光盤(pán)這些年（上）

虹

一提起光盤(pán)人們肯定會(huì)想到我們常見(jiàn)的CD或DVD。從應(yīng)用格式來(lái)分，目前的光盤(pán)可以分為音頻、視頻、文檔、混合等多種格式。這些隨處可見(jiàn)的光盤(pán)，你知道它們是怎么發(fā)展而來(lái)的嗎？其實(shí)從光盤(pán)問(wèn)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(chǔ)的重要方式，在帶給人們數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的便利和數(shù)碼娛樂(lè)享受的同時(shí)創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。今天我們就一起來(lái)了解一下光盤(pán)這些年的發(fā)展。

LD——拉開(kāi)激光存儲(chǔ)時(shí)代的序幕

早在1958年，美國(guó)斯坦福大學(xué)的大衛(wèi)·保羅·格雷格（David Paul Gregg）發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)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(pán)片為存儲(chǔ)介質(zhì)來(lái)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(qǐng)了第一項(xiàng)“視盤(pán)”專(zhuān)利。此后，荷蘭的飛利浦公司在20世紀(jì)60年代末開(kāi)始進(jìn)行對(duì)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(zhǎng)時(shí)間播放電視節(jié)目的光盤(pán)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)被正式命名為L(zhǎng)aser Video Disc，簡(jiǎn)稱(chēng)LD系統(tǒng)（又稱(chēng)激光視盤(pán)系統(tǒng)）。在這之后，飛利浦公司開(kāi)始著手實(shí)際產(chǎn)品的研發(fā)。1978年，飛利浦公司成功推出激光視盤(pán)——LD。由此揭開(kāi)了光存儲(chǔ)技術(shù)的序幕。

LD系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)器和光盤(pán)兩部分，采用激光以非接觸的方式來(lái)讀取存儲(chǔ)于盤(pán)片上的信息，光盤(pán)直徑為30厘米。LD與現(xiàn)代光盤(pán)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(hào)。

CD在設(shè)計(jì)之初即為音頻服務(wù)

由于LD巨大的體積和高昂的價(jià)格使其沒(méi)有

得到大范圍的普及，但其在光盤(pán)發(fā)展史上的價(jià)值卻毋庸置疑。

LD系統(tǒng)存儲(chǔ)的是非數(shù)字信號(hào)，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(hào)變成用“1”和“0”表示的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，然后記錄到以塑料為基片的金屬圓盤(pán)上。飛利浦公司和索尼公司合作，經(jīng)過(guò)多年研究，于1980年成功地把這種記錄數(shù)字聲音的“圓盤(pán)”推向了市場(chǎng)，而且還為這種盤(pán)制定了標(biāo)準(zhǔn)，即世界聞名的“紅皮書(shū)”（Red Book）標(biāo)準(zhǔn)。這種盤(pán)又被稱(chēng)為CD-DA（Compact Disc Digital Audio）盤(pán)，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(pán)”，簡(jiǎn)稱(chēng)CD盤(pán)。

CD盤(pán)在設(shè)計(jì)之初即是為音頻工業(yè)服務(wù)，CD盤(pán)的發(fā)明在音樂(lè)產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)了一場(chǎng)技術(shù)變革，其出眾的音質(zhì)以及耐損性，標(biāo)志著從模擬模式到數(shù)碼音樂(lè)科技轉(zhuǎn)變的開(kāi)始。CD盤(pán)的出現(xiàn)開(kāi)創(chuàng)了數(shù)字音樂(lè)的歷史，其音質(zhì)水平在目前仍不落后。

CD從音頻轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備

由于CD盤(pán)采用數(shù)字技術(shù)來(lái)存儲(chǔ)音頻信息，而計(jì)算機(jī)上顯示的數(shù)據(jù)也是二進(jìn)制的數(shù)字模式，這樣一來(lái)，CD盤(pán)與計(jì)算機(jī)具有了天然的聯(lián)系。只要將CD唱片中的音樂(lè)文件用數(shù)據(jù)文件替代，便能夠得到一種適用于計(jì)算機(jī)使用的大容量存儲(chǔ)介質(zhì)，CD盤(pán)很自然地成為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的一種選擇。

