CD là đĩa quang kỹ thuật số để lưu trữ dữ liệu ở định dạng do Philips và Sony cùng phát triển, được phát hành vào năm 1982. Ban đầu nó được phát triển để lưu trữ và phát các bản ghi âm, nhưng sau đó nó đã được điều chỉnh để ghi lại nhiều dữ liệu khác nhau. Một số định dạng khác đã trở thành dẫn xuất của chúng, bao gồm ghi âm một lần và lưu trữ dữ liệu (CD), phương tiện ghi lại (RW), đĩa video (VCD), siêu video (hoặc SVCD), PictureCD, v.v. Lần đầu tiên có mặt trên thị trường The CDP -101 máy nghe nhạc CD được phát hành vào tháng 10 năm 1982 tại Nhật Bản.
Đĩa CD tiêu chuẩn có đường kính 120mm và có thể chứa tối đa khoảng 80 phút âm thanh không nén hoặc khoảng 700 MB dữ liệu. Mini CD có nhiều đường kính khác nhau (từ 60 đến 80 mm). Đôi khi chúng được sử dụng cho đĩa đơn CD vì chúng có thể chứa tới 24 phút âm thanh hoặc cho trình điều khiển ghi âm.
Phát triển sự nổi tiếng
Vào thời điểm công nghệ được giới thiệu, vào năm 1982, một đĩa CD có thể lưu trữ nhiều dữ liệu hơn một ổ cứng cá nhânmáy tính, thường không lớn hơn 10 MB. Đến năm 2010, ổ cứng thường cung cấp dung lượng lưu trữ lên tới hàng nghìn đĩa CD, trong khi giá của chúng đã giảm xuống mức thấp. Năm 2004, đĩa CD âm thanh, CD-ROM và CD-R đã bán được khoảng 30 tỷ bản trên toàn thế giới. Đến năm 2007, 200 tỷ CD đã được bán trên toàn thế giới.
Kể từ đầu những năm 2000, đĩa CD ngày càng bị thay thế bởi các hình thức lưu trữ và phân phối kỹ thuật số khác, kết quả là đến năm 2010, số lượng của chúng đã giảm khoảng 50% so với thời kỳ đỉnh cao, nhưng chúng vẫn là một trong những phương tiện truyền thông chính trong ngành công nghiệp âm nhạc. ngành công nghiệp.
Lịch sử xuất hiện
Nhà phát minh người Mỹ James Russell được ghi nhận là người đã phát minh ra hệ thống ghi thông tin kỹ thuật số đầu tiên trên màng trong suốt quang học phát ra ánh sáng do công suất lớn của đèn halogen. Bằng sáng chế của ông được đăng ký lần đầu tiên vào năm 1966. Sau khi kiện tụng, Sony và Philips đã cấp phép bằng sáng chế của Russell vào những năm 1980.
Đĩa CD là sản phẩm của sự phát triển của đĩa laser. Đây là công nghệ sử dụng chùm tia laser hội tụ để cung cấp mật độ thông tin cao cần thiết cho âm thanh kỹ thuật số chất lượng cao. Nguyên mẫu được Philips và Sony độc lập phát triển vào cuối những năm 1970. Năm 1979, một đội đặc nhiệm chung gồm các kỹ sư được thành lập để phát minh ra các phương tiện kỹ thuật số mới. Sau một năm thử nghiệm và thảo luận,Sách Tiêu chuẩn Âm thanh được xuất bản năm 1980. Sau lần phát hành thương mại đầu tiên vào năm 1982, đĩa CD và các đầu đĩa liên quan trở nên cực kỳ phổ biến. Mặc dù giá thành cao, chỉ riêng tại Mỹ trong năm 1983 và 1984 đã có hơn 400.000 chiếc được bán ra. Đến năm 1988, doanh số bán hàng vượt xa nhu cầu đối với đĩa hát vinyl, và đến năm 1992, băng cassette âm thanh. Thành công này trong việc truyền bá công nghệ CD là kết quả của sự hợp tác chặt chẽ giữa Philips và Sony, những người đã đồng ý và phát triển phần cứng tương thích. Thiết kế CD thống nhất cho phép người tiêu dùng mua bàn xoay hoặc đầu đĩa từ bất kỳ công ty nào.
