Compactdisc -
Compact disc

Van Wikipedia, de gratis encyclopedie

Compact disc
Compact Disc wordmark.svg
OD Compact disc.svg
Het leesbare oppervlak van een compact disc bevat een spiraalvormig spoor dat strak genoeg is gewikkeld om licht te laten buigen in een volledig zichtbaar spectrum .
Mediatype Optische schijf
codering Verscheidene
Capaciteit Typisch tot 700 MB (tot 80 minuten audio)
Lees
 
mechanisme:
780 nm golflengte ( infrarood en rode rand) halfgeleiderlaser (vroege spelers gebruikten helium-neonlasers ), 1200 Kbit /s (1×)
Write
 
mechanisme
780 nm golflengte (infrarood en rode rand) halfgeleiderlaser in opneembare formaten CD-R en CD-RW , geperste mal (stamper) in alleen-lezen formaten
Standaard Regenboogboeken
Ontwikkeld
 
door
Philips , Sony
Gebruik Audio- en gegevensopslag
Verlengd
 
tot
Cd-rw
Dvd
Super Audio-cd
Vrijgelaten
.

Het formaat werd later aangepast voor de opslag van gegevens ( cd-rom ). Verschillende andere formaten zijn hiervan afgeleid, waaronder eenmalig beschrijfbare audio- en gegevensopslag ( CD-R ), herschrijfbare media ( CD-RW ), Video-CD (VCD), Super Video-CD (SVCD), Foto-CD , Foto-CD , Compact Disc-Interactive ( CD-i ) en Enhanced Music CD .

Standaard-cd's hebben een diameter van 120 mm (4,7 inch) en zijn ontworpen om maximaal 74 minuten ongecomprimeerde digitale stereoaudio of ongeveer 650  MB aan gegevens te bevatten. De capaciteit wordt routinematig uitgebreid tot 80 minuten en 700  MB door meer gegevens dicht bij elkaar op dezelfde schijf te plaatsen. De mini-cd heeft verschillende diameters, variërend van 60 tot 80 millimeter (2,4 tot 3,1 inch); ze worden soms gebruikt voor cd-singles , waarbij maximaal 24 minuten audio wordt opgeslagen of apparaatstuurprogramma's worden geleverd .

, die normaal gesproken 10 MB zou bevatten. Tegen 2010 boden harde schijven gewoonlijk evenveel opslagruimte als duizend cd's, terwijl hun prijzen tot het handelsniveau waren gedaald. In 2004 bereikte de wereldwijde verkoop van audio-cd's, cd-rom's en cd-r's ongeveer 30 miljard schijven. In 2007 waren er wereldwijd 200 miljard cd's verkocht.

Fysieke gegevens

Diagram van cd-lagen
  1. Een schijflaag van polycarbonaat heeft de gegevens gecodeerd met behulp van hobbels.
  2. Een glanzende laag reflecteert de laser.
  3. Een laklaag beschermt de glanzende laag.
  4. Kunstwerk is gezeefdrukt op de bovenkant van de schijf.
  5. Een laserstraal leest de cd en wordt gereflecteerd naar een sensor, die deze omzet in elektronische gegevens

Een cd is gemaakt van 1,2 millimeter (0,047 inch) dik, polycarbonaat en weegt 14-33 gram. Van het midden naar buiten zijn de componenten: het middelste spindelgat (15 mm), het eerste overgangsgebied (klemring), het klemgebied (stapelring), het tweede overgangsgebied (spiegelband), het programma (gegevens) gebied en de rand. Het binnenste programmagebied heeft een straal van 25 tot 58 mm.

Een dunne laag aluminium of, zeldzamer, goud wordt op het oppervlak aangebracht, waardoor het reflecterend wordt. Het metaal wordt beschermd door een folie lak gewoonlijk gespincoat direct op de reflecterende laag. Het label wordt op de laklaag gedrukt, meestal door zeefdruk of offsetdruk .

Pits and Lands van een compact disc onder een microscoop

Cd-gegevens worden weergegeven als kleine inkepingen die bekend staan ​​als pits , gecodeerd in een spiraalvormig spoor dat in de bovenkant van de polycarbonaatlaag is gegoten. De gebieden tussen kuilen staan ​​bekend als landerijen . Elke put is ongeveer 100  nm diep en 500 nm breed en varieert van 850 nm tot 3,5  µm lang. De afstand tussen de sporen (de pitch ) is 1,6 µm.

