán)光光盤”。
BD是DVD之后的下一代光盤格式之一,用以儲存高品質(zhì)的影音以及高容量的數(shù)據(jù)儲存。須注意的是“藍(lán)光光盤”此一稱謂并非本產(chǎn)品的官方正式中文名稱,此乃中文世界里人們?yōu)榱艘子浂孕腥〉姆枪俜降闹形拿Q,SONY公司本身并未幫本產(chǎn)品的中文名稱正名。藍(lán)光光盤是由SONY及松下電器等企業(yè)組成的“藍(lán)光光盤聯(lián)盟”(Blu-ray Disc Association:BDA)策劃的次世代光盤規(guī)格,并以SONY為首于2006年開始全面推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)品。藍(lán)光光盤的命名是由于其采用波長405納米(nm)的藍(lán)色激光光束來進(jìn)行讀寫操作(DVD采用650納米波長的紅光讀寫器,CD則是采用780納米波長)。藍(lán)光光盤的英文名稱不使用“Blue-ray”的原因,是“Blue-ray Disc”這個(gè)詞在歐美地區(qū)流于通俗、口語化,并具有說明性意義,于是不能構(gòu)成注冊商標(biāo)申請的許可,因此藍(lán)光光盤聯(lián)盟去掉英文字e來完成商標(biāo)注冊。2008年2月19日,隨著HD DVD領(lǐng)導(dǎo)者東芝宣布將在3月底退出所有HD DVD相關(guān)業(yè)務(wù),持續(xù)多年的下一代光盤格式之爭正式劃上句號,最終由SONY主導(dǎo)的藍(lán)光光盤勝出。
最初,光盤只能讀,不過新技術(shù)允許用戶使用光盤進(jìn)行記錄。光盤在音樂錄制和回放領(lǐng)域?qū)⒃絹碓搅餍?。一種新技術(shù)——數(shù)字化通用光盤(DVD),可以在同樣的空間上存儲更多用于播放的視頻。
CD的變種包括:
CD-ROM
CD-i
CD-RW
CD-ROM XA
D-W
Photo CD
Video CD
光盤(港臺稱之為光碟)的發(fā)展歷程紙的發(fā)明極大地促進(jìn)了人類文明的進(jìn)步,它記載了人類文明的發(fā)展史,造就了一批新興的工業(yè)。從信息存儲的角度看,CD-ROM完全可以看成一種新型的紙。一張小小的塑料圓盤,其直徑不過12厘米(5英寸),重量不過20克,而存儲容量卻高達(dá)600多兆字節(jié)。如果單純存放文字,一張CD-ROM相當(dāng)于15萬張16開的紙,足以容納數(shù)百部大部頭的著作。但是,CD-ROM在記錄信息原理上卻與紙大相徑庭,CD-ROM盤上信息的寫入和讀出都是通過激光來實(shí)現(xiàn)的。激光通過聚焦后,可獲得直徑約為1微米(μm)的光束。據(jù)此,荷蘭飛利浦(Philips)公司的研究人員開始使用激光光束來進(jìn)行記錄和重放信息的研究。1972年,他們的研究獲得了成功,1978年投放市場。最初的產(chǎn)品就是大家所熟知的激光視盤(LD,Laser Vision Disc)系統(tǒng)。從LD的誕生至今,光盤有了很大的發(fā)展,它經(jīng)歷了三個(gè)階段:
①LD-激光視盤;
②CD-DA激光唱盤;
③CD-ROM。
下面簡單介紹這三個(gè)階段性的產(chǎn)品特點(diǎn)。LD-激光視盤它就是通常所說的LCD,直徑較大,為12英寸,兩面都可以記錄信息,但是它記錄的信號是模擬信號。模擬信號的處理機(jī)制是指模擬的電視圖像信號和模擬的聲音信號都要經(jīng)過FM(Frequency Modulation)頻率調(diào)制、線性疊加,然后進(jìn)行限幅放大。限幅后的信號以0.5微米寬的凹坑長短來表示。CD-DA激光唱盤LD雖然贏得了成功,但由于事先沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),使它的開發(fā)和制作一開始就陷入昂貴的資金投入中。1982年,由飛利浦公司和索尼(Sony)公司制定了CD-DA激光唱盤的紅皮書(Red Book)標(biāo)準(zhǔn)。由此,一種新型的激光唱盤誕生了。CD-DA激光唱盤記錄音響的方法與LD系統(tǒng)不同,CD-DA激光唱盤系統(tǒng)首先把模擬的音響信號進(jìn)行PCM(脈沖編碼調(diào)制)數(shù)字化處理,再經(jīng)過EFM(8~14位調(diào)制)編碼之后記錄到盤上。數(shù)字記錄代替模擬記錄的好處是:對干擾和噪聲不敏感;由于盤本身的缺陷、劃傷或沾污而引起的錯(cuò)誤可以校正。CD-ROM CD-DA系統(tǒng)取得成功以后,這就使飛利浦公司和索尼公司很自然地想到,利用CD-DA作為計(jì)算機(jī)大容量只讀存儲器。但要把CD-DA作為計(jì)算機(jī)的存儲器,還必須解決兩個(gè)重要問題:
①建立適合于計(jì)算機(jī)讀寫的盤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);
②CD-DA誤碼率必須從現(xiàn)有的10-9降低到10-12以下。
