Кто придумал Компакт-диск (cd) - Когда Изобрели? Кто и когда создал CD-диск.
Как мы уже не раз говорили, многие вещи окружающие нас настолько стали нам привычны, что мы уже не задумываемся когда и как они появились. К этой категории вещей можно смело отнести CD-диск или компакт-диск (compact disc). Существует также "народное" названия CD-диска: болванка. Так все-таки, кто изобрел CD-диск или первым догадался использовать бесконтактную технологию записи и чтения информации. Эта история немного противоречива и существует две версии.
Давайте рассмотрим их подробнее...
По первой версии CD-диск изобрели совместно или параллельно две компании: голландская Philips и японская Sony. В принципе эта версия довольно правдоподобна. Эти фирмы на то время имели хорошие позиции и высокообразованный ученый персонал.
Для справки: История компании Sony и история компании Philips.
Кстати в 1970—1980 г. компания Sony начинает производить аудиоплееры Sony Walkman, и вполне логично, что их интересовало развитие новых типов носителей данных. А компания Philips, основанная еще в 1891 году, также имела неплохие позиции и очень тщательно подходила к вопросу подбора кадров, соответственно имела хороший потенциал "умов".
Но вы можете спросить: "А где в это время были американцы"?! Я не сомневался, что у вас возникнут такие мысли. Это и есть вторая версия, по которой авторство этой идеи (изобретение CD-диска) принадлежит американцу Джеймсу Расселу. Эта версия немного менее правдоподобна, но тоже имеет право на жизнь, и я не хочу вам навязывать свою точку зрения, поэтому обойдемся только констатацией фактов. Тем более крупные корпорации довольно часто выкупают авторские права на разных этапах внедрения того или иного изобретения.
Джеймс Рассел с детства имел способности "инженерно мыслить" и уже в юном возрасте изобретал всякие поделки из подручных средств. Так в 6-ть лет он собрал кораблик с пультом управления. Учился Джеймс в колледже Портленда. Закончил его в статусе бакалавра физики в 1953 г.
Далее ему удалость устроится на работу в компанию General Electric. Там он начал воплощать свои идеи и разработки. Он один из первых начал использовать цветной экран (телевизионный) и клавиатуру для управления "машинами". Также к его заслугам относят изобретение сварочного аппарата который производил сваривание пучком электронов.
Благодаря своему упорному труду и свежим идеям ему удалось устроится старшим научным сотрудником в лабораторию Pacific Northwest Laboratory. Там эму открывались новые технические возможности для воплощения своих идей и разработок.
Как сообщают многие источники, в том числе и Википедия, Джеймс Рассел очень любил классическую музыку и слушал ее в то время на виниловых пластинках. Со временем, от частого использования, пластинки царапались, и качество звучания ухудшалось. Этот факт беспокоил изобретателя, и он решил серьезно заняться этой проблемой. Вначале он даже пробовал использовать в качестве иголки для проигрывателя пластинок иголки кактуса. Но все эти попытки имели незначительный эффект. И тут у него родилась идея бесконтактного считывания информации с носителя.
В те времена уже массово использовались перфоленты и перфокарты, но это тоже был не выход, нужен был более компактный носитель информации и бесконтактное считывающее устройство. Для этих целей лучше использовать свет, размышлял физик. Например: 0 - это темнота, а 1 - свет.
В лаборатории, где работал Джеймс Рассел, не сразу одобрили начинания ученого, но после доводов ученого все таки разрешили ему трудиться над своим проектом по созданию прибора по переводу аналогового сигнала в цифровой.
И его труды обвенчались успехом. Через несколько лет Джеймс Рассел разработал систему оптико-цифровой записи и воспроизведения. Запатентовал ее Рассел в 1970 году.
Принцип его изобретения заключался в следующем: на жесткий диск (фоточувствительный) записывались данные в виде маленьких "битов". Они были светлые и темные, а размер - около 1 микрона в диаметре. Далее с этим диском работал луч, который "снимал" код (0 или 1, так званный "двоичный код"), а компьютер уже преобразовывал его в звук или изображение. По сути это и был первый цифровой CD-диск.
В 70-ые годы Джеймс Рассел продолжал усовершенствовать свое изобретение, он хотел чтобы эти диски можно было использовать для хранения любых данных, а не только музыки.
В 1971 году была создана компания Optical Recording. Создатель этой компании, бизнесмен Эли Джекобс, пригласил изобретателя CD-диска к себе в компанию, чтобы воплотить в реальность идею Рассела и получить коммерческую выгоду от его изобретения. Биснес план Джекобса заключался в следующем: На цифровые носители (CD-диски) будут записываться любимые программы телевиденья, и рассылаться по почте людям которые не успели ее посмотреть (естественно за денежки).
В 1974 году фирма Optical Recording на выставке, проходившей в Чикаго, преподнесла публике свое изобретение: оптико-цифровую телевизионную установку для записи и воспроизведения. Эта машина преобразовывала цветное изображение в цифровое (цифру), однако признания и особой заинтересованности инвесторов это устройство не заработало.
