Изобретение цифрового компакт-диска традиционно приписывается двум компаниям: либо голландцы из Philips его придумали сами, либо им помогали японцы из Sony. Произошло это в самом начале 1980-х. Но есть другая версия: CD изобрёл американский физик ещё в 1960-х.
Авторство вышеназванных фирм подтверждают многие источники, к примеру, популярная энциклопедия Wikipedia . Если верить ей, Philips и Sony совместно разработали цифровой компакт-диск в 1980-м, а спустя два года в городе Лангенхаген (Langenhagen), близ Ганновера, началось его массовое производство.
Потом подключились Microsoft и Apple, чьими стараниями CD превратился в CD-ROM, который в 1987 году совершил революцию в мире персональных компьютеров. Вот, стало быть, и вся история появления компакт-диска.
Теперь «альтернативная» точка зрения. В 1931 году в Бремертоне (Bremerton), штат Вашингтон, родился Джеймс Расселл (James T. Russell).
Своё первое изобретение он совершил в шесть лет — построил кораблик с дистанционным управлением, в трюме которого по волнам ходил его завтрак.
В 1953 году Расселл закончил колледж в Портленде и стал бакалавром физики. В качестве физика он и устроился на работу в лабораторию компании General Electric , где затеял ряд экспериментальных проектов.
Считается, что Джеймс Расселл был одним из первых, кто стал пользоваться цветным телевизионным экраном и клавиатурой в качестве человеко-машинного интерфейса. Он же первым спроектировал и построил агрегат для сварки пучком электронов.
В 1965 году, когда базирующийся в штате Огайо институт Battelle Memorial открыл в Ричлэнде Тихоокеанскую северо-западную лабораторию (Pacific Northwest Laboratory) , Расселл стал её старшим научным сотрудником. Тогда он уже знал, в каком направлении будет работать.
Дело в том, что физик был страстным любителем классической музыки. И, как многие меломаны того времени, Расселл часто расстраивался из-за ухудшающегося со временем качества записи на виниловых пластинках.
Представьте задачку в кроссворде: изобретатель CD, 7 букв. Правильный вариант зависит от информированности составителей. Может быть, Philips, а может — Расселл (иллюстрация с сайта cag.lcs.mit.edu).
Пытаясь внести усовершенствования, учёный даже пытался использовать в качестве звукоснимателя иголки кактуса.
Однажды в субботу днём Расселл решил набросать схему лучшей, по его мнению, цифровой системы записи и воспроизведения звука.
В итоге он «родил» действительно революционную идею — придумал устройство, в котором отсутствовал физический контакт между компонентами процесса проигрывания записи.
На тот момент Расселл был знаком с цифровой записью данных на перфокартах и магнитной ленте, но понял, что лучший способ — использовать свет.
0 и 1, темнота и свет — раздумывал физик — если двоичный код достаточно хорошо уплотнить, в нём можно хранить не просто мелодии, а целые энциклопедии.
В институте учёному, хотя и не сразу, но пошли навстречу, разрешив работать над персональным проектом по переводу аналогового сигнала в цифру.
И через пару лет Расселл изобрёл первую оптико-цифровую систему записи и воспроизведения, которую запатентовал в 1970 году.
Он нашёл способ записи на жёсткий фоточувствительный диск данных в виде крошечных «битов», светлых и тёмных, каждый — микрон в диаметре.
Лазерный луч считывал двоичный код, а компьютер преобразовал данные в электронный сигнал, который тогда было сравнительно просто преобразовать в слышимую или видимую «трансляцию». Вот это и было первым цифровым компакт-диском.
В 1970-е изобретатель продолжил совершенствовать своё детище, пытаясь приспособить его к любой форме данных.
Как и множество разработок, опередивших своё время, CD поначалу не слишком заинтересовал инвесторов. Но в 1971 году рисковый бизнесмен Эли Джекобс (Eli Jacobs) основал корпорацию Optical Recording и пригласил Расселла в команду, которая должна была придумать видеодиск.
Пожалуй, не всякий готов сразу поверить, что изобретение компакт-диска — дело рук одного, вот этого человека (фото с сайта web.reed.edu).
Идея была такая: распространять телевизионные программы на небольших пластмассовых носителях, рассылая их по почте, чтобы люди могли в любой момент посмотреть любимую передачу.
По сути, речь шла о том, что сейчас называется видеомагнитофонами и кассетами для них.
В 1974 году на выставке в Чикаго компания представила оптико-цифровую телевизионную машину для записи и воспроизведения, первое устройство, которое переводило цветное изображение в цифру, но мир не перевернулся, инвесторы не отреагировали.
Через год, летом 1975-го, в лабораторию Расселла наведались представители Philips и невысоко оценили его работу: "Они сказали, что «это очень хорошо для хранения данных, но вы не можете приспособить это для видео или аудио», — вспоминал физик.
Нужно сказать, что за несколько лет до посещения лаборатории голландская компания выпустила свой лазерный диск для аналогового оптического видеоплеера.
В Нидерландах были убеждены, что аналог — единственно возможный вариант: «Philips тогда вложила $60 миллионов в разработку лазерного диска, никто не говорил им, что они совершают ошибку», — рассказывал Расселл.
