【轉貼】CDR盤片的基礎知識



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an
2002-06-28, 10:26 AM
一、CD-R盤片的基本結構

CD-R標準是飛利浦公司於1990年制定的,被稱作橙皮書PartⅡ。CD-R技術目前應用非常廣泛,由於其記錄成本非常低,每兆位元組不到3分錢,在數據備份與交換、多媒體應用、桌面出版等眾多領域得到了廣泛的應用。

CD-R盤片具有與一般CD盤片相同的外觀尺寸,它上面所記載資料的方式與一般CD光盤片一樣,也是利用雷射的反射來讀取資料,所以CD-R盤片可以放在CD-ROM上讀取。

CD-R盤片的片基與傳統的 CD 盤片基本一樣,但表層的“刻痕”不同。在傳統CD片上有螺旋狀的軌道(Track),而這些軌道又是由很多不連續的凹槽所組成,這些凹槽是用雷射“雕刻”成的,又稱之為“坑”(Pits),坑與坑之間的地方稱為“島”(Land)。在CD-R盤片上以連續的槽溝(Groove)取代“坑”,並組成螺旋狀的軌道(Track),而“坑”就被記錄在這些槽溝內。在空白的盤片上,槽溝有幾個重要的用途,包括轉速控制、尋道控制及時間指示等。在槽溝上面是感光層(有機染料,Organic dye material)及反射層(黃金,Gold),最後再加上保護層及印刷層。

當刻錄CD-R盤片的時候,光盤刻錄機發出高功率的雷射,聚焦在CD-R盤片某特定部位上,使這個部位的有機染料層產生化學反應,因而這個部位就不能反射CD光盤機所發出的雷射,相當於傳統CD盤片上的“坑”;沒有被高功率雷射照到的地方可以依靠黃金層反射雷射,相當於傳統CD片上的“島”,這與普通CD-ROM的讀取原理基本相同。

刻錄盤的結構剖面圖:

http://www.pconline.com.cn/pchardware/tpylab/storage/10205/pic/image001.gif

  讓我們從下往上說明,首先是盤片最重要的部分:E層。最下面的E層實際上是塑膠基底,它佔有整個盤片中最多的體積,是形成盤片強度和形狀的關鍵。向上的D層就是最關鍵的部分,該層就是刻錄和保存數據的層面,刻錄盤的性能就取決於該層的品質,下面我們將詳細介紹。再向上,C層是反射層,用來反射光驅或者刻錄機的雷射束,低檔的盤片可能用鐵或者鋁,而高級的刻錄盤則採用銀作為反射介質。B層是保護層,能防止盤片的數據層(D)和反射層(C)遭到各種意外破壞。最後的A層實際上是各個公司來圖畫標誌的層面,我們通常看到刻錄盤的商標和圖案就在這一層。

二、CD-R盤片的分類

CD-R盤片的種類

CD-R盤片使用有機染料(organic dye)作為記錄層的主要材質。這種有機染料是幾百萬個相同分子連接在一起而形成的組織結構。直到最近,兩種基本種類的有機染料才開放各CD-R盤片工廠使用,它們分別為綠色的cyanine與金黃色的phthalocyanine。而三菱化學公司(Mitsubishi Chemical Company)與Verbatim公司聯合發表了一種新的有機化學組成材質叫做AZO(藍色),它不用一般常見的黃金作為反射層而使用銀作為反射層,所以你會看到一邊是藍色,而另一邊是銀色。我們常常聽到使用者在討論CD-R的盤片,到底是金盤好還是綠盤好? 其實不管是新發表的藍盤還是市面上常見的金盤或綠盤,各有各的優點,各有各的缺點,以下就來討論這個問題。

Cyanine (綠盤)

