多媒体技术第三章

第二节、光盘的标准
由于光盘的存储数据类型不同，如音频视 频数据以及计算机程序等，而这些数据的组织 方式又各不相同，因此制定了一些国际标 准．（类似于现在的音乐格式） 这些标准对各类光盘的物理尺寸、编码方式、 数据记录方式以及数据文件的组织方式都有详 细的规定。 目前主要的光盘标准和产品有：ＣＤ－Ｄ Ａ、 ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＶＣＤ、Ｄ ＶＤ、蓝光ＤＶＤ等
2008年2月19日下午5时，东芝公司 召开新闻发布会，东芝社长各界媒体前 宣布，东芝旗下的HD DVD产品将从3月末 正式退出次世代DVD格式竞争。伴随着此 次发表，索尼的蓝光在事实上已经实现 了DVD格式的天下一统。 Blu-ray的命名是来自其采用的雷射 波长405纳米（nm），刚好是光谱之中 的蓝光，因而得名。(DVD采用650nm波 长的红光读写器,CD则是采用780nm波长) 。
第三章
多媒体光盘存储系统
本章内容 光盘存储系统介绍； 光盘的标准； 光存储介质的结构与工作原理； 光盘的应用与保养;
第一节 光盘存储器
当媒体信息量越来越大，数字化后的 信息占用的存储空间越来越大的时候， 光存储技术就出现了． 光记录是20世纪70年代的重大发明， 是80年代世界上的重大技术开发项目， 自从1981年激光唱盘上市以来，开发了一 系列CD产品，而且一直到现在还在不断 地开发新的产品
光盘存储技术是采用磁存储以来最 重要的新型数据存储技术，它以其标准 化、容量大、寿命长、工作稳定可靠、 体积小、单位价格低及应用多样化等特 点成为数字媒体信息的重要载体。 同时它也正朝着高密度、大容量、 小体积、多品种、快速存取的方向发展。
光盘CD（Compact Disc）
光盘是通过光学方式来记录二进制信息 的．２０世纪７０年代初，人们发现激光经聚 焦后可以获得直径小于１微米的光束。利用这 一特性，人们开始了激光记录和重放信息的研 究。 到八十年代初，成功开发了数字光盘音响 系统，从此光盘工业迅速地发展起来。
６、DVD光盘存储器
DVD为新一代的数码储存媒介，它的外观、大 小与一般所常使用的光盘片无异。DVD的全名 为Digital Video Disc (数字视盘)，于1995年时所 制定的。 从VCD到DVD VCD：一般称为小影碟（ Video CD），它是一 种采用CD-ROM来记录数字视频数据的特殊光盘。 VCD上的数据文件具有MPEG－1的格式。
１、２００２年２月，索尼、松下、飞利 普公司联合发布蓝光ＤＶＤ技术标准。 ２、采用全新的蓝色激光波段进行工作。 ３、单层蓝光盘可以存储２５ＧＢ的数据。 ４、双层的可以存储５０ＧＢ的数据。相 当于７０张ＣＤ或１０张ＤＶＤ。 ５、蓝光ＤＶＤ提供了更大的容量来容纳 高清画质与音质。

Blu-ray Disc，中文译为蓝光光 碟，即蓝光DVD是DVD光碟的下一世 代光碟格式。在人类对于多媒体的 品质要求日趋严格的情况下，用以 储存高画质的影音以及高容量的资 料储存。它以前的竞争对手是HD DVD，
磁盘采用恒定角速度（CAV）读 取数据。
目前通常用的 光盘直径为12 cm， 厚度约为1.2 mm， 中心孔直径为15 mm，重约14--18g。
光道上凹凸交界的 跳变沿均代表数字“1”， 两个边缘之间代表数字 “0”。“0”的个数是由边 缘之间的长度决定的。 信息读取时，CD机的激 光头发出一束激光照到 CD盘的数据面并拾取由 凹痕反射回来的光信号， 由此判别记录的是“1”或 “0”。
二、多次可写光盘存wk.baidu.com器
允许我们一次或者多次写入数据，并可 以随时追加数据直到满为止。信息写入后则 变成只读状态，不能再做修改。 适用于主要数据的长期保存，以及文字、 图形、图象、声音、电影等。 常见的有ＣＤ－Ｒ；
三、可重写光盘存储器
能够在可擦除数据的地方重新写 入数据。允许我们进行存储、移动、 修改光盘上的数据。 相当于硬移动盘 常见的有ＣＤ－ＲＷ、ＤＶＤ－ ＲＷ；
ＤＶＤ的优势
