工作文档光盘的结构及其工作原理-lvjR

工作文档光盘的结构及其工作原理-lvjR 光盘的结构及其工作原理 作者:蓝鑫 学号:2009043513 班级:09机械设计制造及其自动化 指导老师:吕晶 职称:助教 批语:从全篇论文看，做的还算是认真的，但没有思考～～文章结构安排没有逻辑性，根本就是把网络上的堆到了Word里。希望你动动脑，写一份像样的论文。或者退一步， 格式总该正确吧～～～ 【摘要】:本文主要介绍了光盘的历史、结构、分类以及其工作原理。光盘的出现～也是一个奇迹～方便了我们的信息储存、传播等。为我们的生活增添了许多色彩。但一般人都不懂光盘的结构原理等。所以这就是我想为大家介绍的 【关键词】:,, 引言 随着科技的发展，人类进入两了科技时代。出现了一种又一种的科技产品。在这科技时代里，光盘起了重要的作用。不管是信息传播、储存等，都离不开它。它的产生，也是一大奇迹。下面就让我为大家介绍一下这一奇迹吧。 光盘历史 中国古代四大发明之一造纸术的发明极大地促进了人类文明的进步，它记载了人类文明的发展史，造就了一批新兴的工业。随着时代的进步人类经历了割木记事、竹简记书、以及纸张发明以来的活字印刷，到现代磁存储和光存储的广泛使用。下面我们谈谈光存储技术的发展趋势和关键技术。随着光学技术、激光技术、微电子技术、材料科学、细微加工技术、计算机与自动控制技术的发展，光存储技术在记录密度、容量、数据传输率、寻址时间等关键技术上将有巨大的发展潜力。在下一个世纪初，光盘存储将在功能多样化，操作智能化方面都会有显著的进展。随着光量子数据存储技术、三维体存储技术、近场光学技术、光学集成技术的发展，光存储技术必将在下一世纪成为信息产业中的支柱技术之一。 一、光存储技术的发展趋势 以光学、集成光学、光子效应、体全息技术、光感生或磁感生超分辨率等原理为基础的新一代光存储技术将朝着以下几个方向发展: 1.实现低价位DVD系列光盘及驱动器的规模生产 直径为120mm的DVD光盘单面容量4.7GB，双面容量9.4GB，如果改成双面双层，容量可达到18GB，组成了标称容量为5GB、9GB、10GB、18GB的DVD-5、DVD-9、DVD-10、DVD-18的光盘系列，只要这种光盘及光盘机的生产成本能降低到当今CD-ROM或CD-R光盘及光盘机的价位，就足够满足一般信息系统及家用电器的需求。由于DVD系列产品仍以传统的光盘制造技术为基础，基本工作原理没有改变，只是将信息符坑点的尺寸从原来的0.83μm降低到0.4μm，信道间距从原来的1.6μm降低到0.74μm。这种光盘机的结构原理也没有太大的变化，所用的半导体激光器的波长略有缩短，一旦形成规模，成本必将大幅度下降。目前，加工这种高密度光盘母盘及盘片注塑的设备及技术都已完全成熟。 2.进一步提高DVD光盘质量、成品率及功能 目前，DVD光盘的成品率，无论是母盘制作还是最终产品的成品率都低于普通CD光盘，从而也影响其生产成本。各种生产光盘的专用加工和测试设备还需要进一步更新，将深紫外超分辨率曝光技术、电子束曝光技术、多层光致抗蚀剂技术、无显影曝光技术、4X或更高速的刻录技术等引入母盘制作，以便进一步提高母盘质量和成品率。DVD光盘及光盘机将在功能上进行改进，首先是多功能化，包括光盘机和盘片的多功能化，即一台光盘机可用于只读、一次写入不可擦除及可直接改写等不同盘片，而盘片也可能作成同时具有只读和可擦写功能。此外随着编码技术和集成电路技术的进步，光盘机的编码及控制软件功能还将进一步改进，将分散的视频、音频、编码、解码、调制、解调、通道控制、伺服控制重新整合成少数芯片甚至单一芯片，不仅能降低成本，还会大大提高系统的可靠性。为了使光盘机使用更方便，其另一改进方向是光盘机的智能，使人一机界面更加简单，操作更为简便。 3.在记录密度不变的条件下提高系统性能 无论是VCD或DVD光盘都可以利用自动换盘系统，组成光盘库、光盘塔、光盘阵列，实现提高整个系统的容量、数据传输率及多数据存储的可靠性。如果将光盘库、光盘塔及光盘阵列与自动换盘系统有机结合，可以大大提高系统容量、数据传输率和显著改善存储数据的可靠性。目前最大的光盘库容量已可达到TB量级(即1012字节)。 4.综合利用其它新技术开发下一代新产品 高密度数据存储技术始终是信息技术和计算机技术发展中不可缺少的关键研究领域，预计到2005年，新型网络系统和第三代多媒体出现时，计算机外部存储容量至少应为100GB，数据传输率至少为40Mbps，现有的各种光盘都不能满足要求，即使上面提到的DVD-RAM光盘系统也与此目标相距甚远。需要采用新技术和新材料，研究开发出新一代高密度、高速光存储技术和系统。虽然目前所进行的研究尚处于实验室阶段。许多理论问题、实验技术问题及工程问题还待深入研究，但从所取得的初步成果中能看出其发展方向包括: (1)利用光学非辐射场与光学超衍射极限分辨率的研究成果，进一步减小记录信息符尺寸。因光束照射到物体表面时，无论透射或反射都会形成传播场(传播波)和非辐射(隐失波)。