CD数据格式标准 圆圆 1997-01-01 　　ＣＤ光盘有各种类型，各种类型光盘的数据格式是不相同的，每种光盘的数据格式都必须符合相应的标准。正确地认识ＣＤ数据格式的标准对于使用ＣＤ产品有很大的帮助。 　　ＣＤ原标准文件很多，而且还在不断地推出新的标准。由于ＣＤ标准文件的封面采用了彩色包装，所以习惯上以封面的颜色来称呼各种ＣＤ标准，如“红皮书”、“黄皮书”、“白皮书”等。目前能在计算机上使用的ＣＤ标准有６种。不过，我们还是从这些标准的基础——“红皮书”说起。 #2　　红皮书（ＲＥＤ　ＢＯＯＫ激光唱盘标准） 　　红皮书是Ｐｈｉｌｉｐｓ和Ｓｏｎｙ公司制定的激光唱盘标准（ＣＤ－ＤＡ），这是最早的ＣＤ标准，也是整个ＣＤ产品最基本的标准，所有其它的标准都是在此基础上制定的。所以在介绍其它标准之前，对红皮书标准应该有一定的了解。符合此类标准的光盘只能在激光唱机上播放其声音信号。 　　在ＣＤ－ＤＡ中以“帧”（ｆｒａｍｅ）作为存储声音数据的基本单位。每帧数据由３２个字节组成，表一描述了ＣＤ－ＤＡ帧的数据结构： 　　校验码用来检测和校正读光盘时发生的错误。由于每帧数据都采用了双重的错误检测码（ＥＤＣ－Ｅｒｒｏｒ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ｃｏｄｅ）和错误校正码（ＥＣＣ－Ｅｒｒｏｒ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　Ｃｏｄｅ），所以声音数据的误码率可以降到１０－９以下。 　　在ＣＤ－ＤＡ光盘上，每９８帧组成一个扇区。因此每个扇区共有： 　　１２×２×９８（声音数据）＋４×９８（第一层ＥＤＣ／ＥＣＣ）＋４×９８（第二层ＥＤＣ／ＥＣＣ）＋４×９８（同步控制字节）＝３５２８字节 　　由扇区组成了光盘的光道。但是要注意光盘的光道和磁盘的磁道是不同的。前文中已经说过，磁道是若干同心园，所以各个物理磁道之间是不连续的；而光盘的光道呈螺旋状，所以物理光道是连续的，因此只有一条物理光道，其展开后的长度约为５公里。通常说的光盘光道是指逻辑光道。还应该说明的是，在磁盘中，每条磁道的扇区数是相同的，而在光盘中一条逻辑光道所含的扇区数可多可少，所以光道的长度也不是固定的。一般说来，一首乐曲或歌曲就是一条光道。 　　激光唱机每秒读７５个扇区，由此可以算出它的数据传输率为： 　　２３５２（数据字节／扇区）×７５（扇区／秒）＝１７６４００字节／秒＝１７２．２６ＫＢ／秒 #2　　黄皮书（ＹＥＬＬＯＷ　ＢＯＯＫ　ＣＤ－ＲＯＭ标准） 　　黄皮书是Ｐｈｉｌｉｐｓ和Ｓｏｎｙ公司在红皮书基础上制定的ＣＤ－ＲＯＭ（光盘只读存储器）标准。黄皮书标准除了保留了ＣＤ－ＤＡ光道的数据格式外，又增加了两种光道格式，可以用来存储计算机数据和压缩的声音图像数据。因此，ＣＤ－ＲＯＭ标准共有三种不同数据格式的光道： 　　·ＣＤ－ＤＡ光道：用于存储声音数据 　　·ＣＤ－ＲＯＭ　Ｍｏｄｅ１：用于存储计算机数据 　　·ＣＤ－ＲＯＭ　Ｍｏｄｅ２：用于存储经压缩的声音、静态图像或电视图像数据 　　在红皮书标准中，由于没有地址信息，而且误码率对于计算机而言仍然太高，所以不能用作计算机存储器。