為什么用電腦復制的CD效果要差

一張數碼照片，如果沖印出來，經過幾年顏色就會變得暗淡，但放在電腦中的照片文件即便是過去一百年，也不會出現和沖印照片一樣的褪色問題。這就是將聲像信息保存為數字記錄的優(yōu)點，記錄的信息永遠都不會發(fā)生變化。

這一優(yōu)點已經得到大眾的認可，不然聲像產品數碼機不會如此快將磁帶機的市場主導地位替代掉，人們都相信，只要存放數碼文件的存儲介質沒有損壞，文件內容就會永遠保持不變。

可生活中有一種情況會讓人們犯暈，去音像店買CD時，正版的價格會相當貴，如果你對售貨員抱怨太貴，他們會告訴你這價格貴有所值，盜版CD效果要差一些。

許多人可能都不會相信這個說法，會認為是售貨員為了推銷才有這么一說，CD和其它電腦軟件光盤都是同樣的東西，軟件光盤用電腦復制刻錄的同樣能用，如果復制刻錄的光盤不能完全一樣，肯定不能使用，可復制出來的軟件光盤從來沒聽人說過會有問題。CD同樣是用光盤記錄的歌曲數碼信息，我自己復制怎么可能效果要差呢？道理上解釋不通。

可實際情況是售貨員真沒說謊，不管是誰，自己用電腦將原版CD復制另外刻錄一張，播放出來的效果就是比不上原版CD，這可真是一個神奇的現象。要是問售貨員這是為什么，售貨員只能是含糊回答盜版的碟質量要差，做得沒有原版的好，別的他也說不出個所以然來。

電腦知識不多的人會認可這個解釋，但有一定電腦知識的人，就會是堅決不信這個解釋，他知道現在做盜版的材質和設備甚至比正版的都要好，絕對不是盜版碟本身質量有問題，到底是什么原因是越想越糊涂。

要弄清楚這個問題需要先對光盤的數據存儲方式做一個初步了解，你可以這樣理解，從光盤的內圈開始有一條線，線繞成蚊香狀的螺旋型，當然這條線實際上是不存在的，只是我們?yōu)榱吮阌诶斫獠胚@樣假設。

光盤的數據信息就記錄在這條“線”上，我們可以在這條“線”上制定一個規(guī)則來記錄0和1狀態(tài)，比如每毫米為一個數據位，黑色為0，白色為1，我們只要有一把刻度尺就能將上面記錄的數據位信息讀出來。

光盤用的是同樣的方法，只是每個位占用的長度要小許多，0.163毫米的長度能記錄288個數據位，數據位的0和1狀態(tài)也不是黑和白，而是平面凹下去為0，否則為1。

光驅是用激光頭去讀取數據位，對于數據位0和1，是高低兩個平面，反射效果幾乎相同，但兩者交界處反射會有明顯差異，光頭利用這一特性輔以其它技術判斷當前數據位是0還是1。刻度是通過光頭的旋轉來進行計算，光盤的旋轉和常見的電機不同，是恒線速度，這樣就可以在“線”上標定出正確的位置，你可以觀察一下影碟機，光頭位置越靠外，轉得越慢?？刹灰】催@個恒線速度的技術，這可是全世界花了二十余年才得到的成果。

因為誤差的存在，是不可能將線速度完全控制在絕對值上，一定存在一個誤差，如果不做其它處理，是以“線”的起點為參照點，越往后偏差就會越大，一張光盤就算是600M字節(jié)的容量，到最后也會把小小誤差累計成一個天文數字，接下來看看到底是用什么技術來實現0和1的識別的。

圖一 光盤數據結構示意圖

圖一中凹坑和突起分別叫“坑”和“岸”，這些"坑"和"岸"是原始數據信號先經過EFM（8位到14位編碼調制）調制，再加上3位間隔代碼，最后形成通道代碼就是光盤里的實際數據序列，這樣處理就能保證正確讀出0和1。

