CDバーナーのしくみ

CDバーナーの出現は、大きな文化的変化を示しました。この技術により、平均的な人が曲を集めて自分のCDを作成することが可能になりました。突然、世界中の音楽ミックスメーカーが制作手段を手に入れました。

今日、書き込み可能なCDドライブ（CDバーナー）は新しいPCの標準装備であり、ますます多くのオーディオ愛好家がステレオシステムに個別のCDバーナーを追加しています。5年足らずで、CDは選択された混合媒体としてカセットテープを凌駕しました。

この記事では、CDバーナーが曲やその他の情報を空のディスクにエンコードする方法について説明します。また、CDの再書き込み可能なテクノロジについても説明し、データファイルがどのようにまとめられているかを確認し、CDバーナーを使用して独自の音楽ミックスを作成する方法を確認します。

コンテンツ

1. CDの基本：バンプ
2. CDの基本：パス
3. CDを読む
4. CDを書く
5. CDの書き込み：レーザーアセンブリ
6. CDの書き込み：レーザーの書き込み
7. CDの消去
8. 相変化化合物
9. 消去レーザー
10. CDフォーマット
11. データのエンコード
12. 独自のCDの作成：ソフトウェア
13. 独自のCDの作成：音楽
14. 独自のCDの作成：書き込み

CDのしくみを読んだら、CDテクノロジーの基本的な考え方を理解しているはずです。CDは、音楽やその他のファイルをデジタル形式で保存します。つまり、ディスク上の情報は、一連の1と0で表されます（詳細については、アナログおよびデジタル録音のしくみを参照してください）。従来のCDでは、これらの1と0は、ディスクの反射面にある何百万もの小さな隆起と平らな領域で表されます。バンプとフラットは、幅が約0.5ミクロン（100万分の1メートル）、長さが3.5マイル（5 km）の無限軌道に配置されています。

この情報を読み取るために、CDプレーヤーはトラック上にレーザービームを通過させます。レーザーがトラックの平らな領域を通過すると、ビームはレーザーアセンブリの光学センサーに直接反射されます。CDプレーヤーはこれを1として解釈します。ビームがバンプを通過すると、光は光学センサーから跳ね返ります。CDプレーヤーはこれをとして認識します。

CDプレーヤーは、CDのデータトラックに沿って小さなレーザーをガイドします。

従来のCDでは、平坦な領域またはランドが光を反射してレーザーアセンブリに戻します。バンプは光をそらすので、跳ね返りません。

バンプは、ディスクの中心から始まるらせん状のパスに配置されます。レーザーアセンブリがCDの中心から外側に移動する間、CDプレーヤーはディスクを回転させます。一定の速度では、バンプはCDの中心に近い任意のポイントを通過するよりも速くCDの外縁の任意のポイントを通過します。バンプがレーザーを通過する速度を一定に保つために、プレーヤーは、レーザーアセンブリが外側に移動するときに、ディスクの回転速度を遅くする必要があります。

本質的に、これがCDプレーヤーにあるすべてです。スパイラルのパターンを非常に正確にエンコードして読み取る必要があるため、このアイデアの実行はかなり複雑ですが、基本的なプロセスは非常に単純です。

CDプレーヤーは、レーザーアセンブリを中央から外側に動かしながら、ディスクを回転させます。レーザーがデータトラックを一定の速度でスキャンし続けるには、アセンブリが外側に移動するときにプレーヤーはディスクの速度を落とす必要があります。

次のセクションでは、プロ仕様の機器と家庭用CDバーナーの両方でデータがCDに記録される方法について説明します。

前のセクションでは、従来のCDがデジタルデータをバンプとフラットエリアのパターンとして保存し、長いスパイラルトラックに配置していることを確認しました。 CD製造機は、高出力レーザーを使用して、ガラス板にコーティングされたフォトレジスト材料にバンプパターンをエッチングします。精巧なインプリンティングプロセスを通じて、このパターンはアクリルディスクに押し付けられます。次に、ディスクをアルミニウム（または別の金属）でコーティングして、読み取り可能な反射面を作成します。最後に、ディスクは、反射金属を傷、引っかき傷、破片から保護する透明なプラスチック層でコーティングされています。