Два месяца спустя после экскурсии по лаборатории изобретателя Philips представила компакт-диск — практически точно такой же.
В конечном счёте, не только Philips, но и Sony, и другие компании вплотную занялись продвижением технологии Расселла, не упоминая его имени.
Сам Расселл, впрочем, не монополизировал права на технологию: «Трудно сказать, сделали ли эти люди всё сами, независимо от меня. Ведь в том, что у двух или более человек, находящихся в разных местах, может родиться одна и та же идея, ничего необычного нет. Вполне возможно, мы работали параллельно. Но позже они заплатили за это».
Действительно, Sony и Philips выплатили лицензионные платежи от продаж проигрывателя компакт-дисков. Деньги получили институт Battelle Memorial, корпорация Optical Recording и её хозяин Джекобс.
В 1992 году Time Warner и другие производители дисков подали на Optical Recording в суд, заплатив, в конечном счёте, $30 миллионов за нарушение патентов, так как суд решил — у корпорации эксклюзивные права на технологию CD.
Тем не менее, из всех этих денег Расселл ни разу не получил ни цента, так как 26 патентов на «компакт» принадлежали его работодателю, то бишь — Optical Recording.
Однако и это изобретателя не остановило. Он продолжил работать над оптическими системами хранения данных и придумал нового конкурента накопителям на жёстких дисках — оптическую память произвольного доступа (Optical random-access memory — ORAM).
В этой системе нет вращающегося диска и вообще — ни одной движущейся части, данные считываются светом. В 1991 году Расселл вместе с партнёром Полом Наем (Paul Nye) создал компанию Ioptics — специально для ORAM. Но даже несмотря на многомиллионные инвестиции от Microsoft, дело не выгорело, система оказалась невостребованной.
Появлением CD мы во многом обязаны Баху и Бетховену, которых Расселл так любил слушать в 1960-х на грампластинках (фото с сайта web.reed.edu).
Чем сейчас занимается изобретатель, «породивший» за свою жизнь более 50 патентов, сказать сложно. Последние упоминания о нём в прессе датированы 2000 годом, когда 53-летний Расселл был удостоен премии Vollum Award за выдающийся вклад в развитие науки и техники.
Разумеется, во всей этой истории можно усмотреть стремление американцев приписать себе изобретение всех жизненно важных вещей.
Но даже если это так, Джеймс Рассел пионером в своём деле быть не перестанет. Поэтому, справедливости ради, пусть наряду с новаторством Philips и Sony живёт и эта версия появления CD.
Любое воспроизводящее звук устройство само по себе является бесполезным набором деталей, если не дополняется сменными носителями с записями. Фонограф Эдисона проигрывал валики, граммофон и патефон пластинки, магнитофон бобины и кассеты. Претензии ко всем этим носителям предъявлялись одни и те же: они недостаточно удобны и недолговечны, объем записываемой информации слишком мал, а качество звучания далеко от совершенства. Пользователь устроен так, что никогда не бывает удовлетворен имеющимся, хотя каждый новый звуконоситель по всем показателям превосходил предыдущий.
В конце 70-х годов прошлого века едва ли ни каждый уважающий себя стационарный кассетный магнитофон имел приставку для проигрывания виниловых пластинок. Казалось, что дальнейшее развитие этих двух видов звуконосителей будет идти параллельным курсом, но, как выяснилось, и те и другие ожидала судьба валиков Эдисона будущее было за цифровыми технологиями, связанными с переводом звука в двоичный компьютерный код.
Оптико-цифровая система записи была запатентована еще в 1970 г., за десять лет до официального изобретения компакт-дисков. В 1965 г. американский физик Джеймс Рассел, сотрудник института Battelle Memorial, начал эксперименты, связанные с разработкой более совершенной системы звукозаписи. Рассел был страстным меломаном, и его очень огорчало, что качество звука на виниловых пластинках при многократном проигрывании сильно ухудшается. Пытаясь усовершенствовать звукосниматели, он пришел к выводу, что нужна принципиально иная технология как записи, так и воспроизведения звука.
Расселу приходилось иметь дело с цифровой записью данных как на перфокарте, так и на магнитной ленте, но он решил, что оптимальным будет использование света. Ему дали разрешение работать в лаборатории над специальным проектом, связанным с переводом аналогового сигнала в цифровой. Рассел нашел способ записывать данные на жесткий фоточувствительный диск, нанося на него точечные углубления около микрона в диаметре. Луч лазера считывал этот двоичный код, а компьютер переводил его в электронный сигнал.
Получив патент, Рассел продолжил работу над своей системой, пытаясь расширить возможность ее применения для любого вида данных, а заодно искал инвестора для промышленного использования. В 1971 г. бизнесмен Эли Джекобе основал корпорацию Optical Recording и пригласил Рассела в команду, которая должна была разработать видеодиск: на него планировалось записывать телевизионные программы и продавать, рассылая по почте. Через три года на выставке в Чикаго компания представила первое оптико-цифровое устройство для записи и воспроизведения, которое переводило цветное изображение в цифровой сигнал, но инвесторов оно не заинтересовало.
