6多媒體信息載體cd-rom

1、第6章 多媒體信息載體CD-ROM,6.1 光 存 儲(chǔ) 技 術(shù)6.2 光 盤(pán) 的 種 類6.3 CD-ROM光盤(pán)與驅(qū)動(dòng)器6.4 CD-ROM的標(biāo)準(zhǔn)6.6 多媒體CD-ROM節(jié)目6.7 DVD 技 術(shù) 簡(jiǎn) 介6.8 光 盤(pán) 刻 錄 機(jī),如果就多媒體計(jì)算機(jī)（MPC）的硬件而言，說(shuō)光盤(pán)和光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器為其核心設(shè)備并不為過(guò)。因?yàn)閷?duì)于聲頻和視頻信息的采集與處理及大規(guī)模的文字信息來(lái)說(shuō)，都必須要有大量的存儲(chǔ)空間。從而首先要解決

2、存儲(chǔ)裝置問(wèn)題，目前相對(duì)而言較好的外存儲(chǔ)器即為緊湊型只讀光盤(pán)CD-ROM。此外各種多媒體應(yīng)用也都是通過(guò)CD-ROM來(lái)讀取程序和數(shù)據(jù)的。所以說(shuō)要配置MPC首先要配置CD-ROM驅(qū)動(dòng)器，要使用和開(kāi)發(fā)多媒體技術(shù)，學(xué)習(xí)和掌握CD-ROM的有關(guān)知識(shí)便顯得尤為重要。,6.1 光 存 儲(chǔ) 技 術(shù),光存儲(chǔ)技術(shù)是一種通過(guò)光學(xué)的方法讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的一門(mén)存儲(chǔ)技術(shù)。其基本物理原理是改變一個(gè)存儲(chǔ)單元的某種性質(zhì)，使其性質(zhì)的變化反映被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。識(shí)別這種存儲(chǔ)單元性質(zhì)的變化

3、，就可以讀出存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。光存儲(chǔ)單元的性質(zhì)，由于高能量的激光束可以聚焦成約1微米的光斑，因此它比其他存儲(chǔ)技術(shù)有更高的存儲(chǔ)容量。,光盤(pán)系統(tǒng)由光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和光盤(pán)盤(pán)片組成。驅(qū)動(dòng)器的讀寫(xiě)頭是用半導(dǎo)體激光器和光路系統(tǒng)組成的光頭，光盤(pán)為表面具有磁光性質(zhì)的玻璃或塑料等圓形盤(pán)片。光盤(pán)系統(tǒng)較早應(yīng)用于小型音頻系統(tǒng)中，它使得音響系統(tǒng)具有優(yōu)異的音響效果。80年代初開(kāi)始逐步進(jìn)入計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在多媒體技術(shù)中扮演著極為重要的角色。,多媒體應(yīng)用存儲(chǔ)的信息包括文本、圖

4、形、圖像、聲音等，由于這些媒體的信息量相當(dāng)大，數(shù)字化后要占用巨大的存儲(chǔ)空間，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備如磁盤(pán)、磁帶等已無(wú)法滿足這一要求。這樣光存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展和商品化就成為一個(gè)必然的趨勢(shì)，光盤(pán)系統(tǒng)目前已成為多媒體計(jì)算機(jī)的一個(gè)必備的存儲(chǔ)設(shè)備。光盤(pán)系統(tǒng)與磁盤(pán)系統(tǒng)主要存在以下不同。,（1）表達(dá)原理不同磁盤(pán)系統(tǒng)單靠磁場(chǎng)來(lái)更改已儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，光盤(pán)系統(tǒng)則是利用磁場(chǎng)和激光光束來(lái)更改已儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。（2）數(shù)據(jù)讀寫(xiě)不同磁盤(pán)系統(tǒng)是通過(guò)磁頭以感應(yīng)的方式從磁盤(pán)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)

