光盤這些年（上）

虹

一提起光盤人們肯定會想到我們常見的CD或DVD。從應用格式來分，目前的光盤可以分為音頻、視頻、文檔、混合等多種格式。這些隨處可見的光盤，你知道它們是怎么發(fā)展而來的嗎？其實從光盤問世到現(xiàn)在已有30多年的歷史了，它經(jīng)歷多次技術(shù)革新才成為軟件發(fā)行和數(shù)據(jù)存儲的重要方式，在帶給人們數(shù)據(jù)存儲的便利和數(shù)碼娛樂享受的同時創(chuàng)造了一個又一個奇跡。今天我們就一起來了解一下光盤這些年的發(fā)展。

LD——拉開激光存儲時代的序幕

早在1958年，美國斯坦福大學的大衛(wèi)·保羅·格雷格（David Paul Gregg）發(fā)現(xiàn)，通過對激光聚焦后，可獲得直徑為1微米的激光束。隨后，他提出了以盤片為存儲介質(zhì)來記錄信息并采用激光技術(shù)以非接觸的方式記錄和讀取信息的想法，并于1961年申請了第一項“視盤”專利。此后，荷蘭的飛利浦公司在20世紀60年代末開始進行對激光束記錄和重放多媒體信息的研究，歷經(jīng)4年，于1972年獲得成功。1972年9月5日，飛利浦公司向新聞界展示了可以長時間播放電視節(jié)目的光盤系統(tǒng)，這個系統(tǒng)被正式命名為Laser Video Disc，簡稱LD系統(tǒng)（又稱激光視盤系統(tǒng)）。在這之后，飛利浦公司開始著手實際產(chǎn)品的研發(fā)。1978年，飛利浦公司成功推出激光視盤——LD。由此揭開了光存儲技術(shù)的序幕。

LD系統(tǒng)包括驅(qū)動器和光盤兩部分，采用激光以非接觸的方式來讀取存儲于盤片上的信息，光盤直徑為30厘米。LD與現(xiàn)代光盤系統(tǒng)的主要區(qū)別在于其影像和聲音都是使用頻率調(diào)制的模擬信號。

CD在設計之初即為音頻服務

由于LD巨大的體積和高昂的價格使其沒有

得到大范圍的普及，但其在光盤發(fā)展史上的價值卻毋庸置疑。

LD系統(tǒng)存儲的是非數(shù)字信號，因此從音質(zhì)上有一定的損壞。隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸將模擬信號變成用“1”和“0”表示的二進制數(shù)字信號，然后記錄到以塑料為基片的金屬圓盤上。飛利浦公司和索尼公司合作，經(jīng)過多年研究，于1980年成功地把這種記錄數(shù)字聲音的“圓盤”推向了市場，而且還為這種盤制定了標準，即世界聞名的“紅皮書”（Red Book）標準。這種盤又被稱為CD-DA（Compact Disc Digital Audio）盤，它的中文名字就是我們現(xiàn)在非常熟悉的“數(shù)字激光唱盤”，簡稱CD盤。

CD盤在設計之初即是為音頻工業(yè)服務，CD盤的發(fā)明在音樂產(chǎn)業(yè)引導了一場技術(shù)變革，其出眾的音質(zhì)以及耐損性，標志著從模擬模式到數(shù)碼音樂科技轉(zhuǎn)變的開始。CD盤的出現(xiàn)開創(chuàng)了數(shù)字音樂的歷史，其音質(zhì)水平在目前仍不落后。

CD從音頻轉(zhuǎn)向計算機存儲設備

由于CD盤采用數(shù)字技術(shù)來存儲音頻信息，而計算機上顯示的數(shù)據(jù)也是二進制的數(shù)字模式，這樣一來，CD盤與計算機具有了天然的聯(lián)系。只要將CD唱片中的音樂文件用數(shù)據(jù)文件替代，便能夠得到一種適用于計算機使用的大容量存儲介質(zhì)，CD盤很自然地成為計算機存儲的一種選擇。