ご覧のとおり、これはかなり複雑で繊細な操作であり、多くの手順といくつかの異なる材料が含まれます。ほとんどの複雑な製造プロセス（新聞の印刷からテレビの組み立てまで）と同様に、従来のCD製造は家庭での使用には実用的ではありません。これは、数百、数千、または数百万のCDコピーを作成するメーカーにのみ実現可能です。

その結果、従来のCDは、LPや従来のDVDのように、平均的な消費者にとって「読み取り専用」の記憶媒体のままでした。録音可能なカセットに慣れているオーディオファンや、フロッピーディスクの限られたメモリ容量にうんざりしているコンピュータユーザーにとって、この制限はCDテクノロジの大きな欠点のように思われました。90年代初頭、ますます多くの消費者や専門家が独自のCD品質のデジタル録音を作成する方法を探していました。

この要求に応えて、電子機器メーカーは、いくつかの簡単な手順でエンコードできる代替の種類のCDを導入しました。CD-Recordableディスク（CD-R）には、凹凸や平坦な領域はまったくありません。代わりに、それらは、感光性染料の層の上にある滑らかな反射金属層を持っています。

ディスクがブランクの場合、染料は半透明です。光が金属表面を透過して反射する可能性があります。しかし、特定の周波数と強度の集中光で染料層を加熱すると、染料は不透明になります。光が通過できないほど暗くなります。

CD-Rには、従来のCDと同じバンプとランドがありません。代わりに、ディスクには滑らかな反射面の下に染料層があります。空のCD-Rディスクでは、色素層は完全に半透明であるため、すべての光が反射します。書き込みレーザーは、バンプが従来のCDにあるスポットを暗くし、反射しない領域を形成します。

CDトラックに沿った特定のポイントを選択的に暗くし、染料の他の領域を半透明のままにすることで、標準のCDプレーヤーで読み取れるデジタルパターンを作成できます。プレーヤーのレーザービームからの光は、染料が半透明のままになっている場合にのみセンサーに跳ね返ります。これは、従来のCDの平らな領域からのみ跳ね返るのと同じ方法です。そのため、CD-Rディスクにはバンプがまったく押し込まれていなくても、標準のディスクと同じように動作します。

もちろん、CDバーナーの仕事は、デジタルパターンを空のCDに「書き込む」ことです。次のセクションでは、バーナーの内部を見て、このタスクがどのように実行されるかを確認します。

前のセクションでは、CDバーナーがCD-Rディスクの微細な領域を暗くして、標準のCDプレーヤーで読み取ることができる反射領域と非反射領域のデジタルパターンを記録することを確認しました。データはこのような小規模で正確にエンコードする必要があるため、書き込みシステムは非常に正確である必要があります。それでも、作業中の基本的なプロセスは非常に単純です。

CDバーナーには、通常のCDプレーヤーと同じように、可動式のレーザーアセンブリがあります。ただし、標準の「読み取りレーザー」に加えて、「書き込みレーザー」があります。書き込みレーザは、それは違ったディスクと相互作用して、読み取りレーザーよりも強力である：それは表面を変えるだけで、それをオフ光をバウンスするのではなく。読み取りレーザーは色素材料を暗くするほど強力ではないため、CDドライブでCD-Rを再生するだけでは、エンコードされた情報は破壊されません。

次のページでは、この書き込みレーザーがどのように動作するかを確認します。

書き込みレーザーは、読み取りレーザーとまったく同じように移動します。ディスクが回転している間、外側に移動します。下部のプラスチック層には、レーザーを正しい経路に沿って誘導するために、事前にプレスされた溝があります。バーナーは、レーザーアセンブリの動きに合わせてスピン速度を調整することにより、レーザーを一定の速度でトラックに沿って実行し続けます。データを記録するには、バーナーは1と0のパターンに同期してレーザーライターのオンとオフを切り替えるだけです。レーザは0エンコードする材料暗く、それは、葉1を符号化するために半透明。

ほとんどのCDバーナーは、複数の速度でCDを作成できます。CDは、1倍の速度で、プレーヤーが読み取っているときとほぼ同じ速度で回転します。これは、60分の音楽を録音するのに約60分かかることを意味します。2倍速では、60分を記録するのに約30分かかります。より速い燃焼速度のために、あなたはより高度なレーザー制御システムとコンピューターとバーナーの間のより速い接続を必要とします。また、この速度で情報を記録するように設計された空のディスクも必要です。