１、存储容量更大 ２、视频图像质量更高（MPEG－2压缩技 术） ３、可以兼容已有的CD盘 ４、性能/价格比高
蓝光ＤＶＤ与ＨＤＤＶＤ
当高清晰标准出现时，分辨率高达 １９２０＊１０８０，清晰度为目前Ｄ ＶＤ分辨率７２０＊５７６的五倍。如 果用ＤＶＤ录制高清晰节目，一张光盘 只能存储２０分钟的内容。因此促使了 新一代的大容量光存储蓝光ＤＶＤ的诞 生。
DVD光盘种类共分为四种：DVD-5、 单面单层(4.7GB)、DVD-9单面双层(8.5GB)、 DVD-10双面单层(9.4GB)、DVD-18双面双层 (17GB)。当我们谈到DVD时，通常是指 Digital Video Disc。
只读 DVD (Digital Versatile Disc)
光盘的主要特点：
1、记录密度高 信道间距 1.6μm->0.74μm->0.54μm（单位） CD DVD HDDVD（高清） 2、 保存期长（４０至百年不等） 3、成本低： 兆字节（MB）成本点几分至几毛钱 ４、数字化： 便于传输，处理，存储 ５、携带传递方便可脱机
光盘的主要特点：
６、存储容量大； ７、采用非接触方式读写信息； ８、不同的平台上可以互换； ９、取代传统媒体存储介质；
光盘的分类：
市场上常见的种类有ＣＤ－ＤＡ、 ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ Ｗ、ＶＣＤ、ＤＶＤ、BＤＶＤ等 按照光盘的读写性质可以分为三种类 型：只读型光盘存储器、多次可写光 盘存储器、可重写光盘存储器。
一、只读型光盘存储器
只读光盘中的数据是用压模方法 压制而成的，只能读取而不能写入或 者修改其中的数据。 适用于大量的、通常不需要改变 的数据信息存储。如各类电子出版物， 大型软件的载体等。 常见的光盘有ＣＤ－ＤＡ、 Ｃ Ｄ－ＲＯＭ、ＶＣＤ、ＤＶＤ等
1、 CD-DA 数字激光唱盘
数字式激光唱盘或ＣＤ唱盘。 数字存储， CD光盘家族开山鼻祖 Compact DISC-Digital Audio ф120 × ф15 × 1.2（ISO标准） 存 74min / 63min 音乐，
1982年推向市场，形成了规模化的光盘产 业 第1台 CD-DA 播放机（player）取名为： CDP-101 荷兰philips / 日本sony发明
不同载体的性能价格比
容量 价格 记录成本 发行成本 纸 0.002MB 0.02元 10.0 15.0 元/MB 软盘 1.4MB 2.8 元 2.00 10.0 元/MB CD-R 680MB 3.0 元 0.004 0.04 元/MB CD 680MB 2.0 元 0.003 0.04 元/MB DVD 4700MB 6.0元 0.001 0.005元/MB 胶片 66MB 0.086元 0.001
４、CD-R可刻录CD光盘（一次写多次读）
CD-Recordable 1990年推向市场，利用染料（Dye）做记录 介质 philips/sony发明 市场巨大，极好的商业机会
５、CD-RW可擦写CD光盘
CD-REWRITABLE，利用相变材料（phasechange）作介质，1K次擦写 1996年推向市场， PHILIPS/SONY 发明 代替软磁盘
二进制数 据以微观的凹 痕形式记录在 螺旋轨道，也 称光道上。光 道从盘的中心 开始直到盘的 边缘结束。
光盘与磁盘
信息储存在螺旋形的信道上， 每个扇区一样长，存放2352 个字节数据。 CD-ROM盘是单面的，采用 恒定的线速度（CLV）读取 数据。
磁盘是按面（双面）、磁道、扇 区划分的，每面分80个磁道 （0~79）最外边是0磁道。其容 量为：2×80×18×512=1.44MB
印刷层 保护层 反射层 记录层 信息道 PC
四、CD-ROM 驱动器
CD－ROM驱动器的主要功能是 与计算机相连，并用来读取光盘上 的数据，把读取到的数据送到主机 进行处理、显示或播放。
1、工作原理
