Примерно столетие, начиная с 80-х годов XIX века, для домашнего прослушивания музыки использовались грампластинки, которые, несмотря на многочисленные усовершенствования, принципиально не изменились.
Механическое считывание сигнала со спиралевидной дорожки было основным способом работы звуковоспроизводящей аппаратуры долгие десятилетия. Широкое распространение получили и магнитные носители, катушки и кассеты с лентой, но первоисточником записываемого на них сигнала обычно служили ацетатные и виниловые пластинки.
Ситуация изменилась лишь тогда, когда появились первые лазерные диски.
В начале восьмидесятых годов в Советском Союзе начали ходить слухи о том, что на Западе в ходу какие-то лазерные проигрыватели. Как они работают, точно почти никто не знал. Некоторые люди с особо буйной фантазией предполагали, что в них вместо обычной головки с иглой на тонарме плеера установлен источник излучения, который считывает музыку с обычной долгоиграющей пластинки. Тем же, кто побывал за границей, морякам, дипломатам и другим «выездным», уже было известно, что такая аудиоаппаратура устроена иначе.
К концу восьмидесятых в страну начали привозить первые лазерные диски. Когда появились эти «чудеса техники», они стоили очень дорого, и простому меломану были недоступны. Чаще всего их покупали владельцы кооперативных «студий звукозаписи» в коммерческих целях. Музыкальные программы тиражировались с них на компакт-кассеты с невиданным доселе качеством.
Когда же произошла эта революция в технологии аудиозаписи, в результате которой на смену обычной грампластинке пришли первые лазерные диски? Когда появились технологии, позволяющие их изготовлять? Сама идея оптического запатентована еще в 1958 году и нашла свое отражение в считывающих устройствах для перфокарт и перфолент. Принцип простой. Для получения, передачи и хранения любых объемов данных достаточно как в
На протяжении второй половины 70-х годов были решены многие технологические проблемы, результатом чего стало Дата начала их массовой продажи - 1982 год - ознаменовала вытеснение с рынка звукозаписи.
Как любая другая информация, музыка подлежит кодированию. При этом достоверность воспроизведения зависит от шага квантования, который сегодня называют битрейтом. В конечном счете чем выше качество, тем большее число байтов будет занимать аудиопрограмма в цифровом виде. По этому принципу фирмы SONY и PHILIPS начали разрабатывать первые лазерные диски. Когда появились CD-DA (цифровые аудио компакт-диски), они предназначались для одной цели - записи музыки.
Покупатели не знали всех технологических подробностей, для них важны были потребительские качества нового товара, а они впечатляли. Возможность проигрывать программы любимых артистов бесконечное число раз без ухудшения звучания, небольшие размеры, прекрасное качество - все эти достоинства сочетались в пластинках, переливавшихся радужным сиянием.
Специалистам же технические характеристики нового типа носителей говорили о многом. Емкость его составляла тогда 0,65 Гбайт, что обеспечивало звучание 74 минут музыки в прекрасном качестве.
Сразу же возникли идеи о том, как могут быть использованы первые лазерные диски. Когда появились возможности кодирования аудиозаписи, возникла идея применения технологии для записи видеосигнала. Первым фильмом, выпущенным в формате Video CD, стал знаменитый триллер «Челюсти». Правда, по основным качественным показателям «картинка» примерно соответствовала магнитной записи в формате VHS на видеокассетах, но лиха беда начало…
Сегодня широко используются лазерные диски намного большей и Blue Ray, в том числе и многослойные. Дальнейшее совершенствование оптико-цифровых носителей идет в направлении развития технологии FMD-ROM, в основе которой лежат флюорисцентные свойства наносимых поверхностей. Емкость таких дисков может достигать 140 Гбайт.
В свое время появление первых лазерных дисков было подобно революции. Это действительно был настоящий переворот в сфере устройств хранения информации. Появление первых лазерных дисков условно разделило этапы развития вычислительной техники на «до» и «после» компакт-дисков.