光驅的激光頭讀取光盤數據時，“坑”和“岸”對激光的反射效果幾乎相同，規(guī)定此時讀到的狀態(tài)位為0，這個0的個數由“坑”和“岸”的連續(xù)個數決定。

在“坑”和“岸”的交界邊沿處，光頭會讀到另外一個狀態(tài)1。這樣對于8位原始數據中的兩個或兩個以上的連續(xù)的1，此方法無法進行表示，兩個邊沿之間一定會讀到至少一個0。為此需要將兩個連續(xù)的1，要中間插入0的方法分隔開。

如果我們直接規(guī)定連續(xù)兩個1中間就插入一個0，這樣原來為11的數據就變成了101，可8位的原始數據中也有這樣的可能，兩者會混淆在一起，顯然不能這么簡單處理。EFM就是用一個14位數據來表示一個8位數據，從16384中組合總提取256種不出現連續(xù)兩個1的數據組合（通道碼）與8位數據對應。

為避免調制所得相鄰兩個14位數據（通道碼）出現兩個1連續(xù)，在14位數據（通道碼）之間再加上3位合并碼（DVD中用2位合并碼），形成17位的最終數據碼。光盤中的數據就是這種17位的數據，讀取光盤時，將讀到的17位數據碼經過解碼系統(tǒng)反向轉換為8位二進制數。

對于EFM編解碼我們不用過多了解，可以看成一個簡單的查表轉換操作，具體轉轉也是由激光頭硬件自己完成，對于用戶來說并不公開，只需要知道存在這一步處理就可以。

雖然光盤上記錄的是數字信號的位狀態(tài)0和1，理論上兩者是不會弄混，實際情況并不如此。比如寫在紙上的0和1的字樣，通常我們是可以準確認出，但如果紙被水打濕，字跡模糊后就難以分辨，同樣道理，激光頭讀光盤數據時，也會有一定幾率出錯，而且這個幾率還比較大，全新的光盤也高達10-4，對于舊盤尤其是刮花的盤，誤碼率更是會大幅度上升，如此高的誤碼率顯然是不能接受的，不然播放的音樂隨時都是雜音。

設計者在制定CD數據格式標準時考慮到了這一點，并不是將所有的數據都用來記錄聲音數據，而是以扇區(qū)為單位，每個扇區(qū)實際有3528字節(jié)數據，但用來記錄聲音數據的只有2352字節(jié)，另外的1176字節(jié)數據用作同步、控制和糾錯，經過這個糾錯處理新的光盤誤碼率可以降低到10-9。

這里的糾錯簡稱為EDC/ECC，這個誤碼率對于音樂播放來說可以接受，但不能用于計算機數據存儲。簡化計算可知道這個誤碼率讀新盤平均1G位就會出現錯誤，也就是說讀100M字節(jié)理論上就會有一個字節(jié)出錯，象WINDOWS之類的安裝碟很大機會讀回來包含好幾處錯誤，所以誤碼率要求降低到10-12才能用做計算機數據存儲。

說這些目的只有一個，雖然光盤里面記錄的是0和1這樣的數字信息，但在光驅讀盤的過程中會出錯，這樣對于CD碟電腦抓到的數據相較原始數據就已經包含了一些錯誤，再將抓到的數據刻錄到CD碟中又會產生另外一些錯誤，這樣就使得自己復制的翻版CD效果要差過正版CD。

正版CD ---（電腦復制正版CD）---> 電腦中CD數據文件 ---（電腦刻錄CD）---> 翻版CD

和壓縮算法一樣，糾錯算法也有許多種，而且更為復雜，我們常說的CHECK_SUM和CRC不屬于糾錯算法，它們只是有簡單的錯誤判斷功能，并不能糾正中間的錯誤。

比如有0x120x34 0x56 0x78這樣一組數據，傳輸過程中錯為0x020x34 0x56 0x78，CHECK_SUM和CRC只能發(fā)現出了錯，并不能改正，而糾錯算法不但可以知道是什么地方出錯，并能將錯誤的0x02改回正確的0x12。好的糾錯算法功能會非常強，有的理論上可以在誤碼率50%的情況下依然能將原始信息恢復。