Otwórz menu główne
Logo CD-Audio

CD-Audio, Audio-CD, CD-DA (ang. Compact Disc Digital Audio) – standard cyfrowego zapisu dźwięku na płycie kompaktowej wykorzystujący kodowanie PCM o częstotliwości próbkowania 44,1 kHz i rozdzielczości 16 bitów na próbkę.

Spis treści

OpisEdytuj

Płyta CD pozwala na zapis dwóch kanałów (stereo). Muzyka jest podzielona na ścieżki, po których można przeskakiwać bez konieczności przewijania. Jeśli płyta została zapisana w systemie Track-At-Once (TAO) między ścieżkami będzie 2-sekundowa przerwa, można to ominąć nagrywając płytę w systemie Disc-At-Once (DAO).

Dane zapisywane na dysku CD-Audio poddawane są kodowaniu CIRC, służącemu do korekcji błędów, a następnie kodowaniu kanałowemu EFM, zwiększającemu upakowanie danych.

CD-DA zawiera standardowo 74 minuty nagrania podzielonego na maksymalnie 99 części. Przy największym dopuszczalnym zwężeniu rowka (1,497 μm) długość nagrania można zwiększyć do 79 minut i 40 sekund (przy przekroczeniu standardów - nawet do 90 albo 99 minut, przy czym takie płyty powodują dużo problemów z odczytem, szczególnie w starszych odtwarzaczach).

Historia i znaczenieEdytuj

Pierwsza płyta kompaktowa pojawiła się na rynku w 1982. Początkowo przewidziana wyłącznie na potrzeby przemysłu fonograficznego. Do roli uniwersalnego nośnika danych dla komputerów przystosowano ją dopiero trzy lata później, w 1985 roku.

Wprowadzenie płyty CD-Audio było znaczącym przełomem w fonografii. W przeciwieństwie do stosowanych wcześniej nośników analogowych, płyta CD-Audio umożliwia zapis i odtworzenie dźwięku w sposób idealnie wierny oryginałowi. Jest to możliwe ponieważ wynikająca z zastosowanej częstotliwość próbkowania częstotliwość Nyquista przewyższa górny pułap pasma częstotliwości słyszalnych przez ludzi. Zakres dynamiki wynoszący teoretycznie 96 dB (który można jeszcze rozszerzyć poprzez dodanie ditheru), pokrywa z zapasem rozpiętości dynamiczne jakie realnie występują w muzyce. Trwałość nagrania wydanego na nośniku CD-Audio jest praktycznie nieograniczona, w przeciwieństwie do wcześniejszych nośników analogowych, które po każdorazowym odtworzeniu degradowały się w mniejszym lub większym stopniu.

W końcu roku 1985 na światowym rynku oferowano 6000 tytułów muzycznych płyt CD, z czego 60% stanowiła muzyka pop. Potentatami w produkcji tych płyt były wytwórnie Polygram (RFN) i JVC. Moc produkcyjna każdej z nich dochodziła do 30 milionów płyt rocznie[1].

Próby wyparcia CD-Audio przez nowsze i jakoby lepsze standardy takie jak SACD i DVD-Audio zakończyły się niepowodzeniem. Jak wykazały liczne testy odsłuchowe przeprowadzane przez rozmaite zespoły profesjonalistów zajmujących się inżynierią dźwięku, dalsze podnoszenie częstotliwości próbkowania i zwiększanie ilości bitów na próbkę nie daje żadnej słyszalnej korzyści. W warunkach podwójnie ślepej próby, przy normalnych poziomach głośności, okazało się, że żaden ze słuchaczy nie był w stanie odróżnić odsłuchiwanych próbek[2].

Zagrożeniem dla dalszej obecności płyt CD-Audio na rynku może być natomiast dystrybucja nagrań przez sklepy internetowe, w postaci niezwiązanych z materialnym nośnikiem plików.

Czerwona KsięgaEdytuj

Wszystkie specyfikacje techniczne dla wszelkich rodzajów płyt kompaktowych są opublikowane w tzw. Tęczowych Księgach. Jest to seria publikacji, gdzie kolorem oznaczono zakres danej specyfikacji. Czerwona Księga opisuje standard CD-Audio.

