CD-R盘片的基础知识，北京飞碟光盘制作中心。

　　CD-R盘片的基础知识，北京飞碟光盘制作中心。

　　CD-R盘片的基础知识

　　一、CD－R盘片的基本结构

　　CD－R标准是飞利浦公司于1990年制定的，被称作橙皮书PartⅡ。CD－R技术目前应用非常广泛，由于其记录成本非常低，每兆字节不到3分钱，在数据备份与交换、多媒体应用、桌面出版等众多领域得到了广泛的应用。

　　CD－R盘片具有与一般CD盘片相同的外观尺寸，它上面所记载资料的方式与一般CD光盘刻录片一样，也是利用激光的反射来读取资料，所以CD－R盘片可以放在CD－ROM上读取。

　　CD－R盘片的片基与传统的CD盘片基本一样，但表层的“刻痕”不同。在传统CD片上有螺旋状的轨道(Track)，而这些轨道又是由很多不连续的凹槽所组成，这些凹槽是用激光“雕刻”成的，又称之为“坑”(Pits)，坑与坑之间的地方称为“岛”(Land)。在CD－R盘片上以连续的槽沟(Groove)取代“坑”，并组成螺旋状的轨道(Track)，而“坑”就被记录在这些槽沟内。在空白的盘片上，槽沟有几个重要的用途，包括转速控制、寻道控制及时间指示等。在槽沟上面是感光层(有机染料，Organic dye material)及反射层(黄金，Gold)，最后再加上保护层及印刷层。

　　当刻录CD－R盘片的时候，光盘刻录机发出高功率的激光，聚焦在CD－R盘片某特定部位上，使这个部位的有机染料层产生化学反应，因而这个部位就不能反射CD光盘机所发出的激光，相当于传统CD盘片上的“坑”；没有被高功率激光照到的地方可以依靠黄金层反射激光，相当于传统CD片上的“岛”，这与普通CD－ROM的读取原理基本相同。

　　刻录盘的结构剖面图：

　　让我们从下往上说明，首先是盘片最重要的部分：E层。最下面的E层实际上是塑料基底，它占有整个盘片中最多的体积，是形成盘片强度和形状的关键。向上的D层就是最关键的部分，该层就是刻录和保存数据的层面，刻录盘的性能就取决于该层的质量，下面我们将详细介绍。再向上，C层是反射层，用来反射光驱或者光盘刻录机的激光束，低档的盘片可能用铁或者铝，而高档的刻录盘则采用银作为反射介质。B层是保护层，能防止盘片的数据层（D）和反射层（C）遭到各种意外破坏。最后的A层实际上是各个公司来图画标志的层面，我们通常看到刻录盘的商标和图案就在这一层。

　　二、CD－R盘片的分类

　　CD-R盘片的种类

　　CD-R盘片使用有机染料(organic dye)作为记录层的主要材质。这种有机染料是几百万个相同分子连接在一起而形成的组织结构。直到最近，两种基本种类的有机染料才开放各CD-R盘片工厂使用，它们分别为绿色的cyanine与金黄色的phthalocyanine。而三菱化学公司(Mitsubishi Chemical Company)与Verbatim公司联合发表了一种新的有机化学组成材质叫做AZO(蓝色)，它不用一般常见的黄金作为反射层而使用银作为反射层，所以你会看到一边是蓝色，而另一边是银色。我们常常听到使用者在讨论CD-R的盘片，到底是金盘好还是绿盘好其实不管是新发表的蓝盘还是市面上常见的金盘或绿盘，各有各的优点，各有各的缺点，以下就来讨论这个问题。

　　Cyanine(绿盘)

　　在橘皮书(Orange Book/CD-R标准书)中对CD-R盘片的规格制定，原来是参考由太阳佑电公司(Taiyo Yuden)所提出的cyanine种类的CD-R盘片材质。Cyanine是由太阳佑电(Taiyo Yuden)所发明，它也是其它两种材质的原型材质。换句话说，是先有cyanine，然后phthalocyanine与AZO才根据cyanine改良而成。大多数的CD-R光碟光盘刻录机是参考cyanine的特性而设计，而现今CD-R盘片的工厂也大多使用cyanine材质，相信它也会在市面上出现最久。Cyanine原始材质非常怕强光，是属于感光性材料，在制造时必须加入合成适当的铁金属以降低对光的感应能力，一但完成CD-R盘片的制作后，只有CD-R光碟光盘刻录机内的高功率激光才能改变它的性质。用Cyanine材质做成的CD-R盘片有着翡翠绿的颜色，但是也有些工厂做出"蓝绿"色的CD-R盘片，其实cyanine本质为青蓝色，所以才称为cyanine(青蓝)，但是在制作时，因为与黄金反射层合并组合，而成为绿色(蓝+黄=绿)。如果是使用银来作为反射层，结果你会发现此种碟片成为深蓝色。

