CD je digitální optický disk pro ukládání dat ve formátu společně vyvinutém společnostmi Philips a Sony, který byl uveden na trh v roce 1982. Původně byl vyvinut pro ukládání a přehrávání zvukových záznamů, později byl upraven pro záznam různých dat. Několik dalších formátů se stalo jejich deriváty, včetně jednorázového záznamu zvuku a ukládání dat (CD), přepisovatelných médií (RW), video disku (VCD), super video disku (nebo SVCD), PictureCD atd. První komerčně dostupný CDP -101 audio CD přehrávač byl vydán v říjnu 1982 v Japonsku.
Standardní CD mají průměr 120 mm a pojmou až asi 80 minut nekomprimovaného zvuku nebo asi 700 MB dat. Mini CD se dodává v různých průměrech (v rozmezí od 60 do 80 milimetrů). Někdy se používají pro CD singly, protože pojmou až 24 minut zvuku, nebo pro nahrávací ovladače.
Rozvoj popularity
V době, kdy byla tato technologie představena, v roce 1982, mohlo CD uložit mnohem více dat než pevný disk na osobnípočítač, který obvykle není větší než 10 MB. Do roku 2010 nabízely pevné disky obvykle tolik úložného prostoru jako tisíc CD, přičemž jejich ceny klesly na nízkou úroveň. V roce 2004 se celosvětově prodalo přibližně 30 miliard kopií zvukových CD, CD-ROM a CD-R. Do roku 2007 se celosvětově prodalo 200 miliard CD.
Od počátku 21. století jsou CD stále více nahrazovány jinými formami digitálního úložiště a distribuce, což má za následek, že do roku 2010 jejich počet klesl asi o 50 % od svého maxima, ale zůstala jedním z hlavních médií v hudebním průmyslu. průmysl.
Historie vzhledu
Americkému vynálezci Jamesi Russellovi se připisuje vynález prvního systému pro záznam digitálních informací na optickou průhlednou fólii, která vyzařuje světlo díky vysokému výkonu halogenových žárovek. Jeho patent byl poprvé zaregistrován v roce 1966. Po soudním sporu Sony a Philips licencovaly Russellovy patenty v 80. letech.
CD je produktem evoluce laserových disků. Jedná se o technologii, která využívá zaostřený laserový paprsek k zajištění vysoké hustoty informací potřebné pro vysoce kvalitní digitální zvuk. Prototypy byly vyvinuty společnostmi Philips a Sony nezávisle na konci 70. let 20. století. V roce 1979 byla vytvořena společná pracovní skupina inženýrů, aby vynalezla nová digitální média. Po roce experimentování a diskuzíThe Book of Audio Standards byla vydána v roce 1980. Po prvním komerčním vydání v roce 1982 se CD a související přehrávače staly extrémně populární. Navzdory vysokým nákladům se jen v USA v letech 1983 a 1984 prodalo přes 400 000 kusů. V roce 1988 prodej převýšil poptávku po vinylových deskách a v roce 1992 po audiokazetách. Tento úspěch v šíření CD technologie je výsledkem úzké spolupráce mezi společnostmi Philips a Sony, které se dohodly a vyvinuly kompatibilní hardware. Jednotný design CD umožnil spotřebitelům koupit gramofon nebo přehrávač od jakékoli společnosti.
Jak se technologie vyvinula?
Zpočátku se věřilo, že CD je nástupcem vinylové desky pro přehrávání hudby, nikoli paměťovým médiem. Od svého zavedení jako hudebního formátu však CD přijaly i jiné aplikace.
V roce 1983 byly provedeny první experimenty s vymazatelným CD. V červnu 1985 bylo poprvé provedeno čtení CD na počítači a v roce 1990 se v prodeji objevily opakovaně použitelné přepisovatelné disky. Staly se novou alternativou magnetofonu pro záznam hudby a kopírování hudebních alb bez vad díky kompresi používané v jiných metodách digitálního záznamu. Hudební CD se tedy zdálo být nejpohodlnějším médiem ve srovnání s kazetami a deskami.
Počátkem 21. století CD přehrávače z velké části nahradily magnetofony,stejně jako rádia jako standardní vybavení nových vozidel.
Mezitím, s následným nárůstem distribuce souborů v komprimovaných audio formátech (jako je MP3), začal prodej CD v roce 2000 klesat. Například v letech 2000 až 2008, navzdory celkovému nárůstu prodeje hudby, klesl prodej CD celkově o 20 %. Navzdory rychlému poklesu poptávky ve srovnání s předchozími lety zůstala technologie nějakou dobu nad vodou.
Struktura CD
Jakékoli CD má tloušťku 1,2 mm a je vyrobeno z polykarbonátového plastu. Každý takový nosič váží 15-20 gramů. Jeho struktura je definována od středu směrem ven, jeho prvky jsou:
- střed otvoru vřetena (15mm);
- první přechodová zóna (upínací kroužek);
- upínací držák;
- druhá přechodová zóna (zrcadlový pruh);
- softwarová oblast (od 25 do 58 mm);
- rim.
Na povrch disku je nanesena tenká vrstva hliníku nebo méně často zlata, díky čemuž je reflexní. Kov je chráněn filmem laku, který se obvykle nanáší přímo na reflexní vrstvu. Štítek je vytištěn na vrchu laku, obvykle sítotiskem nebo ofsetovým tiskem.