В 1975 г. лабораторию Рассела посетили представители голландской компании Royal Philips Electronics, отозвавшиеся о его работе не лучшим образом. По их мнению, оптико-цифровой диск можно было использовать только для записи данных, но не для аудио- или видеозаписей. Однако спустя некоторое время Philips продемонстрировала свой компакт-диск, который мало чем отличался от изобретения Рассела. Справедливости ради надо сказать, что голландские специалисты начали осваивать лазерные технологии еще в начале 1960-х годов, но пошли по пути записи и воспроизведения аналогового сигнала. Идея стеклянного компакт-диска была предложена в 1969 г. сотрудником компании Клаасом Компааном, который вместе с Пьетом Крамером работал над способом считывания информации с диска при помощи лазерного луча.
Параллельно некоторые компании (в первую очередь японская Sony) занимались разработкой цифровой записи, но с использованием магнитной ленты. Специалисты Sony усовершенствовали ранее применявшийся в профессиональных цифровых магнитофонах способ кодирования сигнала PCM (Pulse Code Modulation «импульсно-кодо-вая модуляция сигнала»), обеспечивающий безошибочное считывание данных с диска.
Во второй половине 1970-х годов работа над созданием аудиокомпакт-диска продолжалась как в Японии, так и в Европе. В 1977 г. компании Mitsubishi, Hitachi и Sony представили на Токийской выставке прототип аудиодиска, а компания JVC разработала для него технологию цифровой звукозаписи. События следующих двух лет определили дальнейшее развитие цифровых компакт-дисков. В Токио была принята конвенция 35 производителей об общемировом аудиостандарте. Специалисты подразделения Philips Polygram опытным путем установили, что оптимальным материалом в качестве основы компакт-диска является поликарбонат. Был определен тип лазера, используемого в проигрывателях компакт-дисков, а также выбран стандартный диаметр диска 120 мм, чтобы уместить 74 минуты 16-битного стереозвука с частотой дискретизации 44,1 кГц. Формат хранения данных на диске, названный Red Book («красная книга»), также был разработан компанией Philips.
В цехе производства компакт-дисков.
В 1979 г. Philips и Sony стали работать в сотрудничестве. Спустя год появился плод их совместных усилий, а в 1982 г. на заводе в немецком городе Лангенха-гене началось массовое производство компакт-дисков. Выпуск первого коммерческого музыкального CD был анонсирован в июне 1982 г., на нем был записан альбом группы АВВА. В том же году Sony продемонстрировала первый проигрыватель дисков CDP-101 сначала в Японии, затем в Европе и в США. Однако Philips и Sony были вынуждены выплатить крупные лицензионные отчисления от продаж проигрывателя компакт-дисков институту Battelle Memorial, корпорации Optical Recording и ее хозяину Джекобсу которым принадлежали 26 патентов на различные оптико-цифровые технологии. При этом Рассел не получил ни цента.
Классика и конкуренция
Существует легенда, что диаметр CD 120 мм и емкость на 74 минуты аудиозаписи объясняются тем, что приблизительно столько времени длится одно из самых популярных в Японии классических музыкальных произведений Девятая симфония Бетховена. Однако на самом деле все гораздо проще. Philips была готова выпускать диски диаметром 115 мм, перестройка на другой диаметр требовала времени, a Sony, несмотря на сотрудничество, не хотела давать партнерам преимущества на рынке.
Герберт фон Караян (справа) и основатель Sony Акио Морита на пресс-конференции, посвященной выходу альбома дирижера на CD. 1981 г.
Альбом группы ABBA The Visitors.
Стандартный компакт-диск представляет собой поликарбонатную подложку, покрытую тончайшим слоем металла (алюминия, золота, серебра и др.). Металлический слой покрывают защитным фотополимеризуемым лаком и отверждают ультрафиолетовым излучением. Информация записывается на диск выдавливанием в основе спиральной дорожки из питов (англ. pit «углубление»). Каждый пит имеет глубину 100 нм, ширину 500 нм и длину от 850 нм до 3,5 мкм. Считывание информации с диска происходит при помощи луча полупроводникового лазера с длиной волны 780 нм. В процессе считывания регистрируются изменения интенсивности отраженного света. Приемный фотодиод фиксирует максимальный сигнал, когда лазерный луч проходит между питами. Когда же свет попадет на пит, регистрируется меньшая интенсивность сигнала.
Уже в 1983 г. только в США было продано более 30 тыс. проигрывателей и 800 тыс. компакт-дисков. Появились первые автомобильные проигрыватели дисков, а компания Sony выпустила на рынок портативный CD-плеер DiscMan. В 1985 г. была запущена в производство усовершенствованная версия компакт-диска, названная CD-ROM (англ. Compact Disc Read-Only Memory «память только для чтения»). В отличие от обычного диска на нем можно было хранить не только звукозаписи, но и любые другие цифровые данные. Физически
CD-ROM ничем не отличался от CD, за исключением формата записи (Yellow Book англ. «желтая книга»). Однако обычный проигрыватель аудиодисков не мог воспроизводить хранимую на них информацию, поэтому в том же году было начато производство компьютерных приводов, читающих как CD, так и CD-ROM.
В 1988 г. на рынке появился пишущий компьютерный привод, а компании Taiyo Yuden, Kodak, Maxell и TDK представили компакт-диски для записи в домашних условиях. Диск был назван CD-R (англ. Compact Disc-Recordable «записываемый компакт-диск»). Формат записи (Orange Book англ. «оранжевая книга») был разработан компаниями Philips и Sony, а совместимость форматов CD-R и обычных компакт-дисков (CD и CD-ROM) была достигнута после того, как компания Taiyo Yuden разработала особые материалы для изготовления записывающего слоя.