由此就產(chǎn)生了CD-ROM的黃皮書(Yellow Book)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的核心思想是:盤上的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊的形式來組織,每塊都要有地址。這樣做后,盤上的數(shù)據(jù)就能從幾百兆字節(jié)的存儲空間上迅速找到。為了降低誤碼率,采用增加一種錯(cuò)誤檢測和錯(cuò)誤校正的方案。錯(cuò)誤檢測采用了循環(huán)冗余檢測碼,即所謂CRC;錯(cuò)誤校正采用里德-索洛蒙(Reed Solomon)碼。黃皮書確立了CD-ROM的物理結(jié)構(gòu),而為了使其能在計(jì)算機(jī)上完全兼容,后來又制定了CD-ROM的文件系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),即ISO9660。有了這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn),CD-ROM在全世界范圍內(nèi)得到了迅速推廣和愈來愈廣泛的應(yīng)用。在80年代中期,光盤的發(fā)展非??欤群笸瞥隽薟ORM光盤、CD-ROM光盤、磁光盤(MOD)、相變光盤(PCD,Phase Change Disk)等新的品種。這些光盤的出現(xiàn),給信息革命帶來了很大的推動(dòng)。
CD-ROM的復(fù)制并不神秘,可以簡單地分為五個(gè)環(huán)節(jié):
(1)預(yù)制主片;(2)制主片;(3)電鑄;(4)復(fù)制;(5)印刷;(6)包裝
由于CD-R系統(tǒng)的出現(xiàn),這一過程實(shí)際上可以簡化為將CD-ROM節(jié)目的程序和數(shù)據(jù)刻錄成CD-R盤的過程。這個(gè)過程包括如下幾個(gè)步驟:
(1)預(yù)制:將CD-ROM節(jié)目的程序和數(shù)據(jù),利用預(yù)制作軟件,在硬盤上按CD-ROM ISO9660格式模擬生成映像文件。該映像文件模擬真實(shí)的CD-R盤的文件和目錄結(jié)構(gòu)。
(2)優(yōu)化、測試:通過CD-R制作系統(tǒng)軟件,存取CD-ROM映像文件,就像存取已經(jīng)放在CD-ROM盤片上一樣。這時(shí)對CD-ROM節(jié)目的程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行測試和優(yōu)化,盡量使最頻繁存取的文件放在CD-ROM"盤片"的最前端。
(3)刻錄:將已經(jīng)生成好的CD-ROM映像文件,利用刻錄軟件刻錄到CD-R盤片上去。
值得注意的是,CD-R的刻錄過程中不允許中斷,一量發(fā)生中斷,盤片就有可能報(bào)廢。一般CD-R軟件支持多種CD格式。在刻錄時(shí),可以選擇你所需要的格式,這也包括CD-I和CD-XA,及允許多個(gè)文件系統(tǒng)共處于一個(gè)CD-ROM的混合格式(例如ISO和HFS)。
在預(yù)制主片的過程中,通常要進(jìn)行逐字節(jié)的核查,以確保數(shù)據(jù)毫無差錯(cuò)地轉(zhuǎn)換到新的格式。
這一過程實(shí)際上是我們將經(jīng)過處理后的寫在CD-R盤上的數(shù)據(jù),記錄在玻璃盤上的過程。
因?yàn)槿魏蜟D-ROM盤的質(zhì)量最高只能達(dá)到生產(chǎn)該盤所用的主片(母盤)的質(zhì)量,所以制主片這一過程被認(rèn)為是在整個(gè)生產(chǎn)過程中最關(guān)鍵的一步。在制主片過程中所制出的CD凹點(diǎn),是所有制造形成物中最小的――每一個(gè)只有煙霧的顆粒大小,這就意味著最微小的雜質(zhì)也會(huì)損壞大量數(shù)據(jù)。所以制造主片及CD-ROM的生產(chǎn)過程中,一個(gè)關(guān)鍵條件就是空氣中微粒數(shù)量要得到嚴(yán)格控制,以保證潔凈的工作環(huán)境。
有多種制作CD主片的方法,但最常用的是感光性樹脂系統(tǒng)。這種方法是將感光性樹脂(一種光敏化學(xué)物質(zhì),與沖洗黑白照片用的感光乳劑相似)用于一個(gè)經(jīng)特殊處理的玻璃基片上,以制出一個(gè)玻璃主片。感光性樹脂通常都是由一個(gè)旋轉(zhuǎn)涂膜系統(tǒng)以大約1/8微米――比人的頭發(fā)細(xì)640倍的厚度涂上去的。計(jì)算機(jī)將格式化后的輸入媒體上的信息,轉(zhuǎn)化為激光束記錄儀上一系列"開"和"關(guān)"的脈沖,通過這一激光編碼過程將數(shù)據(jù)記錄到感光樹脂涂層上。在一個(gè)螺旋形軌道上,激光束記錄儀使部位感光性樹脂在藍(lán)光下曝光,這樣就生成了光盤的具體內(nèi)容。玻璃母盤也要用化學(xué)顯像藥水來進(jìn)行顯影。感光性樹脂上曝光的部分被腐蝕掉以后,就在抗蝕性的表面上形成了上億個(gè)微小的凹點(diǎn)。經(jīng)過顯影之后,要在感光性樹脂表面蒸敷上一層金屬膜(通常是鎳),以便其后玻璃主片電鑄時(shí)有一個(gè)導(dǎo)電的表面。
電鑄的最終目的是產(chǎn)生用于復(fù)制CD的金屬模子。在制作玻璃主片的這一過程中,由于有一層鎳膜而導(dǎo)電的主片,浸浴在含有鎳離子的電解質(zhì)溶液里。通過一個(gè)電路使其通電后,帶有光盤映像的玻璃主片上的曝光區(qū)域不斷吸引鎳離子。鎳層不斷加厚,并與曝光后的感光樹脂表面上腐蝕出的凹點(diǎn)和臺面(凹點(diǎn)之間的部分)的輪廓一致。最終結(jié)果是形成一個(gè)厚且堅(jiān)固的鎳片,其金屬表面上留下了與光盤完全相反的印膜。這一片原始的金屬片被稱為金屬主片或是"父片"(Father)。之所以稱其為"父片",是因?yàn)樗鼘⒈挥糜谏闪硗鈨蓚€(gè)金屬片(如不需要大量模片,父片可直接用做模片),分別稱為"母片"(Mother)和"模片"(Stamper)。通過其后的電鑄過程,母片和模片的數(shù)量不斷增加。母片是由父片而來的,而模片又是由母片而來的,每一片是另外一片的相反呈像。模片是金屬主片的完全復(fù)制品,也是這一生產(chǎn)階段的最終產(chǎn)品。通過金屬模片將進(jìn)行塑料CD復(fù)制品的大規(guī)模生產(chǎn)。
