CD ist eine digitale optische Disc zum Speichern von Daten in einem von Philips und Sony gemeinsam entwickelten Format, das 1982 auf den Markt kam. Es wurde ursprünglich zum Speichern und Abspielen von Audioaufnahmen entwickelt, wurde aber später angepasst, um verschiedene Daten aufzuzeichnen. Mehrere andere Formate sind davon abgeleitet worden, darunter Audio-Record-Once und Datenspeicher (CD), wiederbeschreibbare Medien (RW), Video-Disc (VCD), Super-Video-Disc (oder SVCD), PictureCD usw. Erste im Handel erhältliche CDP -101 Audio-CD-Player wurde im Oktober 1982 in Japan veröffentlicht.
Standard-CDs haben einen Durchmesser von 120 mm und können bis zu 80 Minuten unkomprimiertes Audio oder etwa 700 MB Daten speichern. Die Mini-CD gibt es in verschiedenen Durchmessern (von 60 bis 80 Millimeter). Sie werden manchmal für CD-Singles verwendet, da sie bis zu 24 Minuten Audio aufnehmen können, oder für die Aufnahme von Treibern.
Entwicklung der Popularität
Zu der Zeit, als die Technologie 1982 eingeführt wurde, konnte eine CD viel mehr Daten speichern als eine persönliche FestplatteComputer, der in der Regel nicht größer als 10 MB ist. 2010 boten Festplatten meist so viel Speicherplatz wie tausend CDs, während ihre Preise auf ein niedriges Niveau gefallen waren. Im Jahr 2004 wurden weltweit rund 30 Milliarden Exemplare von Audio-CDs, CD-ROMs und CD-Rs verkauft. Bis 2007 wurden weltweit 200 Milliarden CDs verkauft.
Seit den frühen 2000er Jahren wurden CDs zunehmend durch andere Formen der digitalen Speicherung und Verbreitung ersetzt, so dass ihre Anzahl bis 2010 um etwa 50% von ihrem Höhepunkt zurückgegangen war, aber sie blieb eines der Hauptmedien in der Musikindustrie. Industrie.
Erscheinungsgeschichte
Amerikanischen Erfinder James Russell wird die Erfindung des ersten Systems zur Aufzeichnung digitaler Informationen auf einem optischen Transparentfilm zugeschrieben, der aufgrund der hohen Leistung von Halogenlampen Licht emittiert. Sein Patent wurde bereits 1966 erstmals angemeldet. Nach einem Rechtsstreit lizenzierten Sony und Philips Russells Patente in den 1980er Jahren.
Die CD ist ein Produkt der Evolution von Laserdiscs. Dies ist eine Technologie, die einen fokussierten Laserstrahl verwendet, um die hohe Informationsdichte bereitzustellen, die für hochwertiges digitales Audio erforderlich ist. Prototypen wurden Ende der 1970er Jahre von Philips und Sony unabhängig voneinander entwickelt. 1979 wurde eine gemeinsame Task Force von Ingenieuren gegründet, um neue digitale Medien zu erfinden. Nach einem Jahr des Experimentierens und DiskutierensDas Book of Audio Standards wurde 1980 veröffentlicht. Nach der ersten kommerziellen Veröffentlichung im Jahr 1982 wurden CDs und verwandte Player äußerst beliebt. Trotz der hohen Kosten wurden allein in den USA in den Jahren 1983 und 1984 über 400.000 Einheiten verkauft. Bis 1988 überstieg der Umsatz die Nachfrage nach Schallplatten und 1992 nach Audiokassetten. Dieser Erfolg bei der Verbreitung der CD-Technologie ist das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit zwischen Philips und Sony, die sich geeinigt und kompatible Hardware entwickelt haben. Das einheitliche CD-Design ermöglichte es den Verbrauchern, einen Plattenspieler oder Player von jedem Unternehmen zu kaufen.
Wie hat sich die Technologie entwickelt?
