CD-DA
1979年,Philips和Sony公司结盟联合开发CD-DA(Compact Disc-Digital Audio,精密光盘数字音频)标准。Philips已经是开发了商业的激光唱盘播放器,Sony旗下则有十几年的数字记录技术研究经验。当它们就规范单一的音频技术进行协定时,这两个公司陷入了争吵——这就引入了潜在的不兼容的音频激光盘格式。
Phlipis公司主要进行物理设计,它设计的CD类似于先前生产的激光唱盘,盘上的凹陷(pit)和平地(land)可以通过激光读取;Sony则主要进行数模电路的设计,特别是数字编码和纠错码设计。
1980年,这两个公司发布了CD-DA标准,就是今天所说的红皮书标准(因发布文档的封面为红而得名)。红皮书包括记录、采集以及今天仍然使用的120mm(4.72英寸)直径物理格式等规范。据说确定这个光盘尺寸是因为它可以容纳在没有中断情况下大约70分钟的贝多芬第九交响曲的全部内容。
该规范发布以后,这两家公司竞相推出第一款商用CD音频驱动器。由于Sony在数字电路方面有丰富的经验,在与Phlipis 竞争了一个月以后最终取胜,并于1982年10月1日推出了CDP-101播放器和世界上第一个CD唱片——Billy Joe的52nd Street 专辑。该播放器首先在日本上市,然后是欧洲,直到1983年初才打入美国市场。1984年,Sony又推出了第一个可移动便携式CD播放器。
CD-ROM
CD-ROM,又称为致密盘只读存储器,是一种只读的光存储介质。它是利用原本用于音频CD的CD-DA(Digital Audio)格式发展起来的。其它的格式,如CD-R(CD-Recordable)和CD-RW(CD-ReWritable)则是使光盘增加了可写入的能力。长久以来,CD-ROM驱动器一直都被认为是大多PC机的标准设备。
CD-ROM规格的黄皮书由Philips、Sony和微软于1983年推出,经历了多次修正,黄皮书采用了CD-DA(红皮书)的物理格式,并添加了一层错误检测和纠正的标准,以保证数据存储的可靠性。另外还增加了同步和标示信息以便更加准确地定位。黄皮书规定了两种模式,分别提供了不同的检错和纠错机制,这是因为存储数据文档(计算机文件)不允许有任何错误,而视频影像和声音等数据则可以允许少许错误。1989年,黄皮书被ISO接受为120mm只读光盘(CD-ROM)数据交换的国际标准-ISO/IEC 10149。
CD-ROM是一种只读光存储介质,能在直径120mm(4.72英寸)、1.2mm(0.047英寸)厚的单面盘上保存74~80分钟的高保真音频,或682MB(74分钟)/737MB(80分钟)的数据信息。CD-ROM与普通常见的CD光盘外形相同,但CD-ROM存储的是数据而不是音频。PC里的CD-ROM驱动器读取数据和CD播放器方式相似,主要区别在于CD-ROM驱动器电路中引进了检查纠错机制,保障读取数据时不发生错误。
CD-ROM光盘由碳酸脂做成,中心带有直径15mm的孔洞。在盘基上浇铸了一个螺旋状的物理磁道,从光盘的内部一直螺旋到最外圈,磁道内部排列着一个个蚀刻的“凹陷”,由这些“凹坑”和“平地”构成了存储的数据信息。由于读光盘的激光会穿过塑料层,因此需要在其上面覆盖一层金属反射层(通常为铝合金)使它可以反射光,然后再在铝合金层上覆盖一层丙惜酸的保护层。需要注意的是CD-ROM光盘的表面变脏和划伤时都会降低其可读性。尽管光盘是从下方读取的,尽量避免使用圆珠笔之类的硬制笔在光盘正面写字,容易划伤保护层下的数据层。
CD-R
Phlips、Sony公司于1989年发布了可刻录光盘标准的桔皮书,它包含有三个部分:部分1是CD-MO(Magneto-Optical,光磁式)标准,是种可重写刻录的标准,但该标准不久就被取消,甚至没有任何该标准的产品问世。部分2则制定了CD-R标准;部分3则制定了CD-RW标准。
CD-R是一种一次写入、永久读的标准。CD-R光盘写入数据后,该光盘就不能再刻写了。刻录得到的光盘可以在CD-DA 或CD-ROM驱动器上读取。CD-R与CD-ROM的工作原理相同,都是通过激光照射到盘片上的“凹陷”和“平地”其反射光的变化来读取的;不同之处在于CD=ROM的“凹陷”是印制的,而CD-R刻录机烧制而成。
由于产品和生产线的不同,CD-R盘片产品的反射层采用不同的染料,也就是习惯上人们称为的“金盘”、
“绿盘”和“蓝盘”,各自的颜、性能都存在差异,而各自也都存在各自的优势。
CD-R盘片介制对比
CD-RW
