神通激光

第四節 圓盤裏容大世界

　　電子計算機是一種運算機器，也是一種存儲機器，能夠用於存儲數據、資料等，成為“經濟信息庫”、“科技成果信息庫”、“人才信息庫”……無獨有偶，除了計算機之外，近些年發展起來的光盤技術又為人們開發“信息庫”拓展出一條新路。激光光盤不僅能夠記錄聲像，具有錄像機的作用，而且還能夠存儲數據、資料、圖像等，具有計算機的存儲與檢索功能。在這方麵，光盤並不遜色，它的存儲與檢索的能力也大得很呢！

　　下麵，我們介紹一下光盤的來曆、功能和應用情況。

　　130年前的一天，美國大發明家愛迪生拿起電話聽筒要打電話。可是，那時候，電話送話器膜片的靈敏度太差，打個電話，雙方都要放開喉嚨大喊大叫，否則就聽不清。愛迪生的耳朵又不好使，因為他在火車上當報童時做實驗失火，耳朵被車長打聾，現在打起電話來，太費勁了。於是，他決定改進電話送話器。他用一根針來檢驗送話器的傳話膜片振動情況。忽然，他發現，針尖接觸傳話膜片時，竟隨著說話聲音的強弱而有規律地顫動起來。他那發明家的特有敏感使他立刻意識到，這一現象是很有價值的。這時候，一個新的發明在他的大腦裏醞釀起來。他想，聲音作用在膜片上，會使針按照聲音規律顫動，反過來，如果讓針作有規律的顫動，不就可以複原出聲音來了嗎？設想有了，怎樣實現呢？他的大腦緊張地思索起來，許許多多的現有技術一一從他的腦際出現又消失，最後，莫爾斯電報信號的中轉器技術在他大腦裏停留下來，對，這項技術可以利用。從此，他和他的助手開始日夜研究實驗。他采取在金屬筒的錫箔片上刻製槽紋的辦法記錄聲音，通過短針在槽紋中顫動並通過喇叭複現出聲音來。

　　1877年的一天，世界上第一台留聲機在愛迪生的手上誕生了！留聲機的唱片上有一圈圈首尾相接的螺線槽。在放音過程中，隨著唱盤的旋轉，唱機針在唱片螺線槽內滑動，並按照線紋的細微的變化規律顫動。唱機針的顫動經拾音器變成電信號，經過電子放大器放大，最後由揚聲器轉變成聲音而放出來。灌製唱片時，是以和放音相反的方法，將音樂、戲曲和語言以螺線槽的形式記錄在唱片之上，因而螺線槽的形狀完全“代表”聲音的變化規律。灌製唱片的過程就是錄音的過程。實際上，放音的過程就是灌製唱片（錄音）的逆過程，把記錄在唱片上的聲音如實地複現出來。

　　愛迪生的留聲機，和他的許多其他發明一樣，對以後科學技術的發展產生了深刻影響。它是聲像技術發展的開端。10年後，美國發明家柏林納發明滾筒式留聲機，第二年發明盤式留聲機，並發明了唱片。那時候的留聲機，右側有一個手搖把，放音時需要用手搖來給它“上勁”，就像給手表“上勁”一樣。又過了40年，美國電影業為了給無聲電影配上聲音，設計出一種與無聲影片同步的電唱機，並生產出用電唱機放聲的有聲電影。從此留聲機開始甩掉尾巴——手搖把，改名為電唱機。後來，福克斯有聲電影公司發明聲音調製技術，才把聲音直接製作在電影膠片上。

　　人們並不滿足於唱機，20世紀40年代初，德國研製出具有高頻偏磁和良好機械傳輸性能的磁帶錄音機，開拓出記錄聲音的新渠道。

　　1955年，美國無線電公司宣布實驗成功磁帶彩色錄像機，從此，人類不僅能把自己和大自然的聲音記錄下來，而且能把自己和大自然的形象記錄下來，它揭開了聲像技術史的新頁，打開了現代聲像技術發展的大門和通路。3年後，美國安皮克公司生產出商用彩色錄像機。

　　1970年，英國德卡公司研製出第一台黑白電視錄像盤。兩年後，荷蘭菲利浦公司研製出用激光器拾音的彩色電視錄像盤。這就是現代激光光盤的誕生！

　　1978年，世界上第一張激光影碟（Laser Video DISK，簡稱LD）問世，其出色的視聽效果令人驚歎。LD首次實現了激光與數字技術相結合的視頻、音頻信號的錄放，開創了視頻、音頻錄放數字化的新天地。激光影碟具有極高的記錄密度，它以一個個間斷的凹坑記錄信息，凹坑深0.1微米，寬0.4微米，在30厘米的影碟上，每個麵上的凹坑總數達145億個。影碟看起來表麵上色彩閃爍，是入射光在這大量的凹坑上產生繞射光柵而使白光分解成五光十色光柵的緣故。它每麵可錄放60分鍾的圖像與伴音，為了重現錄製的影音信息，播放時需用LD Player激光影碟機。