在黄皮书中，对红皮书标准每帧中的２３５２个用户数据字节重新作了定义，解决了计算机寻址和进一步降低误码率的问题，从而使ＣＤ可以作为计算机的存储器来使用。 #3　　１．ＣＤ－ＲＯＭ　Ｍｏｄｅ１的数据格式 　　在ＣＤ－ＲＯＭ　Ｍｏｄｅ１的数据格式中把一个扇区中２３５２个用户数据字节重新定义为（见表二）： 　　其中用４个字节标识扇区地址。应该注意的是，ＣＤ－ＲＯＭ的扇区地址表示方法与磁盘扇区地址是不同的。磁盘扇区地址用Ｃ－Ｈ－Ｓ（柱面号－磁头号－扇区号）表示，而ＣＤ－ＲＯＭ则用计时单位中的“分”、“秒”以及“分秒”来表示。“分秒”是为ＣＤ－ＲＯＭ寻址专门规定的，１分秒＝１／７５秒。４个字节扇区地址结构如下： 　　·分（ＭＩＮ）：占一个字节，取值范围是０－７４ 　　·秒（ＳＥＣ）：占一个字节，取值范围是０－５９ 　　·分秒（ＦＲＡＣ）：占一个字节，取值范围是０－７４ 　　·方式（ＭＯＤＥ）：占一个字节，取值为０１ 　　４个字节的ＥＤＣ码用于错误检测，ＥＣＣ错误校正码占用２７６个字节，这是第三级的错误检测和错误校正，通过这个处理可以使误码率降低到１０－１２以下。如果没有错误，则不执行该级的错误校正。用户数据为２０４８字节，还有１２个字节用于同步信号。 #3　　２．ＣＤ－ＲＯＭ　Ｍｏｄｅ２的数据格式 　　ＣＤ－ＲＯＭ　Ｍｏｄｅ２的数据格式相对要简单一些。它把红皮书一个扇区中２３５２个用户数据字节重新定义（见表三）： 　　在ＣＤ－ＲＯＭ　Ｍｏｄｅ２中没有第三级ＥＤＣ和ＥＣＣ，因此其误码率比Ｍｏｄｅ１更高，但是其用户数据的存储量提高了１４％。在Ｍｏｄｅ２扇区地址中的方式（Ｍｏｄｅ）字节取值为０２。 　　在ＣＤ光盘中，既可以采用某一种格式的光道，也可以混合两种格式的光道。混合两种格式光道的光盘称为混合方式光盘。一般混合方式光盘的第一条光道是ＣＤ－ＲＯＭ　Ｍｏｄｅ１光道，其余是ＣＤ－ＤＡ光道。因此这种光盘可以在普通的ＣＤ播放机上播放ＣＤ－ＤＡ光道的声音信号。 #2　　ＣＤ－ＲＯＭ／ＸＡ标准 　　ＣＤ－ＲＯＭ／ＸＡ标准是黄皮书（ＣＤ－ＲＯＭ）标准的扩展。它又新定义了一种光道数据格式，称为ＣＤ－ＲＯＭ／ＸＡ光道。实际上，就是对ＣＤ－ＲＯＭ　Ｍｏｄｅ２的改进，也称为“ＣＤ－ＲＯＭ／ＸＡ　Ｍｏｄｅ２”格式。它既可以存储计算机数据，也可以存储压缩的声音、静态图像和电视图像数据。这种光道之所以能够把各种格式的数据存放到一条光道上，是它定义了两种扇区格式： 　　·ＣＤ－ＲＯＭ／ＸＡ　Ｍｏｄｅ２　Ｆｒｏｍ１：用于存储计算机数据（见表四） 　　·ＣＤ－ＲＯＭ／ＸＡ　Ｍｏｄｅ２　Ｆｒｏｍ２：用于存储压缩的声音、静态图像和电视图像数据（见表五） 　　计算机数据用Ｆｏｒｍ　１格式存储，其余数据则用Ｆｏｒｍ　２格式存储。这样，就可以按照多媒体信息的需要，把计算机数据、声音及各种图像交错存储在同一条光道上。 #2　　ＣＤ－ＢＲＩＤＧＥ格式 　　ＣＤ－Ｂｒｉｄｇｅ格式的扇区结构实际上与ＣＤ－ＲＯＭ／ＸＡ标准相同，只是在ＣＤ－ＲＯＭ／ＸＡ光道上增加了一些附加信息。这样作的目的是为了使这种光盘也能够在ＣＤ－Ｉ播放机上播放。 　　