生產(chǎn)CD-ROM成品的第一步,是將數(shù)據(jù)從模片上轉(zhuǎn)移到塑料基片上。一個(gè)高精度的注塑模具將光學(xué)等級的塑料所制成的融化樹脂注入模具空腔。模具的一面是模片。這一過程只需要幾秒鐘,其產(chǎn)品是一個(gè)其中一面印有點(diǎn)的輪廓清晰的塑料盤。其后塑料盤載有數(shù)據(jù)的一面要鍍上一層極薄純鋁(或銅,金色),這是為了形成一個(gè)讀出盤上數(shù)據(jù)所必須的反光表面。典型的給盤鍍金屬的方法是濺鍍(Sputtering)。在濺鍍過程中,每一張盤都被噴射上鋁原子,以產(chǎn)生均勻的鍍層。生產(chǎn)的最后一步是在鋁表面再加上一層堅(jiān)固的UV保護(hù)膠。這一層膠保護(hù)鋁膜不會(huì)被劃傷,不會(huì)氧化,并可作為標(biāo)簽印刷的工作表面。
通過高速絲網(wǎng)印制或是膠版印刷,可以將圖片印在盤的漆層上。圖片的翻印可以達(dá)到八種顏色,不過這還要看復(fù)制商的標(biāo)簽印刷的能力。絲網(wǎng)印刷是最常使用的方法。它是將圖片轉(zhuǎn)換為一張有孔的網(wǎng),墨通過網(wǎng)附著在盤上。這一過程與蠟紙印刷相似。膠版印刷使用墨滾及印刷臺轉(zhuǎn)換圖片。這一方法在傳統(tǒng)商業(yè)印刷中使用廣泛,也用于光盤商標(biāo)的印刷。膠版印刷進(jìn)行圖片翻版時(shí)可以取得更高質(zhì)量的分辨率,它優(yōu)于絲網(wǎng)印刷的地方是可以印刷增強(qiáng)的四色圖片及其他的復(fù)雜圖形。印刷之后,光盤或是自動(dòng)或手工進(jìn)行包裝。有許多其他可行的并進(jìn)入應(yīng)用的包裝方法,但塑料盒子仍然是CD-ROM使用最多、最普遍的包裝方法。這是由于塑料盒堅(jiān)固耐用,并且全自動(dòng)化的生產(chǎn)線很普及。其他被普遍使用的包裝方法(其中一些方法可能需要手工操作)包括:(1)輕型包裝,如Tyvek和紙板套;(2)透明塑料套,如Viewpaks;(3)有益環(huán)保的紙板質(zhì)地的盒子,如Digipaks的Ecopaks。
經(jīng)過這五個(gè)環(huán)節(jié),CD-ROM復(fù)制就完成了。但在生產(chǎn)過程中,生產(chǎn)的每一環(huán)節(jié)對質(zhì)量都應(yīng)有嚴(yán)格的控制,以確保符合工業(yè)生產(chǎn)規(guī)格。這樣才能保證所有光盤的誤差在可以接受的差異范圍之內(nèi),即被控制在所有CD-ROM驅(qū)動(dòng)器允許的范圍之內(nèi)。CD-ROM的結(jié)構(gòu)對CD唱盤(CD-DA)結(jié)構(gòu)了解的人,從物理上也不難理解CD-ROM。CD-ROM使用了與CD-DA相同規(guī)格的盤和光學(xué)技術(shù),以及相同的原版盤制作和壓制方法。這兩種盤的主要差別是盤上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),以及數(shù)據(jù)尋址和糾錯(cuò)能力。下面介紹CD-ROM盤及其物理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。CD-ROM盤片標(biāo)準(zhǔn)的CD-ROM盤片直徑為120毫米(4.72英寸),中心裝卡孔為15毫米,厚度為1.2毫米,重量約為14~18克。CD-ROM盤片的徑向截面共有三層:
(1)聚碳酸酯(Polycarbonate)做的透明襯底;
(2)鋁反射層;
(3)保護(hù)膠層。
CD-ROM盤是單面盤,不做成雙面盤的原因,不是技術(shù)上做不到,而是做一片雙面盤的成本比做兩片單面盤的成本之和還要高。因此,CD-ROM盤有一面專門用來印制商標(biāo),而另一面用來存儲數(shù)據(jù)。激光束必須穿過透明襯底才能到達(dá)凹坑,讀出數(shù)據(jù),因此,盤片中存放數(shù)據(jù)的那一面,表面上的任何污損都會(huì)影響數(shù)據(jù)的讀出性能。編碼為了在物理介質(zhì)上存儲數(shù)據(jù),必須把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適于在介質(zhì)上存儲的物理表達(dá)形式。習(xí)慣上,把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后得到的各種代碼稱為通道碼。之所以叫通道碼,是因?yàn)檫@些代碼要經(jīng)過通信通道。通道碼并不是什么新概念,磁帶、磁盤、網(wǎng)絡(luò)都使用通道碼??梢哉f,所有高密度數(shù)字存儲器都使用0和1表示的通道碼。如軟磁盤,它就使用了改進(jìn)的調(diào)頻制(MFM,Modified Frequency Modulation)編碼,通過MFM編碼把數(shù)據(jù)變成通道碼。CD-ROM和CD-DA一樣,把一個(gè)8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成14位的通道碼,稱為8-14調(diào)制編碼,記為EFM(Eight-to-Fourteen Modulation)。