1996年初,Ricoh(理光)、Phlips(飞利普)、Sony(索尼)、Yamaha(雅马哈)、Hewlett-Packard以及Mitsubishi化学公司建立了一个工业论坛,发布了CD-RW格式标准。该标准由Ricoh大力发展,并于1996年推出了业界第一款CD-RW驱动器,型号为MP6200S,是一种刻录速度2倍速,2倍速复写,6倍速读取的产品。同时桔皮书的第三部分也正式出台,从此CD-RW标准才被正式定义。
从那时开始CD-RW驱动器就取代了CD-R驱动器,CD-RW驱动器完全兼容CD-R驱动器,完全支持CD-R盘片。CD-RW 光盘刻录的方式与CD-R光盘相同,区别就在于其可以擦除并多次重写。这样CD-RW盘可以视做软盘,可以进行文件的复制、删除等操作,方便灵活。
CD-RW光盘与CD-R光盘主要有四个方面不同:
cdrw的rw是什么意思•可重写
•价格更高
•写入速度慢
•反射率更低
CD-RW盘片的写入速度要低于CD-R光盘,这是因为在写入数据时,激光需要更多的时间对光盘进行操作。与CD-R有机染料层不同,CD-RW盘片的刻录层由银、铟、锑、碲合金构成。合金的刻录层具有一个约20%发射率的多晶结构。CD-RW驱动器的激光头有两种波长设置,分别为写(P-Write)和擦除(P-Eraze),刻录时激光把刻录层的物质加热到500~700摄氏度之间,使其熔化。在液态状态下,该物质的分子自由运动,多晶结构被改变,呈现一种非晶状(随即)状态。而在此状态下凝固的刻录层物质,反射率只有5%,而这些反射率低的地方就相当于CD-ROM盘片上的“凹陷”。
上述方法是写入数据时CD-RW的过程,而要擦除数据就必须让刻录层物质恢复到多晶结构。此时激光头采用低能量的擦除状态,它会把刻录层物质加热到200摄氏度,不会使其熔化,但会使其软化。刻录层物质在软化并慢慢冷却时,其分子结构就会从5%反射率的非晶状结构转化为20%反射率的多晶结构。就恢复到了CD-RW光盘初始状态。
在实际工作中,CD-RW驱动器并不是把所有数据内容擦除之后再进行数据刻录的,而是采用直接重写的方法,,把要写入数据的地方直接重写就是了。换个角度来说,就是刻录数据时,激光头随时在写和擦除状态转换,适时根据需要调整。
CD-I
CD-I规格由Philips和Sony于1986年发布的,也就是绿皮书标准。CD-I不仅仅是一种格式,它还是一个用于整个交互式系统的完整规范,CD-I播放器实际上是一种专用计算机。CD-I标准允许在同一张光盘上同时有音频和视频数据,并且这些数据可以交错存放,以保持图像和声音之间的同步。
黄皮书定义了CD-ROM的两种结构,分别为模式1和模式2;而绿皮书(CD-I)则为模式2添加了两种形式,即模式2、形式1和模式2、形式2,进一步完善了黄皮书中的模式2。模式2、形式1使用了ECC及黄皮书模式1类似的2048字节的数据存储,但又略为做了改动。模式2、形式2则不提供ECC,可以存放2324个字节的数据。由于不支持ECC,因而形式2的扇区只能存放视频和音频此类能容许微小错误的信
息。
CD-I光盘中可以存放教育培训程序、游戏、百科全书、卡拉OK以及影片等内容,需要指出的是,CD-I光盘不能在PC机上播放;事实上,由于文件以OS/9格式存放,因此PC机根本无法查看光盘上的文件。不过,安装一些特殊的驱动程序就可以查看这一类文件,还有一家公司写了一个称为CD-ICE的CD-I模拟器,从而可以运行CD-I应用程序。
今天,CD-I格式已经过时了,基本在市面上已消失了。
CD-ROM XA
CD-ROM XA最初是由Phlips、Sony和微软于1989年对黄皮书(CD-ROM)的补充而制定的,它将部分绿皮书(CD-I)的特性引入到CD-ROM中,尤其在多媒体方面。CD-ROM XA向黄皮书标准添加了三个主要特性:第一个特性是改进了模式2扇区的扇区定义,引进了CD-I的形式概念;第二个特性是引进了一种称为交错存取的功能(将音频和视频信息混合);第三个特性是使用ADPCM对音频信息进行压缩。
PHOTO CD
Photo CD最初出现于1990年,直到1992年才正式发布,它是专门存储图片的CD-R光盘和驱动器标准,
主要由Kodak(柯达)。用户只要把胶片送到相应的柯达网点,他们就会把胶片以数字化的方式存储在Photo CD格式的CD-R光盘中,当然了这只是在极为专业的摄影方面才有可能用到,其昂贵的价格远远超出了普通用户的接受能力。
Photo CD光盘上的图像使用柯达自己的PhotoYCC编码格式压缩和存储,它对每张图像有最多6种不同的分辨率。
Photo CD分辨率
不同等级的分辨率供用户应用于不同的环境。Pro PhotoCD master盘则用于大规格胶片格式的专业摄影师,如70mm、120mm 或4x5英寸,这种盘中增加了更高分辨率(4096x6144)的图像,加入这种类型的图片后,一张此类光盘可以保存25到100张图片,视胶片格式而定。
