CD，预祝你40周岁生日快乐！激光唱片纪念特别专题（连载2）_观点

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。

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。

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。

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

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。

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。

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

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。