Công nghệ đã phát triển như thế nào?
Ban đầu, người ta tin rằng CD là sự kế thừa của bản ghi vinyl để chơi nhạc, và không phải là phương tiện lưu trữ. Tuy nhiên, kể từ khi được giới thiệu như một định dạng âm nhạc, đĩa CD đã được các ứng dụng khác đón nhận.
Năm 1983, những thí nghiệm đầu tiên với đĩa CD có thể xóa được đã được thực hiện. Vào tháng 6 năm 1985, lần đầu tiên việc đọc đĩa CD được thực hiện trên máy tính, và vào năm 1990, các đĩa ghi lại có thể tái sử dụng đã xuất hiện trên thị trường. Chúng đã trở thành một giải pháp thay thế mới cho băng để ghi âm nhạc và sao chép album nhạc mà không bị lỗi do nén được sử dụng trong các phương pháp ghi âm kỹ thuật số khác. Vì vậy, CD nhạc dường như là phương tiện truyền thông tiện lợi nhất so với băng và đĩa.
Vào đầu những năm 2000, đầu đĩa CD đã thay thế phần lớn máy ghi âm,cũng như đài là thiết bị tiêu chuẩn trên xe mới.
Trong khi đó, với sự gia tăng phân phối các tệp ở định dạng âm thanh nén (chẳng hạn như MP3), doanh số bán đĩa CD bắt đầu giảm trong những năm 2000. Ví dụ, từ năm 2000 đến năm 2008, mặc dù doanh số bán nhạc nói chung tăng nhưng doanh số bán đĩa CD lại giảm tổng thể 20%. Mặc dù nhu cầu sụt giảm nhanh chóng so với những năm trước, công nghệ này vẫn tồn tại trong một thời gian.
Cấu trúc đĩa CD
Bất kỳ CD nào cũng dày 1,2mm và làm bằng nhựa polycarbonate. Mỗi tàu sân bay như vậy nặng 15-20 gam. Cấu trúc của nó được xác định từ tâm ra ngoài, các phần tử của nó là:
- tâm của lỗ trục chính (15mm);
- vùng chuyển tiếp đầu tiên (vòng kẹp);
- khung kẹp;
- vùng chuyển tiếp thứ hai (sọc gương);
- vùng phần mềm (từ 25 đến 58 mm);
- vành.
Một lớp nhôm mỏng hoặc ít hơn thường là vàng được phủ lên bề mặt của đĩa, làm cho nó phản chiếu. Kim loại được bảo vệ bởi một lớp sơn mài, thường được phủ trực tiếp lên lớp phản chiếu. Nhãn được in trên lớp sơn bóng, thường bằng lụa hoặc in offset.
Dữ liệu CD được biểu diễn dưới dạng các vết lõm nhỏ, được gọi là "rãnh", được mã hóa trong các dấu vết xoắn ốc hiển thị trên đầu lớp polycarbonate. Cơ chế đầu phát CD quay đĩa mỗi lần quét ở tốc độ 1,2 đến 1,4 m / s (tốc độ tuyến tính không đổi), tương đương với khoảng 500 vòng / phút ở bên trong đĩa, vàkhoảng 200 vòng / phút - ở bên ngoài. Một đĩa được phát từ đầu đến cuối bị chậm lại trong quá trình phát lại.
Dữ liệu được phát lại như thế nào?
Vùng chương trình có diện tích khoảng 86,05 cm2, và chiều dài của vòng xoắn được ghi lại là 5,38 km. Với tốc độ quét 1,2 m / s, thời gian phát lại là 74 phút, tương đương 650 MB dữ liệu trên mỗi CD-ROM. Hầu hết các trình phát đều có thể chơi một đĩa dữ liệu dày hơn một chút (mặc dù một số kiểu máy cũ hơn không hỗ trợ định dạng này).