Anfangs glaubte man, die CD sei der Nachfolger der Schallplatte zum Abspielen von Musik und kein Speichermedium. Seit ihrer Einführung als Musikformat wurden CDs jedoch von anderen Anwendungen übernommen.
1983 wurden die ersten Experimente mit einer löschbaren CD gemacht. Im Juni 1985 wurde zum ersten Mal das Lesen von CDs auf einem Computer durchgeführt, und 1990 wurden wiederverwendbare, wiederbeschreibbare Discs zum Verkauf angeboten. Sie sind aufgrund der bei anderen digitalen Aufzeichnungsverfahren verwendeten Komprimierung zu einer neuen Alternative zum Band geworden, um Musik aufzunehmen und Musikalben fehlerfrei zu kopieren. Daher schienen Musik-CDs im Vergleich zu Tonbändern und Schallplatten die bequemsten Medien zu sein.
In den frühen 2000er Jahren hatten CD-Player Tonbandgeräte weitgehend ersetzt,sowie Radios als Serienausstattung in Neufahrzeugen.
In der Zwischenzeit begannen die CD-Verkäufe mit dem anschließenden Anstieg der Verbreitung von Dateien in komprimierten Audioformaten (wie MP3) in den 2000er Jahren zu sinken. Beispielsweise gingen die CD-Verkäufe zwischen 2000 und 2008 trotz eines allgemeinen Anstiegs der Musikverkäufe um insgesamt 20 % zurück. Trotz des rapiden Nachfragerückgangs im Vergleich zu den Vorjahren hielt sich die Technologie noch einige Zeit über Wasser.
CD-Struktur
Jede CD ist 1,2 mm dick und besteht aus Polycarbonat-Kunststoff. Jeder dieser Träger wiegt 15-20 Gramm. Seine Struktur ist von der Mitte nach außen definiert, seine Elemente sind:
- Mitte Spindelloch (15mm);
- erste Übergangszone (Klemmring);
- Klemmbügel;
- zweite Übergangszone (Spiegelstreifen);
- Softwarebereich (von 25 bis 58 mm);
- felge.
Eine dünne Schicht aus Aluminium oder seltener Gold wird auf die Oberfläche der Scheibe aufgetragen, wodurch sie reflektierend wird. Das Metall wird durch einen Lackfilm geschützt, der normalerweise direkt auf die reflektierende Schicht aufgetragen wird. Das Etikett wird auf den Lack gedruckt, normalerweise im Sieb- oder Offsetdruck.
CD-Daten werden als winzige Vertiefungen dargestellt, die als "Tracks" bekannt sind und in spiralförmigen Spuren kodiert sind, die oben auf der Polycarbonatschicht angezeigt werden. Der CD-Player-Mechanismus dreht die Disc pro Abtastung mit einer Geschwindigkeit von 1,2 bis 1,4 m/s (konstante lineare Geschwindigkeit), was ungefähr 500 U/min auf der Innenseite der Disc entspricht, undca. 200 U / min - auf der Außenseite. Eine Disc, die von Anfang bis Ende abgespielt wird, verlangsamt sich während der Wiedergabe.
Wie werden Daten wiedergegeben?
Die Programmzone hat eine Fläche von ungefähr 86,05 cm2, und die Länge der aufgezeichneten Spirale beträgt 5,38 km. Bei einer Scangeschwindigkeit von 1,2 m/s beträgt die Wiedergabezeit 74 Minuten oder 650 MB Daten pro CD-ROM. Eine etwas dichtere Daten-Disc kann von den meisten Playern abgespielt werden (obwohl einige ältere Modelle dieses Format nicht unterstützen).
Eine CD wird mit einem Infrarot-Halbleiterlaser gelesen, der in einem CD-Player durch eine Polycarbonatschicht platziert wird. Eine Höhenänderung zwischen Spuren führt zu einer unterschiedlichen Lichtreflexion. Durch Messen der Intensität der Änderung von der Fotodiode können die Daten vom Medium gelesen werden.