Bij het afspelen van een audio-cd laat een motor in de cd-speler de schijf ronddraaien met een scansnelheid van 1,2-1,4 m/s ( constante lineaire snelheid , CLV) - wat overeenkomt met ongeveer 500 tpm aan de binnenkant van de schijf en ongeveer 200 tpm aan de buitenrand. Het nummer op de cd begint aan de binnenkant en loopt naar buiten toe, zodat een schijf die van begin tot eind wordt afgespeeld, tijdens het afspelen langzamer draait.

Vergelijking van verschillende optische opslagmedia

Het programmagebied is 86,05 cm 2 en de lengte van de opneembare spiraal is

86,05 cm 2 / 1,6 µm =
5,38 km.
Met een scansnelheid van 1,2 m/s is de speelduur 74 minuten, ofwel 650 MB aan data op een cd-rom. Een schijf met iets dichter opeengepakte gegevens wordt door de meeste spelers getolereerd (hoewel sommige oude niet werken). Het gebruik van een lineaire snelheid van 1,2 m/s en een smallere spoorafstand van 1,5 µm verhoogt de speelduur tot 80 minuten en de datacapaciteit tot 700 MB.

Dit is een microfoto van de putjes aan de binnenrand van een cd-rom;  Blootstelling van 2 seconden onder zichtbaar fluorescerend licht.
De pits in een cd zijn 500 nm breed, tussen 830 nm en 3.000 nm lang en 150 nm diep.
, wordt een gemoduleerd signaal teruggelezen van de schijf.

Om het spiraalvormige gegevenspatroon op te vangen, wordt de laser op een mobiel mechanisme in de schijflade van elke cd-speler geplaatst. Dit mechanisme heeft meestal de vorm van een slee die langs een rail beweegt. De slee kan worden aangedreven door een wormwiel of lineaire motor . Waar een wormwiel wordt gebruikt, maakt een tweede lineaire motor met kortere slag, in de vorm van een spoel en magneet, fijne positie-aanpassingen om excentriciteiten in de schijf met hoge snelheid te volgen. Sommige cd-drives (met name die van Philips in de jaren tachtig en begin jaren negentig) gebruiken een zwenkarm die lijkt op die van een grammofoon. Met dit mechanisme kan de laser informatie van het midden naar de rand van een schijf lezen zonder het draaien van de schijf zelf te onderbreken.

Philips CDM210 cd-station
).

Integriteit

Cd's zijn gevoelig voor beschadiging tijdens het hanteren en door blootstelling aan het milieu. Putjes bevinden zich veel dichter bij de labelkant van een schijf, waardoor defecten en verontreinigingen aan de heldere kant onscherp zijn tijdens het afspelen. Bijgevolg is de kans groter dat cd's schade oplopen aan de labelzijde van de schijf. Krassen aan de heldere kant kunnen worden gerepareerd door ze opnieuw te vullen met soortgelijke refractieve kunststof of door ze zorgvuldig te polijsten. De randen van cd's zijn soms onvolledig afgedicht, waardoor gassen en vloeistoffen de cd kunnen binnendringen en de metalen reflecterende laag kunnen aantasten en/of de focus van de laser op de putjes kunnen verstoren, een toestand die bekend staat als schijfrot . De schimmel Geotrichum candidum is gevonden - onder omstandigheden van hoge hitte en vochtigheid - om het polycarbonaat plastic en aluminium op cd's te consumeren.

.

Het scannen van fouten kan op betrouwbare wijze gegevensverliezen voorspellen die worden veroorzaakt door verslechterende media. Ondersteuning voor foutscannen varieert tussen leveranciers en modellen optische schijfstations , en uitgebreid foutscannen (bekend als "geavanceerd foutscannen" in Nero DiscSpeed ) is tot nu toe alleen beschikbaar op Plextor en sommige optische stations van BenQ , vanaf 2020.

Schijfvormen en -diameters

Vergelijking van verschillende vormen van schijfopslag met sporen (niet op schaal); groen geeft het begin aan en rood geeft het einde aan.
* Sommige CD-R(W)- en DVD-R(W)/DVD+R(W)-recorders werken in de ZCLV-, CAA- of CAV-modus.
op één schijf te kunnen bevatten .

Kees Schouhamer Immink ontving een persoonlijke technische Emmy- award voor zijn bijdragen aan de coderingstechnologieën van de Compact Disc, DVD en Blu-ray Disc.

