Компакт-диск - це Визначення, особливості, види

41 0 Новини високих технологій

Компакт-диск - цифровий оптичний диск для зберігання даних в форматі, розроблений спільними зусиллями компаній «Філіпс» і «Соні», який був випущений в 1982 році. Він спочатку був розроблений для зберігання і відтворення аудіозаписів, але пізніше його адаптували для запису різних даних. Кілька інших форматів стали похідними від них, у тому числі одноразової запису звуку та зберігання даних (CD-диск), перезаписуваний носій (RW), відеодиск (VCD), супервидеодиск (або SVCD), PictureCD, і т. д. Перший комерційно доступний аудіо CD-програвач CDP-101 був випущений в жовтні 1982 року в Японії.

Компакт-диск - це Визначення, особливості, види
Стандартні компакт-диски мають діаметр 120 міліметрів і можуть вмістити приблизно до 80 хвилин нестисненого аудіо або близько 700 МБ даних. Міні-компакт-диск має різні діаметри (в діапазоні від 60 до 80 міліметрів). Вони іноді використовуються для CD-синглів, оскільки здатні утримувати до 24 хвилин аудіо, або для запису драйверів.


Розвиток популярності

В момент впровадження технології, в 1982 році, компакт-диск міг зберігати набагато більше даних, ніж жорсткий диск на персональному комп'ютері, який зазвичай мав розмір не більше 10 МБ. До 2010 року жорсткі диски зазвичай пропонували стільки ж місця для зберігання, скільки тисяча CD, в той час як їх ціни впали до невисокого рівня. У 2004 році обсяг продажів аудіодисків, CD-ROM і CD-Rs по всьому світу склав близько 30 мільярдів примірників. До 2007 року по всьому світу було продано 200 мільярдів компакт-дисків. З початку 2000-х років компакт-диски все більше замінялися іншими формами цифрового зберігання та розповсюдження, в результаті чого до 2010 року їх кількість скоротилася приблизно на 50% від свого піку, проте вони залишалися одним з основних носіїв в музичній індустрії.


Історія появи

Американському винахіднику Джеймсу Расселлу приписують винахід першої системи запису цифрової інформації на оптичну прозору плівку, яка випромінює світло з-за високої потужності галогенних ламп. Його патент був вперше зареєстрований ще в 1966 році. Після судового розгляду, компанії Sony і Philips ліцензували патенти Рассела в 1980 роках.
Компакт-диск - це Визначення, особливості, види
Компакт-диск – це продукт еволюції лазерних дисків. Це технологія, в якій застосовується сфокусований лазерний промінь, що забезпечує високу інформаційну щільність, необхідну для високоякісного цифрового аудіосигналу. Прототипи були розроблені компаніями «Філіпс» і «Соні» самостійно наприкінці 1970 років. В 1979 році була створена спільна цільова групу інженерів для винаходу нових цифрових носіїв. Після року експериментів і обговорень була опублікована Книга аудіостандартів в 1980 році. Після першого комерційного випуску в 1982 році компакт-диски і відповідні плеєри стали надзвичайно популярними. Незважаючи на високу вартість, більше 400000 пристроїв були продані тільки в США у 1983 і 1984 роках. До 1988 році кількість продажів перевищила попит на вінілові платівки, а до 1992 року - на аудіокасети. Такий успіх у поширенні технології компакт-диска – це результат тісної співпраці між компаніями «Філіпс» і «Соні», які узгодили і розробили відповідне обладнання. Уніфікований дизайн компакт-диску дозволив споживачам придбати програвач або плеєр від будь-якої компанії.

Як розвивалася технологія?

Спочатку вважалося, що компакт-диск - це правонаступник вінілової платівки для відтворення музики, а не носій інформації. Однак з моменту своєї появи в якості музичного формату CD стали охоплювати інші додатки. В 1983 році були проведені перші експерименти з стирані компакт-диском. У червні 1985 року вперше було вироблено на комп'ютері читання CD, а в 1990 році – з'явились багаторазові перезаписувані диски у продажу. Вони стали новою альтернативою стрічці для запису музики і копіювання музичних альбомів без дефектів з-за стиснення, використовуваного в інших цифрових методах запису. Таким чином, компакт-диски з музикою виглядали найбільш зручними носіями порівняно з плівками і пластинками.
Компакт-диск - це Визначення, особливості, види
До початку 2000 років програвачі CD значною мірою замінили магнітофони, а також магнітоли в якості стандартного обладнання в нових автомобілях. Між тим, у зв'язку з подальшим зростанням популярності розповсюдження файлів стиснутих форматів аудіо (таких як MP3), продажу компакт-дисків почали знижуватися в 2000 роках. Наприклад, між 2000 і 2008 роками, незважаючи на загальне зростання продажів музики, продажу CD впали в цілому на 20%. Незважаючи на швидкий спад попиту в порівнянні з попередніми роками, технологія залишалася на плаву ще деякий час.

