光盘这些年（上）

虹

一提起光盘人们肯定会想到我们常见的CD或DVD。从应用格式来分，目前的光盘可以分为音频、视频、文档、混合等多种格式。这些随处可见的光盘，你知道它们是怎么发展而来的吗？其实从光盘问世到现在已有30多年的历史了，它经历多次技术革新才成为软件发行和数据存储的重要方式，在带给人们数据存储的便利和数码娱乐享受的同时创造了一个又一个奇迹。今天我们就一起来了解一下光盘这些年的发展。

LD——拉开激光存储时代的序幕

早在1958年，美国斯坦福大学的大卫·保罗·格雷格（David Paul Gregg）发现，通过对激光聚焦后，可获得直径为1微米的激光束。随后，他提出了以盘片为存储介质来记录信息并采用激光技术以非接触的方式记录和读取信息的想法，并于1961年申请了第一项“视盘”专利。此后，荷兰的飞利浦公司在20世纪60年代末开始进行对激光束记录和重放多媒体信息的研究，历经4年，于1972年获得成功。1972年9月5日，飞利浦公司向新闻界展示了可以长时间播放电视节目的光盘系统，这个系统被正式命名为Laser Video Disc，简称LD系统（又称激光视盘系统）。在这之后，飞利浦公司开始着手实际产品的研发。1978年，飞利浦公司成功推出激光视盘——LD。由此揭开了光存储技术的序幕。

LD系统包括驱动器和光盘两部分，采用激光以非接触的方式来读取存储于盘片上的信息，光盘直径为30厘米。LD与现代光盘系统的主要区别在于其影像和声音都是使用频率调制的模拟信号。

CD在设计之初即为音频服务

由于LD巨大的体积和高昂的价格使其没有

得到大范围的普及，但其在光盘发展史上的价值却毋庸置疑。

LD系统存储的是非数字信号，因此从音质上有一定的损坏。随着多媒体技术的发展，人们逐渐将模拟信号变成用“1”和“0”表示的二进制数字信号，然后记录到以塑料为基片的金属圆盘上。飞利浦公司和索尼公司合作，经过多年研究，于1980年成功地把这种记录数字声音的“圆盘”推向了市场，而且还为这种盘制定了标准，即世界闻名的“红皮书”（Red Book）标准。这种盘又被称为CD-DA（Compact Disc Digital Audio）盘，它的中文名字就是我们现在非常熟悉的“数字激光唱盘”，简称CD盘。

CD盘在设计之初即是为音频工业服务，CD盘的发明在音乐产业引导了一场技术变革，其出众的音质以及耐损性，标志着从模拟模式到数码音乐科技转变的开始。CD盘的出现开创了数字音乐的历史，其音质水平在目前仍不落后。

CD从音频转向计算机存储设备

由于CD盘采用数字技术来存储音频信息，而计算机上显示的数据也是二进制的数字模式，这样一来，CD盘与计算机具有了天然的联系。只要将CD唱片中的音乐文件用数据文件替代，便能够得到一种适用于计算机使用的大容量存储介质，CD盘很自然地成为计算机存储的一种选择。

于是飞利浦公司和索尼公司在大量开发CD盘的同时，又将目光投入到CD盘在计算机的外存储设备上。1985年，飞利浦公司和索尼公司研制出了计算机上使用的CD-ROM设备，并推出了相应的物理格式标准，此标准被称为“黄皮书”（Yellow Book）。

CD盘都是以音轨的形式来存储歌曲，而计算机数据存储采用的是数据块的形式统一组织，每一块都有自己的地址，逻辑块与记录块再组成扇区，这样组织之后不管数据放在光盘上哪一个区域都能够被迅速找到，这保证了光盘上的数据可以被随机读取。

在CD-ROM刚刚出现时，计算机仍处于DOS时代。当时软件普遍较小，3.5寸软盘的1.44MB容量已经能满足当时的用户需要，而CD-ROM大于600MB的容量对计算机来说既不必要又价格昂贵。这导致在一段时间里CD-ROM不太被消费者看好。

进入20世纪90年代，软件规模急剧增大，Windows 32的出现使得一张软盘不能再容下一个系统时，光盘巨大的容量开始备受瞩目。此时有些公司开始尝试使用光盘发行软件，只是整体规模非常小，但是让人们看到了光盘的稳定性和快速的读取速度。直到1995年，Windows 95出现，这个轰动一时的图形化操作系统是第一个用光盘发行的操作系统。随后，1500多家计算机软硬件厂商共同制定了多媒体计算机标准。CD-ROM在其诞生10年的时候终于成为计算机的标准配置。

刻录时代的来临

在CD、CD-ROM技术发展成熟并且拥有大量的消费市场后，用户开始不再满足于母盘灌制的方式，消费者很希望像在录音机上录制磁带一样，自己制作喜欢的光盘内容。CD-R和CD-RW的推出很好地解决了这个问题。