В 1975 году у Джеймса Рассела состоялась встреча с представителями фирмы Philips. Но они не очень лестно отзывались о его изобретении. Они сказали: "Что это очень идеально подходит для хранения данных, а для музыки и видео этот способ нельзя приспособить".
Но что интересно, за несколько лет до выше упомянутой встречи Рассела и Philips, компания Philips изготовила свой лазерный диск. Он предназначался для аналогового оптического видеоплеера. Они потратили на его разработку около 60-ти миллионов долларов. И как оказалось впустую. А уже через два месяца, после встречи с Джеймсом Расселом, компания Philips выпустила точно такой же диск как Рассел. Факты вещь упрямая, но делайте выводы сами...
Джеймс Рассел. Изобретатель CD-диска
Далее в борьбу за изобретение и развитие CD-дисков еще включилась японская компания Sony. Джеймс Рассел особо не претендовал на авторские права изобретения CD-диска. Он считал, что может быть такое, что несколько человек в разных уголках планеты работают над одним и тем же изобретением и добиться положительных результатов могут независимо друг от друга.
Но все-таки компании Philips и Sony выплатили денежные средства за лицензии на продажу проигрывателя CD-дисков. Но эти все средства были перечислены на компанию, в которой работал Рассел и на лабораторию где он начинал свои разработки. В итоге сам разработчик не получил ни цента. Вот такие будни изобретателя.
Правда, это неприятное обстоятельство не остудило пыл изобретателя. Далее он продолжал усовершенствовать оптическую систему хранения данных, в помощь ему даже подключилась Microsoft, но этот проект не имел продолжения. А заключался он в том, что система не имела никаких подвижных частей, а данные считывались светом (оптическая память произвольного доступа, ORAM).
В 2000 году Джеймс Рассел был награжден премией Vollum Award за выдающийся вклад в развитие науки и техники. На то время ему было 53 года.
И еще, на последок, поговорим о размере CD-диска. Как утверждают очевидцы переговоров между Sony и Philips до мая 1980 г. компании не определились с размером (внешним) компакт-диска. Компания Sony предлагала наружный диаметр 100 мм, чтобы сделать его компактным, а компания Philips предлагала сделать диск диаметром 115 мм. 115 мм — это был размер диагонали стандартной аудиокассеты, которая уже имела большой успех на рынках мира.
А вице-президент компании Sony, который был музыкантом, Норио Ога считал, что CD-диск должен вмещать 9-ю симфонию Бетховена. В этом случае, можно будет распространять на дисках основное большинство классической музыки. После анализа всех знаменитых симфоний, определили оптимальную емкость CD-диска в 74 минуты звучания.
Но, как утверждают некоторые работники компании Philips, эта красивая история с музыкой была выдумана пиарщиками Sony для того чтобы изменить размеры CD-диска с 115 на 120 мм. Так как у компании Philips возле Ганновера уже была готова линия для производства CD-дисков диаметром 115 мм, а для выпуска компакт-дисков другого размера нужны были время и средства для перенастройки линии. Этип, по версии некоторых сотрудников Philips, компания Sony хотела отобрать инициативу у компании Philips по выходу на рынок CD-дисков.
Но для нас это уже история. А в 1980 году руководства двух компаний подписали в работу размер диска 120 мм и длительностью 74 минуты аудио. Диск имел частоту дискретизации 44,1 кГ. Можете проверить, если у вас рядом на столе лежит CD-диск, его наружный диаметр ровно 120 мм. Этот же размер имеют CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW и так далее. Правда, еще встречаются мини-диски, диаметром 80 мм, которые также читают все устройства, но они не имеют массового использования.
С тех пор как появились такие носители информации, как оптические диски прошло уже более 40 лет. Уже с успехом реализовано тиражирование dvd , формат Blu-Ray всё более завоёвывает мир, но с чего же всё началось?
Немного истории для тех кто интересуется этим вопросом.
Laserdisc (LD)
История создания всем давно известного CD-диска восходит к уже давно ушедшему в прошлое 1970 году прошлого века. Именно в это время кампания Philips разработала прототип стеклянного диска, чтение данных с которого осуществлялось с помощью лазера.
Посмотрите на разницу в размерах Laserdisc (LD) и существующего на настоящий момент диска CD.
Laserdisc не имел существенного успеха на мировом рынке: в основном был распространён в США и Японии, в Европе к нему отнеслись прохладно, а в России лазердиски имеют малое распространение, в основном за счёт коллекционеров — любителей видео. Технологии, отработанные в этом формате, затем были использованы в CD, DVD и Blu-Ray.
Новый формат.
В 1982 году два гиганта электронной промышленности Philips и Sony бросили все научные силы и потенциал на разработку нового формата. Это время ещё нельзя назвать началом эпохи цифровых технологий, но уже тогда были понятны большие перспективы данного направления.
В этом же году под Ганновером началось массовое производство носителей нового поколения. Компакт диск сменил устаревшие виниловые пластинки. С этого момента диски формата CD-DA начали вытеснять аудиозаписи на пластинках и кассетах.
