題 為什麼CD和DVD從中心向外填滿?


我最近不得不在很長一段時間內第一次刻錄DVD,我想知道為什麼CD和DVD開始在中心並走向邊緣。

像黑膠唱片這樣的老式旋轉盤介質從邊緣開始向中心移動,因此不可能出於歷史原因。

我正在尋找有關此數據結構推理的良好來源。


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2018-01-01 18:05


起源




答案:


為什麼CD和DVD從中間向外填充他們的數據?

請注意,上述問題中的假設是不正確的。

摘要

  • 對於 歷史的 從內部寫入(和閱讀)的原因是有道理的(不同大小的磁盤是可能的,如在其他答案中所解釋的)。

  • 對於 閱讀表現 現代磁盤可以在外面或甚至在兩個方向上(雙層)寫入(和讀取)的原因。

筆記:

  1.  磁盤是標準尺寸。

  2. 商業製作的CD和DVD不是寫的 沖壓 在新聞界。

    雖然所有DVD(自製和商用)都利用光盤上物理創建的“凹坑”和“凸起”(凹坑位於可讀側,凸起位於可讀側)來存儲視頻和音頻信息,但是關於如何在商業DVD上創建“凹坑”和“顛簸”與在家庭錄製的DVD上製作它們的方式不同。

    您在本地視頻插座購買的DVD電影均採用沖壓工藝製造。這個過程有點像黑膠唱片的製作方式 - 雖然技術明顯不同(黑膠唱片上印有凹槽而DVD上印有凹坑和凹凸)。

    資源 商業和家庭錄製DVD的區別

這個答案的其餘部分集中在性能方面。

從內部編寫(和閱讀)的例外是XBox遊戲(和其他遊戲控制台遊戲)和雙層DVD(電影)。


Xbox遊戲

出於性能原因,Xbox遊戲具有從外部寫入的數據 - 因為外部旋轉速度比內部更快,因此可以更快地讀取數據。

Xbox遊戲本身存儲在DVD-9(9GB單面,雙層)格式化光盤上,實際上是以非常有趣的方式編寫的。遊戲是從DVD-9光盤的外部寫入到內部的,這意味著大多數光盤實際上將大部分數據存儲在光盤的外圍。

由於Xbox中的DVD驅動器是恆定角速度(CAV)驅動器,它可以從最外面的磁道讀取每秒更多的數據,這使得這是一種高度優化的方式,可以在DVD上存儲數據,從而減少加載時間。顯然,驅動器也可以讀取普通的CD和DVD。

資源 遊戲機背後的硬件 - 第一部分:微軟的Xbox

雙層DVD(電影)

雙層DVD可以向任一方向寫入 - 有兩種寫入模式。

大多數電影都寫成 相反的軌道路徑。電影將在各個圖層之間進行分割,因此在更改圖層時不需要回到內邊緣。

雙層方向有兩種模式。對於DVD-ROM上使用的平行軌道路徑(PTP),兩個層都從內徑(ID)開始,並在引出線的外徑(OD)處結束。使用DVD-Video上的相對軌道路徑(OTP),下層從ID開始,上層從OD開始,另一層結束,它們共享一個引入線和一個引出線。

資源 DVD-R DL


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2018-01-01 18:44



我接受了這個答案,因為它有最完整的研究,並解釋了我最初提出這個問題時我不知道的不同方法。 - Burgi
關於XBox遊戲的事情被簡化到不准確的程度。 Xbox光盤是以正常方式寫入的普通DVD(內部為低扇區號,外部為高扇區號)。他們只是使用一些非標準的軌道佈局(和非標准文件系統)來存儲可用的最高扇區。實際上沒有任何東西“從外部寫入”,這與普通驅動器在物理上是不兼容的,因為螺旋方向是錯誤的。 - hobbs
另一個答案中提到的GameCube是一個實際系統的例子 不 以另一種方式運行螺旋,因為該系統不關心讀取普通DVD。 - hobbs
@hobbs我不相信Gamecube用另一個方向的螺旋寫入光盤。 Wii可以讀取DVD(雖然不是正式的),並且大量的DVD驅動器固件可以被黑客攻擊以讀取Wii / GC光盤。我不相信有任何跡象表明螺旋本身是相反的方向;我似乎記得讀到這是一個流行的神話。如果你能提供一個好的來源(例如一些技術分析,而不是論壇上的某個人斷言),我很樂意撤回! - Muzer
@hobbs我沒看到任何關於GameCube光盤在外面寫的內容 光學媒體認證的剖析。它是一個專有的文件系統,一個物理扇區增白器,在概念上與標準DVD不同,CD-ROM XA來自模式1,以及一些解密密鑰在Burst Cutting Area中。 - Damian Yerrick