Микрофотография поверхности CD-ROM.
Портативный CD-плеер Sony DiscMan.
Дисководом оборудован практически каждый стационарный компьютер.
Единственное, чего не хватало такому диску, это возможности перезаписывать его столько раз, на сколько хватит физических ресурсов, наподобие магнитофонной кассеты. Такая возможность появилась только в 1997 г., когда был выпущен первый диск для многократной записи CD-RW (англ. Compact Disc-ReWritable «перезаписываемый компакт-диск»). Записывающий слой такого диска состоял из халькогенидного стекла сплава серебра, сурьмы, теллура и индия. Спустя некоторое время появилась разновидность CD-RW, на которую можно было производить запись в несколько приемов.
2007 год стал пиком триумфального шествия CD (на тот момент во всем мире было продано около 200 млрд дисков всех разновидностей) и одновременно началом его заката. Уже к концу года продажи упали на 15 %. Потребителей не устраивал малый объем компакта (максимум 900 Мб), особенно когда на рынке появились новые виды дисковых носителей: DVD (англ. Digital Versatile Disc «цифровой многоцелевой диск» либо Digital Video Disc «цифровой видеодиск») и Blu-ray (от англ. blue ray «синий луч», диск для записи повышенной плотности), а также съемные USB-накопители Flash Drive («флешки»), не требующие специальных приводов и программного обеспечения. Объем таких накопителей позволяет хранить терабайты информации, скачанной с помощью широкополосного доступа в Интернет, а это означает, что многим пользователям компьютерные диски просто ни к чему. По всей видимости, CD (а затем и DVD) в скором времени ожидает судьба магнитофонных и видеокассет и компьютерных дискет. Хотя есть и отличие на диск во время работы за компьютером вполне можно поставить кофейную чашку.
Поиграем с формой
В 1995 г. немецкий продюсер Марио Косе запатентовал так называемый Shape CD компакт-диск произвольной формы в виде разнообразных силуэтов, сердечек, звездочек и т. д. Такие диски использовались в шоу-бизнесе в рекламных целях, однако выяснилось, что для компьютерных приводов они небезопасны, поскольку при высоких скоростях вращения могут лопнуть и полностью вывести привод из строя.
Борис РУДЕНКО.
К слогосочетаниям "си-ди", "си-ди-ром", "ди-ви-ди" мы уже давно привыкли, а самые юные пользователи компьютерами и аудио-, видеотехникой привычно произносят их, не особо вдаваясь в смысл: мол, и так ясно, о чем идет речь. Но ясно-то далеко не всегда. На эту тему мы уже писали (см. "Наука и жизнь" № 11, 2001 г. , А. Шишлова "Кружатся диски"), но все же решили вновь заглянуть в день вчерашний, дабы вспомнить, с чего все началось, а также посмотреть, что к моменту нынешнему получилось.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Лазерная головка воспроизводящего устройства движется по вращающемуся диску, подобно граммофонной игле, считывая записанную информацию.
ВЕЛИКАЯ ГОЛЛАНДСКАЯ РЕВОЛЮЦИЯ
История лазерных дисков начинается с 80-х годов прошлого века, когда голландская фирма "Филипс" объявила о совершенной ее инженерами революции в области звуковоспроизведения. Они создали первые лазерные диски и проигрыватели. Голландцам в самом деле было чем гордиться. Качество звучания, долговечность звуконосителей, их компактность возросли на порядки! Скромные по сравнению с грампластинками-гигантами размеры в первую очередь стали причиной того, что новое название очень скоро трансформировалось в более привычное сегодня: компакт-диск, си-ди (CD).
Напомним, что собой представляет компакт-диск, поскольку базовая технология с появлением следующих поколений лазерных носителей аудио-, видео- и компьютерной информации принципиально не изменилась.
Итак, компакт-диск состоит из трех слоев: основного, сделанного из пластмассы (поликарбоната); отражающего - из алюминия, серебра и даже золота и защитного - из прозрачного лака полиакрилата. Основной слой несет полезную информацию, закодированную в выжженных в нем лазером микроскопических углублениях - питах (от англ. pit - ямка). Чередование ямок и ровных участков, располагающихся, как в грампластинке, по спирали от периферии к центру, это и есть цифровая запись чрезвычайно высокой плотности.
Первые CD-диски и записывались подобно грампластинкам: один раз и навсегда. Они называются CD-R (Recordable). Однако очень скоро появились диски для многократной перезаписи - CD-RW (ReWritable). Технология изготовления последних несколько иная. Информация записывается не на слой пластмассы, а на пленку из специального металлического сплава, меняющего свои свойства под воздействием лазерного нагрева и образующего чередование темных и светлых участков. Такие диски можно перезаписывать до 1000 раз без потери качества записи!
CD несли 700 мегабайт информации, и на фоне объемов памяти тогдашних персональных компьютеров это выглядело потрясающе. Понятно, что для цифрового способа записи нет разницы в том, что именно записывать - компьютерную программу, музыку или видеоряд. Пятидюймовая пластинка вмещала головоломные компьютерные игры, библиотеки из 10 тысяч наименований книг! А вот записать кинофильм на CD не получалось - места маловато.
