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刻录盘片(CD-R/CD-RW)的原理
作者:weste.net转载 发布时间:2003-12-12 10:55:35 | 【字体:

  CD-R是CD Recordable(可录式光盘)的简称,用它可以将数据写入可一次性刻写的CD-R光盘,其盘片制造成本低、读写速度快、使用寿命长,刻好的CD-R盘片可以在任何CD-ROM上读出,具有出色的兼容性。第一部CD-R驱动器是由雅马哈公司(Yamaha)1990年推出的。由于不能反复擦写,CD-R刻录机目前正逐步淡出市场。

  CD-RW是CD ReWritable(可重写光盘)的简称,是指可以对专用的CD-RW盘片进行反复擦写(达1000次以上)的光盘刻录机,由理光(RICOH)公司1996年首先推出。CD-RW驱动器兼容CD-R、CD-ROM,因此可以刻写CD-R光盘。刻录好的CD-RW盘片可以在刻录机、具有MultiRead功能的CD-ROM以及DVD-ROM/RAM上读取。目前随着刻录技术的不断发展和进步,CD-RW刻录机的制造成本和CD-R刻录机已相差无几,因此正全面取代CD-R刻录机成为市场的绝对主流产品。

  常用的CD-R/RW光盘基本上都是由片基、记录层、反射层和保护层等几部分构成的。CD-R记录层常用的染料介质有青蓝染料(Cyanine)、金色染料(Phthalocyanine)和蓝色染料(Azo),反射层主要采用金和银,根据所用染料介质和反射介质的不同组合,会使CD-R盘片呈现不同的色彩,如绿色、金黄色、深蓝色等,就是我们常说的绿盘、金盘和蓝盘。绿盘兼菪越虾茫鄹癖阋耍褂媒瞎? 金盘具有较好的抗光性,使用和存储的寿命长,价格较贵;蓝盘的制造成本低,但使用寿命较短。

  CD-RW盘片的记录层采用的是一种独特的相变材料,这种材料的主要成份是银、铟、锑和碲等稀有金属。它们在激光的烧灼下可以在非结晶状态和结晶状态之间来回进行转换,从而记录下信息。CD-RW盘片反射层的反射率很低,一般只有15%左右。

  在CD-RW驱动器里面可以刻录CD-R和CD-RW两种盘片。CD-R盘片是在聚碳狨ブ瞥傻钠吓缤苛艘徊闳玖喜悖す馔吩谌碛布目刂葡赂菘绦词莸牟煌刂品⑸浼す馐墓β剩共糠秩玖鲜苋确纸猓诳瞻椎呐唐嫌酶呶?烧刻"出可供读取的反光点,由于染料层分解后不能复原,因此CD-R盘片只能烧刻一次。而CD-RW的工作原理是使用一种特殊的相变材料来存储信息,同样也是利用激光束的大功率照射对CD-RW盘片进行局部瞬间加温,使盘片上的记录层由低反射的非结晶状态转变为高反射率的结晶状态,从而记录下数字信息。由于CD-RW盘片具有这种热转换性,因此可以反复改变记录层的晶体状态,达到多次重写的目的。

  光盘格式

  目前CD光盘格式主要有三种:音乐CD(CD-DA,CD-Digital Audio)、数据CD(即CD-ROM,又称CD-ROM Mode 1)和扩展体系CD(CD-ROM XA,CD-ROM eXtended Architecture,又称CD-ROM Mode 2)。

  前两者对于我们都很熟悉,至于CD-ROM XA,则是VCD与Photo CD等光盘所采用的格式。这三种格式的最大区别就在于每扇区的字节数,CD-DA为2352字节/扇区、CD-ROM Mode 1为2048字节/扇区、CD-ROM Mode 2格式对数据可靠性的要求相对低一些,为2336字节/扇区(我想这就是为什么用一些软件的CD Copy功能做出来的VCD在普通的影碟机上看不了的原因。)。由此,也使这三种格式光盘的数据容量有了很大不同。

  按标准的74分钟光盘计算:

  CD-DA格式的容量为74×60×75×2352÷1024÷1024=746.93MB

  CD-ROM Mode 1格式的容量为74×60×75×2048÷1024÷1024=650.39MB

  CD-ROM Mode 2格式的容量为74×60×75×2336÷1024÷1024=741.85MB

  现在的CD-R、CD-RW都能进行这三种格式光盘的烧录。不过,这里顺便提一下,格式化后的CD-RW盘片,其每个扇区的容量与硬盘相同,即512个字节,但扇区数则增加了4倍,因此在总容量上没有什么变化。

  接下来再讲讲CD光盘的类型,目前共有5种,分别是音乐CD(Audio CD)、普通CD-ROM(Normal CD-ROM)、多区段CD-ROM(Multi-Session CD-ROM)、混合模式CD(Mixed-Mode CD)、特殊模式CD(CD Extra Mode)。下面就对大家较为陌生的后三种类型作一说明。