Почему же это было так важно? Например, сейчас в продаже есть приводы Blu-Ray, внешние накопители информации на основе флэш-памяти или магнитной записи, однако, ни о каких потрясениях никто не говорит. Все дело в том, что в настоящее время имеет место естественное эволюционное развитие технологий. Большинству пользователей совершенно безразлично, какой объем жесткого диска в домашнем компьютере - 2 или 3 Терабайта, ведь пока нет таких программ, которые требовали бы столь большого объема. Коллекцию файлов мп3 или даже фильмов можно спокойно хранить в какой-нибудь папке на диске: все равно свободного объема хватит для всего. Еще раз оговоримся - это актуально для среднестатистического пользователя.
Ситуация была совершенно иной, когда произошло появление первых лазерных дисков. В то время основными носителями информации являлись винчестеры (жесткие диски) и гибкие магнитные дискеты. Накопитель информации на основе магнитного гибкого диска мог вместить до 1.44 Мб данных. Конечно, существовали усовершенствованные модели с вместительностью до 2.88 Мб и альтернативные решения с похожим принципом записи - Iomega Zip и Jazz (до 750 Мб к моменту заката стандарта), однако, из-за высокой стоимости приводов и самих носителей они не получили достаточного распространения. Размер программ все увеличивался, поэтому никого не удивляло, если для переноса данных приходилось использовать не одну, а сразу несколько дискет. Тем более, емкости винчестеров уже не хватало, так как появлялось все больше программ, которые хотелось сохранить. Отрасль замерла в ожидании чего-то нового, способного решить данные вопросы.
Одновременно с этим в области аудиозаписей все еще царствовали кассеты. С их недостатками знакомы все: это необходимость подстройки считывающей головки; подбор магнитного покрытия (хром, железо); периодическая чистка протяжного механизма; неудобство транспортировки и хранения (магнитные поля могли повредить запись). Появление первых лазерных дисков успешно решило все эти проблемы: в вычислительной технике стало возможным хранить и переносить с компьютера на компьютер большие объемы (650 - 900 Мб) данных, а мир звукозаписи получил в свое распоряжение универсальный носитель, лишенный недостатков кассет и превосходящий их по качеству звучания.
До сих пор нельзя с уверенностью сказать, кто на самом деле является изобретателем компакт-дисков. Общепризнано мнение, что их в 1979 году разработали две крупных компании - Philips и Sony. Через три года было налажено массовое производство дисков и соответствующих устройств для чтения. В то же время, иногда можно встретить утверждение, что компакт-диск был изобретен физиком Д. Расселом в 1971 году в качестве альтернативы своей коллекции виниловых пластинок, подверженным царапанию.
Приведем ряд интересных фактов, связанных с компакт-дисками:
Размер диска в 12 см был выбран неслучайно. Инженеры Sony считали, что вполне достаточно 100 мм, так как это делало считывающее устройство более компактным. В Philips придерживались мнения, что размер должен быть равен диагонали аудиокассеты (115 мм).
Будучи вице-президентом Sony, Норио Ога считал, что диск должен полностью вмещать девятую симфонию Бетховена (74 минуты звука), что в переводе на цифровые данные дало 650 Мб.
В 1980 году компаниями был окончательно утвержден размер компакт-диска, составляющий 12 см.
Начиная с 2000 года 700 Мб (80 минут) разновидности практически полностью вытеснили своих 650 Мб собратьев. Вскоре появились 800 и даже 900 Мб диски, но массового распространения они не получили.
Любое воспроизводящее звук устройство само по себе является бесполезным набором деталей, если не дополняется сменными носителями с записями. Фонограф Эдисона проигрывал валики, граммофон и патефон пластинки, магнитофон бобины и кассеты. Претензии ко всем этим носителям предъявлялись одни и те же: они недостаточно удобны и недолговечны, объем записываемой информации слишком мал, а качество звучания далеко от совершенства. Пользователь устроен так, что никогда не бывает удовлетворен имеющимся, хотя каждый новый звуконоситель по всем показателям превосходил предыдущий.
В конце 70-х годов прошлого века едва ли ни каждый уважающий себя стационарный кассетный магнитофон имел приставку для проигрывания виниловых пластинок. Казалось, что дальнейшее развитие этих двух видов звуконосителей будет идти параллельным курсом, но, как выяснилось, и те и другие ожидала судьба валиков Эдисона будущее было за цифровыми технологиями, связанными с переводом звука в двоичный компьютерный код.