Очевидцы свидетельствуют, что в Philips и Sony до мая 1980 года не было общего мнения о внешнем диаметре диска. С точки зрения инженеров Sony был достаточен диаметр в 100 мм, поскольку он позволяет миниатюризировать портативный проигрыватель. От высшего руководства Philips исходила идея сделать диск не более диагонального размера аудиокассеты (115 мм), имевшей на рынке большой успех.
Вице-президент корпорации Sony Норио Ога (англ. Norio Ohga), музыкант, в свою очередь полагал, что диск должен быть в состоянии вместить 9-ю симфонию Бетховена. В этом случае, по его мнению, на дисках можно будет распространять до 95 % классических произведений. Дальнейшие исследования показали, что, например, девятая симфония в исполнении берлинского филармонического оркестра под руководством Герберта фон Караяна имела продолжительность 66 минут. Наиболее продолжительным исполнением стала симфония под руководством Вильгельма Фуртвенглера, исполненная на байрейтском фестивале — 74 минуты. Это, де, и послужило отправной точкой в геометрии диска.
Красивая история?
Как и в большинстве случаев, красивая история не имеет ничего общего с реальной жизнью. Эта история вышла из-под пера пиарщиков Philips, — считает бывший инженер Philips Кеес Схоухамер Имминк. Реальность же, по его мнению, была иной. Под Ганновером Philips уже подготовил производственную линию по выпуску компакт-дисков на заводе PolyGram. В минимальные сроки можно было запустить производство дисков размером 115 мм. Выпуск дисков размеров 120 мм требовал значительных затрат денег и времени, поскольку был связан с заменой оснастки. По мнению Имминка Sony не захотело смириться ситуацией, что Philips получит преимущество по выходу на рынок.
Как бы то ни было, в мае 1980 года росчерком пера высшего руководства фирм был установлен окончательный размер диска в 120 мм, ёмкость диска в 74 минуты аудиозаписи и частота дискретизации в 44,1 кГц. Все прочие технические параметры пересчитывались исходя из согласованных данных
Почему 44.1 КГц? Почему не 48 КГц?
Почему 44100? Почему не круглое десятичное значение, как, например, 44000, или круглое двоичное значение как 44032? Почему не 32 КГц или 48 КГц?
Выбор частоты 44.1 КГц зависел от частоты дискретизации видеомагнитофонов, используемых в то время для хранения значительного количества цифровых данных. Поскольку в те года записывать на жесткий диск большой объем информации было еще дорого и непрактично, было решено вместо этого использовать видеомагнитофоны, на которых сэмплы записывались как уровни черного и белого(тут самое время вспомнить двоичную систему счисления. Получается аналогия - черный цвет НОЛЬ, белый цвет Единица). А частота дискретизации видеомагнитофонов как раз была равна 44.1 КГц. Что послужило толчком для установки такой частоты в видеомагнитофонах - тема совсем другой статьи и не этого сайта, но она эта так и перешла в определение компакт-диска.
В 1983 году в продаже появились первые проигрыватели компакт-дисков, в 1985 году первые компьютерные приводы CD-ROM. Прошло несколько лет и в 1991 году появились приводы CD-RW для записи болванок CD-R. Первые поколения приводов CD-ROM имели скорость передачи данных 150 Кбайт/с, как и проигрыватели аудио компакт-дисков. Скорости передачи следующих поколений приводов отталкиваются от этого значения и составляют, как правило, числа кратные этому числу. В настоящее время достигнут предел возможной скорости считывания информации для CD-дисков. Максимальная скорость движения CD-диска обозначаемая х52, обеспечивает максимальный поток данных 150 х 52 = 7800 Кбайт/с, выше скорость достигнуть не удалось в силу физических ограничений материала.
1996 год.
Итак, CD-диск в свое время совершил революцию в деле записи и хранения данных. Он вытеснил виниловые пластинки, катушечные магнитофоны, компакт -кассеты. Он не размагничивается, легок, и при большом объеме сохраняемой информации занимает мало места. Но и ему на смену пришел новый формат. 1996 год стал роковым для бурно развивающегося компакт-диска. DVD -ROM. Объем DVD-ROM многократно превысил объем CD при таком же размере болванки. И как не крути, при сравнении цены за мегабайт CD остается в проигрыше. Диск Blu-Ray был представлен на международной выставке потребительской электроники Consumer Electronics Show (CES ), которая прошла в январе 2006 года. С момента появления формата в 2006 году и до начала 2008 года у Blu-ray существовал серьёзный конкурент — альтернативный формат HD DVD. Но в течение двух лет многие крупнейшие киностудии, которые изначально поддерживали HD DVD, постепенно перешли на Blu-ray оценив его преимущества на практике.
Попытки записывать аудио- и видеоданные с помощью лазерного луча (оптический способ записи) делались еще в 1960-е годы самыми разными людьми и организациями. Часто указывается, что первый оптический привод был представлен еще в 1973 году Джимом Расселом. После чего Рассел предъявил свое изобретение компаниям Sony и Philips. Те заинтересовались, но переговоры с ученым дальше вести не стали. Зато в 1977 году обе компании скооперировались и сами стали вести разработку «цифрового» оптического формата.
