CD,预祝你40周岁生日快乐!激光唱片纪念特别专题(连载2)

2021-04-29 16:19:21 2点赞 3收藏 0评论

前文回顾

CD唱片的数字音频格式及其由来

16bit/44.1kHz PCM格式是CD唱片所使用的数字音频格式,那么这个数字音频格式由来是什么?话说当年Sony和Philips两家在CD唱片的数字音频格式上均有提出,Sony由于开发出基于“录像机+PCM处理器”的数字录音系统,所以直接沿用录音系统的数字音频格式,分别为16bit/44.1kHz(或44.056kHz)。其中,44.1kHz(44.056kHz)采样率频率是根据录像带的视频制式计算出来的,44.1kHz对应PAL,44.056kHz对应NTSC。而Philips则发展14bit分辨率,采样率接近44kHz的PCM数字音频格式,最终结果采用Sony提出的数字音频格式。但由于早期CD唱片的生产厂在欧洲,欧洲采用PAL视频制式,因此使用16bit/44.1kHz PCM格式。

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CD唱片中的预加重处理

不仅如此,某部分CD唱片的母版在制作时还会使用pre-emphasis(预加重)处理,这种处理方式跟模拟录音/回放时期的杜比降噪的原理和目的是一样的,用于提高信噪比。经过pre-emphasis(预加重)处理的CD唱片,对高频部分进行抬升(在20KHz部分的抬升量达到9.49dB)。对于采用这种处理方式的CD唱片),要求CD机,或DAC自带de-emphasis(去加重)功能才能正确地重播,否则高频听起来会非常突出。

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CD唱片的冷知识

到底CD唱片是怎样是怎么记录数字音乐的呢?如果用显微镜来观察CD唱片的数据层,你就会发现CD唱片的信息层与黑胶唱片差不了多少,上面分布这大量的坑纹,这些坑纹实际上是一个挨着一个,从外圈一直盘旋到内圈的,从而形成一条长长的轨道。当激光头的光束照射到这些坑,且CD唱片转动的情况下就能读取唱片里的内容。CD唱片信息层的每一个坑到底有多大?答案是深度100纳米,宽度为500纳米,而长度则在850纳米~3.5微米之间,且相邻的轨道之间的间距为1.6微米。那么问题又来了,这条轨道的长度有多长?以Standard Size标准尺寸为例,播放时长为74分钟的CD唱片,那么轨道的总长度大概在5.38公里左右,记住是公里!说到这里问题又来了,之前不是说CD唱片的播放时长能达到80分钟或以上的吗?那是怎么做到的?方法就是缩小轨道间的距离,从而容纳更长的轨道,使得CD唱片的容量变大。如果要播放80分钟的内容,轨道间距要缩小到1.5微米,如此类推,超过80分钟的内容的话,轨道间距更小、轨道更长、容量更大。

CD唱片信息层在显微镜下的坑槽分布情况CD唱片信息层在显微镜下的坑槽分布情况

CD的衍生的产物

Sony和Philips公司最初开发CD光盘的目的是为了数字音乐的存储。在后续的发展里面,一方面在完善CD唱片的功能,如CDText、CD+Graphics、CD + Extended Graphics;另一方面,Sony和Philips在1985年推出CD-ROM这种多用途数字存储光盘,目的把光盘存储应用到其他领域,如视频、图片、电脑数据、电子游戏等,从而扩大它的用途。像我们熟悉的VCD、SVCD影音光盘,还有Photo CD、CD-i、CD-MIDI、Enhanced Music CD等。

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CD-Text、CD+Graphics、CD + Extended Graphics、CD-MIDI

CD-Text是在CD唱片的基础上加入音乐专辑的文字信息,例如专辑名称、歌名、演唱者等信息,只要CD机支持CD-Text功能就可在屏幕上显示这些文字信息。CD+Graphics和CD +Extended Graphics就增加了封面图片和歌词信息,适用于卡拉OK系统,而两者的差异在于,前者可显示的图像规格是288×192分辨率、16色,后者是288×192分辨率、256色。而第一张采用CD + Extended Graphics形式发行CD唱片是Firesign Theatre乐队的《EAT OR BE EATEN》专辑,于1985年发行。至于CD-MIDI则用于存储电子乐器演奏数据,这四种CD载体均由红皮书标准扩展而来。

