家庭多媒体系统——CD-I

多媒体浪潮正在席卷全球，多媒体这一术语已开始频繁地出现于我国的报刊、广播及电视节目中。多媒体技术实际上是把人类习惯的声音、文字及图像等多种传播媒体的信息运载能力与计算机的交互式控制功能相结合，充分调动人的耳闻、目睹和手触等多种感觉方式与计算机进行交往和对话，从而创造出一种集声、图、文等多种信息传播媒介于一体的交互式信息系统，即多媒体系统。

1994年3月，在北京举行的首届中国国际光盘及多媒体研讨展览会上，荷兰Philips公司展示出了一种引起世人注目的家用多媒体系统—一CD-I。CD-I原意为交互式小型光盘系统（Compact Disc Interactive），它以家用电视机作为输出设备，把高质量的音响、文字、图形、动画、静止图像及运动视频图像都以数字方式记录在容量为650兆字节的5英寸只读式光盘上，实现了最具特色的交互式操作。使用者只需使用遥控器或操纵杆等控制装置，随时参与或主动控制正在播放的视听节目，也可以根据自己的思路和爱好控制剧情的发展，让演员按你的意思演出，并可与节目中的人物进行环境逼真的对话、竞赛及游戏。CD-I的高保真立体音响和以电影手法拍制出的优质画面不仅给人耳目一新的美妙享受，而且其交互式功能更令人有身临其境的感觉，为使用者增添了无穷的乐趣。

CD-I除了可播放众多的配套教育和娱乐等节目外，亦可播放CD-DA激光数字唱盘、CD-G激光图形唱盘和CD-Photo激光照片光盘等其它CD家族的光盘软件。

CD-I家用多媒体系统的基本结构如图1所示，主要由CD-驱动器、Motorola 68000系列微处理器、音频信号处理器、视频信号处理器、MPEG解码器和智能化外围控制器等部分组成。整个系统软硬件的协调运行由光盘实时操作系统CD-RTOS控制。

CD-I光盘上的音频、视频和计算机程序等数据通常是交叉存放的，CD-RTOS根据扇区头和子头中的信息，对来自CD-驱动器的混合数据流进行分离，并把声音、图形、动画、静态图像及运动视频图像数据分别送到相应的信号处理器或MPEG解码器中，然后经D／A转换后由音响设备和电视机进行输出。如果由电视机显示的是带有伴音的文字、动画或视频图像，CD-RTOS还要保证声音与文字、动画及视频图像的同步。

运行交互式娱乐或教育节目时，使用者可通过遥控器或操纵杆等外围控制装置移动电视屏幕上的光标，向CD-I发出命令，CD-RTOS操作系统实时解释并执行各种命令。CD-I系统基本上是一个与电视游戏机类似的解码器，没有计算机使用经验的人也能对其进行灵活的操作和交互。

CD-I光盘上的信息均采用与CD激光唱盘相同的EFM调制方式和CIRC校正方式进行记录，其数据格式由CD-DA和CD-ROM演变而来，CD-I光盘上1秒钟的长度被分成75等分的扇区（相当于CD唱盘中的帧），每个扇区的数据量为2352字节，由同步信号、头、子头、用户数据、检错码和纠错码7个部分组成（图2）。

扇区中的用户数据可以混合存放音乐、图像和计算机数据，头字节用来说明数据的种类和地址，子头字节进一步说明该扇区的用户数据。用户数据有方式1和方式2两种。方式1中有检纠错码，主要用来存放不允许出错的数据，如应用程序、控制数据和文字等。方式2主要用来存放误码率要求不高的音乐或图像数据，其目的是充分利用光盘上的存储空间。

在CD-I光盘的扇区中，头和子头是为了便于人机对话和计算机管理而作为附加信息加入的一些辅助码，由于CD驱动器本身就具有随机寻道的特性，因此CD-I的人机交互功能非常强。

CD-I系统提供4种不同音质的声音输出。第一种使用CD-DA激光唱盘，仍采用16bit、44.1kHz采样频率的脉冲编码调制（PCM）方式，使系统具有超级Hi-Fi的音响效果。其它3种使用CD-I光盘，均采用自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）方法，对声音数据进行压缩编码，以便留出存储空间记录图形及图像数据。根据采样频率和量化阶数的不同，有A、B、C三级音质的输出，其中A级相当于激光视盘中LV的音质，即高保真音质；B级相当于FM调频广播的音质；C级相当于AM调幅广播的音质。

数字化后视频图像数据量之大是非常惊人的，如果不对原始视频图像数据进行压缩，则在600兆字节的5英寸光盘上只能存储20秒钟的中等分辨率（640×480）彩色视频图像。CD-I采用MPFG国际标准（ISO/IEC 11172）规定的压缩编码算法，将每秒30帧或25帧的运动视频图像及其伴音信号压缩后记录到CD盘上，使一张CD盘可以连续播放74分钟的录像节目，其图像质量与VHS质量相同，伴音质量达到了CD激光音响的效果。

CD-I集影视、音乐、游戏、教育及光盘电子图书等多种功能于一身，可取代传统的家庭视听产品，使千家万户都真正享受到高科技创造出的震憾人心的效果，因此CD-I将会成为现代家庭必备的多媒体电子产品。（高宏）