CD on digitaalinen optinen levy tietojen tallentamiseen Philipsin ja Sonyn yhdessä kehittämässä muodossa, joka julkaistiin vuonna 1982. Se kehitettiin alun perin äänitallenteiden tallentamiseen ja toistamiseen, mutta myöhemmin se mukautettiin tallentamaan erilaisia tietoja. Useista muista formaateista on tullut niiden johdannaisia, mukaan lukien kerran tallennettava ääni ja tietojen tallennus (CD), uudelleenkirjoitettava media (RW), videolevy (VCD), supervideolevy (tai SVCD), PictureCD jne. Ensimmäinen kaupallisesti saatavilla oleva CDP -101-ääni-CD-soitin julkaistiin lokakuussa 1982 Japanissa.
Vakio-CD-levyt ovat halkaisij altaan 120 mm, ja niihin mahtuu noin 80 minuuttia pakkaamatonta ääntä tai noin 700 Mt dataa. Mini-CD:tä on eri halkaisij altaan (60-80 millimetriä). Niitä käytetään joskus CD-singleissä, koska niihin mahtuu jopa 24 minuuttia ääntä, tai äänitysajureihin.
Suosion kehittäminen
Teknologian käyttöönoton aikaan, vuonna 1982, CD-levylle mahtui paljon enemmän tietoa kuin kiintolevylle henkilökohtaiselletietokone, joka on yleensä enintään 10 Mt. Vuoteen 2010 mennessä kiintolevyt tarjosivat yleensä yhtä paljon tallennustilaa kuin tuhat CD-levyä, kun taas niiden hinnat olivat laskeneet alhaiselle tasolle. Vuonna 2004 ääni-CD-, CD-ROM- ja CD-R-levyjä myytiin maailmanlaajuisesti noin 30 miljardia kopiota. Vuoteen 2007 mennessä maailmanlaajuisesti oli myyty 200 miljardia CD-levyä.
2000-luvun alusta lähtien CD-levyt ovat yhä useammin korvattu muilla digitaalisen tallennus- ja jakelumuodoilla, minkä seurauksena niiden määrä oli pudonnut noin 50 % vuoteen 2010 mennessä huipultaan, mutta ne säilyivät yhtenä tärkeimmistä tiedotusvälineistä. musiikkiteollisuudessa.
Ulkonäköhistoria
Yhdysv altalaisen keksijän James Russellin ansiota on keksinyt ensimmäinen järjestelmä digitaalisen tiedon tallentamiseksi optiselle läpinäkyvyydelle, joka säteilee valoa halogeenilamppujen suuren tehon ansiosta. Hänen patenttinsa rekisteröitiin ensimmäisen kerran jo vuonna 1966. Oikeudenkäynnin jälkeen Sony ja Philips lisensoivat Russellin patentit 1980-luvulla.
CD on laserlevyjen kehityksen tuote. Tämä on tekniikka, joka käyttää kohdistettua lasersädettä korkealaatuisen digitaalisen äänen vaatiman suuren tietotiheyden tuottamiseen. Philips ja Sony kehittivät prototyyppejä itsenäisesti 1970-luvun lopulla. Vuonna 1979 perustettiin insinöörien yhteinen työryhmä keksimään uutta digitaalista mediaa. Vuoden kokeilun ja keskustelun jälkeenThe Book of Audio Standards julkaistiin vuonna 1980. Ensimmäisen kaupallisen julkaisun jälkeen vuonna 1982 CD-levyistä ja niihin liittyvistä soittimista tuli erittäin suosittuja. Korkeista kustannuksista huolimatta pelkästään Yhdysvalloissa myytiin yli 400 000 yksikköä vuosina 1983 ja 1984. Vuoteen 1988 mennessä myynti ylitti vinyylilevyjen ja vuonna 1992 äänikasettien kysynnän. Tämä menestys CD-tekniikan levittämisessä on tulosta Philipsin ja Sonyn tiiviistä yhteistyöstä, jotka sopivat ja kehittivät yhteensopivan laitteiston. Yhtenäinen CD-suunnittelu antoi kuluttajille mahdollisuuden ostaa levysoittimen tai soittimen mistä tahansa yrityksestä.