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VCD/Super VCD

VCD和Super VCD均为音视频光盘,用于存储影视作品(包括电影、电视剧、MT V等等),1993年推出。VCD采用MPEG-1压缩编码格式,视频规格分别为NTSC:352×240分辨率/29.97帧(或23.976帧),PAL/SECAM:352×240分辨率/25帧,音频码率为每秒240kbps。SVCD则采用MPEG-2压缩编码格式,视频规格分别为NTSC:480×480分辨率/29.97帧,PAL/SECAM:480×576分辨率/25帧,音频码率提高到384kbps,而且SVCD还能提供Dolby 5.1声道环绕音效。

VCD碟片,以及其专用的VCD碟机,而世界上第一台VCD碟机由中国合肥的万燕公司制造VCD碟片,以及其专用的VCD碟机,而世界上第一台VCD碟机由中国合肥的万燕公司制造

Photo CD

Photo CD在1992年发布,为柯达公司用于把菲林相片数字化后存储的载体,采用柯达公司开发的PhotoYCC编码格式存储,可以存储将近100张高质量的数码图片。Photo CD可以在Photo CD播放机、CD-I播放机以及任何电脑(需要相应播放软件支持)上面播放。

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PhotoCD用于Kodak(柯达)公司 作为图片存储,可以作为数字相片的源文件存储,也能作为电子相册存储。同时Photo CD也有专用的CD播放机,例如上图中的Kodak PCD-850就是其中一款Photo CD播放机PhotoCD用于Kodak(柯达)公司 作为图片存储,可以作为数字相片的源文件存储,也能作为电子相册存储。同时Photo CD也有专用的CD播放机,例如上图中的Kodak PCD-850就是其中一款Photo CD播放机

CD-i(交互式CD光盘)

CD-i全称为Compact Disc-Interactive,意思为“交互式CD光盘”,原本用于多媒体领域,光盘里面可以存储声音、图片、影片以及其他具有交互性程序的数据,CD-i光盘有专用的播放机,其实质上是一台电脑,需要连接显示器,手柄控制器才能操作。使用者不是只能单方向地听取播放器给的资料,而是可透过里面的程式,让使用者产生互动,实现人机交互。CD-i大多数用于教学、商用演示用途,但最为人所熟悉的是游戏机,可是CD-i不但失败了,还造就了强劲的Sony PlayStation游戏机。

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因为CD-i而造就了强劲的PlayStation游戏机

事情的原委是当年任天堂公司与Sony签订了一份合同,双方共同开发一款基于CDROM存储载体的游戏主机。但任天堂公司美国总裁觉得这份合同对任天堂公司不利,认为Sony一旦借助任天堂在电子游戏界的地位打开市场之后就会抛开任天堂,重新开发一款游戏主机,影响到任天堂的地位而违约,然后找到Philips(当时Philips公司主推CD-i),并与其展开合作,使用CD-i发行游戏,Philips则推出针对游戏设计的CD-i播放机。例如,著名的《萨尔达传说》系列游戏就推出过CD-i版本。但由于糟糕的画质和操作体验,使得产品销量相当惨淡,最后黯然退出市场,而Philips在CD-i失败之后就再也没有涉足电子游戏领域,而任天堂也不愿意提起这段历史。

Philips为电子游戏而推出的CD-I播放机,CDi450,主机整体的造型较薄较小,并且提供手柄遥控器Philips为电子游戏而推出的CD-I播放机,CDi450,主机整体的造型较薄较小,并且提供手柄遥控器

相反地,Sony在1994年推出了第一代的PlaySation游戏主机,同样采用CD-ROM为载体,其优秀的画质和操作体验获得游戏玩家的青睐,Sony就靠着这款游戏主机在电子游戏领域一举成名,成为最强大的游戏主机之一。而这款PlaySation游戏主机在后来不断升级,性能和功能越来越强大,而最新版本的PlaySation主机已经发展到第五代,性能依旧强劲,并自带4K UHD蓝光光驱,所以它不仅仅是一款游戏主机,也是一台性能强劲的蓝光机。与此同时,Sony也曾经推出掌上版本的PlaySation主机,命名为PlayStation Portable,简称PSP,采用UMD光盘,PSP停产后又推出PlayStation VITA,简称PSV。

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第一代的PlaySation游戏主机(上图),1994年推出,采用CD-ROM光盘存储,最新一代PlaySation 5游戏主机(下图),预计在今年4月到6月在中国市场发售第一代的PlaySation游戏主机(上图),1994年推出,采用CD-ROM光盘存储,最新一代PlaySation 5游戏主机(下图),预计在今年4月到6月在中国市场发售

(未完待续)

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