Оптико-цифровая система записи была запатентована еще в 1970 г., за десять лет до официального изобретения компакт-дисков. В 1965 г. американский физик Джеймс Рассел, сотрудник института Battelle Memorial, начал эксперименты, связанные с разработкой более совершенной системы звукозаписи. Рассел был страстным меломаном, и его очень огорчало, что качество звука на виниловых пластинках при многократном проигрывании сильно ухудшается. Пытаясь усовершенствовать звукосниматели, он пришел к выводу, что нужна принципиально иная технология как записи, так и воспроизведения звука.
Расселу приходилось иметь дело с цифровой записью данных как на перфокарте, так и на магнитной ленте, но он решил, что оптимальным будет использование света. Ему дали разрешение работать в лаборатории над специальным проектом, связанным с переводом аналогового сигнала в цифровой. Рассел нашел способ записывать данные на жесткий фоточувствительный диск, нанося на него точечные углубления около микрона в диаметре. Луч лазера считывал этот двоичный код, а компьютер переводил его в электронный сигнал.
Получив патент, Рассел продолжил работу над своей системой, пытаясь расширить возможность ее применения для любого вида данных, а заодно искал инвестора для промышленного использования. В 1971 г. бизнесмен Эли Джекобе основал корпорацию Optical Recording и пригласил Рассела в команду, которая должна была разработать видеодиск: на него планировалось записывать телевизионные программы и продавать, рассылая по почте. Через три года на выставке в Чикаго компания представила первое оптико-цифровое устройство для записи и воспроизведения, которое переводило цветное изображение в цифровой сигнал, но инвесторов оно не заинтересовало.
В 1975 г. лабораторию Рассела посетили представители голландской компании Royal Philips Electronics, отозвавшиеся о его работе не лучшим образом. По их мнению, оптико-цифровой диск можно было использовать только для записи данных, но не для аудио- или видеозаписей. Однако спустя некоторое время Philips продемонстрировала свой компакт-диск, который мало чем отличался от изобретения Рассела. Справедливости ради надо сказать, что голландские специалисты начали осваивать лазерные технологии еще в начале 1960-х годов, но пошли по пути записи и воспроизведения аналогового сигнала. Идея стеклянного компакт-диска была предложена в 1969 г. сотрудником компании Клаасом Компааном, который вместе с Пьетом Крамером работал над способом считывания информации с диска при помощи лазерного луча.
Параллельно некоторые компании (в первую очередь японская Sony) занимались разработкой цифровой записи, но с использованием магнитной ленты. Специалисты Sony усовершенствовали ранее применявшийся в профессиональных цифровых магнитофонах способ кодирования сигнала PCM (Pulse Code Modulation «импульсно-кодо-вая модуляция сигнала»), обеспечивающий безошибочное считывание данных с диска.
Во второй половине 1970-х годов работа над созданием аудиокомпакт-диска продолжалась как в Японии, так и в Европе. В 1977 г. компании Mitsubishi, Hitachi и Sony представили на Токийской выставке прототип аудиодиска, а компания JVC разработала для него технологию цифровой звукозаписи. События следующих двух лет определили дальнейшее развитие цифровых компакт-дисков. В Токио была принята конвенция 35 производителей об общемировом аудиостандарте. Специалисты подразделения Philips Polygram опытным путем установили, что оптимальным материалом в качестве основы компакт-диска является поликарбонат. Был определен тип лазера, используемого в проигрывателях компакт-дисков, а также выбран стандартный диаметр диска 120 мм, чтобы уместить 74 минуты 16-битного стереозвука с частотой дискретизации 44,1 кГц. Формат хранения данных на диске, названный Red Book («красная книга»), также был разработан компанией Philips.
В цехе производства компакт-дисков.