　　1980年，荷蘭飛利浦與日本索尼兩家公司開發出小型教學數字音頻光盤（Compact Disc Digital Audio）簡稱為CD，也稱激光唱片或激光唱盤。1982年，激光唱片與唱機以音質好、容量大、體積小等優點紛紛上市。激光唱片的直徑為5英寸（12.7厘米），單麵雙聲道存貯數字音頻的信息，可存放約70分鍾的內容。激光唱片也可在電子計算機上聽，計算機上要裝有CD-ROM、聲卡和音箱等一些設備及軟件。

　　激光光盤出現以後，人們充分挖掘它的潛力，創造出多種功能的激光唱機和唱片。1983年，美國和日本分別研製成嶄新的數字錄音唱片。這種唱片完全擺脫了傳統唱片的製作和重播方式，為唱片開辟了一個全新的境界。這種數字唱片所采用的灌錄技術，原理和人造衛星上裝置的電腦輔助攝影機相同。首先，灌錄音使用一種特製的電腦，以每秒鍾可以收錄44000個音響單位的速度，把聲音收入電腦。然後，電腦把這些音響轉譯成數字。這些音響數字，被記錄在一張直徑14厘米的膠片上。數字唱片重播時，使用一台特製的唱機。這台唱機是利用激光照射記錄在唱片表麵上的數字，用一句數字唱片的術語來說，那就是利用激光去“重讀”這些音響數字。激光把數字讀出之後，再經過唱機和音響擴音器，便可以把音響播出。這種數字唱機，有幾項重要的優點是任何傳統唱片所不及的。激光在唱片上“讀出”的是數字而不是音響，因此不怕唱片上塵埃或靜電的幹擾，沒有雜音。這種數字唱片，在存儲技術等方麵都有重要的用途。

　　激光影碟機是“綜合信號激光盤係統”中的一種。它的工作原理與激光唱片、激光唱片機相同，隻是它所錄製、讀取和播放的信號包括音響、靜止動態畫麵及文字等多種信號。這種綜合信號激光盤用於教學、娛樂等。在激光影碟機的發展中先後出現了LD、CD-G、CD-V、VCD、DVD等。

　　1988年荷蘭菲利普公司推出世界上第一台CD-Video（簡稱CD電視唱片）機。CD-V唱片是在碟片上記錄了20分鍾左右的數字音頻信息與5分鍾左右的帶數字立體聲伴音的NTSC製活動圖像模擬視頻信息（或6分鍾左右的PAL製帶數字立體聲伴音的活動圖像模擬視頻信息）。CD-V是錄有數字音頻加模擬視頻信息的唱碟（音像碟），活動的畫麵比CD-G更為誘人。日本JVC公司推出第一台激光唱片加圖形的唱機。這種新型激光唱機使用一種新穎的音頻——視頻激光唱片。這種唱片含有音樂、文字、照片和圖形，以數字方式存儲。在聽音樂時，同時還能從電視屏幕上看到歌中的表演和歌詞。

　　1993年下半年VCD視盤（Video-CD，也稱CD視盤）新技術付諸實用。它是采用ISO國際標準化組織1991年最終認定的MPEG壓縮編碼技術的新秀，可播放74分鍾的全屏幕、全動態、立體聲影片。VCD的視頻壓縮和解碼技術是美國人發明的，通過壓縮把一部電影的動態圖像和聲音壓縮到1.2G信息容量左右的光盤中去，並通過數字解碼技術把壓縮的電子信號重新播放出來。

　　然而，世界上第一台家用VCD機（實驗用機）卻是由中國安徽現代電視技術研究所於1992年12月研製成功的。1993年9月取名“萬燕”的第一代VCD機（產品）麵世。在短短幾年裏，VCD市場即達到巔峰狀態。另外，VCD盤也可在電子計算機上播放；使用在計算機上的CD視盤不僅可以存放、錄像等，它還可以存放電子遊戲。人們可以通過操作計算機來達到雙向交流，不但能看到精彩的畫麵、聽到動聽的聲音，還可以參與其中扮演角色，從而給人們帶來了更大的樂趣。

　　1994年新機種數字視頻光盤機（Digital Video DISK，簡稱DVD）誕生。從原理上來說，DVD與VCD沒有本質的不同，DVD也是對電影畫麵進行視頻壓縮，將壓縮的圖像儲存在光盤上。播放時DVD影碟機對光盤上的數字信號進行解碼，還原出圖像在顯示器上播放。但VCD盤隻能單麵使用，一張光盤隻能儲存640MK的信息，分辨率也較低，而且隻有2個聲道，播放時並不能實現真正的立體聲。和VCD相比，DVD產品在各個方麵都有了全麵的提高。DVD光盤儲存的數據可以達到4G，一個光盤可以儲存多部電影，分辨率是VCD產品的4倍，具有很高清晰度，而儲存的電影具有8個聲道。DVD和VCD相比，播放效果上有了質的飛躍。