传播波携带着物体结构的低频信息，容易被探测器探测。隐失波携带描述物体精细结构的高频信息，沿物体表面传播。只要把这一部分信息扑捉到，就可提高系统的分辨率。 (2)采用近场光学原理设计超分辨率的光学系统，使数值孔径超过1.0，相当于探测器进入介质的辐射场，从而能够得到超精细结构信息，突破衍射极限，获得更高的分辨率，可使经典光学显微镜的分辨率提高两个数量级，面密度提高4个数量级。 (3)以光量子效应代替目前的光热效应实现数据的写入与读出，从原理上将存储密度提高到分子量级甚至原子量级，而且由于量子效应没有热学过程，其反应速度可达到皮秒量级(1O-12秒)，另外，由于记录介质的反应与其吸收的光子数有关，可以使记录方式从目前的二存储变成多值存储，使存储容量提高许多倍。 (4)三维多重体全息存储，利用某些光学晶体的光折变效应记录全息图形图像，包括二值的或有灰阶的图像信息，由于全息图像对空间位置的敏感性，这种方法可以得到极高的存储容量，并基于光栅空间相位的变化，体全息存储器还有可能进行选择性擦除及重写。 (5)利用当代物理学的其它成就，包括光子回波时域相干光子存储原理、光子俘获存储原理、共振荧光、超荧光和光学双稳态效应、光子诱发光致变色的光化学效应、双光子三维体相光致变色效应，以及借助许多新的工具和技术，诸如扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)、光学集成技术及微光纤阵列技术等，提高存储密度和构成多层、多重、多灰阶、高速、并行读写海量存储系统。实验已证明目前的技术可使光存储密度达到40,100Gbits,in2。 二、光存储发展的关键技术 1.高密、高效、高速的母盘刻录技术 采用短波激光和大数值孔径的物镜，可使道间距减小，比特长度减小，从而可提高光盘的刻录密度;采用脉宽调制，可显著提高记录效率。 2.DVD单面盘的精密注塑及双盘的封装技术 将DVD母盘、模板生产线挑选出的合格模板，用精密注塑机注塑成形，制得的DVD半成品经适当冷却，送入溅射室，根据不同要求，分别溅射金或铅，然后进行粘合剂旋涂、封装、紫外光固化、在线检测、商标印刷等，制成DVD只读光盘 3.光盘记录介质 DVD-RAM光盘是否稳定可靠，记录介质是关键，而材料设计能否满足高速存储的要求，又取决于记录介质能否在两个稳定态之间实现快速可逆相变。国内外传统相变介质材料设计都是基于激光的热效应，信息写入用液相快淬实现;信息的擦除用晶核形成、晶粒长大来完成。由于热效应是能量积累过程，写入一个比特需较长时间，约几十纳秒，而且介质在经历几十万次的写,擦循环后会出现信噪比下降的热疲劳。 随着记录激光采用短波长，激光的热效应逐渐减弱，而激光光子的激发作用变得突出;所以新的材料设计基于激光的光效应。对半导体类型介质来讲，写入一个比特只要几十皮秒，使记录速率获得数量级的提高。这种基于非线性光学双稳态变化效应的记录介质称为光双稳态记录介质，它可以是无机材料，也可以是有机材料或无机-有机复合材料。 从信息存储的角度看，一张以光形势存储的CD-ROM完全可以看成一种新型的纸。一张小小的塑料圆盘，其直径不过12厘米(5英寸)，重量不过20克，而存储容量却高达600多兆字节。如果单纯存放文字，一张CD-ROM相当于15万张16开的纸，足以容纳数百部大部头的著作。 但是，CD-ROM在记录信息原理上却与纸大相径庭，CD-ROM盘上信息的写入和读出都是通过激光来实现的。激光通过聚焦后，可获得直径约为1微米(μm)的光束。 据此，荷兰飞利浦(Philips)公司的研究人员开始使用激光光束来进行记录和重放信息的研 究。1972年，他们的研究获得了成功，1978年投放市场。 最初的产品就是大家所熟知的激光视盘(LD,Laser Vision Disc)系统。从LD的诞生至今，光盘有了很大的发展，它经历了三个阶段: (1)LD-激光视盘 (2)CD-DA激光唱盘(3)CD-ROM 下面简单介绍这三个阶段性的产品特点。 1. LD-激光视盘 它就是通常所说的LCD，直径较大，为12英寸，两面都可以记录信息，但是它记录的信号是模拟信号。模拟信号的处理机制是指模拟的电视图像信号和模拟的声音信号都要经过FM(Frequency Modulation)频率调制、线性叠加，然后进行限幅放大。限幅后的信号以0.5微米宽的凹坑长短来表示。 2. CD-DA激光唱盘 LD虽然赢得了成功，但由于事先没有制定统一的，使它的开发和制作一开始就陷入昂贵的资金投入中。1982年，由飞利浦公司和索尼(Sony)公司制定了CD-DA激光唱盘的红皮书(Red Book)标准。由此，一种新型的激光唱盘诞生了。CD-DA激光唱盘记录音响的方法与LD系统不同，CD-DA激光唱盘系统首先把模拟的音响信号进行PCM(脉冲编码调制)数字化处理，再经过EFM(8-14位调制)编码之后记录到盘上。数字记录代替模拟记录的好处是:对干扰和噪声不敏感;由于盘本身的缺陷、划伤或沾污而引起的错误可以校正。 