這是為了允許不同尺寸的光盤。

今天的標準光盤直徑為12厘米。然而,歷史上光學介質已經以各種尺寸生產。該 鐳射 20世紀70年代和80年代的尺寸分別為30厘米,20厘米和12厘米;最近,CD,DVD和BD的尺寸為8厘米 微型 除了標準的12厘米外,還有形狀因子(分別存儲210 MB,1.4 GB和7.8 GB)。

與黑膠唱片不同,電子光盤播放器需要額外的組件(或至少額外的固件邏輯)才能找到光盤的邊緣並找到第一個軌道,如果他們從在外面,這會使他們的設計變得更加複雜和昂貴。光盤的中心為插入播放器的任何光盤提供一致的起始位置,無論其大小如何。

但是,並非所有光學介質都是從內到外讀取的。

雖然大多數標準光學媒體都是以這種方式閱讀的,但是有專有的光盤格式(有時可以在遊戲控制台中看到),它們假定一個或幾個特定的尺寸並從外部讀取。有幾個原因:

  • 從光盤外部讀取比從內部讀取更快。在相同的旋轉速度(例如10000rpm)下,盤外側的線速度高於盤內側的線速度,從而導致朝向外側的更高性能。高於10000轉/分鐘,光盤會過度擺動甚至破碎,從而對旋轉速度設置上限。
  • 它使非法複製光盤變得更加困難。如上所述,大多數光盤播放器從內到外工作。使用普通光盤讀取器無法讀取從外部讀取的光盤。

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2018-01-01 18:30



這個答案是不正確的。並非所有的DVD都是這樣編寫的:) - DavidPostill♦
@DavidPostill所以問題是不正確的。 :) - Kamil Maciorowski
同意。這並沒有使答案根本錯誤。問題(錯誤地)假設所有光學媒體都是從裡到外讀取的,答案是基於這個假設。我編輯了答案,以反映一些專有光學媒體從外到內閱讀的事實。 - bwDraco
問題並不是說“所有光學媒體”,它具體指的是CD和DVD。 - qasdfdsaq
它也允許做出不同的 異形盤。雖然我不確定是否有意或者先在中心寫作。 - Olivier Grégoire


使用乙烯基材料,將針頭放在外面比在紡紗記錄內部更容易。

CD可以具有不同的尺寸和形狀。光盤可以從內部開始具有任何尺寸。 此外,大多數人都會觸摸邊框上的CD - 因此當驅動器讀取第一首曲目時,指紋就會減少。

BTW它與速度有關。第一個CD驅動器以恆定的速度讀取數據。


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2018-01-01 18:14



有趣的一點,但他們不可能知道的人會開始做奇怪和美妙的形狀。 - Burgi
磁盤的大小可能非常重要。如果你假設你需要從一個固定的中心點開始然後向外走,那麼你的磁盤可以在任何你喜歡的尺寸範圍內。如果從外部開始並向內工作,則必須具有設置的磁盤大小。 - Mokubai♦
@AndrewMorton澄清:第一個來自音頻光盤並擁有CLV。 Laserdiscs作為舊系統使用CLV。音頻(或視頻)光盤沒有CAV的好處,但來自恆定的數據速率。 - 音頻CD因此具有495至212轉/分鐘 - >通過讀取激光以1.2米/秒的速度移動光盤。對於恆定數據速率音頻CD,Video DVD和BluRay使用CLV。第一台計算機CD-ROM具有“單一”或“1x”速度,相當於音頻CD(~150 KiB / s)。以後的CD-ROM應該更快,並且在某些時候CAV被引入以獲得更快的速度(或具有更好的營銷價值)。 - Offler
@burgi Shape是可變尺寸的副作用。 - Offler
@Burgi他們知道,因為幾十年前它已經發生了黑膠唱片。 en.wikipedia.org/wiki/Unusual_types_of_gramophone_records - Agent_L