Volgens Kees Immink is dit een mythe , aangezien het EFM -codeformaat in december 1979, toen de keuze voor de 120 mm werd genomen, nog niet was vastgesteld. De invoering van EFM in juni 1980 maakte 30 procent meer speeltijd mogelijk, wat zou hebben geresulteerd in 97 minuten voor een diameter van 120 mm of 74 minuten voor een schijf van slechts 100 millimeter (3,9 inch). In plaats daarvan werd de informatiedichtheid echter met 30 procent verlaagd om de speelduur op 74 minuten te houden. De diameter van 120 mm is overgenomen door volgende formaten, waaronder Super Audio CD , DVD , HD DVD en Blu-ray Disc. De schijven met een diameter van 80 millimeter (3,1 inch) (" mini-cd's ") kunnen maximaal 24 minuten muziek of 210 MB bevatten.

Fysieke afmetingen Audio capaciteit Gegevenscapaciteit cd-rom Definitie
120 mm 74–80 min 650–700  MB Standaard maat
80 mm 21–24 min 185–210 MB Mini-cd-formaat
80×54 mm – 80×64 mm ~6 minuten 10-65 MB "Visitekaartje" formaat

Logisch formaat

Audio CD

kan echter audiobestandsindelingen met monogeluid hebben.

CD-Text is een uitbreiding van de Red Book- specificatie voor een audio-cd waarmee extra tekstinformatie (bijv. albumnaam, naam van het nummer, artiest) kan worden opgeslagen op een audio-cd die aan de normen voldoet. De informatie wordt ofwel opgeslagen in het invoergebied van de cd, waar ongeveer vijf kilobyte aan ruimte beschikbaar is, of in de subcodekanalen R tot W op de schijf, die ongeveer 31 megabyte kunnen bevatten.

Compact Disc + Graphics is een speciale audio-cd die naast de audiogegevens op de schijf ook grafische gegevens bevat. De schijf kan worden afgespeeld op een gewone audio-cd-speler, maar wanneer deze wordt afgespeeld op een speciale cd+g-speler, kan deze een grafisch signaal uitvoeren (doorgaans is de cd+g-speler aangesloten op een televisie of een computermonitor); deze afbeeldingen worden bijna uitsluitend gebruikt om songteksten op een televisie weer te geven, zodat karaoke- artiesten mee kunnen zingen. Het CD+G-formaat maakt gebruik van de kanalen R tot en met W. Deze zes bits slaan de grafische informatie op.

CD + Extended Graphics (CD+EG, ook bekend als CD+XG) is een verbeterde variant van het Compact Disc + Graphics (CD+G) formaat. Net als CD+G gebruikt CD+EG de basisfuncties van de CD-ROM om naast de muziek die wordt afgespeeld ook tekst en video-informatie weer te geven. Deze extra gegevens worden opgeslagen in subcodekanalen RW. Er zijn zeer weinig of geen CD+EG-schijven gepubliceerd.

Super Audio-cd

Super Audio CD (SACD) is een alleen-lezen optisch audioschijfformaat met hoge resolutie dat is ontworpen om een hogere getrouwheid van digitale audioweergave te bieden dan het Red Book . Het werd geïntroduceerd in 1999 en werd ontwikkeld door Sony en Philips, dezelfde bedrijven die het Rode Boek hebben gemaakt . SACD was in een oorlog met dvd-audio , maar geen van beide heeft audio-cd's vervangen. De SACD-standaard wordt de Scarlet Book- standaard genoemd.

Titels in het SACD-formaat kunnen als hybride schijven worden uitgegeven; deze schijven bevatten de SACD-audiostream en een standaard audio-cd-laag die kan worden afgespeeld in standaard cd-spelers, waardoor ze achterwaarts compatibel zijn.

CD-MIDI

CD- MIDI is een indeling die wordt gebruikt om muziekuitvoeringsgegevens op te slaan, die bij het afspelen worden uitgevoerd door elektronische instrumenten die de audio synthetiseren. Daarom zijn deze opnames , in tegenstelling tot de originele Red Book CD-DA, geen digitaal gesamplede audio-opnames. Het CD-MIDI-formaat is gedefinieerd als een uitbreiding van het originele Red Book .

CD-ROM

De eerste jaren van zijn bestaan ​​was de cd een medium dat puur voor audio werd gebruikt. In 1988 werd echter de Yellow Book CD-ROM- standaard vastgesteld door Sony en Philips, die een niet-vluchtig optisch gegevensopslagmedium voor computergegevens definieerde met hetzelfde fysieke formaat als audio-cd-roms, leesbaar door een computer met een cd-rom drijfveer.

Video-cd

Video-cd (VCD, View-cd en Compact Disc digitale video) is een standaard digitaal formaat voor het opslaan van videomedia op een cd. VCD's kunnen worden afgespeeld in speciale VCD-spelers, de meeste moderne dvd-videospelers , pc's en sommige videogameconsoles. De VCD-standaard is in 1993 gecreëerd door Sony, Philips, Matsushita en JVC en wordt de White Book- standaard genoemd.