根據(jù)通道碼可以確定光盤凹坑和非凹坑的長度。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由于CD-ROM產(chǎn)生的技術(shù)背景是CD-DA,加上其螺旋形線型光道結(jié)構(gòu)、以恒定線速度(CLV)轉(zhuǎn)動(dòng)、容量大等諸多因素,導(dǎo)致CD-ROM的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比硬磁盤和軟磁盤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多。CD-ROM盤區(qū)劃分為三個(gè)區(qū),即導(dǎo)入?yún)^(qū)(Lead-in Area)、用戶數(shù)據(jù)區(qū)(User Data Area和導(dǎo)出區(qū)(Lead-out Area)。這三個(gè)區(qū)都含有物理光道。所謂物理光道是指360°一圈的連續(xù)螺旋形光道。這三個(gè)區(qū)中的所有物理光道組成的區(qū)稱為信息區(qū)(Information Area)。在信息區(qū),有些光道含有信息,有些光道不含信息。含有信息的光道稱為信息光道(Information Track)。每條信息光道可以是物理光道的一部分,或是一條完整的物理光道,也可以是由許多物理光道組成。信息光道可以存放數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、音響信息、圖像信息等。含有用戶數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的信息光道稱為數(shù)字光道,記為DDT(Digital Date Track);含有音響信息的光道稱為音響光道,記為ADT(Audio Track)。一片CD-ROM盤,既可以只有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)光道,也可以既有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)光道,又有音響光道。在導(dǎo)入?yún)^(qū)、用戶數(shù)據(jù)區(qū)和導(dǎo)出區(qū)這三個(gè)區(qū)中,都有信息光道。不過導(dǎo)入?yún)^(qū)只有一條信息光道,稱為導(dǎo)入光道(Lead-in Track);導(dǎo)出區(qū)也只有一條信息光道,稱為導(dǎo)出光道(Lead-out Track)。用戶數(shù)據(jù)記錄在用戶數(shù)據(jù)區(qū)中的信息光道上。所有含有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的信息光道都要用扇區(qū)來構(gòu)造,而一些物理光道則可以用來把信息區(qū)中的信息光道連接起來。
錯(cuò)誤檢測與糾正激光盤同磁盤、磁帶一類的數(shù)據(jù)記錄媒體一樣,受到盤的制作材料的性能、生產(chǎn)技術(shù)水平、驅(qū)動(dòng)器以及使用人員水平等的限制,從盤上讀出的數(shù)據(jù)很難完全正確。據(jù)有關(guān)研究機(jī)構(gòu)測試和統(tǒng)計(jì),一片未使用過的只讀光盤,其原始誤碼率約為3×10-4;有傷痕的盤約為5×10-3。針對這種情況,激光盤存儲采用了功能強(qiáng)大的錯(cuò)誤碼檢測和糾正措施,采用的具體對策歸納起來有三種:(1)錯(cuò)誤檢測碼EDC(Error Detection Code)。采用CRC碼(cyclic Redundancy Code)檢測讀出數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)。CRC碼有很強(qiáng)的檢錯(cuò)功能,但沒有開發(fā)它的糾錯(cuò)功能,因此只用它來檢錯(cuò)。(2)錯(cuò)誤校正碼或稱為糾錯(cuò)碼ECC(Error Correction Code)。采用里德-索洛蒙碼,簡稱為RS碼,進(jìn)行糾錯(cuò)。RS碼被認(rèn)為是性能很好的糾錯(cuò)碼。(3)交差里德-索洛蒙碼CIRC(Cross Interleaved Reed-Solomon Code)。這個(gè)碼可以理解為在用RS編譯碼前后,對數(shù)據(jù)進(jìn)行插值和交叉處理。
1、CD的誕生
CD代表小型鐳射盤,是一個(gè)用于所有CD媒體格式的一般術(shù)語。市場上有的CD格式包括聲頻CD,CD-ROM,CD-ROM XA,照片CD,CD-I和視頻CD等等。在這多樣的CD格式中,最為人們熟悉的一個(gè)或許是聲頻CD,它是一個(gè)用于存儲聲音信號軌道如音樂和歌的標(biāo)準(zhǔn)CD格式。CD數(shù)字聲頻信號(CDDA)是由Sony和Philip在1980年期間作為音樂傳播的一個(gè)形式來介紹的。因?yàn)槁曨lCD的巨大成功,今天這種媒體的用途已經(jīng)擴(kuò)大到進(jìn)行數(shù)據(jù)儲存,目的是數(shù)據(jù)存檔和傳遞。和各種傳統(tǒng)數(shù)據(jù)儲存的媒體如軟盤和錄音帶相比,CD是最適于儲存大數(shù)量的數(shù)據(jù),它可能是任何形式或組合的計(jì)算機(jī)文件、聲頻信號數(shù)據(jù)、照片映像文件,軟件應(yīng)用程序和視頻數(shù)據(jù)。CD的優(yōu)點(diǎn)包括耐用性、便利、和有效的花費(fèi)。