3. CD-ROM CD-DA系统取得成功以后，这就使飞利浦公司和索尼公司很自然地想到，利用CD-DA作为计算机大容量只读存储器. 但要把CD-DA作为计算机的存储器，还必须解决两个重要问题: ?建立适合于计算机读写的盘的数据结构; ?CD-DA误码率必须从现有的10-9 降低到10-12 以下。由此就产生了CD-ROM的黄皮书(Yellow Book)标准。这个标准的 核心思想是:盘上的数据以数据块的形式来组织，每块都要有地址。这样做后，盘上的数据就能从几百兆字节的存储空间上迅速找到。为了降低误码率，采用增加一种错误检测和错误校正的。错误检测采用了循环冗余检测码，即所谓CRC;错误校正采用里德-索洛蒙(Reed Solomon)码。 黄皮书确立了CD-ROM的物理结构，而为了使其能在计算机上完全兼容，后来又制定了CD-ROM的文件系统标准，即ISO9660。 有了这两个标准，CD-ROM在全世界范围内得到了迅速推广和愈来愈广泛的应用。 在80年代中期，光盘的发展非常快，先后推出了WORM光盘、CD-ROM光盘、磁光盘(MOD)、相变光盘(PCD，Phase Change Disk)等新的品种。这些光盘的出现，给信息革命带来了很大的推动。 光盘的分类 一(只读式光盘存储器CD-ROM 自1985年Philips和Sony公布了在光盘上记录计算机数据的黄皮书以来，CD-ROM驱动器便在计算机领域得到了广泛的应用。CD-ROM光盘不仅可交叉存储大容量的文字、声音、图形和图象等多种媒体的数字化信息，而且便于快速检索，因此CD-ROM驱动器已成为多媒体计算机中的标准配置之一。MPC标准已经对CD-ROM的数据传输速率和所支持的数据格式进行了规定。MPC 3标准要求CD-ROM驱动器的数据传输率为600KB/秒(4倍速)，并支持CD-ROM、CD-ROM XA、Photo CD、Video CD和CD-I等光盘格式。 CD-ROM是发行多媒体节目的优选载体。原因是它的存储容量大，制造成本低，大批量生产时每片不到5元人民币。目前，大量的文献资料、视听材料、教育节目、影视节目、游戏、图书、计算机软件等都通过CD-ROM来传播 二(一次写光盘存储器CD-R 信息时代的加速到来使得越来越多的数据需要保存，需要交换。由于CD-ROM是只读式光盘，因此用户自己无法利用CD-ROM对数据进行备份和交换。在CD-R刻录机大批量进入市场以前，用户的唯一选择就是采用可擦写光盘机。 可擦写光盘机根据其记录原理的不同，有磁光驱动器MO和相变驱动器PD。虽然这两种产品较早进入市场，但是记录在MO或PD盘片上的数据无法在广泛使用的CD-ROM驱动器上读取，因此难以实现数据交换和数据分发，更不可能制作自己的CD、VCD或CD-ROM节目。 CD-R的出现适时地解决了上述问题，CD-R是英文CD Recordable的简称，中文简称刻录机。CD-R标准(橙皮书)是由Philips公司于1990年制定的，目前已成为工业界广泛认可的标准。CD-R的另一英文名称是CD-WO(Write Once )，顾名思义，就是只允许写一次，写完以后，记录在CD-R盘上的信息无法被改写，但可以象CD-ROM盘片一样，在CD-ROM驱动器和CD-R驱动器上被反复地读取多次。 CD-R盘与CD-ROM盘相比有许多共同之处，它们的主要差别在于CD-R盘上增加了一层有机染料作为记录层，反射层用金，而不是CD-ROM中的铝。当写入激光束聚焦到记录层上时，染料被加热后烧溶，形成一系列代表信息的凹坑。这些凹坑与CD-ROM盘上的凹坑类似，但CD-ROM盘上的凹坑是用金属压模压出的。 CD-R驱动器中使用的光学读/写头与CD-ROM的光学读出头类似，只是其激光功率受写入信号的调制。CD-R驱动器刻录时，在要形成凹坑的地方，半导体激光器的输出功率变大;不形成凹坑的地方，输出功率变小。在读出时，与CD-ROM一样，要输出恒定的小功率。 通常，CD-ROM除了要符合黄皮书以外，还要遵照一个附加的国际标准:ISO9660。这是因为当初Philips和Sony没有定义CD-ROM的文件结构，而且各种计算机操作系统也只规定了该操作系统下的硬盘和软盘文件结构，使得不同厂家生产的CD-ROM具有不同的文件结构，曾经一度引起了混乱。后来，ISO 9660规定了CD-ROM的文件结构，Microsoft公司很快就为CD-ROM开发了设备驱动软件MSCDEX，使得不同生产厂家的CD-ROM在不同的操作系统环境下都能彼此兼容，就象该操作系统下的另外一个逻辑驱动器,,目录或磁盘。 CD-R的发展已有很多年的历史，但是也还存在上述类似的问题。我们无法在DOS或Windows环境下对CD-R驱动器直接进行读写，而是要依赖于CD-R生产厂家提供的刻录软件。大多数刻录软件的用户界面并不直观，而且系统安装设置也比较繁琐，给用户的使用带来很多麻烦和障碍。 