ＣＤ－Ｂｒｉｄｇｅ格式的光盘只采用Ｍｏｄｅ２的扇区结构，不采用Ｍｏｄｅ１的扇区结构。声音光道位于数据光道的后面。 #2　　ＩＳＯ　９６６０（ＣＤ－ＲＯＭ文件标准） 　　ＩＳＯ　９６６０是国际标准化组织（ＩＳＯ）制定的用于计算机的ＣＤ－ＲＯＭ文件标准。这个文件标准与ＭＳ－ＤＯＳ或ＨＦＳ的文件结构都不相同，计算机的操作系统必须用专门的转换软件把ＣＤ－ＲＯＭ文件结构转换为可以识别的文件结构后，才能读取。Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司为读取ＣＤ－ＲＯＭ光盘上的ＩＳＯ文件而开发的程序是ＭＳＣＤＥＸ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　ＣＤ－ＲＯＭ　Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ），它和ＣＤ－ＲＯＭ的设备驱动程序配合使用，ＤＯＳ系统才能读取ＩＳＯ９６６０文件。ＭＳＣＤＥＸ．ＥＸＥ程序的功能主要有以下几个： 　　·识别ＣＤ－ＲＯＭ驱动程序并与之配合； 　　·把文件格式转换为ＭＳ－ＤＯＳ系统可以识别的文件格式； 　　·把ＣＤ－ＲＯＭ定义为网络服务器的共享资源； 　　·支持ＣＤ－ＲＯＭ／ＸＡ标准。 　　ＭＳＣＤＥＸ．ＥＸＥ文件要安装在ＡＵＴＯＥＸＥＣ．ＢＡＴ文件中，而ＣＤ－ＲＯＭ设备驱动程序要安装在ＣＯＮＦＩＧ．ＳＹＳ文件中才能正常使用。 #2　　ＰＨＯＴＯ　ＣＤ格式 　　Ｐｈｏｔｏ　ＣＤ是把照片上的图像信息存储在光盘上。Ｐｈｏｔｏ　ＣＤ光盘可以在Ｐｈｏｔｏ　ＣＤ播放机、ＣＤ－Ｉ播放机、具有播放ＣＤ－ＲＯＭ／ＸＡ的计算机系统上播放，它采用了Ｍｏｄｅ２　Ｆｏｒｍ　１的数据格式。 #2　　白皮书（ＷＨＩＴＥ　ＢＯＯＫ　ＶＩＤＥＯ－ＣＤ标准） 　　白皮书所描述的是当今国内最流行的Ｖｉｄｅｏ－ＣＤ标准。它符合ＣＤ－Ｂｒｉｄｇｅ格式和ＩＳＯ９６６０文件结构，可以在Ｖｉｄｅｏ－ＣＤ播放机、ＣＤ－Ｉ播放机和计算机（ＣＤ－ＲＯＭ／ＸＡ）上播放。 　　白皮书定义的光道结构由ＭＰＥＧ－Ｖｉｄｅｏ扇区（存储图像信号）和ＭＰＥＧ－Ａｕｄｉｏ扇区（存储声音信号）组成。图像和声音信号按照ＭＰＥＧ标准ＩＳＯ１１１７２的规定进行编码，两种扇区交错地排列在光道上。在白皮书中，把一个扇区的信息称为一个信息包。它们的数据结构见表六、表七。 　　Ｖｉｄｅｏ－ＣＤ一般简写为Ｖ－ＣＤ。要注意Ｖ－ＣＤ和ＣＤ－Ｖ（ＣＤ－Ｖｉｄｅｏ）以及ｖ－ＣＤ（ｖｉｄｅｏ－ＣＤ）几者的区别。ＣＤ－Ｖ是指激光视盘，盘上的声音信号是数字信号，但其图像信号仍然是模拟信号；而Ｖ－ＣＤ盘上的声音和图像信号都是数字信号，因此两者是不同的。ｖ－ＣＤ和Ｖ－ＣＤ不仅在写法上分别采用了小写和大写，实际上采用的标准也不同，ｖ－ＣＤ采用的是基于红皮书的格式；而Ｖ－ＣＤ则用了白皮书格式。此外，ｖ－ＣＤ使用的是倍密度的光盘，一片光盘可以存储２个小时的影视节目；而Ｖ－ＣＤ目前使用单密度光盘，所以播放时间不超过７０分钟。我们通常在多媒体计算机系统中使用的是Ｖ－ＣＤ。