Der Unterschied zwischen Spuren repräsentiert nicht direkt Nullen und Einsen in Binärdaten. Stattdessen wird eine Codierung verwendet, die davon ausgeht, dass sie nicht auf Null zurückkehrt. Dieses Kodierverfahren war ursprünglich für Audio-CDs gedacht, hat sich aber inzwischen für fast alle Formate zum Standard entwickelt.
Medienfunktion
CDs können während der Handhabung und Verwendung beschädigt werden. Die Spuren befinden sich viel näher an der Etikettenseite der Disc, weshalb Defekte und Verunreinigungen auf der transparenten Seite die Wiedergabe nicht beeinträchtigen. Daher ist es wahrscheinlicher, dass CDs auf der Etikettenseite beschädigt sind. Kratzer anDie transparente Seite kann wiederhergestellt werden, indem man sie mit einem ähnlich brechenden Kunststoff füllt oder sie sorgfältig poliert. Die Kanten der Disc sind manchmal nicht vollständig versiegelt, wodurch Gase und Flüssigkeiten die metallische Reflexionsschicht beschädigen und/oder die Fähigkeit des Lasers beeinträchtigen können, den Inh alt der Spuren wiederzugeben. Die digitalen Daten einer CD werden von der Mitte zum Rand hin gespeichert und abgespielt.
Welche CDs standen zum Verkauf?
Standard-CDs sind in zwei Größen erhältlich. Die mit Abstand gängigsten Medien haben einen Durchmesser von 120 Millimetern mit 74 oder 80 Minuten Audiokapazität und einer Datenkapazität von 650 oder 700 MB. Es gibt auch Discs mit einem Durchmesser von 80 mm, die bis zu 24 Minuten Musik oder 210 MB Daten aufnehmen können.
Das logische Format einer Audio-CD (offiziell Digital Audio oder CD-DA) wird in einem Dokument beschrieben, das 1980 von den Schöpfern des Formats, Sony und Philips, herausgegeben wurde. Es handelt sich um eine zweikanalige 16-Bit-Codierung bei einer Frequenz von 44,1 kHz. Vierkanal-Audio sollte eine gültige Variante dieses Formats sein, wurde aber nie in die Praxis umgesetzt. Dies sind die Standard-Musik-CDs, die am häufigsten auf dem Markt zu finden sind.
CD+Text ist eine Audio-CD-Erweiterung, mit der Sie zusätzliche Textinformationen (wie Albumtitel, Songs, Künstlername) speichern können, aber das Medium wird gemäß Audio-CD-Standards gebrannt. Die Informationen werden entweder in dem Bereich der Festplatte gespeichert, in dem ungefähr fünf Kilobyte freier Speicherplatz vorhanden sind, oder im Trackcode, der gespeichert werden kannca. 31 MB extra.
CD+graphics ist eine spezielle Audio-CD, die neben Audio auch Grafikdaten enthält. Dieses Medium kann auf einem normalen Player abgespielt werden, aber wenn es auf einem dedizierten CD+G-Gerät abgespielt wird, kann es Bilder ausgeben. In der Regel wird ein solcher Player an einen Fernseher angeschlossen oder auf einem Computermonitor angezeigt. Diese Grafiken werden fast immer verwendet, um Liedtexte für Karaoke auf dem Bildschirm anzuzeigen.
CD+Advanced Graphics (auch bekannt als CD+EG) ist eine verbesserte Version der Grafikdaten-CD. Wie CD+G nutzt CD+EG die Grundfunktionen einer CD-ROM, um neben der abgespielten Musik auch Text- und Videoinformationen anzuzeigen. Dies sind Computer-CDs, die für die Wiedergabe mit dem Monitor entwickelt wurden.