2、擴(kuò)展CD的標(biāo)準(zhǔn)
1989年,日本Taiyo Yuden公司開發(fā)出一種表面包上一薄層金的有機(jī)純基CD媒體。這種新媒體不僅提供和銀質(zhì)壓縮CD同樣的物理特性和容量,而且也具有比商用復(fù)制CD較好的反射特性。這種媒體能通過一個(gè)可在光盤上寫信息的專門設(shè)備進(jìn)行記錄,并且反過來所寫的光盤能被任何CD-ROM驅(qū)動(dòng)器讀取。記錄信息到媒體上的設(shè)備稱為光盤記錄器(CD-記錄器)而媒體稱為一個(gè)可記錄光盤CD-R(CD Recordable)。CD-R技術(shù)的發(fā)明帶來許多好處如:(1)你可用低花費(fèi)在一個(gè)桌面PC上制造你自己的CD-ROM光盤;(2)你可以選擇任何合適的CD格式記錄你的信息;(3)避免與商務(wù)培訓(xùn)相關(guān)的昂貴培訓(xùn)花費(fèi)和復(fù)制設(shè)施。因?yàn)榈湫偷腃D-R媒體有70-100年的壽命,它對數(shù)據(jù)長期保存是很理想的。對于壽命短得多的磁性媒體,這是一個(gè)顯著的提高。CD-R技術(shù)是一個(gè)突破,它將引進(jìn)下一個(gè)數(shù)據(jù)貯存技術(shù)的革命,因?yàn)樵谶@個(gè)信息爆炸時(shí)代對大容量的需要是與日俱增的。
3、CD的標(biāo)準(zhǔn)
ISO9660是個(gè)國際上認(rèn)可的CD媒體邏輯級標(biāo)準(zhǔn),它定義了CD-ROM上文件和目錄的格式.此標(biāo)準(zhǔn)允許有不同操作系統(tǒng)的不同計(jì)算機(jī)訪問同樣的數(shù)據(jù)格式.CD-ROM當(dāng)前的成功不僅應(yīng)歸于媒體自身明顯的優(yōu)勢,而且歸于通過ISO9660之類的標(biāo)準(zhǔn)完成了媒體的全世界認(rèn)同和彼此協(xié)作性.所有計(jì)算機(jī)平臺將數(shù)據(jù)作為一個(gè)文件系統(tǒng)放在光盤.文件系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成為UNIX,VAXVMS,MS-DOS和Mac及它們的各種派生系統(tǒng)所公認(rèn),ISO9660意味著與不同操作系統(tǒng)兼容.這種兼容性是通過使用所有目標(biāo)系統(tǒng)共有功能來實(shí)現(xiàn).因此,ISO9660要求以下幾條限制:
1)目錄樹不可超過8級
2)沒有長文件名:一文件名包括它的擴(kuò)展名必須是少于30個(gè)字符.但是,對于在MS-DOS下使用,它有更多限制:文件名最多8個(gè)字符,而擴(kuò)展名最多3個(gè)字符
3)在目錄名里沒有擴(kuò)展名
4)只可是大寫字母
5)不允許一些特殊字符,如%或@.
光盤刻錄軟件將幫助你在正式傳送數(shù)據(jù)到CD記錄器進(jìn)行記錄之前創(chuàng)建一ISO9660映像文件.使用很方便,并且有助于去除運(yùn)行時(shí)記錄錯(cuò)誤.如緩存區(qū)欠載運(yùn)行.
4、擴(kuò)展ISO9660----Joliet和Romeo文件系統(tǒng)
在ISO9660中有一些限制,如字符設(shè)置限制,文件名長度限制和目錄樹深度限制.這些規(guī)定阻礙了用戶復(fù)制數(shù)據(jù)到可被不同計(jì)算機(jī)平臺讀取的CD-ROM.因此,一些操作系統(tǒng)出售商已經(jīng)以幾種方式擴(kuò)展ISO9660.
Joliet文件系統(tǒng)是擴(kuò)展文件系統(tǒng)之一,由Microsoft提出和實(shí)現(xiàn).它以ISO9660(1988)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ).如果一CD是用Joliet文件系統(tǒng)創(chuàng)建,它只能在window 9x和window NT4.0或更新版下讀取,但是不能在任何其它平臺上讀取.在Joliet文件系統(tǒng)下,長文件名允許字符數(shù)最多為64,長目錄允許數(shù)目最多為64.但是,文件名加它的完全路徑總字符數(shù)不能超過120.
Romeo只定義為window9x長文件名,最多128字符。
4、光盤的規(guī)格
在光盤上存儲信息前,必須使用某種特定的方法來壓縮數(shù)據(jù),為了統(tǒng)一壓縮方式,各廠商制訂了許多標(biāo)準(zhǔn),讓刻錄出來的光盤可以在不同機(jī)器上使用。這些標(biāo)準(zhǔn)是在不同的年代制訂出來的,以各種顏色的封裝來表示,常見規(guī)格如下:
1)紅皮書(Red Book)
它是由Philips和Sony于1980年制定的,是用于存儲音頻聲音軌道的CD-DA光盤標(biāo)準(zhǔn),此規(guī)格僅包含音頻扇區(qū)的軌道。由于CD-ROM來源于音頻CD,光盤上儲存的大量信息可根據(jù)分鐘、秒、楨測定,其中:
1分=60秒
1秒=75楨
1楨=2048字節(jié)(2千字節(jié))模式1用戶數(shù)據(jù)
注意由于扇區(qū)邊界的額外消耗,光盤上文件占用的實(shí)際空間通常大于其原大小。光盤的容量是用單倍速(150KB/秒)計(jì)算的,一張光盤可以存儲74分鐘音樂或650MB數(shù)據(jù),換算方法為74(分)*60(秒)*150(KB)=666000KB=650MB,雙速刻錄音樂CD的時(shí)間為74/2=37分鐘,即37分鐘可以刻650MB數(shù)據(jù)。