为了改变这一状况，国际标准化组织下的OSTA(光学存储技术协会)最近制定了CD-UDF通用磁盘格式，只要对每一种操作系统开发相应的设备驱动软件或扩展软件，就可使操作系统将CD-R驱动器看作为一个逻辑驱动器。采用CD-UDF的CD-R刻录机会使用户感到，使用CD-R备份文件就如同使用软盘或硬盘一样方便。用户可以直接使用DOS命令对CD-R进行读写操作，如果用户使用如Windows Explorer这样的图形文件管理软件，可将文件拖曳或投入(drag and drop)到CD-R刻录机中，就可将文件课录到CD-R盘上。 CD-UDF也是沟通ISO9660与DVD-UDF文件结构的桥梁，采用CD-UDF文件结构的CD-R盘可在DVD-ROM驱动器上读出。 Philips公司推出的第四代CDD2600刻录机首先采用了CD-UDF文件格式，并可在Windows 环境下即插即用，使CD-R技术的发展步入了一个新的里程。 三(可擦写光盘存储器 1(MO可擦写光盘存储器 MO是英文Magnet-Optical的缩写，是指利用激光与磁性共同作用的结果记录信息的光磁盘。MO盘用来存储信息的媒体与软磁盘相似，但其信息记录密度和容量却比软磁盘高的多。这是由于记录时在盘的上面施加磁场，而在盘下面用激光照射。磁场作用于盘面上的区域比较大，而激光通过光学系统聚焦于盘面的光点直径只有1,2微米。在受光区域，激光的光能转化为热能，并使磁性层受热而变的不稳定，即变的易受磁场影响。这样，在直径只有1,2微米的极小区域内就可记录下一个单位的信息。通常的磁性记录方式存储一个单位的信息时，要占用相当大的区域，因而磁道也相应变宽，盘上记录信息的总量也就很小。 MO盘片虽然比硬盘和软盘便宜和耐用，但是与CD-R盘片相比就显得比较昂贵了。MO的致命缺点是不能用普通CD-ROM驱动器读出，因而不能满足信息社会对计算机数据进行交换和数据分发的要求，在网络技术和网络建设不发达的地方，这一问题日驱突出和严重。 2(可擦写光盘存储器CD-RW 为了使可擦写相变光盘与CD-ROM和CD-R兼容，早在1995年4月，飞利浦公司就提出了与CD-ROM和CD-R兼容的相变型可擦写光盘驱动器CD-E(CD Erasable)。CD-E得到了包括IBM、HP、Mitsubishi 、Mitsumi、松下电器、Sony、3M以及Olympus等公司的支持。1996年10月，Philips、Sony、HP、Mitsubishi和Ricoh五家公司共同宣布了这一新的可擦写CD标准，并将CD-E更名为CD-RW(CD-ReWritable)。CD-RW标准的制定标志着工业界可以开发并向市场提供这种新产品。 CD-RW兼容CD-ROM和CD-R，CD-RW驱动器允许用户读取CD-ROM、CD-R和CD-RW盘，刻录CD-R盘，擦除和重写CD-RW盘。由于CD-RW采用CD-UDF文件结构，因此CD-RW可作为一台海量软盘驱动器使用，也可在DVD-ROM驱动器读取，具有更广泛的应用前景。 MO虽然有不少特点，但是它们只能被其它同类驱动器读取，不能在广泛流行的CD-ROM上使用。MO没有市场共享性，购买者只是将它们用于数据备份，因此难以实现数据交换和数据分发，更不可能制作自己的CD、VCD或CD-ROM节目。 因此MO很难在市场上流行起来。 CD-R是可记录光盘市场上的后起之秀，虽然只能刻录一次，但由于它与广泛使用的CD-ROM兼容，并具有较低的记录成本和很高的数据可靠性赢得了众多计算机用户的普遍欢迎。CD-R目前是各种光盘存储产品中发展最迅猛的一种，。CD-R刻录机的价格相对几年前已下跌了很大幅度。在国外，CD-R刻录机正在逐步取代CD-ROM驱动器而成为计算机的一种标准配置。 CD-RW是一个已经得到众多公司和用户普遍支持的可擦写光盘标准。由于CD-RW仍沿用了CD的EFM调制方式和CIR检纠错方法，CD-RW盘与CD-ROM盘具有相同的物理格式和逻辑格式，因此CD-RW驱动器与CD-R驱动器的光学、机械、及电子部分类似，一些零部件甚至可以互换，这将大大节省CD-RW的开发和生产费用，降低CD-RW驱动器的成本，使CD-RW未来就能迅速在可擦写光盘产品市场占有一定的份额。光盘技术的发展与展望-光电技术光盘技术的发展与展望光盘技术的发展 光盘的结构 CD光盘的结构 尺寸如图所示。CD光盘的直径是12Omm、厚度为1.2mm、重量为15g、光盘的中心孔直径为15mm，节目从内圈5Omm。开始到百径为116mm处结束。播放时间最长为74min。 光盘由透明塑料PCC聚碳酸酷基片做成，由衬底层、反射层及保护层和最上面的商标层组成。光盘的信息是通过激光反射原理从信息面通过透明塑料来读取的。在反射层中有四凸坑来表示的信息。当激光头的激光束照射这些凹凸坑时，产生强弱不同的反射光，再将这些反射光变为大小不同的电流，经解码电路还原成信号。 光盘的信息坑长为0.9~3.2μm，信息坑宽为0.5μ m，信息坑深为0.11μm，信息纹迹间距为1.6μm。 