光盘复制—光驱产品与技术规格

·如果说有什么发明是人类工艺史上的奇迹，光盘无疑得算上其中一种，由于目前光盘产品的价格低廉，大多数人已无法体认到该产品的复杂与精密是令人叹为观止的。
　　 基本上光盘是一种利用数字模式储存数据的一种媒体工具，硬件的部分是光驱，软件部分则是光盘片。光盘片上储存的是数字数据，数字数据是不连续的，所以我们在看数字科技合成的影像时等于在看一个由无数小方块组合成的拼图，而要一张拼图展现人眼所能接受的细腻与动态，甚至成为一部电影，以这种巨大的工程，在三十年前被提出来简直是痴人说梦，但如今它却确实可行，并且是一种相当便宜的技术，故科技的发展可说是一日千里。 　　光驱是一个结合光学、机械与电子科技的高科技产品。它的工作原理是利用雷射光穿过光栅之后，再由偏光板反射到瞄准镜，最后透过接物镜打在光盘片上。经过这一连串的光学处理之后，光线变得更集中，更容易控制，然后由光盘片反射回来，再藉光传感器来拾取讯号，并将其译码成我们需要的数据，便完成整个数据读取的动作。

依据记录与读取功能的不同，可将光盘产品分成三种类型，分别是:只读型(read only)、可重复写入型(rewritable)、和可写一次型(write once and read only)。而依据发展规格的不同，可分成CD(Compact Disc)与DVD(Digital Versatile Disc)两大系列，CD系列是较早发展的光盘产品，也为往后的DVD产品定下了规范，因此我们以CD系列的发展分析光盘产品的发展。

图六　光驱系列产品

只读型CD
只读型代表该种光盘数据仅供读取，不能进行修改或登录新的数据，因此这一类的光盘片产品在发行前就已经把数据压制完成，不能再更动。这一类的CD光盘产品有四种:

一、CD-DA( Compact Disc Digital Audio)
即一般的CD音响，可说是CD系列光驱的始祖，由Philips和Sony于1980O年发表著名的红皮书(red book)公布其技术规格，从此光储存媒体进入新纪元。该种光盘产品主要用于音乐储存，由于具有高品质的数字音质，该产品数年之内即风行世界，并衍生其后各种CD光盘产品。

二、CD-ROM(CD Read Only Memory)
由于CD产品大行其道，1985年Philips和Sony在度连手发表黄皮书(yellow book)，定义了储存计算机数据、图形、声音及动画档案的规格，而为了往后能储存更复杂的数据，同时也规范了控制讯号，数据侦错、数据校正、扇区大小等，自此CD进入了计算机记忆媒体的领域，提供了计算机惊人的记忆容量(CD-ROM可提供650MB，而当时硬盘最大容量为850MB)。

三、CD-I(CD-Interactive)
紧接着黄皮书之后，Philips和Sony针对消费电子市场，推出了绿皮书(green book)，定义多媒体CD的规格及相关的硬件规格(指搭配MPEG; Moving Picture Experts Group)， 提供了一种交互式的媒体给使用者，其最大的特色就是能同步播放声音、影像、与其它数据(例如文字)，也就是具备了播放电影的能力，自此使光盘进入娱乐媒体的领域。

四、Video CD
在CD-I规格确立后，白皮书(white book)定义了CD-I的应用规格，称为CD-I Bridge，即所谓的Video CD，Video CD是由Philips、Sony、JVC、Matsushita四家公司共同开发，Video CD储存的是以MPEG-1规格压缩之全屏幕(full screen)全动态(full motion)影像和音讯，整张Video CD可存放74分钟的影音讯号，主要应用于电影和卡拉OK。

除了只读型的CD光盘外，厂商也研发出可以写入数据的CD光盘产品，这类产品的规格公布在橘皮书(Orange Book)中，可分为两种类型，一种是可写一次型，另一种则是可重复写入型。

可写一次型CD
可写一次型代表该种光盘产品可提供使用者写录自己所要的数据，这但只能写一次，无法像硬盘或软盘可以反复读写。可写一次型的光盘技术主要来自盘片材料的突破，将记录材料涂在反射层的底部，但该层材料记录一次后就无法再改变，因此只能登录一次，这类CD光盘产品有两种：

一、CD-R(Recordable)
CD-R依据其资料录制的特性又可分为两种，一种称为一次写入型(Track-at-Once CD-R)，此种CD-R在做写入动作时，不管数据是否填满光盘片，只能写入一次，当动作完成之后，即使还有空间也无法再登录数据。这种一次写入型的CD-R通常用来存录图形或大量数据，例如坊间的”大补帖”。而一般人常称呼的CD-R通常是指一次写入型的CD-R。

二、Photo CD
Photo CD是由Kodak和Philips共同发表的规格，此种CD-R可多次写入(Multi-Volume)，不限次数，直到将整片光盘片的数据区塞满为止。最主要的功能是将相片的底片扫描后转成数字格式储存，在直径十二公分的Photo CD中可储存100张以上的相片，在数字式相机日渐普及后，Photo CD将扮演取代底片的角色。