5、，磁頭與高速旋轉(zhuǎn)的磁盤(pán)必須保持一定的間隙。這種方式容易造成磁頭碰撞盤(pán)片而損壞數(shù)據(jù)，光盤(pán)系統(tǒng)是以激光光束來(lái)進(jìn)行讀寫(xiě)，一般不會(huì)發(fā)生光頭碰撞，安全性能好。,（3）傳輸速率不同磁盤(pán)系統(tǒng)的傳輸率一般是恒定的，而光盤(pán)系統(tǒng)的傳輸速率則與激光輸出功率息息相關(guān)。激光輸出功率為20～30mW時(shí)光盤(pán)系統(tǒng)的傳輸速率為每秒2～6MB，激光輸出功率升至40mW時(shí)光盤(pán)系統(tǒng)的傳輸速率可達(dá)每秒10MB。就是說(shuō)，激光輸出功率愈高，數(shù)據(jù)傳輸速率就愈快。,（4）存儲(chǔ)容量不

6、同磁盤(pán)系統(tǒng)的容量為磁盤(pán)的格式所限定，光盤(pán)系統(tǒng)的容量則視激光波長(zhǎng)而定，激光波長(zhǎng)愈短，便能縮短間距而提高存儲(chǔ)容量。光盤(pán)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)盤(pán)不易損壞，使用壽命長(zhǎng)；存儲(chǔ)容量大且拆卸方便；性能價(jià)格比高，每兆字節(jié)的價(jià)格僅為軟盤(pán)的百分之一。不足之處是目前速度還沒(méi)有硬盤(pán)快，相信光盤(pán)的速度趕上硬盤(pán)只是個(gè)時(shí)間早晚的問(wèn)題。,一般以下面幾個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量一個(gè)光盤(pán)系統(tǒng)的特性。（1）存儲(chǔ)容量光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的容量指它所能讀寫(xiě)光盤(pán)盤(pán)片的容量。光盤(pán)盤(pán)片的容量又分

7、為格式化容量和用戶容量。格式化容量指按某種標(biāo)準(zhǔn)格式化后的容量，采用不同的格式就會(huì)有不同的容量。用戶容量一般比格式化容量小。,（2）平均存取時(shí)間在光盤(pán)上找到需要讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)的位置所需要的時(shí)間是指從計(jì)算機(jī)向光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出命令到光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器可以接受讀寫(xiě)命令為止的時(shí)間。一般取光頭沿半徑移動(dòng)l／3所需時(shí)間為平均尋道時(shí)間，盤(pán)片旋轉(zhuǎn)一周的一半時(shí)間為平均等待時(shí)間，二者加上光頭穩(wěn)定時(shí)間即為平均存取時(shí)間。,（3）數(shù)據(jù)傳輸率有多種傳輸率的定義。一種是從光

8、盤(pán)驅(qū)動(dòng)器送出的數(shù)據(jù)率，它可以定義為單位時(shí)間內(nèi)從光盤(pán)的光道上傳送的數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)；另一種定義是指控制器與主機(jī)間的傳輸率。我們一般指的是第一種定義。,6.2 光 盤(pán) 的 種 類,1．可讀寫(xiě)光盤(pán)2．一次寫(xiě)多次讀光盤(pán)3．只讀光盤(pán)（CD-ROM）,6.3 CD-ROM光盤(pán)與驅(qū)動(dòng)器,6.3.1 CD-ROM讀寫(xiě)原理CD-ROM光盤(pán)上的信息是沿著盤(pán)面螺旋形狀的信息軌道以一系列凹坑點(diǎn)線的形式存儲(chǔ)的。激光光束能在1?s內(nèi)從1?m2探測(cè)面積上獲得

9、滿意的信號(hào)。利用激光聚焦成亞微米級(jí)激光束對(duì)軌道上模壓形成的凹坑進(jìn)行掃描，光束掃描凹坑邊緣時(shí)，反射率發(fā)生變化，表示二進(jìn)制數(shù)“1”，在坑內(nèi)或岸上均為“0”。,通過(guò)光學(xué)檢測(cè)器產(chǎn)生光電檢測(cè)信號(hào)，從而讀出0、1數(shù)據(jù)。讀出原理如圖6.1所示。,一般坑深約為0.11～0.13?m，光軌道的間距為1.6?m，坑寬不足光軌道間距的三分之一，約0.4～0.5?m，光軌道位長(zhǎng)度約0.25?m。為了提高數(shù)據(jù)的可靠性，減少誤碼率，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采用EFM編碼，即l字節(jié)