Miten tekniikka kehittyi?
Aluksi uskottiin, että CD-levy on vinyylilevyn seuraaja musiikin toistossa, ei tallennusväline. Muut sovellukset ovat kuitenkin hyväksyneet CD-levyt sen käyttöönotosta musiikkiformaatissa.
Vuonna 1983 tehtiin ensimmäiset kokeet pyyhittävällä CD-levyllä. Kesäkuussa 1985 CD-levyjen lukeminen suoritettiin ensimmäistä kertaa tietokoneella, ja vuonna 1990 myyntiin tulivat uudelleenkäytettävät uudelleenkirjoitettavat levyt. Niistä on tullut uusi vaihtoehto nauhalle musiikin tallentamiseen ja musiikkialbumien kopioimiseen ilman vikoja muissa digitaalisissa tallennusmenetelmissä käytetyn pakkauksen vuoksi. Näin ollen musiikki-CD-levyt näyttivät olevan kätevin media nauhoihin ja levyihin verrattuna.
2000-luvun alkuun mennessä CD-soittimet olivat suurelta osin korvanneet nauhurit,sekä radiot vakiovarusteena uusissa ajoneuvoissa.
Sillä välin, kun pakatuissa äänimuodoissa (kuten MP3) olevien tiedostojen jakelu lisääntyi, CD-levyjen myynti alkoi laskea 2000-luvulla. Esimerkiksi vuosien 2000 ja 2008 välisenä aikana musiikkimyynnin yleisestä kasvusta huolimatta CD-myynti laski yhteensä 20 %. Huolimatta kysynnän nopeasta laskusta edellisiin vuosiin verrattuna, tekniikka pysyi pinnalla jonkin aikaa.
CD-rakenne
Kaikki CD-levyt ovat 1,2 mm paksuja ja valmistettu polykarbonaattimuovista. Jokainen tällainen kantaja painaa 15-20 grammaa. Sen rakenne on määritelty keskeltä ulospäin, sen elementit ovat:
- karan reiän keskikohta (15 mm);
- ensimmäinen siirtymäalue (kiristysrengas);
- kiristyskannatin;
- toinen siirtymäalue (peiliraita);
- ohjelmistoalue (25 - 58 mm);
- vanne.
Levyn pinnalle on levitetty ohut kerros alumiinia tai harvemmin kultaa, mikä tekee siitä heijastavan. Metalli on suojattu lakkakalvolla, joka levitetään yleensä suoraan heijastavalle kerrokselle. Etiketti painetaan lakan päälle, yleensä silkki- tai offsetpainatuksella.
CD-tiedot esitetään pieninä syvennyksinä, jotka tunnetaan nimellä "raitoja", koodattuina polykarbonaattikerroksen päällä oleviin spiraalijuoviin. CD-soittimen mekanismi pyörittää levyä pyyhkäisyä kohden nopeudella 1,2-1,4 m/s (vakio lineaarinen nopeus), mikä vastaa noin 500 rpm levyn sisäpuolella, janoin 200 rpm - ulkopuolelta. Alusta loppuun toistettu levy hidastuu toiston aikana.
Miten data toistetaan?
Ohjelmavyöhykkeen pinta-ala on noin 86,05 cm2 ja tallennetun spiraalin pituus on 5,38 km. Pyyhkäisynopeudella 1,2 m/s toistoaika on 74 minuuttia eli 650 Mt dataa CD-ROM-levyä kohden. Useimmat soittimet voivat toistaa hieman tiheämpää datalevyä (vaikka jotkut vanhemmat mallit eivät tue tätä muotoa).