Впрочем, будем точны: фильмы на CD все же записывали, пользуясь специальной программой, обеспечивающей более плотное сжатие информации, так называемые форматы MPEG-2, затем MPEG-3 и MPEG-4. Но качество записи было далеко от совершенства, да и просматривать их можно было лишь на экране компьютера. Чтобы перейти ко второму этапу революции, потребовалось почти десять лет и несколько миллиардов долларов, и к нему имели отношение уже не только голландцы.
АТАКА ГИГАНТОВ
В 1995 году усилия по созданию следующего поколения компакт-дисков объединили десять лидеров компьютерной индустрии: "Хитачи", "Мацушиба", "Мицубиси", "Тошиба", "Сони", "Томсон", "ДжиВиСи", "Филипс", "Тайм Уорнер" и "Пайонир". Результатом стало появление нового диска - DVD. Интересно, что вначале эта аббревиатура расшифровывалась как Digital Video Disc, то есть цифровой видеодиск. Прошел год, пока создатели осознали возможности своего творения, явно не ограничивающиеся сферой киноиндустрии. К тому времени сокращение DVD стало привычным, но расшифровывали его теперь иначе: Digital Versative Disc - цифровой многофункциональный диск.
При полном технологическом сходстве со своим предшественником главным его отличием от CD стала возросшая на целый порядок плотность записи информации. Размеры питов уменьшились с 0,83 до 0,4 микрона, а ширина спиральной дорожки - с 1,6 до 0,74 микрона. Таким образом, на одной стороне диска умещалось уже 4,7 гигабайта информации. Но это еще не все.
DVD-диски научились делать: а) двусторонними, б) двухслойными, в)двусторонними и двухслойными одновременно, увеличив полный объем памяти одного диска до 17 гигабайт. Этого вполне хватало, чтобы записать не только "картинку" фильма наивысшего качества, но и звукосопровождение на нескольких звуковых дорожках для создания стереофонического эффекта или озвучивания одновременно на восьми разных языках, демонстрации субтитров на 32 языках, любой из которых пользователь выбирает простым нажатием клавиш на пульте видеопроигрывателя.
КАК ДЕЛАЮТ КОМПАКТ-ДИСКИ
В сущности, процесс массового производства дисков очень напоминает изготовление обычных грампластинок.
Вначале записывающий аудио- или видеоинформацию лазер выжигает в эталонном мастер-диске из очень чистого нейтрального стекла, покрытого пластиком, спираль ямочек-питов. Затем с мастер-диска отливают металлический негатив _- матрицу, с помощью которой штампуют из пластмассы тираж. Впрочем, слово "штампуют" не вполне точное. На самом деле на специальном оборудовании протекает сложный и весьма тонкий процесс литья под давлением. После этого каждый диск с обратной стороны покрывают отражающим лазерный луч слоем металла, который, в свою очередь, защищается слоем лака.
Другой способ - репликация - применяется, если тираж невелик. Он представляет собой простое копирование информации лазерным записывающим устройством на готовом, пустом CD-R или DVD-дисках. Именно этим способом изготовляется контрафактная продукция в подпольных мастерских. Хотя надо признать, что пираты всех стран давно освоили и промышленные масштабы производства. Чтобы записать, а фактически прожечь информацию на диске, необходим не только пишущий дисковод, но и соответствующее программное обеспечение. Самой популярной на сегодня для такого прожигания является программа компании "NERO", которая называется "Nero Burning ROM". По всей видимости, выбирая название программы, создатели не избежали искушения продемонстрировать собственное чувство юмора, поскольку весьма созвучная фраза "Nero`s burning Rome" переводится с английского как "Рим, сожженный Нероном".
Технология изготовления двухслойных DVD несколько сложнее. Первый слой, как и в CD, получают прессованием, а второй, дополнительный полупрозрачный, наносят напылением. При воспроизведении записи считывающий лазер переходит с одного слоя на другой, автоматически меняя фокусировку. У двусторонних дисков, как однослойных, так и двухслойных, металлический отражающий слой находится в центре. Если односторонние DVD вызывают аналогию с бутербродом с маслом и колбасой, то двусторонние двухслойные похожи на сэндвич: отражающий слой ("колбаса") посреди, затем с каждой стороны следуют слои "масла" и "хлеба".
ЧТО НА ЧЕМ ЧИТАЕТСЯ?
Лазерное устройство для считывания информации с компьютерных компакт-дисков называется CD-ROM (Read Only Memory _- память только для чтения). Владельцы первых персональных компьютеров, снабженных блоком CD-ROM, могли не только читать и переписывать записанные на компакт-дисках программы, но и слушать музыкальные записи и даже смотреть видеофильмы, если они были записаны на CD в системе MPEG. Появление компакт-дисков DVD заставило пользователей обзаводиться лазерными проигрывателями нового поколения: фокусировка считывающего лазерного луча была уже иной. Понятно, что владельцы первых CD-плееров были лишены возможности слушать записи, сделанные на DVD.
