[懷舊好文]DVD燒錄原理完全解析

電腦王創刊到現在也有4年多了，過去我們作過許多精彩的報導。有時想想，就這麼讓它們沉睡在故紙堆中似乎也有點可惜。為了讓這些精彩報導能夠重見天日，我們將借用ADV實驗室的篇幅，精選一些比較原理性，不受時間影響的經典好文章刊登出來，也讓大家得以回顧我們一起走過的這段時光。如果你有想看的舊文章，也可以在底下留言「點播」，我們會盡可能地滿足大家。 好文從哪來？ 期數：電腦王第45期 欄目：玩家採購．Part 1 看懂DVD燒錄原理 文＝于瀅杰 其實筆者和各位讀者一樣，一直以為DVD燒錄器不久後會被藍光取代，並且漸漸的消失，實際上當它停留在16倍速之後，又開始增快燒錄速度，而且還加了不少功能進去。 現今市場上，不管什麼品牌的燒錄器，幾乎都具備20倍速燒錄能力，雖然它們價格都相當便宜，但是要怎麼挑選還真是一件麻煩事，因此筆者此次就選了幾台20倍速燒錄器，一起試試它們的極限。

燒錄器的關鍵元件在哪？

好了，別再嫌你的DVD燒錄器太慢了，其實它已經很努力的在燒錄資料。我們從CD格式的光碟來看，一倍速CD燒錄器也只不過燒錄150KB/s資料量到光碟上，而DVD一倍速卻能夠燒進1350KB/s的資料量，也就是說，當你以20倍速進行燒錄時，就會燒進27000KB/s的資料，筆者想要強調的是，此時燒錄器轉速會來到 11,200rpm（硬碟大都為恆定7,200rpm），產生相當大的馬達旋轉聲響（甚至於尖銳聲），若是燒錄器兩旁四顆螺絲未鎖緊，甚至於還會引起整個機殼的共鳴。這樣看來，燒錄過程需要那些「關鍵元件」的配合？

• 馬達
• 控制晶片
• 光學讀寫頭
• 光碟片

光學讀寫頭運作圖解

由於光碟片的使用是由上往下放置，因此不論是家庭用的播放機或是電腦用的光碟機，其光學讀寫頭都是被設置在下方。從光學讀寫頭的架構來看，在最底層是有一枚雷射二極體的元件，其主要功能就是會射出雷射光，接著其光向是朝齊聚光稜鏡射去，而聚光稜鏡會將光束直接射向分光鏡。 此時的分光鏡會將光束射向兩種不同方向，第一是射向物透鏡它可將光束「聚焦」，第二則是射向「光學感測器」，它的用途就是等待物透鏡反射回來的光。而光碟片上所指的「Pit」，指的就是光碟所燒錄下去的「標記」，當然，如果你是去買DVD、CD等影片、音樂光碟，都是廠商已經壓製好的，所以已經有Pit在光碟表面上。 而光學讀寫頭所射出的光束，若是射進Pit時，其反射光射回分光鏡時再轉向光學感測器，所以在圖片當中讀者應該可以看到，Pit與光碟表面的不同，會使得光反射反應有所變化。

首先，在馬達方面要達到如此高的轉速，其實很容易，但是重點需要「夠平穩」，不然光學讀寫頭離光碟表面非常靠近，若是不夠平穩就會傷了光學讀寫頭、片子也報廢了。此外，像是控制晶片的部分，過去許多廠商均是採用國外的控制晶片，如NEC等，不過國內的聯發科已有日漸取代之勢，而控制晶片主要是負責介面控制以及各種資料的處理等等。

而台系大廠最感到悲痛莫名的，大概就屬光學讀寫頭的技術掌握吧！因為在「一組」光學讀寫頭裡，可是包括了各種不同精密元件，像是雷射二極體、物鏡（Objective Lens）等，每一樣都需要極高技術才能生產出來，接著還得把這些元件整合為一，才能進行光束的射出或是感應到光的反射運作。因此，台灣廠商在這部分還是被日系大廠抓的死死的， 所以像Lite-On等燒錄器代工廠，都還是得乖乖付錢給Sanyo、Sony日本廠商，以取得光學讀寫頭產品。

最後，可別以為搞定了燒錄器，光碟片你就不必管了。許多人應該有聽過所謂的「爆片」。而爆片簡單的來說，就是當光碟片放入光碟機之後，開始進行高速旋轉時，其光碟片因為結構不夠堅韌而破碎，因此就在光碟機裡爆裂開來，所以常常使用高倍速燒錄，卻是使用二次片或價格十分低廉的空白光碟，其實都相當危險。