CD-levy luetaan infrapunapuolijohdelaserilla, joka on sijoitettu CD-soittimen sisään polykarbonaattikerroksen läpi. Korkeuden muutos raitojen välillä johtaa eroon valon heijastuksessa. Tiedot voidaan lukea tietovälineestä mittaamalla valodiodin muutoksen voimakkuus.
Raitojen välinen ero ei edusta suoraan nollia ja ykkösiä binääritiedoissa. Sen sijaan käytetään koodausta, joka olettaa, että nollaan ei palaa. Tämä koodausmenetelmä oli alun perin tarkoitettu CD-äänilevyille, mutta siitä on sittemmin tullut standardi lähes kaikille formaateille.
Mediaominaisuus
CD-levyt voivat vaurioitua käsittelyn ja käytön aikana. Kappaleet sijaitsevat paljon lähempänä levyn etikettipuolta, ja tästä syystä läpinäkyvän puolen viat ja epäpuhtaudet eivät vaikuta toistoon. Siksi CD-levyjen etikettipuoli vaurioituu todennäköisemmin. naarmuja päälläläpinäkyvä puoli voidaan palauttaa täyttämällä ne vastaavalla taittavalla muovilla tai kiillottamalla ne huolellisesti. Levyn reunat eivät joskus ole täysin tiiviitä, jolloin kaasut ja nesteet voivat vahingoittaa metallista heijastavaa kerrosta ja/tai häiritä laserin kykyä toistaa raitojen sisältöä. CD-levyn digitaaliset tiedot tallennetaan ja toistetaan keskeltä reunaan.
Mitä CD-levyjä oli myynnissä?
Vakio-CD-levyjä on saatavana kahdessa koossa. Ylivoimaisesti yleisin media on halkaisij altaan 120 millimetriä, äänikapasiteettia 74 tai 80 minuuttia ja datakapasiteettia 650 tai 700 megatavua. On myös halkaisij altaan 80 mm:n levyjä, joille mahtuu jopa 24 minuuttia musiikkia tai 210 Mt dataa.
Audio-CD:n (virallisesti Digital Audio tai CD-DA) looginen muoto on kuvattu muodon luojien Sonyn ja Philipsin vuonna 1980 julkaisemassa asiakirjassa. Se on kaksikanavainen 16-bittinen koodaus taajuudella 44,1 kHz. Nelikanavaisen äänen piti olla tämän muodon kelvollinen muunnos, mutta sitä ei koskaan otettu käyttöön. Nämä ovat markkinoiden yleisimpiä musiikki-CD-levyjä.
CD+text on Audio CD -laajennus, jonka avulla voit tallentaa tekstiä lisätietoa (kuten albumin nimi, kappaleet, artistin nimi), mutta media poltetaan Audio CD -standardien mukaisesti. Tiedot tallennetaan joko sille levyn alueelle, jossa on noin viisi kilotavua vapaata tilaa, tai raitakoodiin, johon voi tallentaanoin 31 Mt ylimääräistä.
CD+grafiikka on erityinen ääni-CD, joka sisältää graafista dataa äänen lisäksi. Tätä mediaa voidaan toistaa tavallisella soittimella, mutta kun sitä toistetaan erillisellä CD+G-laitteella, se voi lähettää kuvia. Yleensä tällainen soitin on kytketty televisioon tai näytetään tietokoneen näytöllä. Näitä grafiikoita käytetään melkein aina karaoken sanoitusten näyttämiseen näytöllä.
CD+Advanced Graphics (tunnetaan myös nimellä CD+EG) on grafiikkadata-CD:n parannettu versio. Kuten CD+G, CD+EG käyttää CD-ROM-levyn perustoimintoja tekstin ja videotietojen näyttämiseen toistettavan musiikin lisäksi. Nämä ovat tietokoneen CD-levyjä, jotka on suunniteltu toistettavaksi näytöllä.
SACD-muoto
Super Audio CD (SACD) on korkearesoluutioinen, vain luku -äänimuoto. Nämä optiset levyt on suunniteltu tuottamaan korkealaatuista digitaalista ääntä. Formaatti esiteltiin vuonna 1999, ja sen ovat kehittäneet Sony ja Philips. SACD-levyjä alkoi ilmestyä DVD-ääniformaateille, mutta ne eivät korvanneet tavallisia ääni-CD-levyjä.