  首先要介绍一下两个基本有关光盘数据存储的概念:轨(Track)和区段(Session)。不管是什么类型的数据都是以轨为单位记录到光盘中,区段则是一个独立而完整的记录区域,它可以包含若干条任意类型的数据轨,在一个区段烧录完成后(即Close Session),其中的数据就无法再更改了,因此只有一次操作机会,但在这个过程中可包含多次轨写入。在读取数据时,则要先找到相应的区段,然后再找相应的轨。

  普通CD-ROM就相当于将整张光盘设为单一区段(SS,Single Session),由于只有一次操作的机会,所以不管写入多少数据都等于将光盘写满。而多区段(MS,Multi Session)CD-ROM则把光盘划分成多个记录区域,这样就可以分多次写入(烧录)。由此所带来的好处相当明显,比如当需要刻录的的数据只有100 MB时,用SS方式的话,光盘上的剩余空间就白白浪费了,但借助MS方式,你可以先烧100MB,以后若想写入新的数据,再建立新的区段就可以了。而且,用MS方式烧录失败的盘片也可以通过这个方法使用余下的容量,所以MS技术非常有用,现在的CD-ROM也都支持多区段光盘的读取。

  混合模式与特殊模式CD就是将音乐与数据资料录制在一起,所不同的是,混合模式将数据资料写在光盘的开头(即从第1区段的第1轨开始),特殊模式则将音乐资料写在光盘的开头。我们现在所玩的带有CD音轨的游戏大都使用混合模式烧录,而特殊模式光盘在音响上播放时则与Audio CD一样(混合模式一般要前进至少1轨以跳过数据区)。这里需要强调的是,影音器材中的CD与VCD播放机都不支持多区段读取,所以若想制作通用且又含有其他资料的Audio CD或VCD光盘,相应的数据必须要从第1区段的第1轨开始烧录。

  目前市面上几乎所有的CD-R、CD-RW与大部分的烧录软件都支持以上5种类型光盘的制作。

  文件系统

  对于光盘上的数据文件来说必须以一定的结构组织在一起才能被系统识别和存取,这就构成了光盘的文件系统:

  ISO-9660:是国际标准化组织(ISO)于1985年颁布的通用光盘文件系统,得到了广泛的支持,能被所有的CD-ROM驱动器和操作系统所读取,支持8.3格式文件名,不支持长文件名。支持DOS、Windows9x/NT、OS/2、LINUX、MAC OS等操作系统。

  Joliet:由微软公司制定的光盘文件系统,是针对ISO-9660标准的扩展集,兼容DOS和Windows 9x/NT系统,支持长文件名(最大64个字符)和中文文件名,应用很广泛。

  Romeo:著名的Adaptec公司定义的文件系统,只能支持Windows 9x/NT系统,文件名最多可有128个字符,支持中文,不支持DOS及其他操作系统。

  UDF:由国际标准化组织于1996年制定的通用光盘文件系统,它采用标准的包刻录技术来简化刻录机的使用,使用户能像使用硬盘一样来使用CD-RW。采用UDF格式的光盘只能在具有MultiRead功能的CD-ROM上读取,在早期的CD-ROM上读取时需要相应的软件支持。UDF支持Windows 9x/NT、MAC OS等操作系统。

  Overburn:支持刻录超过标准的640M盘片,最高可达1GM,但刻录的盘片兼容性较差,在CD-ROM上读取时需要有相应的软件支持。

  刻录方式
  制作不同类型的光盘时采用的刻录方式也不尽相同,目前较常用的刻录方式有以下几种:

  1.Disc At Once(DAO,整盘刻录):一次刻录整张光盘的刻录方式。用DAO方式复制出来的光盘与源盘的数据结构完全一致,适合于各种盘片的全盘复制和存档。

  2.Track At Once(TAO,轨道刻录):一次以一轨为单位的刻录方式。它支持向一个区段分多次写入若干轨的数据,主要应用于制作音乐CD、MTV、Photo CD等类型的光盘。

  3.Session At Once(SAO,区段刻录):一次刻录整个区段的刻录方式。这种刻录模式一次只刻录一个区段,余下的空间下次可以继续写入数据,常用于多区段合辑类型的光盘制作。

  4.Incremental Packet Writing(IPW,增量包刻录):增量包刻录方式与软、硬盘的数据存取方式类似,即允许用户在一条轨道中多次追加刻写数据,因此比TAO和SAO方式浪费的空间要少的多,提高了盘片的使用效率,特别适合于经常备份少量数据。

  5.On The Fly(OTF,飞速刻录):在读取刻录数据的同时自动将其实时转换成ISO-9660格式,然后进行刻录的方式叫飞速刻录,即一边读一边写的刻录方式,多用于在两个光盘驱动器之间直接进行光盘数据的复制。

 


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