10、的8位數(shù)據(jù)經(jīng)編碼為14位的光道道位，這些光軌道位采用RLL（2，10）規(guī)則的插入編碼，意即“1”碼間至少有兩個(gè)“0”碼，但最多有十個(gè)“0”碼。,CD-ROM盤(pán)表面由一個(gè)保護(hù)層覆蓋。這個(gè)涂層使你無(wú)法觸摸到凹坑，它有助于保護(hù)盤(pán)片不被劃傷、印上指紋和粘上雜物。6.3.2 CD-ROM驅(qū)動(dòng)器原理CD-ROM驅(qū)動(dòng)器的原理如圖6.2所示。,6.4 CD-ROM的標(biāo)準(zhǔn),CD-ROM的CD（Compact Disk）泛指激光唱盤(pán)CD-DA、C

11、D-ROM、CD-I或激光視盤(pán)等，由于CD盤(pán)能儲(chǔ)存不同類型的數(shù)據(jù)，包括音頻、視頻數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)程序等，所以80年代以來(lái)Philips和Sony公司聯(lián)合制定了許多標(biāo)準(zhǔn)，以適合多媒體的各種應(yīng)用。這些標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)分別用不同的顏色來(lái)包裝以示區(qū)別，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)也因此得名 。,6.6 多媒體CD-ROM節(jié)目,多媒體技術(shù)的最終產(chǎn)品不是硬件本身，而是多媒體應(yīng)用軟件產(chǎn)品。多媒體應(yīng)用軟件實(shí)際上就是由計(jì)算機(jī)程序控制的有文字、圖形、圖像、聲音的綜合資料。多媒體應(yīng)用軟件

12、一般是存放在CD-ROM上的，對(duì)這種產(chǎn)品有一個(gè)叫法為多媒體CD-ROM節(jié)目。,6.6.1 多媒體CD-ROM節(jié)目介紹現(xiàn)在，許多國(guó)家都利用多媒體技術(shù)來(lái)制作這種CD-ROM節(jié)目，如介紹企業(yè)文化、促銷產(chǎn)品、保存資料、文化娛樂(lè)等。現(xiàn)分述一些主要項(xiàng)目如下。,1．教育類2．參考類3．醫(yī)藥衛(wèi)生類4．旅游與地理類5．商業(yè)類6．地圖類7．娛樂(lè)類,6.6.2 多媒體CD-ROM節(jié)目的制作制作的第一步要作數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和預(yù)處理，這部分是最關(guān)

13、鍵的工作，包括多媒體數(shù)據(jù)的制作、多媒體數(shù)據(jù)文件的編輯、按CD-ROM的文件結(jié)構(gòu)要求組織信息等。制成產(chǎn)品則要由具備專業(yè)設(shè)備的廠商完成。圖6.4描述了多媒體CD-ROM節(jié)目的整個(gè)制作過(guò)程。,1．選定項(xiàng)目2．?dāng)?shù)據(jù)準(zhǔn)備3．?dāng)?shù)據(jù)編輯4．預(yù)處理5．主盤(pán)復(fù)制6．翻制7．測(cè)試,6.7 DVD 技 術(shù) 簡(jiǎn) 介,DVD是Digital Video Disk的縮寫(xiě)，意思是“數(shù)字電視光盤(pán)（系統(tǒng)）”，這是為了與Video CD相區(qū)別。實(shí)際上DVD的

14、應(yīng)用不僅僅是用來(lái)存放電視節(jié)目，它同樣可以用來(lái)存儲(chǔ)其他類型的數(shù)據(jù)，因此又把Digital Video Disk更改為Digital Versatile Disk，縮寫(xiě)仍然是DVD，Versatile是多才多藝的意思。現(xiàn)在談到DVD時(shí)，通常是指Digital Video Disk。,DVD技術(shù)類似于CD-ROM技術(shù)，但是可以提供更高的存儲(chǔ)容量。從表面上看，DVD盤(pán)與CD/VCD盤(pán)很相似，其直徑為80mm或120mm，厚度為1.2mm。但實(shí)質(zhì)

15、上，兩者之間有本質(zhì)的差別。按單/雙面與單/雙層結(jié)構(gòu)的各種組合，DVD可以分為單面單層、單面雙層、雙面單層和雙面雙層四種物理結(jié)構(gòu)。CD的最小凹坑長(zhǎng)度為0.834?m，道間距為1.6?m，采用波長(zhǎng)為780～790nm的紅外激光器讀取數(shù)據(jù)，而DVD的最小凹坑長(zhǎng)度僅為0.4?m，道間距為0.74?m，采用波長(zhǎng)為635～650nm的紅外激光器讀取數(shù)據(jù)。,DVD具有高密度、高畫(huà)質(zhì)、高音質(zhì)、高兼容性和高可靠性等特點(diǎn)。高密度：DVD盤(pán)與CD光盤(pán)直徑均