在橘皮書(Orange Book / CD-R 標準書)中對CD-R盤片的規格制定,原來是參考由太陽祐電公司(Taiyo Yuden)所提出的cyanine種類的CD-R盤片材質。Cyanine是由太陽祐電(Taiyo Yuden)所發明,它也是其它兩種材質的原型材質。換句話說,是先有cyanine,然後phthalocyanine與AZO才根據 cyanine 改良而成。大多數的 CD-R 光碟刻錄機是參考cyanine的特性而設計,而現今 CD-R 盤片的工廠也大多使用cyanine材質,相信它也會在市面上出現最久。Cyanine 原始材質非常怕強光,是屬於感光性材料,在製造時必須加入合成適當的鐵金屬以降低對光的感應能力,一但完成 CD-R 盤片的製作後,只有CD-R光碟刻錄機內的高功率雷射才能改變它的性質。用Cyanine材質做成的CD-R盤片有著翡翠綠的顏色,但是也有些工廠做出"藍綠"色的CD-R盤片,其實cyanine本質為青藍色,所以才稱為 cyanine (青藍),但是在製作時,因為與黃金反射層合並組合,而成為綠色 (藍 + 黃 = 綠)。如果是使用銀來作為反射層,結果你會發現此種碟片成為深藍色。

http://www.pconline.com.cn/pchardware/tpylab/storage/10205/pic/green.jpg

許多CD-R相關技術的公司都建議使用 cyanine 綠盤,原因是這種材質可以接受較廣範圍的讀寫鐳射,而可相容於大多數型式的CD-R光碟刻錄機。而且最新的cyanine材質可以適用於不同的寫入速度,從1x(單倍速)到12x(12倍速)皆可接受,且可應用於各種不同鐳射強度的機器。更多數新推出廠牌的CD-R光碟刻錄機更以cyanine材質CD-R盤片規格來設計測試。前文提到過,CD-R記錄資料是利用高功率(高熱)雷射照射在CD-R盤片上的有機染料層,使其造成熔化(材質改變)而做成pit的功能。這種改變是以獨立的分子作為基本的單位,並不會造成擴散。刻錄完成的盤片在刻錄面可以明顯看出兩種不同的顏色深度,即代表有資料區(從內圈開始)與無資料區(外圈部份)。

Phthalocyanine(金盤)

Phthalocyanine 的 CD-R 盤片呈現金黃的顏色,這是因為這種有機染料它自己是接近透明的淺黃色。製造此種 CD-R 盤片的工廠只有 Kodak (柯達) 與 Mitsui Toatsu(三井),其他看到的廠牌源頭也是出自這兩家公司。Phthalocyanine 碟片的支援者指出,Phthalocyanine材質有更好的抗光性,能延長存放資料的時間,可超過100年以上。Phthalo- cyanine材質的CD-R盤片與Cyanine一樣,也是靠利用高功率鐳射改變有機染料層(熔化而質變)做成pits來記錄資料。

http://www.pconline.com.cn/pchardware/tpylab/storage/10205/pic/platinum.jpg

Azo(藍盤)

Verbatim 公司發表了一種叫做 new DataLifePlus 的 CD-R 盤片,由 Verbatim 的母公司:三菱化學公司(Mitsubishi Chemical Company) 負責生產,這種新的CD-R 碟片是使用金屬化Azo有機染料加上低價銀材質作為反射層的盤片。這也是三菱化學公司首次將這種材質的盤片量產上市,這種盤片有著銀白色的標籤面,讀寫面則呈現深藍色。與早期太陽祐電發表cyanine材質的CD-R盤片一樣,初期的Azo材質只能使用於單倍速或是雙倍速的 CD-R 光碟刻錄機,而無法順利使用在高速度(4x)的刻錄機機種,然而當DataLifePlus CD-R盤片的發表,Verbatim公司正式宣佈此種新配方的 Azo CD-R 盤片克服了速度上的瓶頸,已經可以在 4 倍速的光碟刻錄機上使用。

http://www.pconline.com.cn/pchardware/tpylab/storage/10205/pic/blue.jpg

Verbatim公司在早期研發Azo材質時,經過很多的測試發現,此種材質的壽命可達100年,並且提供了產品終身保用,只要記錄完成並無錯誤之盤片,在任何時間產生讀取的錯誤的情況,可免費更換一片全新的 CD-R 盤片。其實真正的問題是,直到今日,業界尚未有一個獨立公正客觀的公司來對這些 CD-R 盤片產品進行評估,測試查證。