DVD光盘结构 DVD(Digital Versatile Disk，数字多功能光碟，也称作 Digital Video Disk，数字影像光碟)，以其影院级的音像效果，支持多语音、多字幕、多视角及强大的交互功能，将视听享受带到非VCD所能比拟的层次。DVD采用MPEG2的高画质压缩算法，原版DVD的信号源是高达1000多线的电影原始拷贝转成的数字式Beatcam带，所以可以轻易达到520线的解析度。 而原版DVD影碟声音部分几乎全部采用5.1声道的数字环绕立体声方式(DOLBY DIGITAL 5.1，俗称AC-3)或者更高档的DTS压缩算法录制，完全不同于以往对两声道立体声进行模拟环绕声的播放方式。均有全频宽大的动态表现(超重低音除外)，组成影音双全的影院效果，使用户获得真正家庭影院的享受。 一、DVD的格式 DVD盘片都是由上下两片片基组成，每片片基上最多可以容纳两层数据，DVD光头能够通过调整焦距来读取这两层数据。在制作过程中，把数据读取面向外，两片片基粘合在一 起，就成了一盘完整的DVD盘片。一般市面上出售的DVD碟，包装上都注明了DVD的格式，常见的有D9、D5等。不同的格式除了DVD碟片制造上的差别以外，跟影片的质量也密切相关。 1、D5:单面单层(Single Sided / Single Layer)容量约4.7GB D5格式的DVD影碟是把所有资料存放在一面DVD碟片上，另一面印上影片的资料作封面。DVD机的激光头由DVD碟片的圆芯开始，一直向圆周读出去。相比而言，D5格式的DVD(单面单层)，存储数据量最少，相应压缩比率较高，其音频、视频效果也受影响。 2、D9:单面双层(Single Sided / Dual Layer)容量约8.5GB D9格式采用两层来存放数据。和D5格式不同，D9虽然也只有一面可读，但这一面是两层的(容量大了一倍)。播放时激光头由D9碟片的圆芯开始，一直向外圆周读出去，当读完第一层后，激光头会自动调整焦距穿透第一层，到达第二层后，激光头再由圆周开始向内圆芯读回去，直到读完第二层为止。对于同一部电影来说，D9比起D5格式存储空间变大了，效果自然会有所提升。 3、D10:双面单层(Double Sided / Single Layer)容量约9.4GB D10是双面单层，就是两面都同时存放资料，A面存放一层资料，B面同样存放一层资料。观看D10时，要翻转碟片，才能继续观看。 4、D14:双面多层(Double Side / Multiple Layer)容量约13GB D14是以两面三层来记录数据的，第一面是双层，而第二面是单层。 5、D18:双面双层(Double Sided / Double Layer)容量约17GB D18 合共拥有两面四层的空间去记录数据，能把压缩率减到最低，效果也最为突出。 二、DVD区码的限制 现行DVD影片的保护措施(区码的限制)是由美国八大影业所提出，将DVD影片分成6区来发行，最主要就是要保护经销商与代理商的权益，杜绝产品的水货及平行输入的问题。DVD区码总共可以区分为六个不同的区域，以下是详细的DVD分区说明表。 第一区:美国、加拿大地区 第二区:日本、欧洲、南非、中东(包含埃及) 第三区:东亚地区以及东南亚地区(包含中国台湾省、中国香港特别行政区) 第四区:纽澳、太平洋群岛、中南美洲、加勒比海地区 第五区:前苏联共和国、非洲(包含北韩、蒙古) 第六区:中国大陆地区 DVD区码的限制可以区分为两种方式，一种称为RPC2，是以硬件控制区域码，DVD-ROM硬件制造厂商在DVD-ROM生产时就已经将DVD-ROM限定，使用者只可以更换五次区码，所以当你在使用时必须注意选择适合的DVD影片，当区域码修改超过五次后，可能就得要送回原制造厂商刷新，否则即使重新安装系统也无法再更改区域码。而另一种称为RPC1，这时硬体就没有区域码的限制，而是由软体控制。如:PowerDVD允许使用者可作5次区域码的修改，此后，PowerDVD就会锁住在你最后一次播放的影片区域，而不能再做区码的更改，除非重新安装操作系统。 三、DVD光盘的文件结构 通常情况下DVD光盘上会有2个文件夹:AUDIO_TS和VIDEO_TS，由于AUDIO_TS是保留给DVD版的激光唱片DVD-AUDIO所使用，所以在DVD影片光盘中这个文件夹是空的;而VIDEO_TS中则保存着影片所有的视频音频和字幕信息。 1、VOB文件 在VIDEO_TS文件夹中，VOB(Video OBjects，视频目标文件)文件用来保存DVD影片中的视频数据流、音频数据流、多语言字幕数据流以及供菜单和按钮使用的画面数据。由于一个VOB文件中最多可以保存1个视频数据流，9个音频数据流和32个字幕数据流，所以DVD影片也就可以拥有最多9种语言的伴音和32种语言的字幕。 2、IFO文件 IFO(InFOrmation 信息文件):IFO文件用来控制VOB文件的播放。文件中保存有怎样以及何时播放VOB文件中数据的控制信息，比如段落的起始时间，音频数据流的位置，字幕数据流的位置等信息。