CD on 1982. aastal välja antud digitaalne optiline ketas andmete salvestamiseks Philipsi ja Sony ühiselt välja töötatud vormingus. Algselt töötati see välja helisalvestiste salvestamiseks ja esitamiseks, kuid hiljem kohandati seda erinevate andmete salvestamiseks. Nende tuletisteks on saanud mitmed muud vormingud, sealhulgas üks kord helisalvestus ja andmesalvestus (CD), ümberkirjutatav meedium (RW), videoplaat (VCD), supervideoplaat (või SVCD), PictureCD jne. Esmakordselt müügile jõudnud CDP -101 audio-CD-mängija ilmus 1982. aasta oktoobris Jaapanis.
Standard-CD-d on 120 mm läbimõõduga ja mahutavad kuni umbes 80 minutit tihendamata heli või umbes 700 MB andmemahtu. Mini-CD-d on erineva läbimõõduga (vahemikus 60–80 millimeetrit). Neid kasutatakse mõnikord CD-singlite jaoks, kuna need mahutavad kuni 24 minutit heli, või salvestusdraiverite jaoks.
Populaarsuse arendamine
Tehnoloogia kasutuselevõtu ajal, 1982. aastal, võis CD-le salvestada palju rohkem andmeid kui isiklikule kõvakettale.arvuti, mis ei ole tavaliselt suurem kui 10 MB. 2010. aastaks pakkusid kõvakettad tavaliselt sama palju salvestusruumi kui tuhat CD-d, samas kui nende hinnad olid langenud madalale tasemele. 2004. aastal müüdi heli-CD-sid, CD-ROM-e ja CD-R-sid maailmas umbes 30 miljardit eksemplari. 2007. aastaks oli maailmas müüdud 200 miljardit CD-d.
Alates 2000. aastate algusest on CD-sid üha enam asendatud muude digitaalsete salvestus- ja levitamisvormidega, mille tulemusena oli nende arv 2010. aastaks langenud umbes 50% haripunktist, kuid need jäid üheks peamiseks meediaks. muusikatööstuses.
Välimuse ajalugu
Ameerika leiutaja James Russell on tunnustatud esimese süsteemi leiutamise eest digitaalse teabe salvestamiseks optilisele läbipaistvale kilele, mis kiirgab valgust tänu halogeenlampide suurele võimsusele. Tema patent registreeriti esmakordselt 1966. aastal. Pärast kohtuvaidlust litsentsisid Sony ja Philips 1980. aastatel Russelli patendid.
CD on laserplaatide evolutsiooni toode. See on tehnoloogia, mis kasutab fokuseeritud laserkiirt, et tagada kõrge kvaliteediga digitaalheli jaoks vajalik kõrge teabetihedus. Prototüübid töötasid välja Philips ja Sony sõltumatult 1970. aastate lõpus. 1979. aastal moodustati inseneride ühine töörühm, et leiutada uusi digitaalseid meediume. Pärast aastast katsetamist ja arutelu,The Book of Audio Standards ilmus 1980. aastal. Pärast esimest kommertsväljaannet 1982. aastal muutusid CD-d ja nendega seotud mängijad ülipopulaarseks. Vaatamata kõrgetele kuludele müüdi ainuüksi USA-s aastatel 1983 ja 1984 üle 400 000 ühiku. 1988. aastaks ületas müük nõudluse vinüülplaatide ja 1992. aastaks helikassettide järele. See edu CD-tehnoloogia levitamisel on Philipsi ja Sony tiheda koostöö tulemus, kes leppisid kokku ja arendasid ühilduva riistvara. Ühtne CD-disain võimaldas tarbijatel osta plaadimängijat või pleieri mis tahes ettevõttelt.
Kuidas tehnoloogia arenes?
Algselt arvati, et CD on muusika esitamiseks mõeldud vinüülplaadi järglane, mitte andmekandja. Kuid alates selle kasutuselevõtust muusikavorminguna on CD-sid kasutanud ka teised rakendused.
1983. aastal tehti esimesed katsetused kustutatava CD-ga. 1985. aasta juunis tehti esimest korda CD lugemist arvutis ja 1990. aastal ilmusid müügile korduvkasutatavad ümberkirjutatavad plaadid. Nendest on saanud uus alternatiiv lindile muusika salvestamiseks ja muusikaalbumite kopeerimiseks ilma defektideta, mis on tingitud muudes digitaalsetes salvestusmeetodites kasutatavast tihendusest. Seega tundusid muusika-CDd lintide ja plaatidega võrreldes kõige mugavam kandja.
2000. aastate alguseks asendasid CD-mängijad suures osas magnetofonid,samuti raadiod uute sõidukite standardvarustusena.