Первоначально оптические диски предназначались для видеоформата. Но эти прообразы будущих DVD вышли слишком громоздкими и дорогими для массового производства и не могли на тот момент составить конкуренцию видеокассетам. Чтобы затраченные усилия не прошли даром, разработчики решили приспособить оптический диск для аудиозаписи.
Первые «компакты» — ALP (Audio long play) — были далеко не компактными и по инерции пытались имитировать грампластинку с диаметром 30 см. Правда, в отличие от винилового лонгплея (на который с двух сторон могло поместиться 45 мин. фонограммы), на оптический диск можно было «закатать» несколько десятков часов звучания. Но какой аудиокампании нужны столь «расточительные» звуконосители?
Тогда работник Philips — Лу Отенс — предложил уменьшить размер и, соответственно, емкость диска, ограничив время звучания часом. Но тут вмешались любители классической музыки из Sony. Они внесли предложение увеличить время звучания до 66 мин., чтобы диск полностью вмещал «Девятую симфонию» Бетховена. В итоге добавили (на всякий случай) еще 8 минут, и новый аудионоситель был запущен в производство.
Создание оптического аудиодиска — один из первых и ярких примеров межнациональной кооперации. Так голландцы из Philips разработали сам процесс производства дисков, а японцы из Sony предложили метод записи, уже опробованный ими на «цифровых» магнитофонах. Грубо говоря, одни занимались «хардом», а другие — «софтом». В создании диска также приняла участие немецкая компания Bayer, разработавшая для него оптимальный материал — поликарбонат макролон.
И вот в 1982 году Sony и Philips представили миру Compact Disk Digital Audio (CD-DA или CD-Audio) . Вариантов названия для нового звуконосителя было предложено несколько, но победило слово «компакт» по аналогии с безумно популярными в то время « ».
Сам стандарт (cтерео, 16-битовая разрядность, частота дискретизации — 44,1 кГц, емкость — 650 мб информации или 74 минуты звучания, диаметр диска — 12 см) торжественно увековечили в документе, названном «Красной книгой».
На презентационном компакт-диске была записана «Альпийская симфония» Штрауса — ведь именно на примере оркестрованной классики лучше всего продемонстрировать качество звучания. Однако в массовое производство первыми, конечно, запустили поп-исполнителей — альбом «Visitors» группы ABBA и альбом Билли Джоэла «52nd Street».
В 1983 году на рынке появились первые проигрыватели CD, а спустя год уже в «Оранжевой книге» Sony и Philips задокументировали технологию записи и хранения данных — CD-Rom. Тогда же появились и первые CD-плееры.
Реакция населения на новый звуконоситель поразила самих производителей. В 1985 году было продано 59 млн. компакт-дисков — в шесть раз больше, чем планировалось! Первым CD, тираж которого превысил миллион, стал альбом «Brothers in Arms» (1985) группы DIRE STRAITS.
В 1987 году количество выпущенных наименований CD достигло шести тысяч. Музыканты стали массово переходить на новый формат, а также постепенно переводить в «цифру» старые записи. К концу 1980-х компакт-диски вытеснили винил, а к середине 1990-х и компакт-кассеты. У нас этот процесс по понятным причинам запаздывал лет на пять (последние грампластинки датируются 1992 годом).
Интересно, что разрабатывать оптический способ записи начинали и в Советском Союзе еще в 1975 г. Организация с солидной аббревиатурой ВНИИРПА им. Попова создала первый советский оптический проигрыватель ЛУЧ-002, который и представила на ВДНХ в 1980 году (на демонстрационном диске была записана музыка из к/ф «Мой ласковый и нежный зверь»). К сожалению отечественная разработка так и не получила развития из-за отсутствия базы по производству полупроводниковых лазеров (а газовые лазеры были уж слишком громоздкими).
О том, чем именно завоевал сердца слушателей компакт-диск, мы поговорим .
Любое воспроизводящее звук устройство само по себе является бесполезным набором деталей, если не дополняется сменными носителями с записями. Фонограф Эдисона проигрывал валики, граммофон и патефон пластинки, магнитофон бобины и кассеты. Претензии ко всем этим носителям предъявлялись одни и те же: они недостаточно удобны и недолговечны, объем записываемой информации слишком мал, а качество звучания далеко от совершенства. Пользователь устроен так, что никогда не бывает удовлетворен имеющимся, хотя каждый новый звуконоситель по всем показателям превосходил предыдущий.
В конце 70-х годов прошлого века едва ли ни каждый уважающий себя стационарный кассетный магнитофон имел приставку для проигрывания виниловых пластинок. Казалось, что дальнейшее развитие этих двух видов звуконосителей будет идти параллельным курсом, но, как выяснилось, и те и другие ожидала судьба валиков Эдисона будущее было за цифровыми технологиями, связанными с переводом звука в двоичный компьютерный код.