于是飛利浦公司和索尼公司在大量開發(fā)CD盤的同時，又將目光投入到CD盤在計算機的外存儲設備上。1985年，飛利浦公司和索尼公司研制出了計算機上使用的CD-ROM設備，并推出了相應的物理格式標準，此標準被稱為“黃皮書”（Yellow Book）。

CD盤都是以音軌的形式來存儲歌曲，而計算機數(shù)據(jù)存儲采用的是數(shù)據(jù)塊的形式統(tǒng)一組織，每一塊都有自己的地址，邏輯塊與記錄塊再組成扇區(qū)，這樣組織之后不管數(shù)據(jù)放在光盤上哪一個區(qū)域都能夠被迅速找到，這保證了光盤上的數(shù)據(jù)可以被隨機讀取。

在CD-ROM剛剛出現(xiàn)時，計算機仍處于DOS時代。當時軟件普遍較小，3.5寸軟盤的1.44MB容量已經(jīng)能滿足當時的用戶需要，而CD-ROM大于600MB的容量對計算機來說既不必要又價格昂貴。這導致在一段時間里CD-ROM不太被消費者看好。

進入20世紀90年代，軟件規(guī)模急劇增大，Windows 32的出現(xiàn)使得一張軟盤不能再容下一個系統(tǒng)時，光盤巨大的容量開始備受矚目。此時有些公司開始嘗試使用光盤發(fā)行軟件，只是整體規(guī)模非常小，但是讓人們看到了光盤的穩(wěn)定性和快速的讀取速度。直到1995年，Windows 95出現(xiàn)，這個轟動一時的圖形化操作系統(tǒng)是第一個用光盤發(fā)行的操作系統(tǒng)。隨后，1500多家計算機軟硬件廠商共同制定了多媒體計算機標準。CD-ROM在其誕生10年的時候終于成為計算機的標準配置。

刻錄時代的來臨

在CD、CD-ROM技術(shù)發(fā)展成熟并且擁有大量的消費市場后，用戶開始不再滿足于母盤灌制的方式，消費者很希望像在錄音機上錄制磁帶一樣，自己制作喜歡的光盤內(nèi)容。CD-R和CD-RW的推出很好地解決了這個問題。

CD-R和CD-RW是在CD-ROM基礎上發(fā)展起來的兩種CD存儲技術(shù)。實現(xiàn)這兩種技術(shù)的設備就是CD-R驅(qū)動器和CD-RW驅(qū)動器，即我們現(xiàn)在所熟知的刻錄機。

1988年飛利浦公司發(fā)表CD-R可記錄光盤標準，CD-R光盤完全兼容CD-ROM。CD-R的工作原理十分簡單，它就是在普通的CD盤片中加了一層染色層，激光頭根據(jù)數(shù)據(jù)的不同，將來自計算機中的數(shù)據(jù)區(qū)分為“0”和“1”，并以坑點的形式在空白的CD-R光盤的記錄層上燒出可供讀取的反光點，這就是記錄數(shù)據(jù)，而讀取時則和普通的CD盤沒有區(qū)別。它采用一次性寫入方式。1990年，第一部

CD-R刻錄機由雅馬哈公司推出，刻錄速度為2X，需要通過專用的DSP卡與計算機相連，價格高達149000美元。

CD-R盤片只能夠?qū)懭艘淮?，無法進行多次讀寫，對于記錄數(shù)據(jù)這顯然是不夠的。為此，飛利浦公司在1995年4月提出了一種可兼容CD-ROM、CD-R的相變型可擦寫光盤CD-E（CD Erasable），該技術(shù)獲得了IBM、惠普、三菱、松下、索尼、奧林巴斯等許多公司的支持。 1996年10月，飛利浦、索尼、惠普、三菱和理光5家公司將該標準共同推出，并將其更名為CD-RW標準，該標準允許光盤數(shù)據(jù)的多次寫入和擦除。CD-RW的工作原理與CD-R基本相同，只是染色層變成可改寫的，不像CD-R用燒制這種破壞性的備份。其采用的技術(shù)稱為相變技術(shù)。在光盤內(nèi)部鍍上一層厚度為0.0004微米的薄膜，數(shù)字0和1的信息是通過激光照射后使這層材料在結(jié)晶與非結(jié)晶兩種狀態(tài)間轉(zhuǎn)換而得到的。由于材料的關(guān)系，晶體狀態(tài)改變的次數(shù)有限，CD-RW盤片平均只能擦寫1500次左右。