Структура CD

Будь компакт-диск має товщину 12 мм і виготовлений з полікарбонатного пластику. Кожен такий носій важить 15-20 грамів. Його структура визначається від центру назовні, її елементами є:
  • центр отвору шпинделя (15 мм);
  • перша перехідна зона (затискне кільце);
  • затискний куточок;
  • друга перехідна зона (дзеркальна смуга);
  • програмна область (від 25 до 58 мм);
  • обід.
  • Тонкий шар алюмінію або рідше - золота, наноситься на поверхню диска, роблячи її відображає. Метал захищений плівкою з лаку, зазвичай наноситься безпосередньо відображає шар. Етикетка друкується на шар лаку, як правило, за допомогою шовкографії або офсетного друку. Дані CD представлені як крихітні вм'ятини, відомі як «доріжки», зашифровані в спіральних слідах, які відображаються в верхній частині шару полікарбонату. Механізм CD-плеєра розкручує диск на сканування зі швидкістю 12–14 м/с (постійна лінійна швидкість), що еквівалентно приблизно 500 об/хв на внутрішній стороні диска, і приблизно 200 про/хв – на зовнішній. Диск, відтворений від початку до кінця, уповільнює швидкість обертання під час відтворення.

    Як відбувається відтворення даних?

    Програмна зона має площу приблизно 8605 см 2 , а довжина записуваної спіралі становить 538 км. При швидкості сканування 12 м/с час відтворення складає 74 хвилини, або 650 Мб даних на CD-ROM. Диск з даними, записаними трохи щільніше, відтворюється більшістю плеєрів (хоча деякі старі моделі не підтримують такий формат).

    Компакт-диск зчитується з допомогою інфрачервоного лазера напівпровідника, розміщеного всередині CD-плеєра, через шар полікарбонату. Зміна у висоті між доріжками призводить до різниці у відображенні світла. Саме шляхом вимірювання інтенсивності зміни з фотодіода, дані можуть бути лічені з носія.
    Компакт-диск - це Визначення, особливості, види
    Різниця між доріжками безпосередньо не являє собою нулів і одиниць у двійкових даних. Замість цього використовується кодування, що передбачає неповернення до нуля. Цей метод кодування спочатку був призначений для аудіо CD, але згодом став стандартним для майже всіх форматів.

    Особливість носія

    Компакт-диски схильні до пошкоджень під час обробки і використання. Доріжки розташовані набагато ближче до стороні етикетки диска, і з цієї причини дефекти і забруднюючі речовини на прозорій стороні не впливають на відтворення. Отже, компакт-диски з більшою ймовірністю будуть мати пошкодження на етикеткової стороні. Подряпини на прозорій стороні можуть бути відновлені шляхом їх заправки аналогічним заломлюючих пластиком чи ретельної полірування. Краї диска іноді не повністю герметичні, що дозволяє газам і рідинам пошкоджувати металевий відображає шар і/або заважати лазеру відтворювати вміст доріжок. Цифрові дані на CD зберігаються і відтворюються, починаючи від центру і продовжуючи до краю.

    Які компакт-диски існували у продажу?

