Архивное хранение цифровых фотографий

Что же из доступных решений остается в распоряжении фотолюбителя? Флоппи-диски мы не рассматриваем, поскольку это, практически, уже исчезнувшая технология. Магнитные диски повышенной емкости (например, ZIP, которые давно сошли со сцены) надежного хранения тоже не обеспечивают… Выход очевиден - оптические записываемые носители. Именно они получили сегодня наибольшее распространение и именно они заменили устаревшие флоппи-дискеты.

В оптическом накопителе для чтения информации используется инфракрасный лазер, снабженный объективом. Луч лазера фокусируется на рабочей дорожке оптического диска. Рабочая дорожка представляет собой концентрическую спиральную полоску, имеющую ступенчатый профиль либо состоящую из слоя краски с переменной отражающей способностью. Сфокусированный луч отражается от поверхности рабочей дорожки и возвращается в светоприемник - детектор, закрепленный рядом с лазером подсветки. В зависимости от структуры поверхности рабочей дорожки, отраженный луч имеет различную яркость. При этом выступы (на поверхности которых фокусируется световой луч) или неокрашенные места дорожки дают более яркое отражение, чем впадины (на поверхности которых луч расфокусирован) или окрашенные (темные) участки дорожки. Таким образом формируется последовательность информационных битов (физических единиц носителей информации), которая интерпретируется компьютером как программный код.

По типу записи оптические накопители подразделяются на несколько групп. Наибольшее распространение получили диски CD-ROM, на которые информация записывается лишь однажды в промышленных условиях. Подобные диски состоят из прозрачной поликарбонатной основы, рабочего алюминиевого слоя и лакового защитного слоя. Запись на диски CD-ROM ведется следующим образом. Сначала оцифрованная информация поступает с компьютера на специальное устройство, при помощи которого изготовляется базовая матрица диска. Информационная дорожка матрицы представляет собой последовательность выступов и впадин (их и называют питами ). Затем с базовой матрицы делается ее зеркальная металлическая копия - штамп. В процессе массового тиражирования дисков CD-ROM информационная дорожка штампа выдавливается на алюминиевом слое заготовок. Затем отштампованные заготовки со стороны рабочей поверхности покрываются защитным лаком, на нерабочую поверхность наклеивается этикетка, диск упаковывается и отправляется на склад. Таков технологический путь изготовления дисков CD-ROM, на которых распространяются компьютерные программы, базы данных, цифровые аудио- и видеозаписи.

Как известно, емкость в 640 Мбайт диска CD-ROM была определена случайным путем при его проектировании. Именно столько места занимает стандартная музыкальная запись, которая умещалась на двух сторонах виниловой грампластинки. Из той же старой аналоговой технологии разработчиками были позаимствованы и некоторые особенности технической организации цифровой записи. Например, информация на оптический носитель записывается не на параллельные дорожки, разбитые радиальными границами на секторы, как на магнитных жестких и гибких дисках, а на одну непрерывную спиральную дорожку, раскручивающуюся от центра к краю диска.Подобная последовательность записи сокращает время запуска диска и упрощает алгоритм записи (в частности, не требуется предварительного форматирования, во время которого диск разбивается на секторы). Привод же блока головок оптического дисковода по конструкции напоминает тангенциальный (то есть перемещающийся строго радиально, а не на поворотном рычаге) тонарм звукоснимателя, применявшийся когда-то на проигрывателях виниловых пластинок.

Оптические диски CD-ROM с отштампованной информационной дорожкой обладают самой высокой надежностью хранения информации. Записанная информация не может быть стерта случайным образом, а условия сохранности сводятся лишь к предупреждению механического повреждения рабочей поверхности диска. Оптические диски боятся царапин и потертостей лакового слоя, а также его замутнения под воздействием растворителей.

Технология штамповки доступна только для промышленного тиражирования программ и других видов цифровой информации. В домашних условиях и при малотиражном производстве используется иная технология - однократной записи. Для осуществления записи информации используются дисководы CD-R, вытесненные сегодня комбинированными приводами CD-RW. Диски для однократной записи устроены иначе, чем обычные CD-ROM. На поликарбонатную подложку нанесен отражающий серебряный слой, на который в свою очередь наносится слой краски (так называемый активный слой ). При этом используются красители двух типов - цианиновый или фталоцианиновый, различающиеся цветом (в первом случае цвет рабочей поверхности диска имеет синеватый или сине-зеленый оттенок, во втором - зеленоватый или золотистый).Активный слой защищен от механических повреждений слоем лака.

Установленный в дисководе CD-R записывающий лазер при подаче на него электрического импульса, соответствующего определенному биту информации, увеличивает энергию излучения. Под воздействием светового луча краситель меняет свою структуру и темнеет, образуя информационный пит (питы, кстати, называют еще доменами ). Последовательность затемненных и светлых участков имеет переменную светопропускную способность. При считывании записанной информации, луч считывающего лазера проходит сквозь затемненный или прозрачный участок дорожки, отражается от серебряного слоя и попадает на поверхность светочувствительного детектора дисковода. Перепад яркостей отраженного от серебряного слоя света распознается компьютером как последовательность битов информации, образующих цифровой код.

Таким образом, сам дисковод CD-R имеет более сложное устройство, чем обычный дисковод CD-ROM, поскольку оптический блок содержит не только детектор и подсвечивающий лазер, но еще и лазер записывающий. В современных устройствах считывающий и записывающий лазеры могут быть объединены в один комбинированный прибор - излучающий лазерный светодиод. В любом оптическом дисководе, к какому бы типу он ни относился, оптический блок закреплен на подвижной каретке, перемещаемой радиально вдоль поверхности диска двигателем с червячной передачей. Благодаря этому, оптический блок перемещается вдоль спиралевидной информационной дорожки без сбоев. За равномерностью перемещения и правильным позиционированием оптического блока следит специальный контроллер. А содержание диска и точные координаты участков, на которых находится та или иная информация, записаны в самом начале информационной дорожки. При инициализации вставленного в дисковод диска компьютер считывает эту информацию сервисного участка дорожки и на ее основе выводит содержание диска, формируя команды на поиск того или иного файла, записанного на диск.

В отличие от дисков CD-ROM со штампованной информационной дорожкой диски CD-R подвержены самопроизвольному уничтожению информации под воздействием внешних факторов. Слой красителя и после записи остается восприимчивым к световому излучению. При попадании на рабочую дорожку случайным образом сфокусированного луча солнечного света, спектр которого содержит полный диапазон световых волн, в том числе и тех, что применяются в микроволновых лазерах, краситель может потемнеть, разрушив записанную лазером последовательность информационных питов. И на диске появится сбойный участок информационной дорожки.

Другой недостаток дисководов и носителей CD-R - однократная запись. Однажды записанный диск невозможно записать повторно, поскольку изменение отражательной способности красителя необратимо (иными словами - краска может потемнеть под воздействием записывающего лазера, но ничто не заставит ее вернуться в исходное состояние, то есть посветлеть). Поэтому перед сеансом записи надо как следует проверить подготовленный образ будущего диска, а сам компьютер неплохо бы снабдить блоком бесперебойного питания, поскольку малейший сбой электропитания приведет к непоправимому повреждению диска. Справедливости ради, стоит заметить, что не такие уж значительные неудобства применения CD-R компенсируются чрезвычайно низкой стоимостью носителей, а ограниченная надежность сохранения информации - выполнением элементарно простых правил. Записанные диски следует хранить в футлярах и не подвергать их воздействию солнечных лучей.