彩色盤片:

隨著時間的推移,綠盤本身的相容性好,價格便宜的優點越來越受到人們的歡迎,但是綠盤的壽命卻是人們所擔心的問題,尤其是綠盤和藍盤盤片對光和溫度比較敏感,陽光對於盤片的破壞性很大。長時間的陽光照射會使盤片刻過的區域變金黃色,然後全片CD-R會完全變金黃色。金盤或白金盤就以優秀的抗光性著稱。目前對於彩盤而言有兩種說法,一種說法是:人們在白金盤的基礎上將本來呈透明色的盤體加上顏色,以用來增強刻錄盤的抗光性和美觀性。另一種說法是:早在1994年PlayStation出來的時候SONY就開始使用黑盤了。分析其原因,就可能是由於黑盤的反射率小,比普通的CD-ROM光盤更能吸收雷射;反過來說,就是使用少量的雷射束便能得到良好的讀取效果,也就更好地延長了雷射頭的壽命。

http://www.pconline.com.cn/pchardware/tpylab/storage/10205/pic/7.jpg

彩盤大部分刻錄容量都屬於標準容量,它的特色在於刻錄面擺脫傳統金、藍、綠、白這幾種常規色彩,呈黑、棕、黃、紅、紫、深藍、深綠等色彩,使刻錄盤具有獨特的個性。特別是黑色的刻錄盤受到很多電腦愛好者的青睞,認為利用黑盤刻錄出來的作品夠COOL。某種說法為不同顏色的碟片具有自己不同的特性,有的如紅色和綠色可以提高CD機的讀取效果,有的如黑色可以長時間穩定的保存刻錄內容,但這種說法目前還沒有第三方權威認定。大部分電腦愛好者購買彩盤都是衝著顏色漂亮去的。由於使用 phthalocyanine 染料的光盤可以呈現任何顏色,所以實際上這些彩色盤片的本身用的染料就是phthalocyanine和我們常見的白金盤的染料是一樣的.而其反射層鑒於成本的問題多半使用的還是白銀反射層.

三、CD-R盤片容量的計算

常見的CD-R盤片有兩種時間長度,刻錄設定時,分為三種格式,相應地,刻錄的容量也就相差較大。具體的容量計算方法如下:

1、63分鐘CD-R盤片

對ISO格式而言,容量計算如下:

63(分)╳60(秒)╳75(格)╳2048bytes/1024/1024=553.7109375MB

對Audio格式而言,容量計算如下:

63(分)╳60(秒)╳75(格)╳2352bytes/1024/1024=635.9024047852MB

對XA格式而言,容量計算如下:

63(分)╳60(秒)╳75(格)╳2336bytes/1024/1024=631.5765380859MB

2、74分鐘CD-R盤片

對ISO格式而言,容量為650.390625MB

對Audio格式而言,容量為746.9329833984MB

對XA格式而言,容量為741.8518066406MB

此外,盤片的容量還與CD-R製作中的“預刻溝槽的絕對時間”(Absolute Time In Pregroove)有關。74分鐘的盤片比63分鐘的盤片搖擺的頻率少,盤片轉得慢,由雷射燒成的坑(Pit)自然就比較短;相反地,轉得快的片子由雷射燒成的坑(Pit)就比較長。