SACD-Format
Super Audio CD (SACD) ist ein hochauflösendes, schreibgeschütztes Audioformat. Diese optischen Discs wurden entwickelt, um digitale Audiowiedergabe mit hoher Wiedergabetreue zu ermöglichen. Das Format wurde 1999 eingeführt und von Sony und Philips entwickelt. SACDs tauchten erstmals auf DVD-Audioformaten auf, ersetzten jedoch keine Standard-Audio-CDs.
Unter der Bezeichnung SACD gibt es auch Hybrid-Discs, die SACD und einen Audiostream enth alten, sowie eine Standard-CD-Audioschicht, die auf Standard-CD-Playern abgespielt werden kann. Dies wurde getan, um sicherzustellenKompatibilität.
Andere Formate
In den ersten Jahren ihres Bestehens war die CD ein Medium, das ausschließlich für Audio verwendet wurde. 1988 wurde dieser Standard jedoch als nichtflüchtige optische Speichergeräte definiert. Es gab also CDs mit Programmen, Videos und so weiter. Unabhängig davon lohnt es sich, die folgenden Typen hervorzuheben.
Video-CD (VCD) ist ein digitales Standardformat zum Speichern von Videos. Diese Medien können auf speziellen VCD-Playern, den meisten modernen DVD-Playern, PCs und einigen Spielkonsolen abgespielt werden.
Im Allgemeinen sollte die Bildqualität mit VHS-Video vergleichbar sein. Schlecht komprimiertes VCD-Video kann manchmal von geringerer Qualität sein, aber dieses Format behält Informationen in Stücken bei, anstatt analoges Rauschen anzusammeln, das mit jeder Verwendung schlimmer wird (im Vergleich zu Bandaufnahmen).
Super Video CD (Super Video Compact Disc oder SVCD) ist ein Format zum Speichern von Videos auf Standard-CDs. SVCD wurde als Nachfolger von VCD und als Alternative zu DVD-Video konzipiert. Aufgrund seiner Eigenschaften liegt es sowohl in technischer Hinsicht als auch in Bezug auf die Bildqualität irgendwo zwischen den oben genannten Formaten.
Eine CD-R kann bis zu 60 Minuten SVCD-Video in Standardqualität aufnehmen. Während es keine spezifische Begrenzung für die Länge von SVCD-Videos gibt, müssen die Bitrate und damit die Qualität reduziert werden, um sehr lange Videos aufnehmen zu könnenAufzeichnungen. Aus diesem Grund ist es problematisch, mehr als 100 Minuten Video ohne signifikanten Qualitätsverlust auf eine SVCD zu packen, und viele Hardware-Player können Daten nicht mit Geschwindigkeiten unter 300–600 Kilobit pro Sekunde wiedergeben.
Einweg- und wiederverwendbare Medien
CD-R-Aufnahmen sind für den dauerhaften Gebrauch bestimmt. Im Laufe der Zeit können sich die physikalischen Eigenschaften des Mediums ändern, was zu Lesefehlern und Datenverlust führen kann, bis das Lesegerät sie mithilfe von Fehlerkorrekturtechniken wiederherstellen kann. Ihre Lebensdauer beträgt 20 bis 100 Jahre, abhängig von ihrer Qualität, der Aufnahme selbst und den Lagerbedingungen der CD. Tests haben jedoch bei den meisten Discs nach etwa 18 Monaten unter normalen Lagerbedingungen und regelmäßiger Verwendung wiederholt eine Qualitätsminderung gezeigt.
CD-RW ist ein beschreibbares Medium, das anstelle von Farbstoffen eine Metalllegierung verwendet. Der Schreiblaser dient dabei zur Erwärmung und Veränderung der Eigenschaften der Legierung und damit zur Veränderung der Reflektivität. CD-RW hat aus diesem Grund eine weniger reflektierende Oberfläche. Dieser CD-Typ kann mehrfach bespielt werden. Aufgrund des unterschiedlichen Formats können jedoch nicht alle Player Daten von solchen Medien lesen.