    Стандартні компакт-диски доступні в двох розмірах. На сьогоднішній день найбільш поширеним є носій 120 міліметрів в діаметрі, з 74 або 80-хвилинної аудиоемкостью, і місткістю даних 650 або 700 МБ. Зустрічаються також диски діаметром 80 мм, які можуть вміщати до 24 хвилин музики або 210 МБ даних. Логічний формат аудіокомпакт-диски (офіційно Digital Audio або CD-DA) описаний в документі, випущеному в 1980 році творцями формату Sony і Philips. Він являє собою двоканальне 16-бітне кодування на частоті 44.1 КГц. Канальний звук повинен був бути допустимим варіантом цього формату, але він ніколи не був реалізований на практиці. Це стандартні музичні компакт-диски, найчастіше зустрічаються у продажу. CD+текст - це розширення для аудіокомпакт-дисків, яка дозволяє зберігати додаткову текстову інформацію (наприклад, назва альбому, пісні, ім'я виконавця), але при цьому носій записується у відповідності зі стандартами аудіо CD. Інформація зберігається або в тієї області диска, де є приблизно п'ять кілобайт вільного місця, або в коді доріжок, які можуть зберігати близько 31 МБ додатково.
    Компакт-диск - це Визначення, особливості, види
    CD+графіка - це особливий аудіокомпакт-диск, який містить графічні дані в додаток до аудіо. Цей носій може бути відтворений на звичайному плеєрі, але при відтворенні на спеціальному пристрої CD+G він може виводити зображення. Як правило, такий плеєр підключається до телевізора або відображається на моніторі комп'ютера. Дана графіка майже завжди використовується для відображення тексту пісень на екрані для караоке. CD+розширена графіка (також відомий як CD+EG) - це покращений варіант компакт-диска з графічними даними. Як CD+G, CD+EG використовує основні функції CD-ROM для відображення тексту і відео інформації в додаток до відтворюваної музики. Це компакт-диски для комп'ютера, призначені для відтворення з допомогою монітора.

    Формат SACD

    Супераудио CD (SACD) є аудиоформатом з високою роздільною здатністю, призначеним тільки для читання. Такі оптичні диски були розроблені для того, щоб забезпечити високу точність відтворення цифрового звуку. Формат був введений в 1999 році, будучи розробленими Sony і Philips. SACD стали з'являтися у продажу в форматі ДВД-аудіо, але не замінили стандартні аудіокомпакт-диски.
    Компакт-диск - це Визначення, особливості, види
    Під позначенням SACD також зустрічаються гібридні диски, які містять SACD і аудіопотік, а також стандартний аудіо CD-шар, який буде відтворюватися на стандартних програвачах компакт-дисків. Це було зроблено для забезпечення сумісності.

    Інші формати

    Протягом перших кількох років свого існування CD був носієм, який використовується виключно для аудіо. Проте в 1988 році цей стандарт був визначений як енергонезалежних оптичних пристроїв зберігання даних. Так з'явилися компакт-диски з програмами, відео і так далі. Окремо варто виділити наступні види. Видеокомпакт-диск (VCD) представляє собою стандартний цифровий формат для зберігання відео. Ці носії можуть відтворюватися на спеціальних VCD-плеєри, більшості сучасних DVD-програвачах, персональних комп'ютерах, і деякі ігрових приставках. В цілому якість зображення повинно було бути порівнянне з VHS-відео. Погано стисле відео VCD іноді може бути більш низької якості, але цей формат зберігає інформацію блоками, а не накопичує аналоговий шум, погіршується з кожним використанням (у порівнянні з записом на плівку). Super Video CD (Super Video Compact Disc або SVCD) - формат, що використовується для зберігання відео на стандартних компакт-дисках. SVCD був задуманий як наступник VCD і альтернатива DVD-Video. За своїми характеристиками він знаходиться десь між вищезгаданих форматів як з точки зору технічних можливостей, так і якості зображення.
    Компакт-диск - це Визначення, особливості, види
    Один CD-R диск може вмістити до 60 хвилин відео стандартної якості у форматі SVCD. Незважаючи на те, що не існує певного обмеження на довжину відео SVCD, доводиться знижувати швидкість передачі даних і, отже, якість, щоб розмістити дуже довгі записи. З цієї причини проблематично розмістити більше, ніж 100 хвилин відео на одному SVCD без істотних втрат якості, а багато апаратні плеєри не можуть відтворювати дані зі швидкістю нижче, ніж 300-600 кілобіт в секунду.

    Одноразові та багаторазові носії

    CD-R запису призначені для постійного використання. Згодом фізичні характеристики носія можуть змінюватись, викликаючи помилки читання і втрату даних, поки зчитувальний пристрій не зможе відновити їх з допомогою методів виправлення помилок. Термін їх служби складає від 20 до 100 років, в залежності від їх якості, самої запису і умов зберігання компакт-диска. Проте випробування неодноразово демонстрували погіршення якості більшості дисків приблизно через 18 місяців при нормальних умовах зберігання та регулярного використання. Компакт-диск-RW - це записуваний носій, який використовує металевий сплав замість барвників. Лазер запису в цьому випадку використовується для того, щоб нагріти і змінити властивості сплаву і, отже, змінити відбивну здатність. CD-RW з цієї причини має менш дзеркальну поверхню. Запис на компакт-диск такого типу може здійснюватися кілька разів. Але з-за різниці в форматі не всі програвачі можуть читати дані з такого носія.