De algehele beeldkwaliteit is bedoeld om vergelijkbaar te zijn met VHS- video. Slecht gecomprimeerde VCD-video kan soms van lagere kwaliteit zijn dan VHS-video, maar VCD vertoont blokartefacten in plaats van analoge ruis en verslechtert niet verder bij elk gebruik. Er is gekozen voor een resolutie van 352 × 240 (of SIF ) omdat deze de helft van de verticale en de helft van de horizontale resolutie van de NTSC-video is. 352×288 is eveneens een kwart PAL/SECAM-resolutie. Dit benadert de (algemene) resolutie van een analoge VHS-band, die weliswaar het dubbele aantal (verticale) scanlijnen heeft, maar een veel lagere horizontale resolutie heeft.

Supervideo-cd

Super Video CD (Super Video Compact Disc of SVCD) is een formaat dat wordt gebruikt voor het opslaan van videomedia op standaard compact discs. SVCD was bedoeld als opvolger van VCD en als alternatief voor DVD-Video en valt qua technische mogelijkheden en beeldkwaliteit ergens tussenin.

SVCD heeft tweederde van de resolutie van dvd en meer dan 2,7 keer de resolutie van vcd. Eén cd-r-schijf kan maximaal 60 minuten video in standaardkwaliteit in SVCD-formaat bevatten. Hoewel de specificatie geen specifieke limiet voor de lengte van SVCD-video vereist, moet men de videobitsnelheid, en dus de kwaliteit, verlagen om zeer lange video's te kunnen opnemen. Het is meestal moeilijk om veel meer dan 100 minuten video op één SVCD te passen zonder een aanzienlijk kwaliteitsverlies, en veel hardwarespelers kunnen geen video afspelen met een onmiddellijke bitsnelheid van minder dan 300 tot 600 kilobits per seconde.

Foto-cd

Photo CD is een door Kodak ontworpen systeem voor het digitaliseren en opslaan van foto's op een cd. Gelanceerd in 1992, werden de schijven ontworpen om bijna 100 afbeeldingen van hoge kwaliteit, gescande afdrukken en dia's te bevatten met behulp van speciale eigen codering. Foto-cd's worden gedefinieerd in het Beige Book en voldoen ook aan de specificaties van CD-ROM XA en CD-i Bridge. Ze zijn bedoeld om af te spelen op cd-i-spelers, foto-cd-spelers en elke computer met geschikte software (ongeacht het besturingssysteem ). Met een speciale Kodak-machine kunnen de afbeeldingen ook op fotopapier worden afgedrukt. Dit formaat moet niet worden verward met Kodak Picture CD , een consumentenproduct in cd-rom-formaat.

CD-i

Het Philips Green Book specificeert een standaard voor interactieve multimedia compact discs ontworpen voor CD-i- spelers (1993). Cd-i-schijven kunnen audiotracks bevatten die op gewone cd-spelers kunnen worden afgespeeld , maar cd-i-schijven zijn niet compatibel met de meeste cd-rom- stations en software. De CD-i Ready- specificatie is later gemaakt om de compatibiliteit met audio-cd-spelers te verbeteren, en de CD-i Bridge- specificatie is toegevoegd om CD-i-compatibele schijven te maken die toegankelijk zijn voor gewone cd-rom-stations.

Klaar voor CD-i

. Dit formaat zou beter compatibel zijn met oudere audio-cd-spelers.

Verbeterde muziek-cd (CD+)

Verbeterde muziek-cd, ook bekend als CD Extra of CD Plus, is een indeling die audiotracks en datatracks op dezelfde schijf combineert door audiotracks in een eerste sessie en gegevens in een tweede sessie te plaatsen. Het is ontwikkeld door Philips en Sony en wordt gedefinieerd in het Blue Book .

VinylDisc

VinylDisc is de hybride van een standaard audio-cd en de vinylplaat . De vinyllaag aan de labelzijde van de schijf kan ongeveer drie minuten muziek bevatten.

Vervaardiging

Afzonderlijke putjes zijn zichtbaar op de micrometerschaal.