2)黃皮書(Yellow Book)
它是由Philips和Sony于1983年制定的CD-ROM數(shù)據(jù)光盤標(biāo)準(zhǔn),此規(guī)格僅包含數(shù)據(jù)扇區(qū),其中分為兩種模式。
Mode 1
在CD-ROM中加入了ECC(Error Checking and Correction,錯(cuò)誤檢查修正)校驗(yàn),每個(gè)磁區(qū)可存儲2048 Byte數(shù)據(jù),適合存儲常規(guī)資料。
Mode 2
撤除ECC校驗(yàn),增加了文件存儲空間,每個(gè)磁區(qū)可存儲2336 Byte,適合存儲圖形和音樂資料。
在黃皮書中定義一個(gè)2352字節(jié)的單位稱為塊(Block)
3)綠皮書(Green Book)
于1986年制定,是CD-I互動(dòng)光盤的標(biāo)準(zhǔn)。
4)黃皮書 (Yellow Book Advanced)
于1989年制定,補(bǔ)充了CD-ROM/XA(CD-ROM eXtended Architecture)光盤的標(biāo)準(zhǔn)。增加了Mode 2的規(guī)格:
form1:加入ECC(Error Checking and Correction,錯(cuò)誤檢查修正)校驗(yàn),每個(gè)磁區(qū)可存儲2048 Byte,并能作為Mode 1格式。
form 2,撤除ECC校驗(yàn),增加了文件存儲空間,每個(gè)磁區(qū)可存儲2328 Byte,和Mode 2一樣適合存儲圖形和音樂資料。
黃皮書增強(qiáng)版的最大用處是可以交錯(cuò)地存放數(shù)據(jù)或音像,避免音像同傳時(shí)產(chǎn)生的斷續(xù)現(xiàn)象。
5)橙皮書(Orange Book)
它包含了CD-R可刻錄光盤的標(biāo)準(zhǔn),CD的物理結(jié)構(gòu)定義為:扇區(qū)包含在軌道中,軌道包含在數(shù)據(jù)區(qū)中,且數(shù)據(jù)區(qū)包含在光盤中。
6)白皮書(White Book)
它定義了VCD(Video CD,視頻CD)的標(biāo)準(zhǔn)
7)藍(lán)皮書(Blue Book)
此標(biāo)準(zhǔn)定義了額外模式光盤(CD-Extra),規(guī)定第一個(gè)軌道為CD-DA音樂段,第二個(gè)軌道為CD-ROM數(shù)據(jù)段。
4、金質(zhì)光盤和銀質(zhì)光盤間的差異
金質(zhì)光盤,也稱為CD-R光盤,是在一空白光盤上包上一薄反射性的金質(zhì)層。銀質(zhì)光盤,也稱為商用復(fù)制CD,具有一鋁制薄層。因?yàn)椴煌腻儗臃绞?,物理外觀,特別是顏色,在這二類CD之間是不同的。一個(gè)空白金質(zhì)光盤可用作可記錄媒體,你可以使用一個(gè)CD記錄器寫數(shù)據(jù)和音樂信號到金質(zhì)光盤,而一個(gè)銀質(zhì)光盤不能作為一個(gè)可記錄的媒體使用,因?yàn)閿?shù)據(jù)已經(jīng)被壓縮進(jìn)聚碳酸酯。銀質(zhì)光盤的壽命大約是25年而金質(zhì)光盤的壽命是70--100年。這個(gè)事實(shí)指出它們的不同用途:銀質(zhì)光盤是適用于數(shù)據(jù)傳遞和大量商用復(fù)制,而金質(zhì)光盤對于數(shù)據(jù)存檔來說是理想的。
CD-R、CD-RW光盤按表面涂層的不同,可以分為以下幾種:
1)綠盤
由Taiyo Yuden公司研發(fā),原材料為Cyanine(青色素),保存年限為75年,這是最早開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn),兼容性最為出色,制造商有Taiyo Yuden、TDK、Ricoh(理光)、Mitsubishi(三菱)。
2)藍(lán)盤
由Verbatim公司研發(fā),原材料為Azo(偶氮),在銀質(zhì)反射層的反光下,你會(huì)看見水藍(lán)色的盤面,存儲時(shí)間為100年,制造商有Verbatim和Mitsubishi。
3)金盤
由Mitsui Toatsu公司研發(fā),原材料為Phthalocyanine(酞菁),抗光性強(qiáng),存儲時(shí)間長達(dá)100年,制造商有Mitsui Toatsu、Kodak(柯達(dá))。
4)紫盤(CD-RW)
它采用特殊材料制成,只有類似紫玻璃的一種顏色。CD-RW以相變式技術(shù)來生產(chǎn)結(jié)晶和非結(jié)晶狀態(tài),分別表示0和1,并可以多次寫入,也稱為可復(fù)寫光盤。
5、CD-ROM、CD-R、CD-RW的不同之處
雖然CD-ROM、CD-R、CD-RW都是光盤,但它們的實(shí)質(zhì)大不相同。CD-ROM是最常見的,表面是白色的,也叫銀盤。它由光盤加工線大批量生產(chǎn)出來,一生產(chǎn)出來就已經(jīng)有內(nèi)容了,刻錄機(jī)是無法做出CD-ROM的。
CD-R的表面涂有反射層(綠、藍(lán)或金色),剛生產(chǎn)出來時(shí)是無內(nèi)容的,刻錄之后,盤片的顏色會(huì)改變,此時(shí)資料已經(jīng)存儲進(jìn)去,的CD-R/CD-RW無需格式化就可使用,就像軟盤買回來就可以用一樣,非常方便哦!