可重复写入型CD
　　 可重复写入型指光盘片有如硬盘一般，可无限次的重复写入，将旧数据洗掉，盖写上新资料。这种光盘有两种，一种称为磁光式(Magneto-Optical)光盘，它的工作原理主要是利用高功率雷射加温盘片上的某一点，将该点的电磁极化，改变了雷射在该点的反射，然后由不同的磁性变化定义不同的值，完成数据的录制。另一种则是称为相变型(Phase-Change)光盘，这种光盘片是利用记录材料的结晶相(Crystalline)与非结晶相(Amorphous)不同的反射率，来进行数据的登录。

可重复写入型的CD光盘共有三种:

一、CD-MO(Magneto-Optical)
CD-MO为磁光式光盘，推出时被预测将取代硬盘，但由于存取时间较长，因此在功能上一直无法超越硬盘，另一个问题则是由于CD-MO的存取方式和一般的CD-ROM不同，因此无法和其它的光盘系统兼容，也造成CD-MO在推广上的困难。这个家族目前有三种产品，分别是: 2.5”MD，3.5”MO，5.25”MO。

二、PD(Phase-change Dual)
PD是相变型光盘，1995年由Matsushita公司推出，这种光驱可读取其它的一般光盘片，但PD的光盘片在一般的光驱中却无法读取，因此PD和CD-MO可谓CD家族的异类，因为这两种产品和CD系列其它产品都不兼容。

三、CD-E(Eraseable)或称CD-RW(Rewritable)
　　 为了克服PD的缺点，Philips和Ricoh在1997年推出CD-E。CD-E光盘片可在任何非磁光式的CD光驱中被读取，如此一来，兼容性的问题可说就解决了，但CD-E仍无法取代CD-MO的一点就是存取次数的极限无法超越CD-MO，这也是CD-E待改善之处。

　　自从CD-E被开发之后，CD系列的光盘产品可说已完全成熟，不但兼容性高，功能又完整，并且成本低廉，放眼市场上光储存媒体已尽是CD家族的天下。但就在CD家族袭卷市场的情形下，另一波光盘产品的革命已在悄悄的进行着，打算完全颠覆CD系列的产品，这项产品就是所谓的DVD( Digital Versatile Disc)。DVD以统一的规格可储存音乐（Audio），视讯（Video），及一般档案数据等不同型式的数字数据。依数据写入原理不同还可分为只读型DVD-ROM，可写一次型DVD-R，可重复写录型DVD-RAM。DVD规格制定时考虑周延，其应用范围已包含现今存在的大部分应用，故称为数字多功能光盘，但也有人称他为数字激光视盘。

DVD系列光驱
在CD系列的发展中，产品的改良都局限于光盘片材质与数据格式的加强，因此储存容量始终无法突破，最高约可达到680MB。DVD则从使用较短波长的激光束着手，并提高光盘片数据的密度，推出第一代的DVD储存容量即高达4.7GB，是CD产品容量的7倍，而如果采取双面双层的记录方式，容量更可高达17GB。

DVD除了在光学应用上的突破外，并在储存方式与数据压缩方式上也做了突破。在储存方式上DVD光盘片在同一面的数据设计了两层的不同材质，其中外层是半透明的，因此当需要读取内层数据时，只要提高激光束的功率即可穿透外层读到内层的数据，这种设计使得DVD光盘片单面即具备两倍的容量。

　　在数据压缩方面，DVD采用MPEG-2的压缩方式，因此在影片的处理上就可达到高画质的水准，在以往的CD产品上影片画质的水准只能到达VHS，DVD则可到达Hi-Fi的要求。另外在音讯的处理上，CD产品只能处理两个音轨的立体声，DVD则采用Dolby AC3的音效技术，可处理五个音轨的立体声。

DVD和CD的发展方向是相反的，CD在最早发展是为了满足音乐媒体的需求，然候逐渐和计算机结合，最后跨足影像媒体的领域。由于CD在影像的领域功能有所不足(Video CD一片最多只能播放74分钟的电影)，电影娱乐业者为了进入日益普及的光盘媒体市场，在1994年9月由美国七大影业提出DVD统一规格联盟，针对播放电影的需求定订DVD规格( 2小时的高画质高音质电影，称为数字影像光盘，Digital Video Disc)。

就在1994年12月，光盘产品的元老Philips和Sony再度联合发窗体面3.7GB容量的MMCD(Multi-Media CD)支持DVD规格，但此时光盘市场已非这两家公司可独大的局面，紧接着1995年1月Toshiba、Pioneer、Matsushita等日欧七家公司发表双面5GB容量的SD(Super-density Disc)支持DVD规格，于是两大阵营对立，规格战一触及发，为了避免规格的混乱与看好DVD进入信息储存媒体的潜力，1995年5月，由信息业者充当和事佬，IBM、Microsoft、Apple三大信息业巨头出面组成技术工作集团(Technical Working Group; TWG)，联合对外发表对DVD规格的九大要求。在信息业者的协调下，SD与MMCD两大DVD阵营于1995年9月终于达成协议，统一了DVD的规格，并于年底给予DVD新的定义，称为数字多功能光盘(Digital Versatile Disc)。