В первое время на рынке DVD в связи с использованием производителями различных форматов записи происходила некоторая неразбериха. Группы компаний конкурировали в продвижении нескольких отличающихся друг от друга форматов: DVD-RОM, DVD+RW, DVD-RW и CD+RW. Отличия в основном заключались в технологических процессах изготовления дисков и степени совместимости со считывающими устройствами разных поколений. Например, DVD+RW-плеер способен читать практически любые компакт-диски, а компакт-диски DVD-RW лучше других совмещаются с более старыми DVD-плеерами. Впрочем, к настоящему времени противостояние производителей завершилось. Сегодня, приобретая CD или DVD c аудио- или видеозаписью, можно быть уверенным практически на все 100 процентов, что ваш проигрыватель, плеер, если он приобретен не ранее 2000 года, воспримет и прочитает компакт-диск, записанный в любом формате. Имея видеомагнитофон с проигрывателем фильмов, записанных на DVD, нет необходимости приобретать дополнительно CD- или DVD-плеер для аудиодисков. Сближение форматов и стандартов продолжается. Компания "Сони" вообще намерена в самое ближайшее время начать производство DVD, которые читаются стандартным CD-ROM-приводом. Кстати, DVD-проигрыватели последних поколений способны читать и компьютерный формат MPEG-4.
ЧТО БУДЕТ ЗАВТРА?
Производители DVD намерены и дальше увеличивать объем памяти дисков. И на каком-то этапе неизбежно произойдет то, что называется переходом количества в качество. Представьте себе, например, что съемка кинофильма ведется не одной, а несколькими камерами с разных точек. И все эти версии, помимо основной, режиссерской, находятся на диске. Тогда, сидя перед экраном своего домашнего кинотеатра, зритель сможет по желанию переключать планы, наблюдая происходящее "глазами" персонажей _- положительных и отрицательных, ощущая эффект личного участия в происходящих событиях, наблюдая, например, за осадой замка со стороны осаждающих или обороняющихся или с высоты птичьего полета.
Несколько лет назад на отечественном компьютерном рынке появились CD-R-диски "Домашняя библиотека". Первый выпуск содержал 5000 книг самой различной тематики и наименований: детективы и фантастику, словари и справочники, классическую прозу и поэзию, учебники и многое другое. Библиофилы, десятками лет, а то и целыми поколениями собиравшие домашние библиотеки, испытали определенный шок. Сколько томов можно уместить в стандартной двухкомнатной квартире без ущерба собственному существованию и существованию близких? В общем, не более двух тысяч. А на тоненьком диске их в два с половиной раза больше! Но это был не предел. Следующие выпуски содержали 9, 12 и 20 тысяч книг. Правда, это были только тексты _- без рисунков, схем и прочих иллюстраций, требующих большого объема памяти. С появлением DVD очередного поколения этот недостаток будет ликвидирован и любой желающий сможет сделаться обладателем библиотеки из сотни тысяч полноценных, иллюстрированных томов. Некоторые профессиональные читатели, особенно зрелого и старшего возрастов, полагают, что экран компьютера не в состоянии заменить общения с настоящей книгой. Запах бумаги и типографской краски, шелест страниц - для многих без этих составляющих эстетическое наслаждение художественным произведением окажется неполным. Пусть так и будет. Книги должны оставаться книгами. Но век многотомных иллюстрированных энциклопедий, справочников, собраний специальной литературы, возможно, заканчивается. Это не хорошо и не плохо. Это просто прогресс.
БЮРО СПРАВОК
CD-ROM - Compact Disc Read Only Memory - компакт-диск, предназначенный только для чтения.
CD-R - Compact Disc Recordable - компакт-диск одноразовой записи.
CD-RW - Compact Disc ReWritable - компакт-диск для многоразовой записи.
DVD - Digital Versative Disc - цифровой многофункциональный диск.
Nero Burning ROM - программа для лазерного пишущего устройства.
Добрый день, друзья!
Сегодня мы с вами поговорим о самых, пожалуй, распространенных носителях информации – CD и DVD дисках .
Как известно, - это машина, в которой циркулируют потоки информации.
И такая информация нуждается в носителе. Основной носитель - это винчестер (жесткий диск). Но он спрятан в недрах компьютера.
В наше время, когда скорость обмена информацией возрастает, должны быть и другие носители информации — с быстрым и удобным доступом. И такие носители существуют - это флэш-накопители («флэшки»), CD, DVD, Blu-ray диски.
Диск можно быстро вставить в привод (не разбирая компьютер), записать на него информацию и хранить ее. В настоящее время появилась альтернатива таким носителям – всякого рода облачные сервисы хранения данных, но списывать их со счета преждевременно. Остановимся чуть более подробно на CD и DVD.
Как устроены CD и DVD
CD (Compact Disc) - это диск из пластика толщиной 1,2 мм с центрирующим отверстием посредине. Информация может располагаться на одной или обеих (в DVD) сторонах диска. Информационная сторона представляет собой одну длинную спиральную канавку , начинающуюся от центра.Считывание информации производится маломощным лазером . Как известно, все многообразие информационного потока обеспечивается посредством квантов (битов) информации, каждый из которых может значение 0 или 1. 0 можно трактовать как отсутствие сигнала, 1 - его наличие.
На дне информационной канавки диска располагаются чередующиеся выступы (площадки) и впадины.