Đĩa CD được đọc bằng cách sử dụng tia laser bán dẫn hồng ngoại đặt bên trong đầu đĩa CD qua một lớp polycarbonate. Sự thay đổi độ cao giữa các rãnh dẫn đến sự khác biệt về phản xạ ánh sáng. Bằng cách đo cường độ của sự thay đổi từ điốt quang mà dữ liệu có thể được đọc từ phương tiện.
Sự khác biệt giữa các bản nhạc không biểu thị trực tiếp số không và số không trong dữ liệu nhị phân. Thay vào đó, một mã hóa được sử dụng giả định không trả về 0. Phương pháp mã hóa này ban đầu được dành cho đĩa CD âm thanh, nhưng sau đó đã trở thành tiêu chuẩn cho hầu hết các định dạng.
Tính năng phương tiện
CD dễ bị hỏng trong quá trình xử lý và sử dụng. Các bản nhạc nằm gần mặt nhãn của đĩa hơn nhiều, và vì lý do này, các khuyết tật và tạp chất ở mặt trong suốt không ảnh hưởng đến quá trình phát lại. Do đó, đĩa CD có nhiều khả năng bị hư hỏng ở mặt nhãn. vết xước trênmặt trong suốt có thể được phục hồi bằng cách lấp đầy chúng bằng một loại nhựa khúc xạ tương tự hoặc bằng cách đánh bóng cẩn thận. Các mép của đĩa đôi khi không được bịt kín hoàn toàn, cho phép khí và chất lỏng làm hỏng lớp phản xạ kim loại và / hoặc cản trở khả năng tái tạo nội dung của bản nhạc của tia laser. Dữ liệu kỹ thuật số trên đĩa CD được lưu trữ và phát từ trung tâm ra rìa.
Những CD nào đã có sẵn để bán?
Đĩa CD tiêu chuẩn có hai kích cỡ. Cho đến nay, phương tiện phổ biến nhất có đường kính 120 mm, với công suất âm thanh 74 hoặc 80 phút và dung lượng dữ liệu là 650 hoặc 700 MB. Ngoài ra còn có các đĩa có đường kính 80 mm, có thể chứa tới 24 phút nhạc hoặc 210 MB dữ liệu.
Định dạng hợp lý của Audio CD (Âm thanh Kỹ thuật số chính thức hoặc CD-DA) được mô tả trong một tài liệu được phát hành vào năm 1980 bởi những người sáng tạo ra định dạng này, Sony và Philips. Nó là một mã hóa 16 bit hai kênh ở tần số 44,1 kHz. Âm thanh bốn kênh được cho là một biến thể hợp lệ của định dạng này, nhưng nó chưa bao giờ được đưa vào thực tế. Đây là những CD nhạc tiêu chuẩn thường thấy nhất trên thị trường.
CD + text là phần mở rộng của Audio CD cho phép bạn lưu trữ thông tin văn bản bổ sung (chẳng hạn như tiêu đề album, bài hát, tên nghệ sĩ), nhưng phương tiện được ghi theo tiêu chuẩn Audio CD. Thông tin được lưu trữ trong khu vực đó của đĩa, nơi có khoảng năm kilobyte dung lượng trống hoặc trong mã theo dõi, có thể lưu trữthêm khoảng 31MB.
CD + graphics là một đĩa CD âm thanh đặc biệt có chứa dữ liệu đồ họa ngoài âm thanh. Phương tiện này có thể được phát trên đầu phát thông thường, nhưng khi phát trên thiết bị CD + G chuyên dụng, nó có thể xuất ra hình ảnh. Theo quy định, một đầu phát như vậy được kết nối với TV hoặc hiển thị trên màn hình máy tính. Những đồ họa này hầu như luôn được sử dụng để hiển thị lời bài hát trên màn hình cho karaoke.
CD + Advanced Graphics (còn được gọi là CD + EG) là phiên bản cải tiến của đĩa CD dữ liệu đồ họa. Giống như CD + G, CD + EG sử dụng các chức năng cơ bản của CD-ROM để hiển thị thông tin văn bản và video ngoài nhạc đang được phát. Đây là những đĩa CD máy tính được thiết kế để chơi với màn hình.