　　许多CD-R相关技术的公司都建议使用cyanine绿盘，原因是这种材质可以接受较广范围的读写镭射，而可相容于大多数型式的CD-R光碟光盘刻录机。而且最新的cyanine材质可以适用于不同的写入速度，从1x(单倍速)到12x(12倍速)皆可接受，且可应用于各种不同镭射强度的机器。更多数新推出厂牌的CD-R光碟光盘刻录机更以cyanine材质CD-R盘片规格来设计测试。前文提到过，CD-R记录资料是利用高功率(高热)激光照射在CD-R盘片上的有机染料层，使其造成熔化(材质改变)而做成pit的功能。这种改变是以独立的分子作为基本的单位，并不会造成扩散。刻录完成的盘片在刻录面可以明显看出两种不同的颜色深度，即代表有资料区(从内圈开始)与无资料区(外圈部份)。

　　Phthalocyanine(金盘)

　　Phthalocyanine的CD-R盘片呈现金黄的颜色，这是因为这种有机染料它自己是接近透明的浅黄色。制造此种CD-R盘片的工厂只有Kodak(柯达)与Mitsui Toatsu(三井)，其他看到的厂牌源头也是出自这两家公司。Phthalocyanine碟片的支持者指出，Phthalocyanine材质有更好的抗光性，能延长存放资料的时间，可超过100年以上。Phthalo-cyanine材质的CD-R盘片与Cyanine一样，也是靠利用高功率镭射改变有机染料层(熔化而质变)做成pits来记录资料。

　　Azo(蓝盘)

　　Verbatim公司发表了一种叫做new DataLifePlus的CD-R盘片，由Verbatim的母公司：三菱化学公司(Mitsubishi Chemical Company)负责生产，这种新的CD-R碟片是使用金属化Azo有机染料加上低价银材质作为反射层的盘片。这也是三菱化学公司首次将这种材质的盘片量产上市，这种盘片有着银白色的标签面，读写面则呈现深蓝色。与早期太阳佑电发表cyanine材质的CD-R盘片一样，初期的Azo材质只能使用于单倍速或是双倍速的CD-R光碟光盘刻录机，而无法顺利使用在高速度(4x)的光盘刻录机机种，然而当DataLifePlus CD-R盘片的发表，Verbatim公司正式宣布此种新配方的Azo CD-R盘片克服了速度上的瓶颈，已经可以在4倍速的光碟光盘刻录机上使用。

　　Verbatim公司在早期研发Azo材质时，经过很多的测试发现，此种材质的寿命可达100年，并且提供了产品终身保用，只要记录完成并无错误之盘片，在任何时间产生读取的错误的情况，可免费更换一片全新的CD-R盘片。其实真正的问题是，直到今日，业界尚未有一个独立公正客观的公司来对这些CD-R盘片产品进行评估，测试查证。

　　彩色盘片:

　　随着时间的推移，绿盘本身的兼容性好，价格便宜的优点越来越受到人们的欢迎，但是绿盘的寿命却是人们所担心的问题，尤其是绿盘和蓝盘盘片对光和温度比较敏感，阳光对于盘片的破坏性很大。长时间的阳光照射会使盘片刻过的区域变金黄色，然后全片CD-R会完全变金黄色。金盘或白金盘就以优秀的抗光性著称。目前对于彩盘而言有两种说法，一种说法是:人们在白金盘的基础上将本来呈透明色的盘体加上颜色，以用来增强刻录盘的抗光性和美观性。另一种说法是：早在1994年PlayStation出来的时候SONY就开始使用黑盘了。分析其原因，就可能是由于黑盘的反射率小，比普通的CD-ROM光盘更能吸收激光；反过来说，就是使用少量的激光束便能得到良好的读取效果，也就更好地延长了激光头的寿命。

　　彩盘大部分刻录容量都属于标准容量，它的特色在于刻录面摆脱传统金、蓝、绿、白这几种常规色彩，呈黑、棕、黄、红、紫、深蓝、深绿等色彩，使刻录盘具有独特的个性。特别是黑色的刻录盘受到很多电脑爱好者的青睐，认为利用黑盘刻录出来的作品够COOL。某种说法为不同颜色的碟片具有自己不同的特性，有的如红色和绿色可以提高CD机的读取效果，有的如黑色可以长时间稳定的保存刻录内容，但这种说法目前还没有第三方权威认定。大部分电脑爱好者购买彩盘都是冲着颜色漂亮去的。由于使用phthalocyanine染料的光盘可以呈现任何颜色，所以实际上这些彩色盘片的本身用的染料就是phthalocyanine和我们常见的白金盘的染料是一样的.而其反射层鉴于成本的问题多半使用的还是白银反射层.