В 1979 г. Philips и Sony стали работать в сотрудничестве. Спустя год появился плод их совместных усилий, а в 1982 г. на заводе в немецком городе Лангенха-гене началось массовое производство компакт-дисков. Выпуск первого коммерческого музыкального CD был анонсирован в июне 1982 г., на нем был записан альбом группы АВВА. В том же году Sony продемонстрировала первый проигрыватель дисков CDP-101 сначала в Японии, затем в Европе и в США. Однако Philips и Sony были вынуждены выплатить крупные лицензионные отчисления от продаж проигрывателя компакт-дисков институту Battelle Memorial, корпорации Optical Recording и ее хозяину Джекобсу которым принадлежали 26 патентов на различные оптико-цифровые технологии. При этом Рассел не получил ни цента.
Классика и конкуренция
Существует легенда, что диаметр CD 120 мм и емкость на 74 минуты аудиозаписи объясняются тем, что приблизительно столько времени длится одно из самых популярных в Японии классических музыкальных произведений Девятая симфония Бетховена. Однако на самом деле все гораздо проще. Philips была готова выпускать диски диаметром 115 мм, перестройка на другой диаметр требовала времени, a Sony, несмотря на сотрудничество, не хотела давать партнерам преимущества на рынке.
Герберт фон Караян (справа) и основатель Sony Акио Морита на пресс-конференции, посвященной выходу альбома дирижера на CD. 1981 г.
Альбом группы ABBA The Visitors.
Стандартный компакт-диск представляет собой поликарбонатную подложку, покрытую тончайшим слоем металла (алюминия, золота, серебра и др.). Металлический слой покрывают защитным фотополимеризуемым лаком и отверждают ультрафиолетовым излучением. Информация записывается на диск выдавливанием в основе спиральной дорожки из питов (англ. pit «углубление»). Каждый пит имеет глубину 100 нм, ширину 500 нм и длину от 850 нм до 3,5 мкм. Считывание информации с диска происходит при помощи луча полупроводникового лазера с длиной волны 780 нм. В процессе считывания регистрируются изменения интенсивности отраженного света. Приемный фотодиод фиксирует максимальный сигнал, когда лазерный луч проходит между питами. Когда же свет попадет на пит, регистрируется меньшая интенсивность сигнала.
Уже в 1983 г. только в США было продано более 30 тыс. проигрывателей и 800 тыс. компакт-дисков. Появились первые автомобильные проигрыватели дисков, а компания Sony выпустила на рынок портативный CD-плеер DiscMan. В 1985 г. была запущена в производство усовершенствованная версия компакт-диска, названная CD-ROM (англ. Compact Disc Read-Only Memory «память только для чтения»). В отличие от обычного диска на нем можно было хранить не только звукозаписи, но и любые другие цифровые данные. Физически
CD-ROM ничем не отличался от CD, за исключением формата записи (Yellow Book англ. «желтая книга»). Однако обычный проигрыватель аудиодисков не мог воспроизводить хранимую на них информацию, поэтому в том же году было начато производство компьютерных приводов, читающих как CD, так и CD-ROM.
В 1988 г. на рынке появился пишущий компьютерный привод, а компании Taiyo Yuden, Kodak, Maxell и TDK представили компакт-диски для записи в домашних условиях. Диск был назван CD-R (англ. Compact Disc-Recordable «записываемый компакт-диск»). Формат записи (Orange Book англ. «оранжевая книга») был разработан компаниями Philips и Sony, а совместимость форматов CD-R и обычных компакт-дисков (CD и CD-ROM) была достигнута после того, как компания Taiyo Yuden разработала особые материалы для изготовления записывающего слоя.
Микрофотография поверхности CD-ROM.
Портативный CD-плеер Sony DiscMan.
Дисководом оборудован практически каждый стационарный компьютер.
Единственное, чего не хватало такому диску, это возможности перезаписывать его столько раз, на сколько хватит физических ресурсов, наподобие магнитофонной кассеты. Такая возможность появилась только в 1997 г., когда был выпущен первый диск для многократной записи CD-RW (англ. Compact Disc-ReWritable «перезаписываемый компакт-диск»). Записывающий слой такого диска состоял из халькогенидного стекла сплава серебра, сурьмы, теллура и индия. Спустя некоторое время появилась разновидность CD-RW, на которую можно было производить запись в несколько приемов.