于是飛利浦公司和索尼公司在大量開(kāi)發(fā)CD盤(pán)的同時(shí)，又將目光投入到CD盤(pán)在計(jì)算機(jī)的外存儲(chǔ)設(shè)備上。1985年，飛利浦公司和索尼公司研制出了計(jì)算機(jī)上使用的CD-ROM設(shè)備，并推出了相應(yīng)的物理格式標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)被稱(chēng)為“黃皮書(shū)”（Yellow Book）。

CD盤(pán)都是以音軌的形式來(lái)存儲(chǔ)歌曲，而計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(pán)上哪一個(gè)區(qū)域都能夠被迅速找到，這保證了光盤(pán)上的數(shù)據(jù)可以被隨機(jī)讀取。

在CD-ROM剛剛出現(xiàn)時(shí)，計(jì)算機(jī)仍處于DOS時(shí)代。當(dāng)時(shí)軟件普遍較小，3.5寸軟盤(pán)的1.44MB容量已經(jīng)能滿足當(dāng)時(shí)的用戶需要，而CD-ROM大于600MB的容量對(duì)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)既不必要又價(jià)格昂貴。這導(dǎo)致在一段時(shí)間里CD-ROM不太被消費(fèi)者看好。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代，軟件規(guī)模急劇增大，Windows 32的出現(xiàn)使得一張軟盤(pán)不能再容下一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，光盤(pán)巨大的容量開(kāi)始備受矚目。此時(shí)有些公司開(kāi)始嘗試使用光盤(pán)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(pán)的穩(wěn)定性和快速的讀取速度。直到1995年，Windows 95出現(xiàn)，這個(gè)轟動(dòng)一時(shí)的圖形化操作系統(tǒng)是第一個(gè)用光盤(pán)發(fā)行的操作系統(tǒng)。隨后，1500多家計(jì)算機(jī)軟硬件廠商共同制定了多媒體計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。CD-ROM在其誕生10年的時(shí)候終于成為計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。

刻錄時(shí)代的來(lái)臨

在CD、CD-ROM技術(shù)發(fā)展成熟并且擁有大量的消費(fèi)市場(chǎng)后，用戶開(kāi)始不再滿足于母盤(pán)灌制的方式，消費(fèi)者很希望像在錄音機(jī)上錄制磁帶一樣，自己制作喜歡的光盤(pán)內(nèi)容。CD-R和CD-RW的推出很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。

CD-R和CD-RW是在CD-ROM基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的兩種CD存儲(chǔ)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)這兩種技術(shù)的設(shè)備就是CD-R驅(qū)動(dòng)器和CD-RW驅(qū)動(dòng)器，即我們現(xiàn)在所熟知的刻錄機(jī)。

1988年飛利浦公司發(fā)表CD-R可記錄光盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)，CD-R光盤(pán)完全兼容CD-ROM。CD-R的工作原理十分簡(jiǎn)單，它就是在普通的CD盤(pán)片中加了一層染色層，激光頭根據(jù)數(shù)據(jù)的不同，將來(lái)自計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)區(qū)分為“0”和“1”，并以坑點(diǎn)的形式在空白的CD-R光盤(pán)的記錄層上燒出可供讀取的反光點(diǎn)，這就是記錄數(shù)據(jù)，而讀取時(shí)則和普通的CD盤(pán)沒(méi)有區(qū)別。它采用一次性寫(xiě)入方式。1990年，第一部

CD-R刻錄機(jī)由雅馬哈公司推出，刻錄速度為2X，需要通過(guò)專(zhuān)用的DSP卡與計(jì)算機(jī)相連，價(jià)格高達(dá)149000美元。

CD-R盤(pán)片只能夠?qū)懭艘淮危瑹o(wú)法進(jìn)行多次讀寫(xiě)，對(duì)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(xiě)光盤(pán)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(biāo)準(zhǔn)共同推出，并將其更名為CD-RW標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)允許光盤(pán)數(shù)據(jù)的多次寫(xiě)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(xiě)的，不像CD-R用燒制這種破壞性的備份。其采用的技術(shù)稱(chēng)為相變技術(shù)。在光盤(pán)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(guò)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(pán)片平均只能擦寫(xiě)1500次左右。