CD-Rディスクの主な利点は、今日最も普及しているメディアプレーヤーの1つであるほぼすべてのCDプレーヤーとCD-ROMで動作することです。この幅広い互換性に加えて、CD-Rは比較的安価です。

このフォーマットの主な欠点は、ディスクを再利用できないことです。デジタルパターンで焼き付けた後は、消去したり書き直したりすることはできません。90年代半ば、電子機器メーカーはこの問題に対処する新しいCDフォーマットを導入しました。次のセクションでは、一般にCD-RWと呼ばれるこれらのCD書き換え可能ディスクを見て、標準のCD-Rディスクとの違いを確認します。

前のセクションでは、最も普及している書き込み可能なCDテクノロジであるCD-Rについて説明しました。CD-Rディスクは大量のデータを保持し、ほとんどのCDプレーヤーで動作し、かなり安価です。ただし、テープ、フロッピーディスク、その他の多くのデータストレージメディアとは異なり、CD-Rディスクがいっぱいになると再記録することはできません。

CD-RWディスクは、書き込み可能なCDのアイデアをさらに一歩進め、消去機能を組み込んで、不要になった古いデータを上書きできるようにしました。これらのディスクは、相変化技術に基づいています。CD-RWディスクでは、相変化要素は銀、アンチモン、テルル、インジウムの化合物です。他の物理的な材料と同様に、特定の温度に加熱することで、この化合物の形状を変えることができます。化合物がその融解温度（摂氏約600度）を超えて加熱されると、液体になります。その時、結晶化温度（約200℃）、それが固体になります。

CD-RWディスクでは、従来のCDの反射ランドと非反射バンプは、特殊な化合物の位相シフトによって表されます。化合物が結晶状態にあるとき、それは半透明であるため、光は上の金属層まで輝き、レーザーアセンブリに反射して戻る可能性があります。化合物が溶融してアモルファス状態になると、不透明になり、その領域が無反射になります。

では、相変化化合物、フォームでこれらのシフトは、「所定の位置に固定」することができます：彼らがダウンして再びさえ材料が冷却後も持続します。 CD-RWディスク内の化合物を溶融温度まで加熱し、急速に冷却すると、結晶化温度を下回っていても、流動性のあるアモルファス状態のままになります。化合物を結晶化するには、結晶化温度で一定時間保持して、再び冷却される前に固体になるようにする必要があります。

CD-RWディスクで使用される化合物では、結晶形は半透明ですが、アモルファス流体形はほとんどの光を吸収します。新しい空のCDでは、書き込み可能領域のすべての材料が結晶形であるため、光はこの層を通って上の反射金属に輝き、光センサーに跳ね返ります。 CDバーナーは、ディスク上の情報をエンコードするために、化合物を溶融温度まで加熱するのに十分強力な書き込みレーザーを使用します。これらの「溶けた」スポットは、従来のCDのバンプやCD-Rの不透明なスポットと同じ目的を果たします。これらは「読み取り」レーザーをブロックするため、金属層で反射しません。各無反射領域は、デジタルコードの0を示します。結晶のままのすべてのスポットはまだです反射、1を示します。

CD-Rと同様に、読み取りレーザーには、記録層の材料の状態を変更するのに十分なパワーがありません。書き込みレーザーよりもはるかに弱いです。消去レーザーは、間のどこかに落ちる：それは材料を溶融するために十分な強さではないが、それは結晶化点に材料を加熱するために必要な強度を持っていません。材料をこの温度に保持することにより、消去レーザーは化合物を結晶状態に復元し、エンコードされた0を効果的に消去します。これによりディスクがクリアされ、新しいデータをエンコードできます。

CD-RWディスクは、古いCD形式ほど多くの光を反射しないため、ほとんどの古いCDプレーヤーやCD-ROMドライブで読み取ることはできません。すべてのCD-RWライターを含む一部の新しいドライブおよびプレーヤーは、さまざまなCD形式で動作するように読み取りレーザーを調整できます。ただし、CD-RWは多くのCDプレーヤーでは機能しないため、音楽CDには適していません。ほとんどの場合、これらはコンピュータファイルのバックアップストレージデバイスとして使用されます。