燒錄器如何寫入資料？

瞭解了一台燒錄器的關鍵元件之後，接著來談談燒錄器如何寫入資料。請讀者想像一下眼前有一張稿紙，稿紙的正上方有一隻筆，開始進行書寫時，需要將文字清楚的寫在稿紙上的字格內，不過，若是你的稿紙會「上下左右」的振動，你是否能夠精確地將文字填入字格呢？

其實更恐怖的是燒錄器中的光學讀寫頭就像這隻筆，而你的稿紙就是光碟片，而且這兩者均會「上下左右」的振動。所以，現在你可以想像一下，光碟機或燒錄器如何讀取或寫入資料。

不過幸好光碟並不需要填入筆畫複雜的文字，只要在光碟片上進行「標記（又稱mark）」便可以進行資料的記錄。所謂的標記，指的就是「001010101010」等數位資料，記錄為「1」時為有標記，無標記則是「0」，而光碟片上的記錄方式就是這個樣子。

光碟片如何記錄資料

在光學讀寫頭中，會有光束由下往上射向光碟記錄層，而光束射向記錄層時，其記錄膜會因為有「010110」等等的標記資料，而「1」又表示有熔凹下的標記，0則是無熔凹的情況，因此，當光碟機要讀取光碟上的資料時，同樣也會發射光束，但其光束的強度又不足以熔化記錄膜，因此光束又會反射回來，此時反射光強度會因為照射到0或1（未凹陷與凹陷的記錄膜）而不同。 光學讀寫頭中的「光學感測器」會「持續」地接收反射光，不論是讀取0或1都會產生不同波長的反射光，也就是形成「類比資料」，再送到解碼晶片裡進行轉譯成「數位資料」供給電腦使用，這就是整個光碟資料讀取的過程。

那麼，這些0、1等資訊，是如何產生出來的呢？這是光學讀寫頭利用雷射二極體發出光束，再透過物鏡的聚焦功能，將光束聚焦在光碟片的記錄膜上，進而熔掉染料形成「標記」，而凹陷下去的標記，就是數位資料「1」，平面無凹陷的則為「0」。（其實嚴格來說，在平坦與高起、凹下的交界處才是「1」，為了讓讀者更容量理解，只好使用較不精確的說法）

不過，在一片光碟上，是沒有所謂的「字格」，那麼燒錄器要怎麼做才能夠把標記給記錄在光碟上呢？其實，在光碟上有「導溝（Pre-Groove）」，它從光碟的中心一圈一圈地以螺旋狀方式往外延伸到光碟的最外圍，而且它還能夠引導光學讀寫頭的「位置」。

引導光學讀寫頭最大的用意，就是要讓它可以有「規則」地去寫入或是讀取資料，因為物鏡所射出的光束聚焦在光碟片的記錄膜時，其記錄膜上會形成一個「光點（Spot）」，而這個光點就會依照導溝的線圈來行進，而且這個光點還可以一邊追蹤（Tracking）光碟的位置，讓光點可以「不斷地」追尋光碟所移動的方向，而這就是燒錄器如何進行「燒錄」的完整流程。

高速寫入的困難在哪？

如果你已經購買18或是20 倍速的燒錄器，是否會發現它其實有點名不符實？也就是說，買了一台20倍速燒錄器放入空白光碟，燒錄軟體上呈現的燒錄倍數，為什麼總是無法達到18或20呢？其實，除了步進馬達、控制晶片、光學讀寫頭等主要元件會影響燒錄倍速，最根本的問題就是「相容性」。

根據國內光碟製造商─錸德科技表示，由於許多日系燒錄器廠商在產品尚未上市之前，在第一波的光碟片相容性測試就先納入「日本國內」的光碟片，並且工程師們還會將燒錄器校調至該光碟可達到的表定倍速，接著開始銷往全球各個國家。

此時的燒錄器韌體只針對某些光碟片做過相容性測試與最佳化設計，因此對其它廠商的光碟片相容性（例如台灣、大陸等其它國家的光碟製造商）相當低。所以，據錸德科技的說法來看，購買一台燒錄器之後，若要與光碟片有最佳的相容性，最好先把燒錄器內的韌體更新至最新版，不過前題是該燒錄器廠商把各家光碟片的相容性測試做到盡善盡美。

▼20倍速燒錄器規格一覽▼