除了已經引用的原因,當CD是新的時候,還有一些討論的事實是正常處理的划痕更可能發生在磁盤邊緣而不是中心(特別是那些來自錯位的磁道)將磁盤放入磁盤托盤時)。

由於數據從中心開始,並且划痕更可能朝向邊緣,因此划痕更可能發生在不包含數據的磁盤的一部分上,因此划痕對讀取數據沒有影響。


4
2018-01-03 23:24



除此之外,至少在某些情況下,識別塊和寫保護的東西都在最外面的環中。 - Carl Witthoft
@CarlWitthoft:是的 - 但事實上這些都被黑了,而不是原始設計的一部分。 - Jerry Coffin


另請注意,CD最初預期可移植性作為特徵,例如已經作為盒式磁帶播放器存在的Sony Walkman。那些早期的便攜式播放器隨著讀頭移動遠離中心而放慢了旋轉速度。

實際上,這意味著當您的電池耗盡時,您實際上需要更少的機械功率來轉動磁盤以獲得相同的表面數據速率。


1
2018-01-05 18:25



這意味著電池運行時間僅限於播放一張CD。 - fixer1234
它是。好吧,過了一會兒它。 :) - Stijn de Witt


其他答案都很好。我讀到某處雖然磁盤損壞最常發生,但外部比內部更嚴重。

如果這是真的,那就意味著CD具有更好的耐用性。很少商業CD是完整的。裁談會未成文部分的損壞將無關緊要。

此外,如果在CD / DVD的最內部寫入,則磁盤上的TOC或文件系統將得到更好的保護,並且至少允許從CD的其餘部分讀取部分數據。但是我沒有在不同的磁盤類型和寫入模式上檢查這些數據的確切位置,因此我不知道它是否是這樣編寫的。


1
2018-01-09 09:27



你能為此提供一些資料嗎?這已經被@jerrycoffin推測(也沒有消息來源)。 - Burgi
@Burgi,ops,錯過了他的回答。我沒有參考。很久以前我只能說某些刻錄軟件具有優先級設置,可以選擇特定文件的寫入位置。具有較高prio的文件在具有較低prio的文件之前寫入。 k3b 暴露了,我猜它使用的較低級別的工具(可能 mkisofs -sort)。 - akostadinov
另一方面,我沒有看到 mkisofs 自述提及有關划痕的任何內容: fifi.org/doc/mkisofs/README.sort - akostadinov


大多數CD / DVD沒有完全填滿。由於直徑較小,計算機在內部存儲或找到所需數據的速度更快,與直徑最大的盤的外周相比,讀頭行進的距離更小。在最裡面的圓/圓柱中保存和搜索可以節省時間和精力。


-3
2018-01-02 05:14



不是相反嗎?外部部分保持更多,因此需要更少的橫向行程。 - fixer1234
實際上,AFAIK,讀取速率是恆定的,當從大多數氣缸讀取數據時,驅動器必須旋轉得更快。 - Salman A
@SalmanA:音樂CD是恆定角度速度。現代計算機驅動器確實是恆定線速度,對於內部軌道旋轉得更快。這需要更智能的驅動電子設備。 - MSalters
@MSalters音樂CD是CLV。所有CD磁盤都具有恆定的線性位密度 - 所以音樂是用CLV播放的;通過調整rpm以保持FIFO半滿來完成可變旋轉速率。早期的CDRom驅動器也是如此。較新的用戶可以靈活地讀取各種比特率,因此它們可以快速旋轉並適應任何比特率結果。 - greggo