多媒体技术 中南大学信息科学与工程学院 黄东军

第九章 光学存储媒体

1 基本技术 1.1 光盘的构造 1.6m 120mm 15mm 0.6 m 光道 对比：磁盘

1 基本技术 1.1 光盘的构造 标签（油漆） 保护层 聚碳酸脂衬垫 凹槽 凸起 铝反射层 激光 反射光

1 基本技术 1.2 光盘驱动器的构造

1 基本技术 1.3 通道编码 通道编码过程

1 基本技术 1.3 通道编码 为什么要做通道编码？ 概括地说，是因为原始数据不能直接刻录在光盘上。具体讲： - 凹槽和凸起不能频繁地紧挨在一起出现，读激光难以正确识别“凹槽和凸起串”（pit-land-pit-land-pit sequences ）. - 凹槽和凸起序列不能太长，太长读激光也难以正确识别. 一般讲，连续的0不超过10个可以保证较高的识别率。

2 激光数字唱盘CD-DA : Red Book 2.1 帧、扇区和区的概念 帧及其构成 控制和显示字节 检错码 纠错码 同步字节 音频数据 音频数据 3 Bytes 1 B 12 B 4 B 12 B 4 B A frame : 36 bytes

2 激光数字唱盘CD-DA : Red Book 2.1 帧、扇区和区的概念 Control & display Error detection Error detection Synchronization Audio data Audio data 3 Bytes 1 B 12 B 4 B 12 B 4 B 24 b 8 b 12 x 8 b 4 x 8 b 12 x 8 b 4 x 8 b 24 b 3 b …… 3 b 14 b 14 b 3 b audio audio 27 bits 17 bits 204 bits 68 bits 204 bits 68 bits A frame : 588 bits

2 激光数字唱盘CD-DA : Red Book 2.1 帧、扇区和区的概念 扇区（或称为块） Control & display Error detection Error detection Synchronization Audio data Audio data 3 Bytes 1 B 12 B 4 B 12 B 4 B 一个帧 一个扇区 : 98帧（98 frames）

2 激光数字唱盘CD-DA : Red Book 2.1 帧、扇区和区的概念 CD-DA的P-W通道 一个扇区 : 98 frames a frame a frame …… …… P Q R S T U V W … P Q R S T U V W … 98 bits P 通道 Q 通道 98 bits

2 激光数字唱盘CD-DA : Red Book 2.1 帧、扇区和区的概念 CD-DA的P-W通道：举例 Q 通道（98 bits） 当前播放时间 描述后面的72 bits 数据类型标识 循环冗余效验码 同步位

2 激光数字唱盘CD-DA : Red Book 2.1 帧、扇区和区的概念 CD-DA的区（area ） 存在两种CD-DA区： - 导入区（lead-in area） : 这里包括了CD-DA的目录. - 数据区（The program area ）: 包括存储了CD-DA实际数据的所有光道. - 导出区（The lead-out area）

2 激光数字唱盘CD-DA : Red Book Audio data rate CD-DA = 2.2 CD-DA的数据率与容量计算 samples bits 44100 x 2 channels x 16 s x channel sample = 1411.2 kbps = 176.4 k Bytes/s = 172.3 KB/s

2 激光数字唱盘CD-DA : Red Book 2.2 CD-DA的数据率与容量计算 Capacity sector = 98 f x 24 B + 98 f x 1 B + 98 f x 4 B x 2 channels = 3234 Bytes Data _Capacity sector = 98 f x 24 B = 2352 Bytes

2 激光数字唱盘CD-DA : Red Book Capacity CD-DA 2.2 CD-DA的数据率与容量计算 容量 = 74 min x 1411.2 kbps = 6,265,728,000 bits 1 1 1 = 6,265,728,000 bits x x x bits bytes K bytes 8 1024 1024 Byte K byte M byte = 747 M bytes

2 激光数字唱盘CD-DA : Red Book 2.2 CD-DA的数据率与容量计算 帧数据率 扇区数据率 bytes 176400 s Data rate in section = bytes 24 Frame = 7350 Frames / s 扇区数据率 7350 Frames / s = = 75 sections / s 98 Frames / section

3 CD-ROM : 黄皮书（Yellow Book） 3.1 黄皮书的内容（Specification） CD-ROM 被设计用于存储一般的计算机数据，也可以存储 audio data. 事实上，CD-ROM 已经成为存储包括计算机数据在内的多媒体数据的基础。这些规范定义在黄皮书中（Yellow Book by Phillips and Sony Corporation in 1985）. CD-ROM 光道分为两类，audio光道 (对应CD-DA) 和数据光道. 一种光道只能包含一类数据（或者是audio或者是数据）。但一张CD-ROM可以包含两种光道，这种CD-ROM被称为混合模式的。数据光道在audio光道前面。

3 CD-ROM : 黄皮书（Yellow Book） Mode 1 扇区地址 同步 用户数据 EDC 保留未用 ECC 12 2048 4 8 276 4 2352 bytes Mode 2 扇区地址 同步 用户数据 2336 12 4 2352 bytes

4 Compact Disk Write Once 4.1 基本原理: Orange Book 保护层 反射层 吸收层 衬垫 吸收层的特性可以通过高热改变. 通过激光加热到读激光强度的3到4倍时，其反射能力下降，因此被加热修改的地方就相当于凹槽.

继一步学习的内容 CD-MO : Orange Book VCD/DVD 播放器原理结构 CD-ROM的逻辑格式 : ISO 9660 VCD 规范 : 白皮书（White Book）

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