DVD机或者播放软件通过读取IFO文件才能把组成DVD影片的各种数据有机地结合起来进行播放，可见IFO在DVD的播放中，作用非常关键。 3、BUP文件 BUP(BackUP 备份文件):BUP文件和IFO文件的内容完全相同，是IFO文件的备份。由于IFO文件对于保证影片的正常播放非常重要，所以需要对其保留一个副本，以备在IFO文件的读取发生错误时仍然可以通过读取BUP文件来得到相应的信息。 在每一个DVD光盘中都应该有视频管理器(VMG)，存放在VIDEO_TS.IFO文件中， 它保存光盘的全局信息。用于显示菜单的数据保存在VIDEO_TS.VOB文件中。当DVD光盘插入到光驱中时，播放器首先显示这个菜单。 除了目录信息部分以“VIDEO_TS.VOB”为文件名以外，主要文件都以VTS_xx_y格式作为文件名，xx是标题编号(从01到99);y是区段编号(从0到9)。由于在微软操作系统中，单个文件最大只能有1GB，因此大多数影片都是保存在多个文件中的。记录正片数据的文件都拥有相同的标题编号。 四、DVD的标识 标准DVD-Video激光视盘片(如图2) 标准DVD-Video激光视盘片 表示光盘片中的影音数据文件完全符合DVD-Video的规格标准，可以在 DVD 激光视盘机上播放。 Dolby AC-3 标示(如图3) Dolby AC-3 标示 表示DVD光盘内的音讯数据是使用AC-3(5.1声道)编码处理，如果你的DVD播放机拥有AC-3译码器，再外接六只喇叭时，就可以直接享受Dolby身历其境的环绕音效。除了这个符号，DTS、MPEG2等标识也会出现。 影片分级标示(如图4) 影片分级标示 这个图标说明此DVD光盘的内容分级，原版DVD-Video的影片大多采用美国的电影分级。将影片区分成G、PG、PG-13、R、NC-17共5级。 多语音播放(如图5) 多语音播放 此图标中的数字表示了此DVD影片中所包含的语言版本数目。在这个例子中，影片中共包括了2种不同版本。 多字幕播放(如图6) 多字幕播放 这个图标中的数字“3” 表示光盘数据中提供了3 种不同语言的字幕版本。如果你英文不太好，可得注意选择有中文字幕的。 多视角播放(Multi-Angle)(如图7) 多视角播放(Multi-Angle) 表示DVD光盘影片中提供了多个不同的拍摄角度供您选择。角度愈多，欣赏的方式也就 愈有弹性。 视讯系统及区码限制(如图8) 视讯系统及区码限制 一般来说，这上下两个图示会放在一起。目前全球视讯系统可以分为NTSC系统及PAL系统，美国与中国台湾是采用NTSC系统;欧洲与中国大陆则采用PAL系统。而地球内的文字代表了DVD影片的分区，ALL 表示全区未锁码资料;若地球中的标示为数字“3”则表示这部DVD影片属于第三区。 光盘工作原理 我们常说的CD实际上是Compactdiscs的缩写。不管其存储的是音乐(Audio)、数据(Data)还是其它多媒体视频文件(Video)等，所有数据都经过数字化处理变成"0"与"1"，其所对应的就是光盘上的Pits(凹点)和Lands(平面)。 所有的Pits都有着相同的深度与长度。一个Pits大约只有半微米宽，大概就是五百粒氢原子的长度。而一张CD光盘上大约有28亿个这样的Pits。当激光映射到盘片上时，如果是照在Lands上，那么就会有70,到80,激光被反射回;如果照在Pits上，就无法反射回激光。根据反射和无反射的情况，光盘驱动器就可以解读"0"或"1"的数字编码了。所以 光盘的工作离不开光驱。 光盘驱动器的基本结构 光驱由机械器件、电子器件和光学器件三部分组成。其结构包括光盘头、激光器、光电检测器、光学器件和伺服控制系统等。 1(光盘头 光盘头是光盘的读出系统，它发射出来的激光束照射到光盘的凹凸反光面上，被反光层反射后，经光电检测器将反射回的激光束转换为电信号，再经电子线路处理后得到信号编码，编码经译码后便得到读出的数据。 光盘头得到从光盘表面反射回的激光束信号，还可判断出聚焦误差、光道跟踪误差，这些误差信号使聚焦伺服系统和径向光道跟踪伺服系统动作，将激光束调整到最佳位置。 2(激光器 激光器由激光二极管和聚焦透镜等组成。砷化镓半导体激光器可发射出波长为0.78µm、输出功率为0.5mW的激光束。 3(光电检测器 光电检测二极管将从光盘表面反射回的激光束转换为电信号，由电信号强弱的变化，便可检测出该信号是来自光盘的凹区、凸区还是两区交界处，并得到聚焦误差、光道跟踪误差及速度误差等，从而由伺服控制系统进行实时调整。 4(光学器件 包括光栅、激光束分离器、放大镜等，准直透镜将激光束变成圆柱形光束。激光束分离器(半反镜)使反射回的激光束射向光电检测二极管，物镜由音圈电机带动下上下移动和沿盘片的径向微量移动，使激光束焦点始终落在光盘的光道上。 5(伺服控制系统 在光盘驱动器中，有三个基本伺服控制系统:聚焦伺服系统、径向光道跟踪伺服系统和光盘转速控制系统。 (1)聚焦伺服系统的目的是进行自动聚焦。