Pierwsze wydanie Czerwonej Księgi zostało wydane w 1980 roku przez Philips i Sony[3], [4] została ona przyjęta przez „Digital Audio Disc Committee” i ratyfikowana jako IEC 60908 (opublikowany w 1987[5]). Drugie wydanie IEC 60908, które unieważnia i zastępuje wydanie pierwsze, pierwszą poprawkę (1992) i sprostowanie do pierwszej poprawki, opublikowano w 1999[6]. Standard nie jest powszechnie dostępny lecz jest licencjonowany przez firmę Philips.

Podstawy specyfikacjiEdytuj

  1. Maksymalny czas nagrania to 79,8 minut[7]
  2. Minimalna długość ścieżki to 4 sekundy (razem z 2 sekundami przerwy)
  3. Maksymalna liczba ścieżek to 99
  4. Maksymalna liczba indeksowanych pozycji (fragmentów ścieżki) to 99 bez ograniczeń czasowych
  5. Powinien być zawarty Międzynarodowy Standardowy Kod Nagrań (ISRC - International Standard Recording Code)

Szczegóły techniczneEdytuj

Czerwona Księga określa parametry fizyczne i właściwości płyty kompaktowej, parametry „optycznej” igły, odchylenia i poziomy błędów, modulację danych EFM i metodę korekcji błędów (zmodyfikowane kodowanie korekcyjne Reeda-Solomona, CIRC) oraz 8 podkanałów dla cyfrowych danych.

Określa również format cyfrowych danych dźwiękowych:

Powodem wybrania takiej a nie innej częstotliwości próbkowania było to, że była ona ówcześnie stosowana do zapisu cyfrowych danych dźwiękowych na taśmach wideo[8]. Na dźwiękowych płytach kompaktowych można zarejestrować częstotliwości do 22,05 kHz - częstotliwiści Nyquista dla sygnału próbkowanego z częstotliwością 44,1 kHz. Przepływność audio wynosi 1 411,2 kbit/s (2 kanały × 44 100 próbek na sekundę na kanał × 16 bitów na próbkę = 1 411 200 bit/s = 1 411,2 kbit/s). Każda próbka jest zakodowana jako 16-bitowa liczba całkowita ze znakiem, co daje zakres od -32768 do +32767.

Na płycie, cyfrowe dane dźwiękowe są zorganizowane w sektorach po 2352 bajty, które są odczytywane z prędkością 75 sektorów na sekundę. Faktyczna liczba danych jest jednak większa, gdyż zawiera zwielokrotnienie bitów przez modulację EFM, korekcję błędów (CIRC), podkanały i inne dane, które nie są zazwyczaj udostępniane podczas realizacji odczytu dźwięku. Na początku płyty znajduje się „spis treści” w którym, z rozdzielczością do jednego sektora, zawarta jest lista wszystkich ścieżek na płycie. Stąd wynika, że liczba próbek dźwięku na ścieżce jest wielokrotnością liczby 588.

Zobacz teżEdytuj

PrzypisyEdytuj

  1. Z kraju i ze świata. „Radioelektronik”. 87, s. 1, sierpień 1986. Andrzej Sowiński (red. nacz.). 
  2. Meyer, E. Brad; Moran, David R.: Audibility of a CD-Standard A/DA/A Loop Inserted into High-Resolution Audio Playback (ang.). aes.org. [dostęp 2016-04-21].
  3. How the CD was developed (ang.). BBC News, 17 sierpnia 2007. [dostęp 2007-08-17]. Jak opracowano CD
  4. Philips Historical Products – Philips Compact Disc. [dostęp 2016-05-03]. Historyczne produkty Philips - płyta kompaktowa
  5. IEC 60908 ed 1.0 - wyszukiwarka IEC. [dostęp 2011-07-28].
  6. IEC: IEC 60908 ed. 2.0 - preview. [dostęp 2011-07-28].
  7. Clifford, Martin (1987). "The Complete Compact Disc Player." Prentice Hall. s. 57. ​ISBN 0-13-159294-7​.
  8. Dlaczego 44,1kHz? Dlaczego nie 48kHz? (ang.).

BibliografiaEdytuj

  • Metzger Piotr Anatomia PC Wydanie IX, Rok wydania: 2004, Wydawnictwo: Helion, ​ISBN 83-7361-507-5