2007 год стал пиком триумфального шествия CD (на тот момент во всем мире было продано около 200 млрд дисков всех разновидностей) и одновременно началом его заката. Уже к концу года продажи упали на 15 %. Потребителей не устраивал малый объем компакта (максимум 900 Мб), особенно когда на рынке появились новые виды дисковых носителей: DVD (англ. Digital Versatile Disc «цифровой многоцелевой диск» либо Digital Video Disc «цифровой видеодиск») и Blu-ray (от англ. blue ray «синий луч», диск для записи повышенной плотности), а также съемные USB-накопители Flash Drive («флешки»), не требующие специальных приводов и программного обеспечения. Объем таких накопителей позволяет хранить терабайты информации, скачанной с помощью широкополосного доступа в Интернет, а это означает, что многим пользователям компьютерные диски просто ни к чему. По всей видимости, CD (а затем и DVD) в скором времени ожидает судьба магнитофонных и видеокассет и компьютерных дискет. Хотя есть и отличие на диск во время работы за компьютером вполне можно поставить кофейную чашку.
Поиграем с формой
В 1995 г. немецкий продюсер Марио Косе запатентовал так называемый Shape CD компакт-диск произвольной формы в виде разнообразных силуэтов, сердечек, звездочек и т. д. Такие диски использовались в шоу-бизнесе в рекламных целях, однако выяснилось, что для компьютерных приводов они небезопасны, поскольку при высоких скоростях вращения могут лопнуть и полностью вывести привод из строя.
На другой используются (использовались) специальные внешние носители (дискеты и диски). Естественно технологии не стоят на месте и придумываются все новые и новые устройства, либо же усовершенствуются старые в плане скорости передачи данных и объема памяти.
В этой статье мы рассмотрим, как и когда появились первые диски, дискеты, а также их основные характеристики и особенности.
Дискета 8” (дюймов) – В 1971 году впервые была представлена 8-дюймовая дискета и дисковод для нее. Эту дискету выпустила компания IBM. Сам диск состоит из полимерного материала с магнитным покрытием в пластиковой упаковке. В зависимости от количества секторов такие дискеты имели разный объем и подразделялись на 80 кб, 256 кб и 800 кб.
Дискета 5,25” – В 1976 году компания Shugart Associates разработала и выпустила дисковод и дискеты размером 5,25 дюймов. 5-дюймовые дискеты быстро приобрели популярность и вытеснили своих предшественников. Эта дискета мало чем отличалась от 8-дюймовых родителей, разве что она была меньше по размеру, пластиковое покрытие было жестче, а края приводного отверстия были укреплены пластиковым кольцом. Такие диски (в зависимости от формата) умещали в себе 110, 360, 720 или 1200 килобайт данных.
Дискета 3,5” – В 1981 году компания Sony впервые демонстрирует дискету размером 3,5 дюйма. Эта дискета уже конкретно отличалась от предыдущих. Дискету покрывал жесткий корпус, в центре дискеты располагалась металлическая втулка, которая позволяла правильно позиционировать ее в дисководе. Дискеты в основном были 1,44 МБ, но встречались и 720 кб, а также и 2,88 МБ. Этот вид дискет больше всего продержался на рынке и даже до сих пор используется во многих структурах и учреждениях.
Iomega ZIP – В середине 90-х на смену 3,5 дюймовым дискетам пришли ZIP-диски. Внешне они напоминали 3,5” дискеты, но были немного толще. Предполагалось, что они заменят предыдущее поколение, так как 1,44 МБ было уже недостаточно для хранения данных. ZIP диски выпускались объемом 100 МБ и 250 МБ (На закате даже встречались 750 МБ). Но диски так и не приобрели популярность, так как дисководы и сами диски стоили очень дорого, поэтому люди так и остались верны 3,5” товарищам.
КОМПАКТ-ДИСКИ (CD-ROM/CD-RW/DVD-ROM/DVD+R/DWD-R/DVDRWBlueRay)
Впервые компакт-диск был разработан компанией Sony аж в 1979 году, а в 1982 году началось массовое производство этих дисков. Изначально хотели использовать CD только для аудиозаписей, но позже стали хранить на них вообще все цифровые данные. Вице-президент компании Sony настаивал чтобы на диске могла полностью уместиться девятая симфония Бетховена, которая занимала 74 минуты (под руководством Вильгельма Фуртвенглера), тогда на таком диске уместилось бы любое классическое произведение. Если брать объем данных, то такая дискета вмещала 650 МБ. Начиная где-то с 2000 года стали выпускаться диски объемом 700 МБ (80 минут).