　　三、CD－R盘片容量的计算

　　常见的CD－R盘片有两种时间长度，刻录设置时，分为三种格式，相应地，刻录的容量也就相差较大。具体的容量计算方法如下：

　　1、63分钟CD－R盘片

　　对ISO格式而言，容量计算如下：

　　63(分)×60(秒)×75(格)×2048bytes/1024/1024=553 7109375MB

　　对Audio格式而言，容量计算如下：

　　63(分)×60(秒)×75(格)×2352bytes/1024/1024=635 9024047852MB

　　对XA格式而言，容量计算如下：

　　63(分)×60(秒)×75(格)×2336bytes/1024/1024=631 5765380859MB

　　2、74分钟CD－R盘片

　　对ISO格式而言，容量为650390625MB

　　对Audio格式而言，容量为7469329833984MB

　　对XA格式而言，容量为7418518066406MB

　　此外，盘片的容量还与CD－R制作中的“预刻沟槽的绝对时间”(Absolute Time In Pregroove)有关。74分钟的盘片比63分钟的盘片摇摆的频率少，盘片转得慢，由激光烧成的坑(Pit)自然就比较短；相反地，转得快的片子由激光烧成的坑(Pit)就比较长。

　　此外，我们在购买时应尽可能到当地信誉好的电脑城中去购买，在电脑城购买的CD-R盘片质量一般比在一些小店买的盘片有保证一些，而且价格相差也并不会太大。

　　CD-R盘片与写入速度的关系

　　要成功录制一片CD-R盘片，光碟记录器内部的温度控制，镭射功率控制，写入作业控制及转速都必须控制在理想的范围，这样就可以达到"即时"写入的功能，这里所谓的"即时"是指50分钟的资料，于50分钟就可写入完成，也就是一倍速的写入。在我们还不讨论四倍或六倍的写入速度，我们先来看看红皮书所定的标准。红皮书，代表CD-Audio的格式标准，每秒钟可播放频率44.1KHz或是44，100个取样资料的音乐。红皮书规定了CD播放的速度为每秒钟1.2到1.4公尺磁轨的长度。早期电脑用的CD-ROM光驱采用这种速度来读取资料，等于是每秒钟读取75个磁区(Sector)。然而因为CD-ROM资料的读取并不是连续的循序读取，很可能要常常读取为在不同区域(轨道)的资料，因此速度就变成很重要了。

　　以数位图像资料(AVI或是MOV档案)为例，它资料存放的方式就像CD-Audio一样，属于循序式存放，然而因为它是使用高压缩比来压缩视讯(Video)，在播放的时候，如果采用单倍速播放，会因资料传送的速度不足而使画面产生不连续(跳格)的现象。这种现象使得在电脑多媒体的应用上，必须使用更快速度的光驱，许多CD-ROM光驱的硬体制造商发表了高倍速光驱。有一个重点，就是这些光驱还是必须相容于单倍速的播放CD-Audio片子，而在其他电脑资料的盘片采用全速的播放。很自然的，CD-R光碟光盘刻录机也摆脱不了对速度的追求，早期的CD-R光碟光盘刻录机只是用来刻录CD-Audio音乐用的，单倍速写入速度，也就是说60分钟的音乐需要60分钟来刻录，另外再加上几分钟时间写Lead-in与Lead-out。

　　当改良CD-R产品的设计后，加上新配方CD-R盘片的配合，开始出现双倍速的机器，60分钟的资料，只要半个小时(30分钟)就可以写完。然后是四倍速的机器出现，同样60分钟的资料，只需15分钟的写入时间即可完成。越高的速度代表越贵的售价。其实真正要了解的重点是，CD-R写入的速度与将来这片CD-R要播放的速度完全无关，用四倍速CD-R光碟光盘刻录机写出来的片子，播放时并不一定需要四倍速的CD-ROM。举例来说，数位图像资料(AVI或MOV档案)，用四倍速光碟记录器写完资料后，可以用单倍速的CD-ROM来播放，只是播放时并不一定很平顺就是了。

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