Оптико-цифровая система записи была запатентована еще в 1970 г., за десять лет до официального изобретения компакт-дисков. В 1965 г. американский физик Джеймс Рассел, сотрудник института Battelle Memorial, начал эксперименты, связанные с разработкой более совершенной системы звукозаписи. Рассел был страстным меломаном, и его очень огорчало, что качество звука на виниловых пластинках при многократном проигрывании сильно ухудшается. Пытаясь усовершенствовать звукосниматели, он пришел к выводу, что нужна принципиально иная технология как записи, так и воспроизведения звука.
Расселу приходилось иметь дело с цифровой записью данных как на перфокарте, так и на магнитной ленте, но он решил, что оптимальным будет использование света. Ему дали разрешение работать в лаборатории над специальным проектом, связанным с переводом аналогового сигнала в цифровой. Рассел нашел способ записывать данные на жесткий фоточувствительный диск, нанося на него точечные углубления около микрона в диаметре. Луч лазера считывал этот двоичный код, а компьютер переводил его в электронный сигнал.
Получив патент, Рассел продолжил работу над своей системой, пытаясь расширить возможность ее применения для любого вида данных, а заодно искал инвестора для промышленного использования. В 1971 г. бизнесмен Эли Джекобе основал корпорацию Optical Recording и пригласил Рассела в команду, которая должна была разработать видеодиск: на него планировалось записывать телевизионные программы и продавать, рассылая по почте. Через три года на выставке в Чикаго компания представила первое оптико-цифровое устройство для записи и воспроизведения, которое переводило цветное изображение в цифровой сигнал, но инвесторов оно не заинтересовало.
В 1975 г. лабораторию Рассела посетили представители голландской компании Royal Philips Electronics, отозвавшиеся о его работе не лучшим образом. По их мнению, оптико-цифровой диск можно было использовать только для записи данных, но не для аудио- или видеозаписей. Однако спустя некоторое время Philips продемонстрировала свой компакт-диск, который мало чем отличался от изобретения Рассела. Справедливости ради надо сказать, что голландские специалисты начали осваивать лазерные технологии еще в начале 1960-х годов, но пошли по пути записи и воспроизведения аналогового сигнала. Идея стеклянного компакт-диска была предложена в 1969 г. сотрудником компании Клаасом Компааном, который вместе с Пьетом Крамером работал над способом считывания информации с диска при помощи лазерного луча.
Параллельно некоторые компании (в первую очередь японская Sony) занимались разработкой цифровой записи, но с использованием магнитной ленты. Специалисты Sony усовершенствовали ранее применявшийся в профессиональных цифровых магнитофонах способ кодирования сигнала PCM (Pulse Code Modulation «импульсно-кодо-вая модуляция сигнала»), обеспечивающий безошибочное считывание данных с диска.
Во второй половине 1970-х годов работа над созданием аудиокомпакт-диска продолжалась как в Японии, так и в Европе. В 1977 г. компании Mitsubishi, Hitachi и Sony представили на Токийской выставке прототип аудиодиска, а компания JVC разработала для него технологию цифровой звукозаписи. События следующих двух лет определили дальнейшее развитие цифровых компакт-дисков. В Токио была принята конвенция 35 производителей об общемировом аудиостандарте. Специалисты подразделения Philips Polygram опытным путем установили, что оптимальным материалом в качестве основы компакт-диска является поликарбонат. Был определен тип лазера, используемого в проигрывателях компакт-дисков, а также выбран стандартный диаметр диска 120 мм, чтобы уместить 74 минуты 16-битного стереозвука с частотой дискретизации 44,1 кГц. Формат хранения данных на диске, названный Red Book («красная книга»), также был разработан компанией Philips.
В цехе производства компакт-дисков.
В 1979 г. Philips и Sony стали работать в сотрудничестве. Спустя год появился плод их совместных усилий, а в 1982 г. на заводе в немецком городе Лангенха-гене началось массовое производство компакт-дисков. Выпуск первого коммерческого музыкального CD был анонсирован в июне 1982 г., на нем был записан альбом группы АВВА. В том же году Sony продемонстрировала первый проигрыватель дисков CDP-101 сначала в Японии, затем в Европе и в США. Однако Philips и Sony были вынуждены выплатить крупные лицензионные отчисления от продаж проигрывателя компакт-дисков институту Battelle Memorial, корпорации Optical Recording и ее хозяину Джекобсу которым принадлежали 26 патентов на различные оптико-цифровые технологии. При этом Рассел не получил ни цента.
Классика и конкуренция
Существует легенда, что диаметр CD 120 мм и емкость на 74 минуты аудиозаписи объясняются тем, что приблизительно столько времени длится одно из самых популярных в Японии классических музыкальных произведений Девятая симфония Бетховена. Однако на самом деле все гораздо проще. Philips была готова выпускать диски диаметром 115 мм, перестройка на другой диаметр требовала времени, a Sony, несмотря на сотрудничество, не хотела давать партнерам преимущества на рынке.
Герберт фон Караян (справа) и основатель Sony Акио Морита на пресс-конференции, посвященной выходу альбома дирижера на CD. 1981 г.
Альбом группы ABBA The Visitors.