Samal ajal, kui tihendatud helivormingutes (nt MP3) failide levitamine kasvas, hakkas CD müük 2000. aastatel langema. Näiteks aastatel 2000–2008, vaatamata muusikamüügi üldisele kasvule, langes CD müük kokku 20%. Vaatamata nõudluse kiirele langusele võrreldes eelmiste aastatega, püsis tehnoloogia veel mõnda aega vee peal.
CD struktuur
Iga CD on 1,2 mm paksune ja valmistatud polükarbonaatplastist. Iga selline kandja kaalub 15-20 grammi. Selle struktuur on määratletud keskelt väljapoole, selle elemendid on:
- spindli ava keskpunkt (15 mm);
- esimene üleminekutsoon (kinnitusrõngas);
- klamberklamber;
- teine üleminekutsoon (peeglitriip);
- tarkvaraala (25 kuni 58 mm);
- velg.
Plaadi pinnale kantakse õhuke kiht alumiiniumi või harvem kulda, muutes selle peegeldavaks. Metall on kaitstud lakikihiga, mis kantakse tavaliselt otse peegeldavale kihile. Silt trükitakse laki peale, tavaliselt siidi- või ofsettrükiga.
CD andmed on kujutatud väikeste süvenditena, tuntud kui "rajad", mis on kodeeritud polükarbonaadikihi peal kuvatavates spiraalsetes jälgedes. CD-mängija mehhanism keerutab plaati ühe skannimise kohta kiirusega 1,2–1,4 m/s (konstantne lineaarne kiirus), mis võrdub plaadi sisemuses ligikaudu 500 p/min jaumbes 200 pööret minutis - väljastpoolt. Algusest lõpuni mängitav plaat aeglustub taasesituse ajal.
Kuidas andmeid esitatakse?
Programmi tsooni pindala on ligikaudu 86,05 cm2 ja salvestatud spiraali pikkus on 5,38 km. Skaneerimiskiirusel 1,2 m/s on taasesitusaeg 74 minutit ehk 650 MB andmemahtu CD-ROMi kohta. Veidi tihedamat andmeplaati saavad esitada enamik mängijaid (kuigi mõned vanemad mudelid seda vormingut ei toeta).
CD-d loetakse infrapuna-pooljuhtlaseriga, mis asetatakse CD-mängijasse läbi polükarbonaadikihi. Kõrguse muutus radade vahel põhjustab valguse peegelduse erinevust. Andmeid saab meediast lugeda fotodioodi muutuse intensiivsuse mõõtmisega.
Radade vaheline erinevus ei kujuta binaarandmetes otseselt nulle ja ühtesid. Selle asemel kasutatakse kodeeringut, mis eeldab, et nulli ei naase. See kodeerimismeetod oli algselt mõeldud heli-CD-de jaoks, kuid sellest ajast on saanud peaaegu kõigi vormingute standard.
Meediafunktsioon
CD-d võivad käsitsemise ja kasutamise ajal kahjustuda. Lood asuvad plaadi sildipoolsele poolele palju lähemal ning seetõttu läbipaistval poolel esinevad defektid ja saasteained taasesitust ei mõjuta. Seetõttu on CD-plaatide etiketi pool suurema tõenäosusega kahjustatud. kriimud pealeläbipaistva poole saab taastada, täites need sarnase murdumisplastiga või hoolik alt poleerides. Plaadi servad ei ole mõnikord täielikult suletud, võimaldades gaasidel ja vedelikel kahjustada metallist peegeldavat kihti ja/või häirida laseri võimet taasesitada radade sisu. CD-l olevad digitaalsed andmed salvestatakse ja esitatakse keskelt servani.
Millised CD-d olid müügiks saadaval?
Standard-CD-d on saadaval kahes suuruses. Kõige tavalisem andmekandja on 120-millimeetrise läbimõõduga, 74- või 80-minutilise helimahuga ja 650 või 700 MB andmemahuga. Samuti on 80 mm läbimõõduga plaate, mis mahutavad kuni 24 minutit muusikat või 210 MB andmemahtu.
Heli-CD (ametlikult Digital Audio või CD-DA) loogilist vormingut kirjeldatakse 1980. aastal vormingu loojate Sony ja Philipsi poolt välja antud dokumendis. See on kahe kanaliga 16-bitine kodeering sagedusega 44,1 kHz. Nelja kanaliga heli pidi olema selle vormingu kehtiv variant, kuid seda ei rakendatud kunagi. Need on tavalised muusika-CD-d, mida turul kõige sagedamini leidub.
CD+text on audio-CD laiendus, mis võimaldab salvestada täiendavat tekstiteavet (nt albumi pealkiri, laulud, esitaja nimi), kuid meediumid põletatakse vastav alt Audio CD standarditele. Teave salvestatakse kas ketta sellesse piirkonda, kus on umbes viis kilobaiti vaba ruumi, või raja koodi, mis suudab salvestadaumbes 31 MB lisa.