これまで見てきたように、CDの反射パターンと非反射パターンは非常に小さく、高速レーザービームを使用して非常にすばやく書き込みおよび読み取りを行います。このシステムでは、データエラーの可能性がかなり高くなります。次のセクションでは、CDバーナーがさまざまなエンコーディングの問題を補正する方法のいくつかを見ていきます。

前のセクションでは、CDおよびCDバーナーテクノロジの基本的な考え方について説明しました。精密なレーザーまたは金型を使用して、1と0のシーケンスを表す反射率の高い領域と反射率の低い領域のパターンをマークできます。このシステムは非常に基本的であるため、ほぼすべての種類のデジタル情報をエンコードできます。ディスクに付けるマークパターンの種類に固有の制限はありません。

ただし、情報を別のCDドライブ（またはプレーヤー）からアクセスできるようにするには、理解しやすい形式でエンコードする必要があります。ISO 9660と呼ばれる音楽CDの確立された形式は、後のCD形式の基盤でした。この形式は、データエラーの影響を最小限に抑えるように特別に設計されています。

これは、記録されたデータを注意深く配置し、それを多くの追加のデジタル情報と混合することによって実現されます。次のページでは、作成したCDにエンコードされた追加情報について学習します。

CDをCDプレーヤーで読み取り可能にすることには、いくつかの重要な側面があります。

音楽CDの情報の実際の配置は非常に複雑です。また、CD-ROM（曲のトラックではなくコンピュータファイルを含むコンパクトディスク）には、さらに広範なエラー訂正システムがあります。これは、コンピュータファイルのエラーがプログラム全体を破損する可能性があるのに対し、音楽CDの小さな未修正のエラーは、わずかなファズまたはスキップノイズを意味するだけだからです。さまざまな種類のCDにデータを配置するさまざまな方法に興味がある場合は、オーディオコンパクトディスク-データの書き込みと読み取りを確認してください。

一部の書き込み可能なCD形式では、書き込みを開始する前にすべての情報を準備する必要があります。この制限は、CDの元の形式と、ディスク自体の物理的な設計に組み込まれています。結局のところ、長いトラックは1と0の1つの連続した接続されたストリングを形成し、これを別々のセクションに分割することは困難です。新しいディスク形式では、一度に1つの「パケット」でファイルを記録し、ディスクがいっぱいになると目次やその他の統合構造を追加できます。

CDバーナーは驚くべき技術であり、内部の仕組みは確かに魅力的です。しかし、一般的なコンピューターユーザーにとって、バーナーの最も魅力的な側面は、バーナーで何ができるかということです。次のセクションでは、このテクノロジーをすべて機能させて、独自の音楽ミックスを作成する方法を説明します。

トレーラートラック

CD-RおよびCD-RWには、通常の音楽CDにはないコンポーネントがあります。CDプレーヤーによって認識される開始点である時間ゼロ（00:00）の前に、CDの先頭に余分なトラックがあります。この追加のトラックスペースには、パワーメモリエリア（PMA）とパワーキャリブレーションエリア（PCA）が含まれます。 PMAは、部分的にしか記録されていないディスクに、個々のパケットの一時的な目次を保存します。ディスクが完成すると、バーナーはこの情報を使用して最終的な目次を作成します。

PCAは、CDバーナーの一種のテストグラウンドです。書き込みレーザーが正しいレベルに設定されていることを確認するために、バーナーはトラックのPCAセクションに沿って一連のテストマークを作成します。次に、バーナーはこれらのマークを読み取り、マークされていない領域と比較したマークされた領域の反射の強度をチェックします。この情報に基づいて、バーナーはディスクへの書き込みに最適なレーザー設定を決定します。

CD-Rはあらゆる種類のデジタル情報を保存できますが、最近最も普及しているアプリケーションは、コンピューターを使用して音楽ミックスCDを作成することです。CDバーナーの世界に慣れていない場合、これは困難な作業のように思えるかもしれません。しかし、適切なソフトウェアを入手し、一般的な手順を理解すれば、実際には非常に簡単です。

すでにCDバーナーを接続している場合、CDを作成する最初のステップは、必要なソフトウェアをロードすることです。この音楽管理ソフトウェアは、いくつかの機能を提供します。