Стандартный компакт-диск представляет собой поликарбонатную подложку, покрытую тончайшим слоем металла (алюминия, золота, серебра и др.). Металлический слой покрывают защитным фотополимеризуемым лаком и отверждают ультрафиолетовым излучением. Информация записывается на диск выдавливанием в основе спиральной дорожки из питов (англ. pit «углубление»). Каждый пит имеет глубину 100 нм, ширину 500 нм и длину от 850 нм до 3,5 мкм. Считывание информации с диска происходит при помощи луча полупроводникового лазера с длиной волны 780 нм. В процессе считывания регистрируются изменения интенсивности отраженного света. Приемный фотодиод фиксирует максимальный сигнал, когда лазерный луч проходит между питами. Когда же свет попадет на пит, регистрируется меньшая интенсивность сигнала.
Уже в 1983 г. только в США было продано более 30 тыс. проигрывателей и 800 тыс. компакт-дисков. Появились первые автомобильные проигрыватели дисков, а компания Sony выпустила на рынок портативный CD-плеер DiscMan. В 1985 г. была запущена в производство усовершенствованная версия компакт-диска, названная CD-ROM (англ. Compact Disc Read-Only Memory «память только для чтения»). В отличие от обычного диска на нем можно было хранить не только звукозаписи, но и любые другие цифровые данные. Физически
CD-ROM ничем не отличался от CD, за исключением формата записи (Yellow Book англ. «желтая книга»). Однако обычный проигрыватель аудиодисков не мог воспроизводить хранимую на них информацию, поэтому в том же году было начато производство компьютерных приводов, читающих как CD, так и CD-ROM.
В 1988 г. на рынке появился пишущий компьютерный привод, а компании Taiyo Yuden, Kodak, Maxell и TDK представили компакт-диски для записи в домашних условиях. Диск был назван CD-R (англ. Compact Disc-Recordable «записываемый компакт-диск»). Формат записи (Orange Book англ. «оранжевая книга») был разработан компаниями Philips и Sony, а совместимость форматов CD-R и обычных компакт-дисков (CD и CD-ROM) была достигнута после того, как компания Taiyo Yuden разработала особые материалы для изготовления записывающего слоя.
Микрофотография поверхности CD-ROM.
Портативный CD-плеер Sony DiscMan.
Дисководом оборудован практически каждый стационарный компьютер.
Единственное, чего не хватало такому диску, это возможности перезаписывать его столько раз, на сколько хватит физических ресурсов, наподобие магнитофонной кассеты. Такая возможность появилась только в 1997 г., когда был выпущен первый диск для многократной записи CD-RW (англ. Compact Disc-ReWritable «перезаписываемый компакт-диск»). Записывающий слой такого диска состоял из халькогенидного стекла сплава серебра, сурьмы, теллура и индия. Спустя некоторое время появилась разновидность CD-RW, на которую можно было производить запись в несколько приемов.
2007 год стал пиком триумфального шествия CD (на тот момент во всем мире было продано около 200 млрд дисков всех разновидностей) и одновременно началом его заката. Уже к концу года продажи упали на 15 %. Потребителей не устраивал малый объем компакта (максимум 900 Мб), особенно когда на рынке появились новые виды дисковых носителей: DVD (англ. Digital Versatile Disc «цифровой многоцелевой диск» либо Digital Video Disc «цифровой видеодиск») и Blu-ray (от англ. blue ray «синий луч», диск для записи повышенной плотности), а также съемные USB-накопители Flash Drive («флешки»), не требующие специальных приводов и программного обеспечения. Объем таких накопителей позволяет хранить терабайты информации, скачанной с помощью широкополосного доступа в Интернет, а это означает, что многим пользователям компьютерные диски просто ни к чему. По всей видимости, CD (а затем и DVD) в скором времени ожидает судьба магнитофонных и видеокассет и компьютерных дискет. Хотя есть и отличие на диск во время работы за компьютером вполне можно поставить кофейную чашку.
Поиграем с формой
В 1995 г. немецкий продюсер Марио Косе запатентовал так называемый Shape CD компакт-диск произвольной формы в виде разнообразных силуэтов, сердечек, звездочек и т. д. Такие диски использовались в шоу-бизнесе в рекламных целях, однако выяснилось, что для компьютерных приводов они небезопасны, поскольку при высоких скоростях вращения могут лопнуть и полностью вывести привод из строя.
Компакт-диск (англ. Compact Disc) - оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи/считывания информации на/c который осуществляется при помощи лазера. Дальнейшим развитием CD-дисков стали DVD-диски.
Изначально компакт-диск был создан для хранения аудиозаписей в цифровом виде (известен как CD-Audio), однако в дальнейшем стал широко использоваться как носитель для хранения любых данных (файлов) в двоичном виде (т. н. CD-ROM (англ. Compact Disc Read Only Memory, компакт-диск только с возможностью чтения), или КД-ПЗУ - «Компакт-диск, постоянное запоминающее устройство»).
В дальнейшем появились компакт-диски не только с возможностью чтения однократно занесённой на них информации, но и с возможностью их записи и перезаписи (CD-R, CD-RW).
Формат файлов на CD-ROM отличается от формата записи аудио компакт-дисков, и потому обычный проигрыватель аудио компакт-дисков не может воспроизвести хранимую на них информацию, для этого требуется специальный привод (устройство) для чтения таких дисков (сейчас имеются практически в каждом компьютере).