由于CD-RW是通過金屬相變來實現(xiàn)記錄的，光反射率只有CD-ROM的60%左右，因此早期的光驅(qū)無法讀取CD-RW。CD-RW刻錄機可同時支持CD-R、CD-RW和CD-ROM3種規(guī)格，與其他類型的光驅(qū)一樣，CD-RW刻錄機早期的問題是成本過高，速度太慢。1997年底，第一臺CD-RW刻錄機由惠普推出。

在刻錄機早期發(fā)展的年代，由于刻錄機的規(guī)格不統(tǒng)一以及出于對CD- ROM盤片格式的兼容性考慮，以致衍生出多種刻錄光盤數(shù)據(jù)格式，最有影響力的幾家大廠商幾乎都提出了自己的一套規(guī)格標準，所以當時如何保證對各種數(shù)據(jù)格式的支持就成為刻錄機要關(guān)注的焦點，這時候的刻錄機速度多數(shù)都在4X以下，為了能支持新數(shù)據(jù)格式往往需要配合專用的刻錄軟件。當刻錄機的速度慢慢提升到 8X—12X的時候，刻錄光盤的數(shù)據(jù)格式已經(jīng)穩(wěn)定下來，各個品牌所生產(chǎn)的刻錄機都能較好地支持主流的數(shù)據(jù)格式。

音視頻集于一身的VCD

一提起VCD，很多朋友會想起通過影碟機看大片或唱卡拉OK的年代吧。VCD也是從CD基礎上發(fā)展而來的。VCD全稱是Video Compact Disk，是一種全動態(tài)、全屏播放的視屏標準，就是一種壓縮過的圖像格式，也是一種在CD盤上存儲視頻信息的標準。VCD可以在個人電腦或VCD播放器以及大部分DVD播放器中播放。

VCD標準由索尼、飛利浦、JVC、松下等電器生產(chǎn)廠商聯(lián)合制定，屬于數(shù)字光盤的白皮書標準。世界上第一臺VCD播放機是我國的姜萬勐和美籍華人孫燕生于1993年共同研制的，取名為“萬燕”，也是兩人共同投資的公司名稱。1994年，萬燕開始批量生產(chǎn)VCD播放機，不過由于片源缺乏，使VCD播放機在市場發(fā)展上停滯了一段時間。1995年，盜版CD和VCD大量在中國沿海城鎮(zhèn)出現(xiàn)。中國消費者開始接受并熟悉VCD這一新生事物。同年，萬燕銷售VCD播放機60萬臺，到了1997年，萬燕銷售VCD播放機1000多萬臺。很多廠商都看到了VCD市場這塊大蛋糕，于是，愛多、步步高、新科等新品牌開始大規(guī)模進入市場，并占據(jù)VCD大部分市場。

1998年，中國VCD行業(yè)出現(xiàn)首次危機。由于VCD在圖像質(zhì)量方面不理想，很多廠家為了穩(wěn)固消費市場，紛紛將VCD改良后以SVCD、CVD、EVD等產(chǎn)品形勢推向市場。廈新、萬燕等SVCD陣營與愛多等CVD陣營還展開了一場前所未有的的VCD市場爭奪戰(zhàn)，引發(fā)全國性的SVCD與CVD標準之爭，信息產(chǎn)業(yè)部為此制定了《超級VCD系統(tǒng)行業(yè)規(guī)范》。

由于VCD在圖像質(zhì)量方面不理想，因此VCD在西方國家并沒有給予足夠的重視，但VCD在亞洲，特別是在中國取得了巨大的成功。但VCD畢竟在圖像質(zhì)量、聲音和附加功能等方面存在先天的缺陷，因此在DVD出現(xiàn)后，VCD迅速在市場上消失。（未完待續(xù)）

【責任編輯】趙新宇