聚焦误差检出方式一般采用非点收差法，非点收差法就是根据光盘反射面位置的变化，反射光的聚焦位置移动，通过圆柱面透镜对投影光形状进行变化，用4分割PD差动检出。利用该误差信号去控制光学头中的音圈电机，音圈电机带动物镜上下移动，使激光束焦点(直径约1µm)始终落在光盘的信息面上。 聚焦误差检出信号=(A+C)-(B+D)/(A+B+C+D) (2)径向光道跟踪伺服系统的目的是使激光束始终落在光盘的光道上。由于光盘上光道很密(每英寸16000条)，若光学头的激光束径向移动读另一光道信息时，有可能会使激光束移动到两光道之间，而未对准光道。径向光道跟踪伺服系统采用了与聚焦伺服系统同一个音圈电机，此电机不但可以上下移动，还可以沿光盘径向微量移动。所以物镜也可作径向微量移动，以使得激光束始终落在光盘的光道上。 寻道误差检出信号=(A+B)-(C+D)/(A+B+C+D) (3)光盘转速控制系统的目的是用来控制光盘的转速。光盘转速的快慢是通过单位时间读出的编码多少来得知的，当读出的编码比标定的多时，表示转速快了，反之转速慢了。因而，可用这信号去控制光盘驱动马达的转速，使其保持在要求的速度上。 为了获得较高的数据传输率，光驱多采用CAV和PCAV的数据读取技术和一光多道技术。 CAV(恒定角速度)技术采用始终恒定的马达速度读取光盘数据，使其外圈的数据传输率大大提高。高倍速光驱的标称值如52X，是指CAV技术所能达到的最大数据传输率为52倍速，即7800Kbit/s。 PCAV(部分恒定角速度)技术则是早期低速(12速以下)光驱采用的CLV(恒定线速度，即保持单位时间读出的编码不变)技术和CAV技术的结合，读取内圈数据时用CLV方式，此时转速很快。而当马达的速度达到一定速度向外圈读取时，则采用CAV方式达到最大的读取速度，保持内外圈数据读取的稳定。24X以上的光驱都普遍采用CAV和PCAV的数据读取方式。 “一光多道”技术是激光束可以同时阅读光盘上的多条光道，因此，它比普通的单束技术读取信息范围大。而且，它所增加的数据传输率在整个光盘上都是恒定的。 光盘驱动器读盘原理 从激光器发出的激光束经透镜准直和聚焦后，射向光盘铝反射层。当激光束照射到光盘的凹槽边界时，反射光束强弱发生变化，这时读出的为“1”数据信息，反之，当激光照射到槽底或凸面的平坦部分时，反射光强度没有变化，认为读出的是“0”数据信息。反射光导入光电检测二极管，由光电检测二极管根据反射光的强弱不同转换为用1、0表示的电信号。从而得到光盘中存储的编码信息，编码信息再经译码后，便可得到其所存的信息状态。图8-9给出了读盘过程中光束路径的变化。 激光头是光驱的心脏，也是最精密的部分。它主要负责数据的读取工作，因此在清理光驱内部的时候要格外小心。激光头主要包括:激光发生器(又称激光二极管)，半反光棱镜，物镜，透镜以及光电二极管这几部分。当激光头读取盘片上的数据时，从激光发生器发出的激光透过半反射棱镜，汇聚在物镜上，物镜将激光聚焦成为极其细小的光点并打到光盘上。此时，光盘上的反射物质就会将照射过来的光线反射回去，透过物镜，再照射到半反射棱镜上。此时，由于棱镜是半反射结构，因此不会让光束完全穿透它并回到激光发生器上，而是经过反射，穿过透镜，到达了光电二极管上面。由于光盘表面是以突起不平的点来记录数据，所以反射回来的光线就会射向不同的方向。人们将射向不同方向的信号定义为“0”或者“1”，发光二极管接受到的是那些以“0”，“1”排列的数据，并最终将它们解析成为我们所需要的数据。 在激光头读取数据的整个过程中，寻迹和聚焦直接影响到光驱的纠错能力以及稳定性。寻迹就是保持激光头能够始终正确地对准记录数据的轨道。当激光束正好与轨道重合时，寻迹误差信号就为0，否则寻迹信号就可能为正数或者负数，激光头会根据寻迹信号对姿态进行适当的调整。如果光驱的寻迹性能很差，在读盘的时候就会出现读取数据错误的现象，最典型的就是在读音轨的时候出现的跳音现象。所谓聚焦，就是指激光头能够精确地将光束打到盘片上并受到最强的信号。当激光束从盘片上反射回来时会同时打到4个光电二极管上。它们将信号叠加并最终形成聚焦信号。只有当聚焦准确时，这个信号才为0，否则，它就会发出信号，矫正激光头的位置。聚焦和寻道是激光头工作时最重要的两项性能，我们所说的读盘好的光驱都是在这两方面性能优秀的产品。目前,市面上英拓等少数高档光驱产品开始使用步进马达技术,通过螺旋螺杆传动齿轮，使得1/3寻址时间从原来85ms降低到75ms以内，相对于同类48速光驱产品82ms的寻址时间而言,性能上得到明显改善。 而且光驱的聚焦与寻道很大程度上与盘片本身不无关系。目前市场上不论是正版盘还是盗版盘都会存在不同程度的中心点偏移以及光介质密度分布不均的情况。当光盘高速旋转时，造成光盘强烈震动的情况，不但使得光驱产生风噪，而且迫使激光头以相应的频率反复聚焦和寻迹调整，严重影响光驱的读潘小过于使用寿命。在36X-44X的光驱产品中，普遍采用了全钢机芯技术，通过重物悬垂实现能量的转移。