16、為120mm，但CD光盤(pán)僅能存放70分鐘視頻圖像，而單面單層DVD記錄層具有4.7GB容量，若以接近于廣播級(jí)電視圖像質(zhì)量需要的平均數(shù)據(jù)率4.69Mbit/s播放，能夠存放133分20秒的整部電影。雙面雙層光盤(pán)的容量高達(dá)17GB，可以容納4部電影于一張光盤(pán)上。,高畫(huà)質(zhì)：DVD采用國(guó)際通用的活動(dòng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG 2，可達(dá)到廣播級(jí)的電視質(zhì)量。高音質(zhì)：DVD具有8（7.1）個(gè)獨(dú)立的音頻碼流，足以實(shí)現(xiàn)數(shù)字環(huán)繞三維高保真音響效果。,高兼容性：

17、DVD視盤(pán)機(jī)、DVD唱機(jī)和DVD-ROM/R/RAM均可播放CD唱盤(pán)；DVD視盤(pán)機(jī)和DVD-ROM/R/RAM均能回放VCD盤(pán)；DVD-ROM/R/RAM也可讀取CD-ROM盤(pán)。高可靠性：DVD采用RSPC（Reed Solomon Product Code）糾錯(cuò)編碼方式和8/16信號(hào)調(diào)制方式，確保數(shù)據(jù)讀取可靠。,6.8 光 盤(pán) 刻 錄 機(jī),CD-ROM作為電腦的基本配置，是除了硬盤(pán)以外我們使用的最頻繁的存儲(chǔ)媒介了，但是它最大的弱點(diǎn)

18、在于不能向光盤(pán)寫(xiě)入資料，這使我們作大容量的備份時(shí)遇到了困難。如何能夠向光盤(pán)中寫(xiě)入數(shù)據(jù)是我們解決大容量的備份的關(guān)鍵問(wèn)題。經(jīng)過(guò)不懈的努力，人們研制出可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，即光盤(pán)刻錄機(jī)。,6.8.1 光盤(pán)刻錄機(jī)的分類光盤(pán)刻錄機(jī)根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類。主要分類標(biāo)準(zhǔn)是結(jié)構(gòu)形式、接口方式和刻錄機(jī)的功能。1．按結(jié)構(gòu)形式分類主要分為內(nèi)置刻錄機(jī)和外置刻錄機(jī)。,2．按接口方式分類刻錄機(jī)的接口主要有SCSI接口、IDE接口、并口（打印

19、口）接口、PC卡接口以及流行的USB接口等。,3．按功能分類（1）CD-R（CD-Recordable） （2）CD-RW（CD-ReWritable） （3）PD（Phase Change ReWritable Optical disk） （4）DVD-RAM,6.8.2 光盤(pán)刻錄機(jī)的主要性能指標(biāo)對(duì)于市場(chǎng)上種類繁多的刻錄機(jī)，普及家庭及企業(yè)單位的就是CD-RW刻錄機(jī)，下面我們談一談在選購(gòu)CD-RW刻錄機(jī)的時(shí)候應(yīng)考慮的

20、因素。1．讀寫(xiě)速度2．緩存容量3．兼容性,6.8.3 光盤(pán)刻錄機(jī)的安裝光盤(pán)刻錄機(jī)的安裝分為硬件的安裝和軟件的安裝兩部分。硬件安裝是指將刻錄機(jī)與計(jì)算機(jī)的硬件連接；軟件安裝是指光盤(pán)刻錄機(jī)的驅(qū)動(dòng)軟件以及刻錄軟件的安裝。,1．硬件的安裝根據(jù)選購(gòu)的刻錄機(jī)的類別不同，硬件安裝過(guò)程也不盡相同，主要分為以下幾種。（1）IDE接口刻錄機(jī)的安裝（2）SCSI接口刻錄機(jī)的安裝（3）外置刻錄機(jī)的安裝,2．刻錄機(jī)軟件的安裝刻錄機(jī)軟件的安