Лазерный луч, непрерывно отражаясь от выступов и впадин канавки, попадает через оптическую систему в приемник. С терминами «выступ» и «впадина» существует некоторая путаница. Если смотреть на диск сверху (с той стороны, где бумажная наклейка), то это будет впадина.
Но считывание происходит с нижней (информационной) части диска, поэтом для лазерного луча это будет выступ. При отражении от выступа длина хода волны луча лазера получается меньшей - на половину длины волны. Поэтому волна гасится, что эквивалентно отсутствию сигнала.
Переход от площадки к выступу и наоборот трактуется как 1.
Если такого перехода (в течение некоторого времени) не происходит, то это трактуется как 0.
DVD (Digital Versatile Disc , универсальный цифровой диск) устроен аналогичным образом, но шаг канавки у него меньше (0,7 мкм), длина и высота выступов также меньше. Поэтому при одинаковом диаметре диска на него можно записать больше информации.
Информационные диски, производящиеся массовыми тиражами, изготавливают штамповкой из поликарбоната с помощью металлической матрицы. На ту сторону, где канавки, наносится светоотражающий слой из алюминия. Затем на эту поверхность наносится тонкий слой лака и наклеивается бумажная этикетка. Емкость DVD - 4,7 Gb.
Двухслойные и двухсторонние DVD
Существуют двухслойные DVD,в которых два идентичных диска с канавками.
В таких случаях на ближний к лазеру диск наносят полупрозрачное золотое покрытие (со стороны канавок), так что луч может проходить через него и считывать данные с «дальнего» слоя.
Для устойчивого считывания канавки в двухслойных дисках сделаны шире , чем в однослойных, поэтому емкость диска равна 8,5 Gb (а не 9,4 Gb, как это можно было предположить). Переход на «ближний» или «дальний» диск в двухслойных дисках осуществляется изменением фокусировки луча лазера.
Ввиду того, что площадки и выступы в DVD меньше, чем в CD, лазер DVD работает на меньшей длине волны (в CD длина волны - 780 нм, в DVD - 650 нм). Существуют и двухсторонние DVD, каждая сторона которых может состоять из одного или двух дисков с канавками. Таким образом, максимальная емкость DVD может быть равной 17 Gb. Отдельные диски с канавками (как в односторонних, так и в двухсторонних дисках) склеивают в одно целое.
Однократно записываемые диски
Существуют также однократно записываемые диски CD-R
и DVD-R
(R – recordable, записываемые). Для DVD существует несколько разновидностей записываемых дисков - из-за того, что разработкой стандартов записи занималось несколько фирм.
Не будем сейчас вникать в скучные и сухие подробности и конкретизировать отличия одного стандарта от другого.
Записываемые диски похожи, естественно, по строению на штампованные, но канавка содержит в себе один длинный выступ (со стороны лазера) по всей длине канавки, без впадин. Отличие еще в том, что пред нанесением светоотражающего покрытия на диск со стороны канавки наносится тонкий слой прозрачного лака.
При записи информации ток лазера увеличивается, его луч нагревает слой лака до температуры 250 — 300 0С. Лак выгорает и становится непрозрачным. Эта операция называется еще «прожигом » . Никакого дыма при этом, естественно, нет! Но, если посмотреть на диск со стороны записи в отраженном свете, можно отличить записанную и свободную от записи зоны.
При считывании информации луч отражается от светоотражающего слоя в тех местах, где лак не был выжжен. Где лак был выжжен, отражения луча не происходит.
Многократно записываемые диски
Существуют еще многократно перезаписываемые диски CD-RW, DVD-RW (RW – rewritable, перезаписываемые). В таких дисках на сторону, где расположена канавка вместо слоя прозрачного лака наносится тонкая пленка металлического сплава, который может изменять свое фазовое состояние под влиянием нагрева. Сплав может находиться в двух состояниях - в кристаллическом и в аморфном .
При этом коэффициенты отражения для разных состояний отличны. В исходном (незаписанном) состоянии пленка сплава находится в кристаллическом состоянии и обладает некоторым коэффициентом отражения. При записи луч лазера нагревает пленку сплава до температуры 500 - 700 градусов, сплав в этих местах плавится и переходит в аморфное состояние.
При этом коэффициент отражения сильно уменьшается, и это воспринимается схемой считывания как отсутствие сигнала. Стереть данные можно, если перевести пленку сплава вновь в кристаллическое состояние. Для этого ее нагревают тем же лучом лазера до температуры 200 градусов. Этого недостаточно для плавления, но достаточно для размягчения.
При последующем охлаждении происходит переход из аморфного в кристаллическое состояние. Стирание данных происходит во время перезаписи дисков. При этом луч лазера генерирует импульсы разной мощности, создавая области с кристаллической и аморфной структурой.
Цифровые данные на диск записаны в избыточном коде .
Это необходимо для коррекции ошибок, которые будут всегда, хотя бы из-за того, что поверхность диска царапаются. Поэтому с дисками надо обращаться осторожно и брать их только за внешние края. Отпечатки пальцев на информационной стороне могут привести к ошибкам считывания. Из-за этого диск будет считываться дольше, чем мог бы или «подтормаживать».