但面对每分钟上万转的高速产品，全钢机芯技术显得有些无能为力，市场上已经推出了以ABS技术为核心的英拓等光驱产品。ABS技术主要是通过在光盘托盘下配置一副钢珠轴承，当光盘出现震动时，钢珠会在离心力的作用下滚动到质量较轻的部分进行填补，以起到瞬间平衡的作用，从而改善光驱性能。 光驱的度盘速度 CD-ROM速度的提升发展非常快，去年24X产品还是主流，如今48X光驱也已经逐步普及了。值得注意的是，光驱的速度都是标称的最快速度，这个数值是指光驱在读取盘片最外圈时的最快速度，而读内圈时的速度要低于标称值，大约在24X的水平。现在很多光驱产品在遇到偏心盘、低反射盘时采用阶梯性自动减速的方式，也就是说，从48X到32X再到24X/16X，这种被动减速方式严重影响主轴马达的使用寿命。值得庆幸的是，笔者最近倒是在英拓光驱上找到了“一指降速”的功能设置。按住前控制面板上Eject键2秒钟，光驱就会直接地从最高速自动减速到16X，避免了机芯器件不必要的磨损，延长了光驱的使用寿命。同样，再次按下Eject键2秒钟，光驱将恢复度盘速度，提升到48X。 此外，缓冲区大小，寻址能力同样起着非常大的作用。笔者认为，以目前的软件应用水平而言，对光驱速度的要求并不是很苛刻，48X光驱产品在一段时间内完全能够满足使用需要。因为目前还没有哪个软件要求安装时使用32X以上的光驱产品。此外，CD-ROM作为数据的存储介质，使用率远远低于硬盘，总没有谁会将WIN98安装在光盘上运行吧, 光驱的容错能力 相对于读盘速度而言，光驱的容错性显得更加重要。或者说，稳定的读盘性能是追求读盘速度的前提。由于光盘是移动存储设备，并且盘片的表面没有任何保护，因此难免会出现划伤或沾染上杂物质情况，这些小毛病都会影响数据的读取。为了提高光驱的读盘能力，厂商献计献策，其中，“人工智能纠错(AIEC)”是一项比较成熟的技术。AIEC通过对上万张光盘的采样测试，“记录”下适合他们的读盘策略，并保存在光驱BIOS芯片中。以方便光驱针对偏心盘、低反射盘、划伤盘进行自动的读盘策略的选择。由于光盘的特征千差万别，所以目 前市面上以英拓为首的少数光驱产品还专门采用了可擦写BIOS技术，使得DIYer可以通过在现方式对BIOS进行实时的修改，所以说Flash BIOS技术的采用，对于光驱整体性能的提高起到了巨大的作用。 此外，一些光驱为了提高容错能力，提高了激光头的功率。当光头功率增大后，读盘能力确实有一定的提高，但长时间“超频”使用会使光头老化，严重影响光驱的寿命。一些光驱在使用仅三个月后就出现了读盘能力下降的现象，这就很可能是光头老化的结果。这种以牺牲寿命来换取容错性的方法是不可取的。那么，如何判断您购买的光驱是否被“超频”呢,在购买的时候，你可以让光驱读一张质量稍差的盘片，如果在盘片退出后表面温度很高，甚至烫手，那就有可能是被“超频”了。不过也不能排除是光驱主轴马达发热量大的结果。 光驱的保养 大家知道，激光头是最怕灰尘的，很多光驱长期使用后，识盘率下降就是因为尘土过多，所以平时不要把托架留在外面，也不要在电脑周围吸烟。而且不用光驱时，尽量不要把光盘留在驱动器内，因为光驱要保持“一定的随机访问速度”，所以盘片在其内会保持一定的转速，这样就加快了电机老化(特别是塑料机芯的光驱更易损坏)。另外在关机时，如果劣质光盘留在离激光头很近的地方，那当电机转起来后很容易划伤光头。 散热问题也是非常重要的，一定要注意电脑的通风条件及环境温度的高低，机箱的摆放一定要保证光驱保持在水平位置，否则光驱高速运行时，其中的光盘将不可能保持平衡，将会对激光头产生致命的碰撞而损坏，同时对光盘的损坏也是致命的，所以在光驱运行时要注意听一下发出的声音，如果有光盘碰撞的噪音请立即调整光盘，光驱或机箱位置。 光盘的刻录 现在，笔记本电脑等，都可以刻录光盘了。在这里，顺便简单介绍一下光盘的刻录。 光盘的刻录，要用到光盘刻录机。 光盘刻录机CD-R(CD-Recordable)指的是一种允许对CD进行一次性刻写的特殊存储技术;而CD-RW(CD-ReWritable)指的是另外一种允许对CD进行多次重复擦写的特殊存储技术。 CD-R的工作原理是:CD-R盘片上涂抹一些用激光就可以改变其反光特性的特殊材料。目前，市场上常见的材料有三种，它们由于颜色的不同而相对应的盘片被分别称为金盘、蓝盘、绿盘。它采用一次写入技术，刻录数据时，利用高功率的激光束射到CD-R盘片，使盘片上的介质层发生化学变化，模拟出二进制数据0和1的差别，把数据 正确地存储在光盘上。CD-R可以被几乎所有CD-ROM读出和使用。 CD-RW盘片中的特殊介质会产生结晶和非结晶两种状态，通过激光束的照射，介质层可以在这两种状态中相互转换，达到多次重写入的目的。更准确地说CD-RW叫做可擦写的光盘刻录机。它利用较高瓦数的激光在空白的光碟片上刻出可供读的反光点。不过，可擦写是以降低反光信号为代价的，它的反光率只有20,左右，比一般盘片的反光率70,要小得多，所以，只能在特定的机器(如刻录机)上读。 总结