CD-RW(Compact Disc-Rewritable,可重復(fù)刻錄光盤)也有反射層(紫色),并可以多次使用,極限為1千次左右,雖然不能當(dāng)硬盤,但用于備份也是不錯(cuò)的
1
Photo Compact Disk
光盤
2
Super Audio Compact Disk
超級音頻光盤
3
Special Interest Group on CD-ROM Applications and Technology
光盤應(yīng)用及技術(shù)特別興趣小組
4
Compact Disk-Extended Architecture
延伸架構(gòu)光盤
5
Compact Disk-Write Once
一次寫入光盤
6
Compact Disc Re-Writable
可重寫光盤
7
Compact Disk File System
光盤文件系統(tǒng)
8
Compact Disk
光盤
9
Compact Disk-Real Time Operating System
光盤-實(shí)時(shí)作業(yè)系統(tǒng)
10
Compact Disk-Read Only Memory Data Exchange Standard
光盤-只讀存儲器數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)
11
Compact Disk-Recordable
光盤刻錄機(jī)
12
Compact Disk-Magneto Optical
磁光盤
13
compact disk-interactive
交互式光盤
14
compact disc-digital audio
數(shù)字音頻光盤
15
Compact Disk Plus Graphics
光盤加圖像
16
Computer Output to Laser Disk
電腦輸出至光盤
17
Digital Video/Versatile Disk
數(shù)字視頻/ 多用光盤
18
videodisc
可視光盤,錄像盤
19
recordable,compact disk- (CD-R)
光盤刻錄機(jī)
20
optical-disk drive
光盤驅(qū)動(dòng)器
日本東京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種材料,可以用來制造更便宜、容量更大得多的超級光盤,可以儲存的容量是一般DVD的5千倍。
這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)的主持人、東京大學(xué)化學(xué)教授大越慎一(Shin-ichi Ohkoshi)24日表示,這種材料平常是能導(dǎo)電的黑色金屬狀態(tài),在受到光的點(diǎn)擊后會(huì)轉(zhuǎn)變成棕色的半導(dǎo)體。這是一種透明的新型氧化鈦,在室溫下受到光的照射,能夠任意在金屬和半導(dǎo)體之間轉(zhuǎn)變,因而產(chǎn)生儲存數(shù)據(jù)的功能。
大越慎一表示,這種材料是新一代光學(xué)儲存裝置的明日之星,它所制成的新光碟,容量是藍(lán)光光盤的1千倍,而藍(lán)光光盤的容量則是一般DVD的5倍。一般來說,一張DVD容量為4.7G,一張藍(lán)光光盤容量為25G。最新的藍(lán)光協(xié)會(huì)表示,新藍(lán)光光盤容量可以達(dá)到128G。但是東京大學(xué)的最新光盤容量將達(dá)25000G,也就是所謂的25TB。
2012年11月,富士新技術(shù)單張盤片容量可達(dá)15TB。
富士膠片開發(fā)出了利用雙光子吸收熱量的新型光盤記錄方式,現(xiàn)已確認(rèn)可實(shí)現(xiàn)每層25GB的記錄密度,與藍(lán)光光盤相同,并且該技術(shù)有可能實(shí)現(xiàn)多達(dá)20層的多層化。利用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)雙面、總?cè)萘繛?TB的光盤。此次開發(fā)的新型記錄技術(shù)有兩大特點(diǎn),分別是(1)未來有可能通過一張光盤實(shí)現(xiàn)15TB的容量(2)有望實(shí)現(xiàn)與磁帶同等的低成本,成本僅為HDD硬盤的1/3。
富士膠片此次的記錄方式利用了適于實(shí)現(xiàn)多層化的雙光子吸收現(xiàn)象。由于伴隨雙光子吸收產(chǎn)生的反應(yīng)可以限定在激光焦點(diǎn)的較小范圍內(nèi),因此可以增加記錄層的數(shù)量。通過改變照射激光的照射時(shí)間,還可以控制凸形記錄標(biāo)志的高度,從而可實(shí)現(xiàn)多值化。根據(jù)果推測,富士膠片“將來有可能實(shí)現(xiàn)容量為25GB/層×3倍(8值)×100層×2倍(雙面)=15TB的光盤”。
光盤數(shù)據(jù)側(cè)的強(qiáng)反光性是我們用它當(dāng)燈罩材料的原因
看這是什么?一棵“光盤樹”!有時(shí)候我們只要多動(dòng)動(dòng)腦筋,不需要?jiǎng)谏褓M(fèi)力,就能做出令人稱奇的藝術(shù)品
用了幾年電腦的人,都會(huì)有大把的報(bào)廢光盤。通常我們會(huì)把這些廢盤扔掉,無意中讓這些廢塑料污染了環(huán)境。
用不能用,扔又沒地方扔,難道報(bào)廢的光盤真的這么難處理?有沒有什么辦法把它們充分利用起來,為我們的生活增添一點(diǎn)光彩?
如果你開著一個(gè)飾品店,或者是一個(gè)時(shí)尚愛好者,那么耳環(huán)如何擺放一定經(jīng)常困擾著你。如果把耳環(huán)放在盒子里,戴的時(shí)候可有點(diǎn)麻煩——首先是難找,再者,如果纏到一塊,就更麻煩了。我可以教您一個(gè)辦法,用廢舊CD做個(gè)耳環(huán)架,既漂亮,又實(shí)用,要是在女朋友生日送她,那就太浪漫了。
首先,準(zhǔn)備一個(gè)紙筒,尺寸比CD中心圓孔稍大,或者正好與CD中心孔大小一樣。測量CD中心孔的尺寸,如果比紙筒尺寸大,用木銼小心地把中心孔擴(kuò)大一些(這個(gè)過程一定要小心,用勁稍大,CD就可能碎掉,那可就前功盡棄了)。然后把CD數(shù)據(jù)面向上套在準(zhǔn)備好的紙筒上(盡量接近紙筒底端),再在紙筒上不同方向插3個(gè)大頭針,用于支撐CD,這樣,耳環(huán)架的底座就做好了。
同樣,再取3到4張CD,擴(kuò)大中心孔,然后用鉆或木挫在CD邊緣打出幾個(gè)小孔,如果耳環(huán)多,不妨多打幾個(gè)。重復(fù)以上步驟,把CD套在紙筒上,用大頭針支撐,就可以了。
如果把耳環(huán)架放在展覽櫥窗里,燈光照射下,CD的光亮與耳環(huán)的寶石交相輝映,效果太棒了。
說光反射器,可能大家有點(diǎn)糊涂,其實(shí)我們要做的就是把CD安裝到燈罩里,這樣,光的反射效果增強(qiáng),看起來燈光就更亮了。
首先,測量燈罩的尺寸,看需要幾張CD,以CD能均勻地安裝在燈罩里面?zhèn)冗吋纯桑ㄒ话?~5張就夠了)。
然后在CD邊緣對稱打4個(gè)孔(3點(diǎn)、6點(diǎn)、9點(diǎn)、12點(diǎn))。同樣要注意的是,打孔的時(shí)候要小心,不要把CD弄碎了。
再次看一下燈罩尺寸,確定CD的安裝位置,把CD放在燈罩里面,在燈罩相應(yīng)位置上打孔,用彩帶穿過CD與燈罩對應(yīng)位置的孔,把CD固定在燈罩上(3點(diǎn)連6點(diǎn)、9點(diǎn)連12點(diǎn)、或者3點(diǎn)連6點(diǎn)、6點(diǎn)連12點(diǎn)、看您更喜歡什么樣的形狀了),要注意彩帶的接頭放在燈罩里面,如果接頭在外面,那也沒關(guān)系,不妨打個(gè)蝴蝶結(jié),同樣漂亮。
把所有CD在燈罩上固定好,光反射器就做好了,接上電源試一試,亮度明顯提高!