此外,我們在購買時應盡可能到當地信譽好的電腦城中去購買,在電腦城購買的CD-R盤片品質一般比在一些小店買的盤片有保證一些,而且價格相差也並不會太大。


CD-R盤片與寫入速度的關係

要成功錄制一片CD-R盤片,光碟記錄器內部的溫度控制,鐳射功率控制,寫入作業控制及轉速都必須控制在理想的範圍,這樣就可以達到"即時"寫入的功能,這堜瓵蛌"即時"是指50分鐘的資料,於50分鐘就可寫入完成,也就是一倍速的寫入。在我們還不討論四倍或六倍的寫入速度,我們先來看看紅皮書所定的標準。紅皮書,代表 CD-Audio 的格式標準,每秒鐘可播放頻率44.1KHz或是44,100個取樣資料的音樂。紅皮書規定了 CD 播放的速度為每秒鐘 1.2到 1.4公尺磁軌的長度。早期電腦用的CD-ROM光驅採用這種速度來讀取資料,等於是每秒鐘讀取 75個磁區 (Sector)。然而因為CD-ROM資料的讀取並不是連續的循序讀取,很可能要常常讀取為在不同區域(軌道)的資料,因此速度就變成很重要了。以數點陣圖像資料(AVI或是MOV檔案)為例,它資料存放的方式就像 CD-Audio 一樣,屬於循序式存放,然而因為它是使用高壓縮比來壓縮視訊 (Video),在播放的時候,如果採用單倍速播放,會因資料傳送的速度不足而使畫面產生不連續(跳格)的現象。這種現象使得在電腦多媒體的應用上,必須使用更快速度的光驅,許多CD-ROM光驅的硬體製造商發表了高倍速光驅。有一個重點,就是這些光驅還是必須相容於單倍速的播放CD-Audio片子,而在其他電腦資料的盤片採用全速的播放。很自然的,CD-R光碟刻錄機也擺脫不了對速度的追求,早期的CD-R光碟刻錄機只是用來刻錄 CD-Audio 音樂用的,單倍速寫入速度,也就是說60分鐘的音樂需要60分鐘來刻錄,另外再加上幾分鐘時間寫 Lead-in與 Lead-out。當改良CD-R產品的設計後,加上新配方CD-R盤片的配合,開始出現雙倍速的機器,60分鐘的資料,只要半個小時(30分鐘) 就可以寫完。然後是四倍速的機器出現,同樣60分鐘的資料,只需15分鐘的寫入時間即可完成。越高的速度代表越貴的售價。其實真正要了解的重點是,CD-R寫入的速度與將來這片CD-R要播放的速度完全無關,用四倍速 CD-R 光碟刻錄機寫出來的片子,播放時並不一定需要四倍速的CD-ROM。舉例來說,數點陣圖像資料 (AVI 或 MOV檔案),用四倍速光碟記錄器寫完資料後,可以用單倍速的 CD-ROM 來播放,只是播放時並不一定很平順就是了。

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jsc05130
2002-06-28, 11:44 AM
感謝分享.....

jess
2002-06-28, 09:15 PM
1、63分鐘CD-R盤片

對ISO格式而言,容量計算如下:

63(分)╳60(秒)╳75(格)╳2048bytes/1024/1024=5537109375MB

對Audio格式而言,容量計算如下:

63(分)╳60(秒)╳75(格)╳2352bytes/1024/1024=6359024047852MB

對XA格式而言,容量計算如下:

63(分)╳60(秒)╳75(格)╳2336bytes/1024/1024=6315765380859MB

2、74分鐘CD-R盤片

對ISO格式而言,容量為650390625MB

對Audio格式而言,容量為7469329833984MB

對XA格式而言,容量為7418518066406MB


???

YAmahax
2002-06-28, 09:58 PM
學到了,感謝大大

an
2002-06-29, 03:27 PM
最初由 jess 發表
1、63分鐘CD-R盤片
對ISO格式而言,容量計算如下:
63(分)╳60(秒)╳75(格)╳2048bytes/1024/1024=5537109375MB
對Audio格式而言,容量計算如下:
63(分)╳60(秒)╳75(格)╳2352bytes/1024/1024=6359024047852MB
對XA格式而言,容量計算如下:
63(分)╳60(秒)╳75(格)╳2336bytes/1024/1024=6315765380859MB
2、74分鐘CD-R盤片
對ISO格式而言,容量為650390625MB
對Audio格式而言,容量為7469329833984MB
對XA格式而言,容量為7418518066406MB
???

上面是從大陸網站轉貼的
數據應該改成如下才對(在3位數後加.)
74分ISO ==> 650.390625MB
74分Audio ==> 746.9329833984375MB
74分XA ==> 741.851806640625MB
MB為1024x1024

另外他提到 兆位元組 字句
常常可在大陸網站看到用來說容量
但是明明兆位元組應該是TB(1024x1024MB)
MB應該是百萬位元組才對
不知大陸人在搞什麼