　　激光光盤的誕生，激光在音響設備上的應用，是音響上的一次革命。人們利用激光，以“光針”代替鋼針、寶石針，製成激光唱片。經過發展，激光唱片不僅能夠錄音，而且能夠錄像。激光唱片用來記錄、存儲聲音和圖像，可以說，這是聲像技術上的一次革命，一個偉大的創舉。

　　激光光盤技術發展很快，各種功能、各種用途的新型唱機、唱片層出不窮。如今，激光光盤早已成為我們非常熟悉朋友，它是我們使用電腦、家庭影院不可缺少的東西，給我們提供大量的趣味無窮的遊戲娛樂，給我們提供豐富多彩的影音藝術，給我們帶來了美好的現代高科技享受。不僅如此，激光光盤和聲像技術、電子計算機技術聯手，又踏入文獻存儲和檢索的領域，開辟了一片圖文檢索的新天地。

　　例如，美國第一個大型工程資料光盤檢索係統在舊金山太平洋煤氣電力公司建成。這種係統的軟件設計和配置，由美國南方電力國際有限公司信息係統部承擔。它可以處理太平洋煤氣電力公司的40多萬張建築和工程圖紙。利用這個光盤檢索係統，太平洋煤氣電力公司將全部藍圖、工程圖、設計說明書及有關文件轉變成電子圖像信息，存儲在光盤上，替代了原先的穿孔卡片、人工存儲和文件目錄係統，進而實現對整個係統的嚴格控製和對個別文件的靈活存取。利用現有的硬件設備和南方電力國際有限公司開發的係統軟件，可以處理40萬份資料，並能夠使太平洋煤氣電力公司的電子信息庫在3個月內實現聯機，公司的工程師和電廠的操作人員能夠在設於不同地點的工作站，快速檢索、查閱和打印出所需要的資料。

　　再如，我國的光盤檢索係統——海威光盤圖文檢索係統誕生，它是北京中關村新技術公司——海威電氣公司的年輕技術專家研製成功的。這個係統是一個具有“真跡存儲”功能的圖文檢索係統，能將指紋、印鑒、手稿、樂譜、圖表、地圖和照片等信息進行存儲、傳輸、複製並按原樣顯示、打印出來。

　　這種光盤圖文檢索係統比電子計算機檢索係統要高出一籌。目前，各個單位開發的或商品化的計算機檢索係統，並不是存儲“一次文獻”（文獻資料本身），更不是存儲大量圖像係統，而隻是存儲“二次文獻”，即隻提供給用戶查找文獻資料的線索。因此，用戶要查找某種文獻資料，必須首先利用計算機檢索“二次文獻”數據庫，得到所需要的那種文獻資料“在哪裏”的答複；然後，再到情報所、圖收館、檔案館或專利局去尋找和借閱文獻資料原件。這就是說，計算機檢索係統僅僅替用戶找到文獻資料的目錄索引，而文獻資料本身還要靠用戶花時間、精力去尋找。有了海威光盤檢索係統，用戶就不用親自到情報、圖書部門去尋找文獻資料。由於光盤圖文檢索係統以快速掃描輸入的功能，將原始文獻和圖表掃描存儲在光盤組中，用戶隻要利用一些簡單的檢索入口點，就可以直接找文獻資料原件。

　　這種光盤圖文檢索係統的顯著特點是，它具有適應人使用的“用戶界麵”。用戶使用光盤圖文檢索係統，不用操作鍵盤，隻要按鼠標器上的3個按鍵，就可以完成所有的操作，得到各種各樣的信息服務。這種係統有著極為廣闊的應用前景，可用來實現金融、公安、海關、包裝、商標和圖書情報等現代化管理，提高各行各業的工作效率和服務水平，並帶來巨大的經濟效益和社會效益。

　　這種光盤圖文檢索係統開創了情報信息走進辦公室、研究室、企業和家庭的理想服務模式。20年前，美國著名信息專家蘭卡斯特曾描繪出一幅手提式電子圖書館的藍圖，如今光盤圖文檢索係統已經邁出了重要的一步，將一座龐大圖書館縮進一間小小的辦公室，那麽，隨著高科技的飛速發展，把一座圖書館、一座情報所縮微成為一個“手提式圖書館”或“手提式情報所”，為期還會很遠嗎？

　　1991年12月26日，日本《朝日新聞》報道，日本平凡出版社將一部《新世界大百科全書》“裝進”一張光盤唱片裏。這是日本電氣家用電子公司等廠家聯合開發的。他們花4的時間研製成CD-ROM光盤讀取專用存儲器，接著研製成這種光盤用的唱片。這張唱片直徑12厘米，厚度1.2厘米，重量隻有15克。這樣一張輕薄的光盤唱片卻容納了39卷正文和1卷索引的巨著，存儲量總計7000萬字！

　　如今，《中國大百科全書》也已經“裝進”光盤裏。近幾年來，激光光盤技術迅猛發展，隨著激光光盤技術的發展，光盤書籍已經進入辦公室，並走進家庭生活中來。新型光盤書籍對於普通家庭減少書櫃占地是很有利的，況且，這種光盤書籍比起普通書籍來讀取十分方便。

　　§§第六章 逼真的照片