CD-R和CD-RW是在CD-ROM基础上发展起来的两种CD存储技术。实现这两种技术的设备就是CD-R驱动器和CD-RW驱动器，即我们现在所熟知的刻录机。

1988年飞利浦公司发表CD-R可记录光盘标准，CD-R光盘完全兼容CD-ROM。CD-R的工作原理十分简单，它就是在普通的CD盘片中加了一层染色层，激光头根据数据的不同，将来自计算机中的数据区分为“0”和“1”，并以坑点的形式在空白的CD-R光盘的记录层上烧出可供读取的反光点，这就是记录数据，而读取时则和普通的CD盘没有区别。它采用一次性写入方式。1990年，第一部

CD-R刻录机由雅马哈公司推出，刻录速度为2X，需要通过专用的DSP卡与计算机相连，价格高达149000美元。

CD-R盘片只能够写人一次，无法进行多次读写，对于记录数据这显然是不够的。为此，飞利浦公司在1995年4月提出了一种可兼容CD-ROM、CD-R的相变型可擦写光盘CD-E（CD Erasable），该技术获得了IBM、惠普、三菱、松下、索尼、奥林巴斯等许多公司的支持。 1996年10月，飞利浦、索尼、惠普、三菱和理光5家公司将该标准共同推出，并将其更名为CD-RW标准，该标准允许光盘数据的多次写入和擦除。CD-RW的工作原理与CD-R基本相同，只是染色层变成可改写的，不像CD-R用烧制这种破坏性的备份。其采用的技术称为相变技术。在光盘内部镀上一层厚度为0.0004微米的薄膜，数字0和1的信息是通过激光照射后使这层材料在结晶与非结晶两种状态间转换而得到的。由于材料的关系，晶体状态改变的次数有限，CD-RW盘片平均只能擦写1500次左右。

由于CD-RW是通过金属相变来实现记录的，光反射率只有CD-ROM的60%左右，因此早期的光驱无法读取CD-RW。CD-RW刻录机可同时支持CD-R、CD-RW和CD-ROM3种规格，与其他类型的光驱一样，CD-RW刻录机早期的问题是成本过高，速度太慢。1997年底，第一台CD-RW刻录机由惠普推出。

在刻录机早期发展的年代，由于刻录机的规格不统一以及出于对CD- ROM盘片格式的兼容性考虑，以致衍生出多种刻录光盘数据格式，最有影响力的几家大厂商几乎都提出了自己的一套规格标准，所以当时如何保证对各种数据格式的支持就成为刻录机要关注的焦点，这时候的刻录机速度多数都在4X以下，为了能支持新数据格式往往需要配合专用的刻录软件。当刻录机的速度慢慢提升到 8X—12X的时候，刻录光盘的数据格式已经稳定下来，各个品牌所生产的刻录机都能较好地支持主流的数据格式。

音视频集于一身的VCD

一提起VCD，很多朋友会想起通过影碟机看大片或唱卡拉OK的年代吧。VCD也是从CD基础上发展而来的。VCD全称是Video Compact Disk，是一种全动态、全屏播放的视屏标准，就是一种压缩过的图像格式，也是一种在CD盘上存储视频信息的标准。VCD可以在个人电脑或VCD播放器以及大部分DVD播放器中播放。

VCD标准由索尼、飞利浦、JVC、松下等电器生产厂商联合制定，属于数字光盘的白皮书标准。世界上第一台VCD播放机是我国的姜万勐和美籍华人孙燕生于1993年共同研制的，取名为“万燕”，也是两人共同投资的公司名称。1994年，万燕开始批量生产VCD播放机，不过由于片源缺乏，使VCD播放机在市场发展上停滞了一段时间。1995年，盗版CD和VCD大量在中国沿海城镇出现。中国消费者开始接受并熟悉VCD这一新生事物。同年，万燕销售VCD播放机60万台，到了1997年，万燕销售VCD播放机1000多万台。很多厂商都看到了VCD市场这块大蛋糕，于是，爱多、步步高、新科等新品牌开始大规模进入市场，并占据VCD大部分市场。

1998年，中国VCD行业出现首次危机。由于VCD在图像质量方面不理想，很多厂家为了稳固消费市场，纷纷将VCD改良后以SVCD、CVD、EVD等产品形势推向市场。厦新、万燕等SVCD阵营与爱多等CVD阵营还展开了一场前所未有的的VCD市场争夺战，引发全国性的SVCD与CVD标准之争，信息产业部为此制定了《超级VCD系统行业规范》。

由于VCD在图像质量方面不理想，因此VCD在西方国家并没有给予足够的重视，但VCD在亚洲，特别是在中国取得了巨大的成功。但VCD毕竟在图像质量、声音和附加功能等方面存在先天的缺陷，因此在DVD出现后，VCD迅速在市场上消失。（未完待续）

【责任编辑】赵新宇