最近では、ほとんどのバーナーに1つ以上の音楽プログラムがパッケージ化されていますが、プログラムを購入したり、インターネット経由でダウンロードしたりすることもできます。プロセス内のさまざまな要素を処理するために個別のメディアアプリケーションが必要になる場合がありますが、すべてを処理する優れたプログラムがいくつかあります（以下を参照）。ここをクリックして、独自のCDの書き込みに関連するソフトウェアを検索してください。

必要なソフトウェアがすべて揃ったら、曲を集めましょう。 CDコレクションから直接曲を取得することをお勧めします。これを行うには、曲を「リッピング」する必要があります。CDからコンピューターのハードドライブにコピーします。これを行うには、抽出プログラムが必要です。特定のトラックをコピーするには、CDを内蔵CD-ROMドライブ（またはCDバーナー自体）に挿入し、抽出プログラムで目的の曲を選択します。基本的に、プログラムは曲を再生し、使用可能なデータ形式に再録音します。 CDが個人的な使用のみを目的としている限り、所有している曲のコピーを作成することは合法です。

インターネット経由でMP3を収集することもできます。MP3は、有料の音楽サイトまたはファイル共有プログラムからダウンロードできます。一部のMP3は無料で、合法的にダウンロードしてCDにコピーできます。ただし、ほとんどは違法コピーであり、ダウンロードしてCDに書き込むことは著作権侵害です。MP3関連のWebサイトを検索するには、ここをクリックしてください。

MP3は圧縮ファイルであり、CDに書き込むには、MP3を展開（デコード）する必要があります。標準の音楽管理プログラムは、これらのファイルをデコードできます。適切なソフトウェアがない場合は、インターネット経由でダウンロードできるデコードプログラムがいくつかあります。

曲を集めたら、ミュージックマネージャを使用して、好きな順序で曲を並べ替えることができます。使用できるディスクスペースは限られていることに注意してください。CD-Rの容量はさまざまで、メガバイトと分の両方で測定されます。最近では、ほとんどのCD-Rの長さは74分または80分です。CDの書き込みに進む前に、ミックスが空のディスクに対して長すぎないことを確認する必要があります。

ミックスが完了して保存したら、空のCD-Rディスクをバーナーに挿入し、音楽管理ソフトウェアで[書き込み]または[書き込み]オプションを選択するだけです。「データCD」ではなく「音楽CD」を選択してください。そうしないと、通常のCDプレーヤーでディスクを再生できなくなります。また、ディスクに書き込む速度を選択する必要があります。通常、速度を遅くすると、書き込みプロセス中に重大なエラーが発生する可能性が低くなります。

CDを作成していると、多くの問題が発生する可能性があるため、一部が正しく出力されなくても驚かないでください。CD-Rは上書きできないため、元に戻せない間違いがあると、ディスク全体をジャンクする必要があります。CD書き込みセットの中で、これは「コースターの作成」と呼ばれます。これは、損傷したCDでできることのほとんどすべてであるためです。

CDの書き込みで引き続き問題が発生する場合は、ドライブに欠陥があるか、音楽管理プログラムに欠陥がある可能性があります。バーナーを返却する前に、他のいくつかのプログラムを試して、より良い結果が得られるかどうかを確認してください。

CD-ROMを作成するには、同様のプロセスを実行しますが、ディスクを音楽CDではなくデータCDとしてコーディングします。一部の新しいCDプレーヤーおよびDVDプレーヤーは、翻訳されていないMP3データファイルを読み取ることができ、この方法でCD-ROM音楽ミックスを作成できる場合があります。 MP3は圧縮ファイルであるため、1枚のディスクにさらに多くのMP3を収めることができます。つまり、より長いミックスを作成できます。もちろん、欠点は、ディスクが大多数のCDプレーヤーで機能しないことです。

CDバーナーは、平均的なコンピューターユーザーにまったく新しい世界を開きました。ほとんどの人のCDプレーヤーで実行される音楽を録音することも、写真、Webページ、またはムービーを含むCD-ROMをまとめることもできます。カーステレオくらいの大きさで、安い自転車の値段くらいの機材で、自分だけのマルチメディア制作会社を立ち上げることができます！

CDバーナーおよび関連トピックの詳細については、次のページのリンクを確認してください。

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