Сам диск состоит из поликарбоната, покрытого тонким слоем металла (алюминия, серебра) , который в свою очередь покрывается тонким слоем лака.
В 1988 году появляется формат CD-R (Recordable — Записываемый). Это тот же самый компакт диск, но пустой, иными словами «Болванка». На нее можно было записывать любую информацию, но потом ее удалить с диска было нельзя.
В 1997 году появляется формат CD-RW (ReWritable — Перезаписываемый). Это то тже самый CD-R, только теперь данные с него можно было стирать и записывать другие.
DVD (Digital Video Disk – Цифровой видео диск) – диск имел те же размеры, что и обычный CD и внешне ничем не отличался, но имел более плотную структуру. Первые диски появились в Японии в 1996 году, а их объем составлял 1,46 ГБ (DVD-1), что превосходило обычные CD в два раза. Наибольшую популярность приобрели DVD объемом 4,7 ГБ (DVD-5). Максимальный объем DVD составляет 17,08 ГБ (DVD-18).
DVD-R – первый DVD-R был выпущен в 1997 году и его стоимость составляла 50 долларов, а объем 3,95 ГБ. Многие задаются вопросом: чем отличается DVD-R от DVD+R? Всё очень просто. С них обоих нельзя стирать информацию, но на «+» можно до записывать, а на «-» нельзя.
DVD-RAM – Перезаписываемые диски, но в отличие от DVD-RW их можно перезаписывать хоть 100000 раз (обычные рассчитаны на 1000). Также информация считывается намного быстрее и запись на него происходит как на съемный жесткий диск, т.е. без дополнительного софта. Конечно такой диск и стоит дороже, да еще и не во всех проигрывателях может считываться.
BD (BlueRay Disc) – диск с более высокой плотностью, чем DVD. В основном рассчитан на то, чтобы записывать туда фильмы повышенной четкости. Диск впервые был представлен широкой массе в 2006 году. Его объем составляет 25 ГБ (однослойные) и 50 ГБ (двухслойные). Также имеются мини BD 7,8 ГБ.
Изобретение компакт-диска (CD) произвело переворот в музыкальной индустрии. К середине 1990-х гг. новинка, во-первых, полностью вытеснила с рынка традиционную грампластинку, во-вторых, сделала привычной идею цифровых носителей информации, не связанных с компьютером.
Размеры определил Бетховен
Идея компакт-диска восходит к американскому инженеру Дэвиду Полу Греггу, который еще в 1950-е гг. изобрел принцип, легший в основу будущего CD: сохранение сигналов в виде оптически считываемых углублений на вращающейся пластинке из полимерного материала. Компакт-диски, выпущенные в 1970-х гг. компанией «Филипс, были рассчитаны на современные лазерные устройства. В 1979 г. голландский концерн объединился в разработке и внедрении новой техники с японской фирмой «Сони». Время звучания производители по взаимной договоренности определили в 74 мин., что соответствует диаметру диска в 12 см. Ровно столько времени звучит Девятая симфония Людвига ванн Бетховена в исполнении оркестра под управлением Герберта фон Караяна на записи 1951 г.
Наступление супердисков
Но, создав в 1995-19% гг. компакт-диски, способные к однократной или многократной записи, крупнейшие концерны электроники сами открыли ворота пиратам. Очень скоро круглые болванки стали использоваться не только для сохранения собственных данных, но и для копирования музыки и программного обеспечения. Необходимыми для этого пишущими CD- и/или DVD-дисководами оснащен сейчас любой персональный компьютер.
1969 г.: IBM выпустила в продажу первую 8-дюймовую дискету.
1985 г.: появление CD-ROM емкостью в 700 мегабайт означало близкий конец 3,5-дюймовых дискет.
1995 г.: многофункциональный DVD начал вытеснять с рынка музыкальные CD и видеокассеты.
2002 г.: синий лазер позволяет более высокую плотность записи на так называемый Blu-ray Disc (BD) по сравнению с традиционными DVD.
