阅读下列说明,回答问题1至问题4,将解答填入对应栏内。
[说明]
多媒体信息的数据量远超过传统文本信息,因此多媒体出版物通常使用大容量的光盘作为存储发行的媒体。根据具体的需求,可以选择不同格式、不同容量的光盘来存储发行多媒体出版物。作为使用最广泛的存储媒体,光盘存储技术也一直在不断发展之中。随着高清晰影视节目的出现,对更大容量光盘存储技术的需求以及蓝色激光技术的应用,促使产生了采用蓝色激光技术的新一代光盘。
1.CD-ROM是出现较早、使用最为广泛的光盘存储产品,它利用盘面内压制的凹坑的变化来记录数据,在黄皮书标准中定义了CD-ROM的存储格式。在CD-ROM上存储的除了用户数据之外,还有附加的CRC编码。请简要说明CD-ROM中使用CRC编码的目的及CRC编码的原理。
参考答案:蓝色激光光盘大幅度提高存储容量最主要的技术手段是使用蓝色激光代替红色激光,激光的波长较短,增加了光学分辨率,因此可以提高数据记录密度,大幅度地提高存储容量。
解析:[试题3分析]
本题考查多媒体存储系统的基本内容。
多媒体技术应用与多媒体存储系统紧密相连。海量存储一直是多媒体存储系统的一个研究发展方向。随着DVD、蓝光光盘、固态硬盘等一系列的技术突破,未来的数据存储的发展将更加美好。多媒体应用设计师应该对主流和前瞻性的存储技术和产品有全面、正确的把握,掌握其中的基本原理,合理应用到多媒体设计制作中。
根据记录方式不同,多媒体存储系统大致可以分为磁、光两大类。磁记录方法历史悠久,应用也很广泛。采用光学方式的记忆装置,因其容量大、可靠性高、存储成本低等特点,越来越受到重视。CD-ROM是出现较早、使用最为广泛的光盘存储产品,在黄皮书标准中定义了CD-ROM的存储格式。光盘标准与类型如表9.1所示。
表9.1 光盘标准与类型 | ||
光盘标准 | 光盘类型 | 标准基本内容 |
红皮书 | CD-DA | 存储音乐节目74min |
黄皮书 | CD-ROM | 存储图文声像等多媒体节目650MB |
绿皮书 | CD-I | 存储图文声像等多媒体节目760MB |
橙皮书 | CD-R | 读/写入图文声像等多媒体节目 |
蓝皮书 | CD-WORM | 存储影视节目200min |
白皮书 | CD-V | 存储影视节目70min |
(1)错误检测
光盘读出数据的错误检测采用循环冗余校验码(CRC)来验证。
CRC应用多项式除法原理,定义一个校验码生成多项式去除数据代码多项式,得到的余数作为CRC校验码,合成新的数据代码包含原信息编码及CRC校验码。在读出带校验码的数据时使用同一个生成多项式去除,如果可以整除则表示数据完整无误,否则表明数据有错。
(2)错误校正
读出数据的错误校正采用交叉交插里德一所罗门码(CIRC)和里德一所罗门乘积码(RS-PC)来纠错。
DVD也是应用广泛的存储产品。从表面上看,DVD盘与CD-ROM盘很相似。但是实质上,两者相差很大,按单/双面与单/双层结构的各种组合,DVD可以分成单面单层、单面双层、双面单层和双面双层4种物理结构。单面单层DVD盘容量为4.7GB,约为CD-ROM容量的6.7倍。双面双层的DVD盘容量达到17GB。无论是单层盘还是双层盘都由两片基底组成,每片基底的厚度约为0.6mm。DVD-ROM提高存储容量的两个主要技术手段是减少光道的间距和缩小最小信息记录凹坑的长度。
CD-R与CD-RW都属于用户可记录数据的光盘存储器。两者外观上与一般的CD-ROM相类似,其不同的工作特性,取决于各自不同的记录数据的原理,CD-RW利用“相变”原理,而CD-R利用“变形”原理。
·CD-R使用特殊的光敏有机染料层来记录数据,激光烧录过的地方染料局部发生化学性退化,改变其反光特性,从而反映其记录数据的变化。因为有机染料的这种变化是不可逆的,因此不能重写数据。
·CD-RW使用特殊材料的相变层来记录数据,相变材料的原始状态是晶态,局部通过激光加热后快速冷却就可以变成非晶态,而擦除操作时使用激光加热后缓慢冷却相变材料又可以还原成晶态。这样就实现了数据的多次擦除重写过程。
蓝光激光光盘(BD)是近年来出现的一种光存储介质,它主要用于存储高清格式的音视频文件。一张标准蓝光激光光盘单层容量可以存储25GB的数据,这是单面单层DVD容量的5倍,双层容量达到50GB。蓝光激光光盘的物理记录结构与前面所述的CD-ROM和DVD类似,造成存储容量大幅度提高的原因在于:蓝光激光光盘利用波长较短的蓝色激光(波长为405nm)读取/写入数据,而DVD利用红色激光(波长为650nm)读取/写入数据。一般地,波长越短的激光,能够在单位面积上记录或读取更多的信息,因此蓝光激光光盘可以实现大幅度地提高存储容量。蓝光激光光盘的发起,不仅将结束可擦写DVD标准之争的局面,还将推动高清数字电视(HDTV)的全球覆盖。