Компакт-диск (CD-ROM) стал основным носителем для переноса информации между компьютерами (вытеснив с этой роли флоппи-диск). Сейчас он уступает эту роль более перспективным твердотельным носителям. История создания Изобретение цифрового компакт-диска традиционно приписывается двум компаниям: либо голландцы из Philips его придумали сами, либо совместно с японцами из Sony.
Произошло это в самом начале 1980-х. Но есть другая версия: CD изобрёл американский физик ещё в 1960-х. Выясняется также, что при этом он не заработал ни цента… Авторство вышеназванных фирм подтверждают многие источники, к примеру, популярная энциклопедия Wikipedia.
Если верить ей, Philips и Sony совместно разработали цифровой компакт-диск в 1980-м, а спустя два года близ Ганновера, началось его массовое производство. Потом подключились Microsoft и Apple, чьими стараниями CD превратился в CD-ROM, который в 1987 году совершил революцию в мире персональных компьютеров. Вот, стало быть, и вся история появления компакт-диска.
Теперь «альтернативная» точка зрения. В 1931 году в Бремертоне (Bremerton), штат Вашингтон, родился Джеймс Расселл. Своё первое изобретение он совершил в шесть лет — построил кораблик с дистанционным управлением, в трюме которого по волнам ходил его завтрак.
В 1953 году Расселл закончил колледж в Портленде и стал бакалавром физики. В качестве физика он и устроился на работу в лабораторию компании General Electric, где затеял ряд экспериментальных проектов. Считается, что Джеймс Расселл был одним из первых, кто стал пользоваться цветным телевизионным экраном и клавиатурой в качестве человеко-машинного интерфейса.
Он же первым спроектировал и построил агрегат для сварки пучком электронов. В 1965 году, когда базирующийся в штате Огайо институт Battelle Memorial открыл в Ричлэнде Тихоокеанскую северо-западную лабораторию, а Расселл стал её старшим научным сотрудником. Тогда он уже знал, в каком направлении будет работать. Дело в том, что физик был страстным любителем классической музыки.
И, как многие меломаны того времени, Расселл часто расстраивался из-за ухудшающегося со временем качества записи на виниловых пластинках.
Пытаясь внести усовершенствования, учёный даже пытался использовать в качестве звукоснимателя иголки кактуса. Однажды в субботу днём Расселл решил набросать схему лучшей, по его мнению, цифровой системы записи и воспроизведения звука.
В итоге он «родил» действительно революционную идею — придумал устройство, в котором отсутствовал физический контакт между компонентами процесса проигрывания записи. На тот момент Расселл был знаком с цифровой записью данных на перфокартах и магнитной ленте, но понял, что лучший способ — использовать свет. 0 и 1, темнота и свет — раздумывал физик — если двоичный код достаточно хорошо уплотнить, в нём можно хранить не просто мелодии, а целые энциклопедии.
В институте учёному, хотя и не сразу, но пошли навстречу, разрешив работать над персональным проектом по переводу аналогового сигнала в цифру.
И через пару лет Расселл изобрёл первую оптико-цифровую систему записи и воспроизведения, которую запатентовал в 1970 году. Он нашёл способ записи на жёсткий фоточувствительный диск данных в виде крошечных «битов», светлых и тёмных, каждый — микрон в диаметре.
Лазерный луч считывал двоичный код, а компьютер преобразовал данные в электронный сигнал, который тогда было сравнительно просто преобразовать в слышимую или видимую «трансляцию». Вот это и было первым цифровым компакт-диском. В 1970-е изобретатель продолжил совершенствовать своё детище, пытаясь приспособить его к любой форме данных.
Как и множество разработок, опередивших своё время, CD поначалу не слишком заинтересовал инвесторов. Но в 1971 году рисковый бизнесмен Эли Джекобс основал корпорацию Optical Recording и пригласил Расселла в команду, которая должна была придумать видеодиск. Идея была такая: распространять телевизионные программы на небольших пластмассовых носителях, рассылая их по почте, чтобы люди могли в любой момент посмотреть любимую передачу.
По сути, речь шла о том, что сейчас называется видеомагнитофонами и кассетами для них. В 1974 году на выставке в Чикаго компания представила оптико-цифровую телевизионную машину для записи и воспроизведения, первое устройство, которое переводило цветное изображение в цифру, но мир не перевернулся, инвесторы не отреагировали.
Через год, летом 1975-го, в лабораторию Расселла наведались представители Philips и невысоко оценили его работу: Они сказали, что «это очень хорошо для хранения данных, но вы не можете приспособить это для видео или аудио», — вспоминал физик. Нужно сказать, что за несколько лет до посещения лаборатории голландская компания выпустила свой лазерный диск для аналогового оптического видеоплеера.
В Нидерландах были убеждены, что аналог — единственно возможный вариант: «Philips тогда вложила $60 миллионов в разработку лазерного диска, никто не говорил им, что они совершают ошибку», — рассказывал Расселл.