原來也有人在摩托車后面裝CD當(dāng)反光鏡,也是利用了這個(gè)原理,不過用CD做燈罩顯然更時(shí)髦一些是吧。
做CD臺燈的想法源于一次偶然的發(fā)現(xiàn)。我原來工作的公司有很多CD,這些CD堆在窗臺上,幾乎把窗戶都全擋上了,當(dāng)陽光透過CD照進(jìn)來的時(shí)候,呈淡淡的藍(lán)色,讓人心曠神怡。從那時(shí)起,我就一直在想,如果能用CD做個(gè)臺燈就太好了。
但這個(gè)想法實(shí)現(xiàn)起來還是挺困難,首先要有大量的CD盤,其次,還要有合適的燈具,燈管尺寸不能太粗,瓦數(shù)又不能太大(否則,CD就要被烤焦了)。經(jīng)過幾年的積攢,我終于備齊了所有的材料,制作了一盞獨(dú)一無二的夢幻水晶燈。
首先,準(zhǔn)備一個(gè)應(yīng)急燈,燈管尺寸要比CD中心孔略小。把應(yīng)急燈拆開,保留熒光燈管、燈管接頭、電池盒、開關(guān)、電路元件備用。
然后制作臺燈的底座。取一塊三合板,鋸出3~4個(gè)比CD盤略大的圓形,用白乳膠粘起來并打磨光滑。在底座下方挖一個(gè)洞,尺寸以正好容納電池盒為好,并在電池盒位置鉆一個(gè)小孔用于走線。在底座上方錯(cuò)開電池盒的位置也挖一個(gè)洞,把電路板固定在這里。在底座中心挖一個(gè)圓孔用于固定下方的燈管接頭,然后再把電源開關(guān)固定在底座側(cè)方,這樣底座就做好了。
接著制作臺燈的燈架。首先看CD中心孔尺寸是否比燈管稍大,如果CD中心孔尺寸偏小,用銼刀把中心孔擴(kuò)大一些,然后在距離中心5CM的位置打一個(gè)小孔(用于走線)。所有CD都加工好以后,把底座線路以及燈管下部接頭接好,固定好燈管,把第一片CD光面向上套在燈管上,連接上部燈管接頭的電線從預(yù)先打好的小孔中穿過,在第一片CD面上涂少量白乳膠,再套另一片CD,用手掌輕輕壓緊。重復(fù)這一步驟,直到CD盤厚度達(dá)到理想的高度。
最后,連接好燈管上方接頭,裝上電池,開啟開關(guān),夢幻水晶燈就做好了。最后,要再次提醒您,燈管功率不要太高,否則把CD烤焦可就煞風(fēng)景了。
從廢舊光盤制作耳環(huán)架,我們可以得到一些啟發(fā)——是不是可以用廢光盤制作風(fēng)鈴?
還是先給光盤邊緣打幾個(gè)孔,把幾張光盤用線串在一起,底下系一個(gè)小鈴鐺,吊在窗臺上就變成了一個(gè)很好看的風(fēng)鈴,既簡單又便宜。
把家里的石英小鬧鐘拆開,留下機(jī)芯和時(shí)針分針,把這三者裝到光盤上,并在光盤上按照自己的喜好做上刻度,放上電池,一個(gè)既簡潔又個(gè)性的小時(shí)鐘就做好了。
辦公室里面缺少綠色,有的朋友可能想養(yǎng)盆花,但是花盆不但占地較大,而且很容易弄臟桌子。辦公室里面有什么東西可以拿來做花盆?那就是廢光盤、紙杯和膠帶紙!
首先找四張廢光盤,一張挨一張擺成一排,每張光盤之間預(yù)留2毫米空隙,然后用膠帶紙粘一下,把四張盤固定好,然后將它們數(shù)據(jù)面向內(nèi),卷成一個(gè)圈。
接著用第5張光盤,配合膠帶紙,給這個(gè)花盆做一個(gè)底——這樣我們就有了一個(gè)只有上方開口的光盤“盒子”。
我們知道光盤的數(shù)據(jù)面是光亮的,而另一面卻不好看。為了避免這個(gè)問題,我們再拿出4張廢光盤,數(shù)據(jù)面向外,貼在花盆的四個(gè)側(cè)面。
拿一個(gè)裝滿水的紙杯放在花盆里,再拿出一張廢光盤,把一棵吊蘭從它的中間穿過,輕輕放在花盆上,確保吊蘭的根已經(jīng)泡在了紙杯的水中。