VIDEO CD
Video CD(视频CD),由Phlips、JVC、Matsushita和Sony于1993年发布,其标准也称为“白皮书”,它基于绿皮书(CD-I)和CD-ROM XA标准允许在一张光盘上存储最多74分钟的MPEG-1视频和ADPCM数字音频数据。其可以在带有CD-ROM光驱的PC机上使用微软的媒体播放器来播放。随着DVD盘片的普及,此类产品也将逐渐退出历史舞台。
CD-EXTRA
CD-DA媒体厂商一直寻求一种能在CD上存储音乐又能存储数据的规范,用户既可以用CD机播放音频,而存储在CD上数据又不会影响CD机正常播放;而在PC机上又二者同时都能访问。解决此问题的关键在于,虽然CD磁道和数据磁道可以不同,但当CD机试图播放数据磁道时,必然会发出静电噪音。1995年Phlips、Sony开发了CD EXTRA规范,也就是蓝皮书标准。在CD EXTRA标准中定义了多会话技术来分离音频和数据磁道。光盘的音频部分可以包含多达98个标准红皮书音频磁道,而数据磁道一般由XA模式2扇区组成,可以包含有视频、歌曲、歌词、静态图片或其它多媒体信息。CD EXTRA更多的被CD媒体厂商制作成音频CD,在其中加入歌词、视频、歌手信息、图片等数据文件。
DVD-RAM
DVD-RAM是一种由先锋、日立以及东芝公司联合推出的可写DVD标准,它使用类似于CD-RW的技术。但由于在介制反射率和数据格式上的差异,多数标准的DVD-ROM光驱都不能读取DVD-RAM盘。可以读
取DVD-RAM盘的DVD-ROM光驱最早于1999年初被推出,符合MultiRead2标准的DVD-ROM和DVD播放器都可以读取DVD-RAM盘。
第一个DVD-RAM驱动器于1998年春推出,容量为2.6GB(单面)和5.2GB(双面)。容量为4.7GB的于1999年末问世,双面的9.4GB盘在2000年才被投放市场。DVD-RAM驱动器可以读取DVD视频、DVD-ROM和CD。
DVD-RAM的规范
DVD-RAM的优点是格式化时间很短,不足1分钟,格式化好的光盘不需特殊的软件就可进行写入和擦写,也就是说可以像软盘一样轻松使用,而且价格便宜,但只供有相关驱动器的电脑专用。从这一点看,与其他DVD刻录机相比,DVD-RAM更像MO一类的专用、高性能产品。
DVD-ROM
DVD-ROM盘片即DVD Read Only Memory只读盘,是存储电脑资料的只读光碟,用途类似CD-ROM,也就是CD-ROM光盘的换代产品。任何的数据信息都可以存放在DVD-ROM光盘上,如:电子出版物、多媒体软件以及电脑游戏等。DVD光盘的大容
量特性为软件创作者提供了巨大的想象空间和施展才能的舞台,可以利用它开发出更加丰富多彩的节目。以它大容量的特点来存放多媒体数据信息,将会给多媒体带来巨大的发展前景。用它来存储游戏,可在游戏中融入更多的情节及场景来增强虚拟现实的真实性。
由于DVD光盘依记录方式区分有单面单/双层与双面单/双层的规格,所以依照规格的不同,会有不同的容量,因此根据容量的不同可将DVD分成四种规格,分别是DVD-5、DVD-9、DVD-10与DVD-l8。目前市面上比较常见的是DVD-5 和DVD-9 碟片,DVD-10 和DVD-18 则要过一段时间才会大量上市。因为后者(双层DVD)涉及到碟片换面的工作,而且容量也太大,毕竟目前还很少有这么大的容量需求。
(1)DVD-5的规格:单面单层,所以标准的资料记录量为4.7GB。目前市场中以这种规格的DVD光盘居多,因为这个规格的生产成熟度最高。
(2)DVD-9的规格:单面双层,也就是将资料层增加到两层,中间夹入一个半透明反射层,如此一来读取第二层资料的时候,不需要将DVD盘片翻面,直接切换激光读取头的聚焦位置就可以了。理论上来说,资料记录量可以提升到9.4GB ,但是由于双层的构造会干扰信号的稳定度,所以实际上的最高资料记录
量只能够达到8.5GB。
(3)DVD-l0的规格:双面单层,也就是DVD片的正反面都可以储存资料,所以标准的资料记录量为9.4GB,为DVD-5的两倍。
(4)DVD-l8的规格:双面双层,也就是DVD-9的双面,容量可以高达l7GB。
DVD-R
DVD-R是一种类似CD-R的一次写入性介制,对于记录存档数据是相当理想的介制;DVD-R盘可以在标准的DVD-ROM驱动器上播放。
DVD-R的单面容量为3.95GB,约为CD-R容量的6倍,双面盘的容量还要加倍,这种盘使用一层有机燃料刻录,因此降低了材料成本。