Два месяца спустя после экскурсии по лаборатории изобретателя Philips представила компакт-диск — практически точно такой же. В конечном счёте, не только Philips, но и Sony, и другие компании вплотную занялись продвижением технологии Расселла, не упоминая его имени.
Сам Расселл, впрочем, не монополизировал права на технологию: «Трудно сказать, сделали ли эти люди всё сами, независимо от меня. Ведь в том, что у двух или более человек, находящихся в разных местах, может родиться одна и та же идея, ничего необычного нет.
Вполне возможно, мы работали параллельно. Но позже они заплатили за это». Действительно, Sony и Philips выплатили лицензионные платежи от продаж проигрывателя компакт-дисков.
Деньги получили институт Battelle Memorial, корпорация Optical Recording и её хозяин Джекобс. В 1992 году Time Warner и другие производители дисков подали на Optical Recording в суд, заплатив, в конечном счёте, $30 миллионов за нарушение патентов, так как суд решил — у корпорации эксклюзивные права на технологию CD.
Тем не менее, из всех этих денег Расселл ни разу не получил ни цента, так как 26 патентов на «компакт» принадлежали его работодателю, то бишь — Optical Recording.
Однако и это изобретателя не остановило. Он продолжил работать над оптическими системами хранения данных и придумал нового конкурента накопителям на жёстких дисках — оптическую память произвольного доступа (Optical random-access memory — ORAM).
В этой системе нет вращающегося диска и вообще — ни одной движущейся части, данные считываются светом. В 1991 году Расселл вместе с партнёром Полом Наем создал компанию Ioptics — специально для ORAM. Но даже несмотря на многомиллионные инвестиции от Microsoft, дело не выгорело, система оказалась невостребованной.
Чем сейчас занимается изобретатель, «породивший» за свою жизнь более 50 патентов, сказать сложно. Последние упоминания о нём в прессе датированы 2000 годом, когда 53-летний Расселл был удостоен премии Vollum Award за выдающийся вклад в развитие науки и техники.
Разумеется, во всей этой истории можно усмотреть стремление американцев приписать себе изобретение всех жизненно важных вещей. Но даже если это так, Джеймс Рассел пионером в своём деле быть не перестанет. Поэтому, справедливости ради, пусть наряду с новаторством Philips и Sony живёт и эта версия появления CD.
Интересные факты
Несмотря на то, что прошло совсем немного времени с момента создания компакт-дисков, это событие успело обрасти множеством легенд.
Версия Джеймса Рассела
Существует версия о том, что компакт-диск изобрели вовсе не Philips и Sony, а американский физик Джеймс Рассел, работавший в компании Optical Recording. Уже в 1971 году он продемонстрировал своё изобретение для хранения данных. Делал он это для «личных» целей, желая предотвратить царапание своих виниловых пластинок иглами звукоснимателей. Спустя восемь лет подобное устройство было «независимо» изобретено компаниями Philips и Sony. Девятая симфония
Бетховена и компакт-диск
Очевидцы и участники переговоров о формате КД свидетельствуют, что в Philips и Sony до мая 1980 года не было единого мнения о внешнем диаметре диска.
С точки зрения инженеров Sony был достаточен диаметр в 100 мм, поскольку он позволяет миниатюризировать портативный проигрыватель.
От высшего руководства Philips исходила идея сделать диск не более диагонального размера стандартной аудиокассеты (115 мм), имевшей на рынке большой успех.
Кроме того, в этом случае диск соответствует нормальным рядам линейных размеров системы DIN. Вице-президент корпорации Sony Норио Ога (англ. Norio Ohga), музыкант, в свою очередь полагал, что диск должен быть в состоянии вместить 9-ю симфонию Бетховена.
В этом случае, по его мнению, на дисках можно будет распространять до 95 % классических произведений. Дальнейшие исследования показали, что, например, девятая симфония в исполнении берлинского филармонического оркестра под руководством Герберта фон Караяна имела продолжительность 66 минут.
Наиболее продолжительным исполнением стала симфония под руководством Вильгельма Фуртвенглера, исполненная на байрейтском фестивале - 74 минуты. Это-де и послужило решающим аргументом при принятии решения о ёмкости диска. «Как и в большинстве случаев, красивая история не имеет ничего общего с реальной жизнью.
Эта история вышла из-под пера пиарщиков Philips», - считает бывший инженер Philips Кеес Схоухамер Имминк. Реальность же, по его мнению, была иной. Под Ганновером Philips уже подготовил производственную линию по выпуску компакт-дисков на заводе PolyGram.
В минимальные сроки можно было запустить производство дисков размером 115 мм. Выпуск дисков размеров 120 мм требовал значительных затрат денег и времени, поскольку был связан с заменой оснастки.
По мнению Имминка, Sony не захотела смириться ситуацией, что Philips получит преимущество по выходу на рынок. Как бы то ни было, в мае 1980 года росчерком пера высшего руководства фирм был установлен окончательный размер диска в 120 мм, ёмкость диска в 74 минут аудиозаписи и частота дискретизации в 44,1 кГц. Все прочие технические параметры пересчитывались, исходя из согласованных данных.