CD+graafika on spetsiaalne heli-CD, mis sisaldab lisaks helile ka graafilisi andmeid. Seda meediat saab esitada tavalises pleieris, kuid spetsiaalsel CD+G seadmel mängides saab see väljastada pilte. Reeglina ühendatakse selline mängija teleriga või kuvatakse arvutimonitoril. Seda graafikat kasutatakse peaaegu alati karaoke jaoks laulusõnade kuvamiseks ekraanil.
CD+Advanced Graphics (tuntud ka kui CD+EG) on graafikaandmete CD täiustatud versioon. Sarnaselt CD+G-le kasutab CD+EG CD-ROM-i põhifunktsioone, et kuvada lisaks esitatavale muusikale ka teksti- ja videoteavet. Need on arvuti CD-d, mis on mõeldud kuvariga esitamiseks.
SACD formaat
Super Audio CD (SACD) on kõrge eraldusvõimega kirjutuskaitstud helivorming. Need optilised plaadid on loodud kõrge täpsusega digitaalse heli taasesitamiseks. Formaat võeti kasutusele 1999. aastal, seda arendasid Sony ja Philips. SACD-d hakkasid ilmuma DVD-helivormingutel, kuid ei asendanud standardseid heli-CD-sid.
Tähistus SACD all on ka hübriidplaate, mis sisaldavad SACD-d ja helivoogu, samuti standardset CD-helikihti, mida esitatakse tavalistes CD-mängijates. Seda tehti selleks, et tagadaühilduvus.
Muud vormingud
Esimestel aastatel oli CD-plaat ainult heli jaoks kasutatav meedium. 1988. aastal määratleti see standard aga mittelenduvate optiliste salvestusseadmetena. Seega olid CD-d programmide, videote ja muuga. Eraldi tasub esile tõsta järgmisi tüüpe.
Video CD (VCD) on standardne digitaalne formaat videote salvestamiseks. Neid meediume saab esitada spetsiaalsetes VCD-mängijates, kõige kaasaegsemates DVD-mängijates, personaalarvutites ja mõnel mängukonsoolil.
Üldiselt oleks pildikvaliteet pidanud olema VHS-videoga võrreldav. Halvasti tihendatud VCD-video võib mõnikord olla madalama kvaliteediga, kuid see vorming säilitab teabe tükkidena, mitte ei kogune analoogmüra, mis muutub iga kasutuskorraga hullemaks (võrreldes lindile salvestamisega).
Super Video CD (Super Video Compact Disc või SVCD) on formaat, mida kasutatakse videote salvestamiseks tavalistele CD-dele. SVCD loodi VCD järglasena ja DVD-Video alternatiivina. Oma omaduste järgi jääb see nii tehniliste võimaluste kui pildikvaliteedi poolest kuskile ül altoodud formaatide vahele.
Ühele CD-R-plaadile mahub kuni 60 minutit standardkvaliteediga SVCD-videot. Kuigi SVCD-videote pikkusel pole konkreetset piirangut, tuleb bitikiirust ja seega ka kvaliteeti vähendada, et mahutada väga pikki videoid.rekordid. Sel põhjusel on problemaatiline mahutada ühele SVCD-le rohkem kui 100 minutit videot ilma olulise kvaliteedikaotuseta ja paljud riistvarapleierid ei saa esitada andmeid kiirusega alla 300–600 kilobitti sekundis.
Ühe- ja korduvkasutatavad kandjad
CD-R salvestused on mõeldud püsivaks kasutamiseks. Aja jooksul võivad andmekandja füüsilised omadused muutuda, põhjustades lugemisvigu ja andmete kadu, kuni lugeja saab need veaparandustehnikate abil taastada. Nende kasutusiga on 20 kuni 100 aastat, olenev alt nende kvaliteedist, salvestusest endast ja CD säilitustingimustest. Kuid testid on korduv alt näidanud enamiku plaatide kvaliteedi halvenemist pärast umbes 18-kuulist tavapärastes hoiutingimustes ja regulaarsel kasutamisel.
CD-RW on salvestatav andmekandja, mis kasutab värvainete asemel metallisulamit. Sel juhul kasutatakse kirjutuslaserit sulami omaduste soojendamiseks ja muutmiseks ning seetõttu peegelduvuse muutmiseks. Sel põhjusel on CD-RW-l vähem peegeldav pind. Seda tüüpi CD-le saab salvestada mitu korda. Kuid vormingu erinevuse tõttu ei saa kõik mängijad selliselt meediumilt andmeid lugeda.