从CD-ROM光头射出来的激光 照到盘片平的地方和小坑的地方 反射率不同，这时在激光头旁边 的光敏元件感应到有强有弱的反 射光，就产生高低电平输出到光 驱的数字电路，而高电平和低电 平在计算机中分别代表0和1，这 就是CD-ROM把数据光盘转换成数 据输出的原理和过程。
光道上凹痕示意
101010 10000000 101010 101000 1
CD盘上数据的写入
在制作原版盘时， 是用编码后的二进制数 据去调制聚焦激光束， 如果写入的数据为“0”， 就不让激光束通过，写 入“1”时，就让激光束 通过，或者相反。在制 作原版盘的玻璃盘上涂 有感光胶，曝了光的地 方经化学处理后就形成 凹坑，没有曝光的地方 保持原样，二进制信息 就以这样的形式刻录在 原版盘上。
DVD：随着数据压缩算法的提高，随后又 推出了具有广播级电视质量标准的MPEG-2 压缩算法。由于广播级数字电视（MPEG-2） 的数据量要比MPEG-1 的数据量大得多， 而CD-ROM的容量尽管有近600多兆字节， 但也满足不了存放MPEG-2 视频节目的要 求。为了解决MPEG-2 视频节目的存储问 题，就促成了DVD的问世。
DVD盘和CD盘的光道差别
CD盘数据的读出
原理：利用反射率变化的原理 反射率变化时为“1”码 反射率不变时为“0”码
光盘上压制了许多凹坑， 激光束在凹坑边缘部分反射的 光的强度要比从非凹坑部分反 射的光的强度来得弱，光盘就 是利用这个极其简单的原理来 区分“1”和“0”的。凹坑的边缘 代表“1”，凹坑和非凹坑的平 坦部分代表“0”，凹坑的长度 和非凹坑的长度都代表有多少 个“0”。
目前市场上常见的只读CD产品
它们之间的主要差别：
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
CD-DA 存放数字化的音乐节目 CD-G 存放静止图像和音乐节目 CD-V 存放模拟的电视图像和数字化的声音 CD-ROM 存放数字化的文、图、声、象等 CD-I 存放数字化的文、图、声、象(静止的)、 动画等 CD-I FMV 存放数字化的电影、电视等节目 卡拉OK CD 存放数字化的卡拉OK节目 Video CD 存放数字化的电影、电视等节目 Photo-CD 存放的主要是照片、艺术品
2、主要技术指标
1、查找时间：也称为寻址时间。它定义为驱
三、光盘的盘片结构
1、CD-DA，CD-ROM，VCD
盘基(衬底)：PC塑料，聚碳酸脂，有机玻璃 记录层：染料 Dye 反射层：铝 AL 保护层：丙烯酸脂 盘标：印刷面
印刷层 保护层 AL 信息道 PC
1.2mm
2、CD-R 五层结构
盘基(衬底) 记录层：染料 Dye 反射层：金 Au 或银 Ag 保护层： 盘标： 1.2mm
单面单层 单面双层 双面单层 双面双层
4.7GB 8.5GB 9.4GB 17GB
俗称 DVD5 DVD9 DVD10 DVD18
ＤＶＤ采用压缩处理技术是ＭＰＥ Ｇ－２标准和ＨＤＴＶ的新一代音频、 视频处理技术。它与计算机相结合，可 提供新的海量存储介质。 正如ＣＤ技术带来了音频记录的革 命一样，ＤＶＤ技术带来了视频记录和 多媒体技术的革命。
2、 CD-ROM计算机用CD只读光盘
CD-Read Only Memory，驱动器（drive） ф120×ф15×1.2，650MB， 1984年推向市场，形成了多媒体计算机概 念 philips/Sony发明 它使计算机具有了简单的多媒体的功能
３、Video-CD(V-CD)数字激光视盘
俗称：小影碟 采用ＭＰＥＧ－１压缩标准。 1993年推向市场，形成了中国的规模化光 盘产业。 可以在一张ＶＣＤ上录制７０分钟 全屏幕、全动态的视频与音频数据以及 相关的处理程序。 体积小、价格便宜、兼容性好。

三、CD光盘的物理构造
1、物理构造
CD光盘采用聚碳酸脂 （Polycarbonate）制成，CD光盘上记录 的信息最小单元是比特（bit）。在聚碳 酸脂材料上用凹痕和凸痕的形式记录二 进制“0”和“1”，然后覆上一层薄铝反射 层，最后再覆上一层透明胶膜保护层， 并在保护层的一面印上标记。
2、数据记录和读取方式：