Sanuksella SACD on myös hybridilevyjä, jotka sisältävät SACD:n ja äänivirran, sekä tavallisen CD-äänikerroksen, joka toistetaan tavallisissa CD-soittimissa. Tämä tehtiin sen varmistamiseksiyhteensopivuus.
Muut muodot
Cd-levy oli olemassaolonsa ensimmäisten vuosien aikana yksinomaan äänentoistoon käytetty väline. Vuonna 1988 tämä standardi määriteltiin kuitenkin haihtumattomiksi optisiksi tallennuslaitteiksi. Joten siellä oli CD-levyjä, joissa oli ohjelmia, videoita ja niin edelleen. Erikseen kannattaa korostaa seuraavia tyyppejä.
Video CD (VCD) on tavallinen digitaalinen muoto videoiden tallentamiseen. Näitä mediatiedostoja voidaan toistaa omistetuilla VCD-soittimilla, useimmilla nykyaikaisilla DVD-soittimilla, henkilökohtaisilla tietokoneilla ja joillakin pelikonsolilla.
Yleensä kuvanlaadun olisi pitänyt olla verrattavissa VHS-videoon. Huonosti pakattu VCD-video voi joskus olla huonompilaatuista, mutta tämä muoto säilyttää tiedot paloina sen sijaan, että se kerääntyisi analogista kohinaa, joka pahenee jokaisella käyttökerralla (verrattuna nauhatallenteeseen).
Super Video CD (Super Video Compact Disc tai SVCD) on formaatti, jota käytetään videoiden tallentamiseen tavallisille CD-levyille. SVCD suunniteltiin VCD:n seuraajaksi ja vaihtoehdoksi DVD-Videolle. Ominaisuuksiensa mukaan se on jossain edellä mainittujen formaattien välissä sekä teknisiltä ominaisuuksiltaan että kuvanlaadultaan.
Yhdelle CD-R-levylle mahtuu jopa 60 minuuttia vakiolaatuista SVCD-videota. Vaikka SVCD-videoiden pituudelle ei ole erityistä rajoitusta, bittinopeutta ja siten laatua on vähennettävä, jotta ne mahtuvat hyvin pitkiin.levyjä. Tästä syystä on ongelmallista sovittaa yli 100 minuuttia videota yhdelle SVCD-levylle ilman merkittävää laadun heikkenemistä, ja monet laitteistosoittimet eivät pysty toistamaan dataa alle 300-600 kilobittiä sekunnissa.
Kertakäyttöiset ja uudelleenkäytettävät materiaalit
CD-R-tallenteet on tarkoitettu pysyvään käyttöön. Ajan myötä tietovälineen fyysiset ominaisuudet voivat muuttua aiheuttaen lukuvirheitä ja tietojen menetystä, kunnes lukija voi palauttaa ne virheenkorjaustekniikoilla. Niiden käyttöikä on 20-100 vuotta, riippuen niiden laadusta, itse äänityksestä ja CD-levyn säilytysolosuhteista. Testit ovat kuitenkin toistuvasti osoittaneet useimpien levyjen laadun heikkenevän noin 18 kuukauden jälkeen normaaleissa säilytysolosuhteissa ja säännöllisessä käytössä.
CD-RW on tallennusväline, joka käyttää metalliseosta väriaineiden sijasta. Kirjoituslaseria käytetään tässä tapauksessa lämmittämään ja muuttamaan seoksen ominaisuuksia ja siten muuttamaan heijastavuutta. Tästä syystä CD-RW:llä on vähemmän heijastava pinta. Tämän tyyppiselle CD-levylle voidaan tallentaa useita kertoja. Mutta muotoerojen vuoksi kaikki pelaajat eivät voi lukea dataa sellaiselta medi alta.