由于CD-RW是通過(guò)金屬相變來(lái)實(shí)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(wú)法讀取CD-RW。CD-RW刻錄機(jī)可同時(shí)支持CD-R、CD-RW和CD-ROM3種規(guī)格，與其他類(lèi)型的光驅(qū)一樣，CD-RW刻錄機(jī)早期的問(wèn)題是成本過(guò)高，速度太慢。1997年底，第一臺(tái)CD-RW刻錄機(jī)由惠普推出。

在刻錄機(jī)早期發(fā)展的年代，由于刻錄機(jī)的規(guī)格不統(tǒng)一以及出于對(duì)CD- ROM盤(pán)片格式的兼容性考慮，以致衍生出多種刻錄光盤(pán)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(biāo)準(zhǔn)，所以當(dāng)時(shí)如何保證對(duì)各種數(shù)據(jù)格式的支持就成為刻錄機(jī)要關(guān)注的焦點(diǎn)，這時(shí)候的刻錄機(jī)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(zhuān)用的刻錄軟件。當(dāng)刻錄機(jī)的速度慢慢提升到 8X—12X的時(shí)候，刻錄光盤(pán)的數(shù)據(jù)格式已經(jīng)穩(wěn)定下來(lái)，各個(gè)品牌所生產(chǎn)的刻錄機(jī)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(huì)想起通過(guò)影碟機(jī)看大片或唱卡拉OK的年代吧。VCD也是從CD基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。VCD全稱(chēng)是Video Compact Disk，是一種全動(dòng)態(tài)、全屏播放的視屏標(biāo)準(zhǔn)，就是一種壓縮過(guò)的圖像格式，也是一種在CD盤(pán)上存儲(chǔ)視頻信息的標(biāo)準(zhǔn)。VCD可以在個(gè)人電腦或VCD播放器以及大部分DVD播放器中播放。

VCD標(biāo)準(zhǔn)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(pán)的白皮書(shū)標(biāo)準(zhǔn)。世界上第一臺(tái)VCD播放機(jī)是我國(guó)的姜萬(wàn)勐和美籍華人孫燕生于1993年共同研制的，取名為“萬(wàn)燕”，也是兩人共同投資的公司名稱(chēng)。1994年，萬(wàn)燕開(kāi)始批量生產(chǎn)VCD播放機(jī)，不過(guò)由于片源缺乏，使VCD播放機(jī)在市場(chǎng)發(fā)展上停滯了一段時(shí)間。1995年，盜版CD和VCD大量在中國(guó)沿海城鎮(zhèn)出現(xiàn)。中國(guó)消費(fèi)者開(kāi)始接受并熟悉VCD這一新生事物。同年，萬(wàn)燕銷(xiāo)售VCD播放機(jī)60萬(wàn)臺(tái)，到了1997年，萬(wàn)燕銷(xiāo)售VCD播放機(jī)1000多萬(wàn)臺(tái)。很多廠商都看到了VCD市場(chǎng)這塊大蛋糕，于是，愛(ài)多、步步高、新科等新品牌開(kāi)始大規(guī)模進(jìn)入市場(chǎng)，并占據(jù)VCD大部分市場(chǎng)。

1998年，中國(guó)VCD行業(yè)出現(xiàn)首次危機(jī)。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(fèi)市場(chǎng)，紛紛將VCD改良后以SVCD、CVD、EVD等產(chǎn)品形勢(shì)推向市場(chǎng)。廈新、萬(wàn)燕等SVCD陣營(yíng)與愛(ài)多等CVD陣營(yíng)還展開(kāi)了一場(chǎng)前所未有的的VCD市場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)，引發(fā)全國(guó)性的SVCD與CVD標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，信息產(chǎn)業(yè)部為此制定了《超級(jí)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(guó)家并沒(méi)有給予足夠的重視，但VCD在亞洲，特別是在中國(guó)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(chǎng)上消失。（未完待續(xù)）

【責(zé)任編輯】趙新宇