định dạng SACD
Super Audio CD (SACD) là định dạng âm thanh chỉ đọc, có độ phân giải cao. Các đĩa quang này được thiết kế để cung cấp khả năng tái tạo âm thanh kỹ thuật số có độ trung thực cao. Định dạng này được giới thiệu vào năm 1999, được phát triển bởi Sony và Philips. SACD bắt đầu xuất hiện trên các định dạng âm thanh DVD, nhưng không thay thế các Audio CD tiêu chuẩn.
Dưới ký hiệu SACD, còn có các đĩa kết hợp chứa SACD và một luồng âm thanh, cũng như lớp âm thanh CD tiêu chuẩn sẽ phát trên các đầu phát CD tiêu chuẩn. Điều này đã được thực hiện để đảm bảokhả năng tương thích.
Các định dạng khác
Trong vài năm đầu tiên ra đời, CD là phương tiện được sử dụng riêng cho âm thanh. Tuy nhiên, vào năm 1988, tiêu chuẩn này được định nghĩa là các thiết bị lưu trữ quang không bay hơi. Vì vậy, đã có đĩa CD với các chương trình, video, v.v. Riêng biệt, cần làm nổi bật các loại sau.
Video CD (VCD) là định dạng kỹ thuật số tiêu chuẩn để lưu trữ video. Những phương tiện này có thể được phát trên đầu phát VCD chuyên dụng, đầu DVD hiện đại nhất, máy tính cá nhân và một số máy chơi game.
Nói chung, chất lượng hình ảnh đáng lẽ phải tương đương với video VHS. Video VCD được nén kém đôi khi có thể có chất lượng thấp hơn, nhưng định dạng này giữ lại thông tin theo từng phần chứ không tích lũy nhiễu tương tự trở nên tồi tệ hơn sau mỗi lần sử dụng (so với ghi băng).
Super Video CD (Super Video Compact Disc hoặc SVCD) là một định dạng được sử dụng để lưu trữ video trên các đĩa CD tiêu chuẩn. SVCD được hình thành như một sự kế thừa cho VCD và một sự thay thế cho DVD-Video. Theo đặc điểm của nó, nó nằm ở đâu đó giữa các định dạng trên, cả về khả năng kỹ thuật và chất lượng hình ảnh.
Một đĩa CD-R có thể chứa đến 60 phút video SVCD chất lượng tiêu chuẩn. Mặc dù không có giới hạn cụ thể về độ dài của video SVCD, tốc độ bit và do đó chất lượng phải được giảm xuống để phù hợp với thời lượng rất dàiHồ sơ. Vì lý do này, thật khó để lắp hơn 100 phút video trên một SVCD mà không làm giảm chất lượng đáng kể và nhiều trình phát phần cứng không thể phát dữ liệu ở tốc độ thấp hơn 300-600 kilobit mỗi giây.
Phương tiện dùng một lần và tái sử dụng
Bản ghi CD-R được thiết kế để sử dụng lâu dài. Theo thời gian, các đặc tính vật lý của phương tiện có thể thay đổi, gây ra lỗi đọc và mất dữ liệu cho đến khi người đọc có thể khôi phục chúng bằng kỹ thuật sửa lỗi. Tuổi thọ sử dụng của chúng từ 20 đến 100 năm, tùy thuộc vào chất lượng của chúng, bản ghi và điều kiện lưu trữ của đĩa CD. Tuy nhiên, các thử nghiệm đã nhiều lần cho thấy chất lượng của hầu hết các đĩa bị giảm sút sau khoảng 18 tháng trong điều kiện lưu trữ bình thường và sử dụng thường xuyên.
CD-RW là phương tiện ghi sử dụng hợp kim kim loại thay vì thuốc nhuộm. Laser viết trong trường hợp này được sử dụng để làm nóng lên và thay đổi các đặc tính của hợp kim và do đó thay đổi hệ số phản xạ. CD-RW vì lý do này có bề mặt ít phản xạ hơn. Loại CD này có thể được ghi nhiều lần. Nhưng do sự khác biệt về định dạng, không phải tất cả người chơi đều có thể đọc dữ liệu từ các phương tiện đó.