In 1995 waren de materiaalkosten 30 cent voor de jewelcase en 10 tot 15 cent voor de cd. De groothandelsprijs van cd's was $ 0,75 tot $ 1,15, terwijl de normale verkoopprijs van een vooraf opgenomen muziek-cd $ 16,98 was. Gemiddeld kreeg de winkel 35 procent van de verkoopprijs, de platenmaatschappij 27 procent, de artiest 16 procent, de fabrikant 13 procent en de distributeur 9 procent. Toen 8-track cartridges , compactcassettes en cd's werden geïntroduceerd, werd elk op de markt gebracht tegen een hogere prijs dan het formaat waarin ze slaagden, hoewel de productiekosten voor de media werden verlaagd. Dit is gedaan omdat de schijnbare waarde toenam. Dit ging door van grammofoonplaten tot cd's, maar werd verbroken toen Apple mp3's op de markt bracht voor $ 0,99 en albums voor $ 9,99. De extra kosten om een ​​MP3 te produceren zijn echter verwaarloosbaar.

Beschrijfbare compact discs

Opneembare cd

700  MB CD-R naast een mechanisch potlood voor schaal

Opneembare Compact Discs, CD-R's , zijn spuitgegoten met een "blanco" dataspiraal. Vervolgens wordt een lichtgevoelige kleurstof aangebracht, waarna de schijven worden gemetalliseerd en gelakt. De schrijflaser van de cd-recorder verandert de kleur van de kleurstof zodat de leeslaser van een standaard cd-speler de gegevens kan zien, net zoals bij een standaard gestempelde schijf. De resulterende schijven kunnen door de meeste cd-rom-stations worden gelezen en in de meeste audio-cd-spelers worden afgespeeld. CD-R's volgen de Orange Book- standaard.

CD-R-opnamen zijn bedoeld om permanent te zijn. Na verloop van tijd kunnen de fysieke kenmerken van de kleurstof veranderen, wat leesfouten en gegevensverlies kan veroorzaken totdat het leesapparaat niet kan herstellen met foutcorrectiemethoden. Fouten kunnen worden voorspeld met behulp van oppervlaktefoutscanning . De levensduur van het ontwerp varieert van 20 tot 100 jaar, afhankelijk van de kwaliteit van de schijven, de kwaliteit van het schrijfstation en de opslagomstandigheden. Tests hebben echter een dergelijke degradatie van sommige schijven aangetoond in slechts 18 maanden onder normale opslagomstandigheden. Dit falen staat bekend als schijfrot , waarvoor verschillende, meestal milieutechnische redenen zijn.

gebruikt om de muziekindustrie te compenseren voor het maken van een kopie.

Opneembare cd's met hoge capaciteit zijn een opnameformaat met een hogere dichtheid dat 20% meer gegevens kan bevatten dan conventionele schijven. De hogere capaciteit is niet compatibel met sommige recorders en opnamesoftware.

Herschrijfbare cd

CD-RW is een herbeschrijfbaar medium dat een metaallegering gebruikt in plaats van een kleurstof. De schrijflaser wordt in dit geval gebruikt om de eigenschappen (amorf versus kristallijn) van de legering te verwarmen en te veranderen, en dus de reflectiviteit ervan te veranderen. Een cd-rw heeft niet zo'n groot verschil in reflectiviteit als een geperste cd of een cd-r, en zoveel eerdere cd-audiospelers kunnen geen cd-rw-schijven lezen, hoewel de meeste latere cd-audiospelers en stand-alone dvd- spelers dat wel kunnen. . CD-RW's volgen de Orange Book- standaard.

gebruikt om de muziekindustrie te compenseren voor het maken van een kopie.

Kopieerbeveiliging

De Red Book- audiospecificatie, met uitzondering van een eenvoudige "anti-kopieer"-verklaring in de subcode, bevat geen kopieerbeveiligingsmechanisme . Al in 2001 bekend, werden er pogingen ondernomen door platenmaatschappijen om "tegen kopiëren beveiligde" niet-standaard compact discs op de markt te brengen, die niet kunnen worden geript of gekopieerd naar harde schijven of gemakkelijk kunnen worden geconverteerd naar andere formaten (zoals FLAC , MP3 of Vorbis ). Een groot nadeel van deze tegen kopiëren beveiligde schijven is dat de meeste niet kunnen worden afgespeeld op cd-rom-stations van computers of op sommige zelfstandige cd-spelers die gebruikmaken van cd-rom-mechanismen. Philips heeft verklaard dat dergelijke schijven niet het handelsmerk Compact Disc Digital Audio- logo mogen dragen omdat ze in strijd zijn met de Red Book- specificaties. Talloze kopieerbeveiligingssystemen zijn tegengegaan door gemakkelijk beschikbare, vaak gratis, software, of zelfs door automatisch automatisch afspelen uit te schakelen om het uitvoeren van het DRM- uitvoerbare programma te voorkomen.

Zie ook

Referenties

Verder lezen