Если на диске много царапин, диск тоже будет долго считываться (если считается вообще). Скорость считывания дефектного диска может зависеть от конкретной модели привода (от микропрограммы, «зашитой» в нем).
Как вынуть диск из неисправного привода?
В заключение упомянем об одной полезной мелочи. Иногда привод DVD отказывает «прямо на глазах», и диск остается в нем.
В таких случаях при нажатии на кнопку извлечения диска никаких действий не происходит. Достать диск можно, разобрав привод. Но это долго и хлопотно! Для таких экстренных случаев существует небольшое отверстие на передней панели привода.
Чтобы извлечь диск, надо вставить в это отверстие металлическую шпильку (можно распрямить скрепку) до упора и слегка нажать.
При этом подвижная часть привода слегка выедет. После этого можно вручную выдвинуть ее до обычного открытого состоянии и извлечь диск. А вы думали, что это дырка для вентиляции?
Вот и все на сегодня, уважаемые читатели.
С вами был Vsbot.
Всего наилучшего!
Компакт-диск представляет собой пластиковый диск, имеющий в центре круглое отверстие. На него с помощью лазера записывается и считывается оптическая информация цифрового формата.
Сначала такие диски применялись для хранения цифровых музыкальных записей, нам они знакомы под названием «Аudio CD». Но спустя непродолжительное время диски приспособили для хранения файлов, содержащих цифровую информацию различного формата (видео, текст, программы, музыку, картинки и фото). Такие диски стали называть CD-ROM или «компакт-диск только для чтения», ведь записать на него информацию можно было только один раз, зато считать множество. Еще через несколько лет появляются диски, на которые пользователь мог сам записать информацию (CD-R), а также диски с возможностью перезаписи (CD-RW), информация с которых может быть стерта и записана заново.
Форматы файлов записываемых на Аudio CD и на CD-ROM различны. В связи с этим, проигрыватели, предназначенные для чтения только Аudio CD, не имеют возможности воспроизводить информацию с диска формата CD-ROM, для чего требуется специальное устройство чтения.
История компакт-диска начинается в 70-х годах прошлого века. Впервые он появился в 1979 году. Это была совместная разработка компаний Sony и Philips. Фирма Sony разработала способ кодирования сигналов (аналогичный тому, что использовался в профессиональных цифровых магнитофонах), а за Philips был производственный процесс, в котором применялась их фирменная технология выпуска лазерных дисков.
В промышленных масштабах компакт-диски стали выпускаться в 1982 году в Германии предприятием, расположенном в городе Лангенхагене. Первый музыкальный CD, вышедший в открытую продажу, был представлен в июне 1982 года. На этом диске вышел в продажу альбом группы «АВВА» – «The Visitors». Большое влияние на распространение компакт-дисков оказали такие гиганты, как Apple и Microsoft.
Правда, есть еще одна версия происхождения компакт-дисков, согласно которой их изобретателем был американец Джеймс Рассел из компании «Optical Recording». Уже в 1971 году он показывал свое изобретение, позволяющее хранить информацию. Толчком к разработке Расселом оптических дисков послужило желание не допустить повреждения иглами звукоснимателей виниловых пластинок с его любимыми музыкальными композициями. А уже через восемь лет фирмы Philips и Sony повторили его изобретение.
Компакт-диски имеют толщину 0,12 см и диаметр 12 см. Выполнены они из поликарбоната с нанесенным на него тончайшим металлическим покрытием (как правило, используют серебро, золото, алюминий и т.п.) и слоем лака. На одну сторону диска печатным способом наносится информация и изображения, связанные с содержимым (имена исполнителей, названия альбомов, треков, логотипы и т.д.).
С внешней стороны диска имеется выступ, который опоясывает диск, и не позволяет рабочей поверхности с записанной информацией царапаться. В центре имеется круглое, диаметром в 1,5 см отверстие. Весит компакт-диск чуть менее 16 грамм.
Поначалу на диски записывалась музыка в формате «Red Book». Она была двухканальной и имела частоту дискретизации 44,1 кГц, а также импульсно-кодовую модуляцию, равную 16-ти битам. Небольшие царапины, идущие к краю диска от центра или наоборот, не оказывают влияние на чтение информации с диска. Это возможно благодаря коду Рида-Соломона, который дает возможность коррекции ошибок считывания.
Информация на диск записывается дорожками (питами), закручивающимися в форме спирали. Питы имеют стандартные ширину и глубину равные 500 нм и 100 нм соответственно. А вот по длине питы различаются друг от друга и имеют диапазон вариации от 850 нм до 3,5 мкм.
Существуют следующие типы дисков: CD-RОМ – только для чтения, CD-R – для одноразовой записи, CD-RW – перезаписывающиеся. Для записи информации на компакт-диски применяются специальные пишущие устройства (приводы). Есть еще фигурные диски «Shape CD», представляющие собой оптические носители типа CD-ROM, которые выполнены в форме звезд, сердечек, самолетов, машин и т.д. Как правило, такие диски используют в качестве носителей видео или аудио информации люди, связанные с шоу-бизнесом. «Shape CD» был запатентован немецким продюсером Марио Коссом в 1995 году. Стоит заметить, что диски указанного типа не следует использовать в компьютерных приводах, так как они более скоростные, чем музыкальные, отчего диск может разрушиться и повредить привод.