Data CD jsou reprezentována jako drobné zářezy, známé jako „stopy“, zakódované do spirálových stop zobrazených na vrchní části polykarbonátové vrstvy. Mechanismus CD přehrávače otáčí disk na jedno skenování rychlostí 1,2 až 1,4 m/s (konstantní lineární rychlost), což odpovídá přibližně 500 ot./min na vnitřní straně disku acca 200 ot./min - na vnější straně. Disk přehrávaný od začátku do konce se během přehrávání zpomaluje.
Jak se data přehrávají?
Zóna programu má plochu přibližně 86,05 cm2 a délka zaznamenané spirály je 5,38 km. Při rychlosti skenování 1,2 m/s je doba přehrávání 74 minut nebo 650 MB dat na CD-ROM. Poněkud hustší datový disk dokáže přehrát většina přehrávačů (ačkoli některé starší modely tento formát nepodporují).
CD se čte pomocí infračerveného polovodičového laseru umístěného uvnitř CD přehrávače přes vrstvu polykarbonátu. Změna výšky mezi stopami má za následek rozdíl v odrazu světla. Právě měřením intenzity změny z fotodiody lze data číst z média.
Rozdíl mezi stopami nepředstavuje přímo nuly a jedničky v binárních datech. Místo toho se používá kódování, které předpokládá, že se nevrací k nule. Tato metoda kódování byla původně určena pro audio CD, ale od té doby se stala standardem pro téměř všechny formáty.
Funkce médií
CD jsou náchylná k poškození během manipulace a používání. Stopy jsou umístěny mnohem blíže štítkové straně disku az tohoto důvodu vady a nečistoty na průhledné straně neovlivňují přehrávání. Proto je u CD pravděpodobnější poškození na straně štítku. škrábance naprůhlednou stranu lze obnovit vyplněním podobným refrakčním plastem nebo pečlivým vyleštěním. Okraje disku někdy nejsou zcela utěsněny, což umožňuje plynům a kapalinám poškodit kovovou reflexní vrstvu a/nebo narušit schopnost laseru reprodukovat obsah stop. Digitální data na CD se ukládají a přehrávají od středu k okraji.
Která CD byla k dispozici na prodej?
Standardní CD jsou k dispozici ve dvou velikostech. Zdaleka nejběžnější médium má průměr 120 milimetrů, audio kapacitu 74 nebo 80 minut a datovou kapacitu 650 nebo 700 MB. Existují také disky o průměru 80 mm, na které se vejde až 24 minut hudby nebo 210 MB dat.
Logický formát zvukového CD (oficiálně Digital Audio nebo CD-DA) je popsán v dokumentu vydaném v roce 1980 tvůrci tohoto formátu, společnostmi Sony a Philips. Jedná se o dvoukanálové 16bitové kódování na frekvenci 44,1 kHz. Čtyřkanálový zvuk měl být platnou variantou tohoto formátu, ale nikdy nebyl uveden do praxe. Toto jsou standardní hudební CD, která se na trhu nejčastěji vyskytují.
CD+text je rozšíření pro zvukové CD, které vám umožňuje ukládat další textové informace (jako je název alba, skladby, jméno interpreta), ale médium je vypalováno podle standardů pro zvukové CD. Informace jsou uloženy buď v té oblasti disku, kde je přibližně pět kilobajtů volného místa, nebo v kódu stopy, který lze uložitasi 31 MB navíc.
CD+graphics je speciální zvukové CD, které kromě zvuku obsahuje grafická data. Toto médium lze přehrávat na běžném přehrávači, ale při přehrávání na vyhrazeném zařízení CD+G může přehrávat obrázky. Zpravidla je takový přehrávač připojen k televizi nebo zobrazen na monitoru počítače. Tato grafika se téměř vždy používá k zobrazení textů na obrazovce pro karaoke.
CD+Advanced Graphics (také známé jako CD+EG) je vylepšená verze grafického datového CD. Stejně jako CD+G i CD+EG využívá základní funkce CD-ROM k zobrazení textových a video informací kromě přehrávané hudby. Toto jsou počítačová CD navržená pro přehrávání na monitoru.
formát SACD
Super Audio CD (SACD) je formát zvuku s vysokým rozlišením pouze pro čtení. Tyto optické disky byly navrženy tak, aby poskytovaly vysoce věrnou digitální reprodukci zvuku. Formát byl představen v roce 1999 a vyvinuly ho společnosti Sony a Philips. SACD se začaly objevovat na audio formátech DVD, ale nenahradily standardní audio CD.
Pod označením SACD jsou také hybridní disky, které obsahují SACD a audio stream a také standardní CD audio vrstvu, kterou lze přehrávat na standardních CD přehrávačích. To bylo provedeno pro zajištěníkompatibilita.
Jiné formáty
Prvních několik let své existence bylo CD nosičem používaným výhradně pro audio. Nicméně v roce 1988 byl tento standard definován jako energeticky nezávislá optická paměťová zařízení. Takže tam byly CD s programy, videa a tak dále. Samostatně stojí za to zdůraznit následující typy.
Video CD (VCD) je standardní digitální formát pro ukládání videí. Tato média lze přehrávat na vyhrazených přehrávačích VCD, nejmodernějších přehrávačích DVD, osobních počítačích a některých herních konzolích.
Obecně by kvalita obrazu měla být srovnatelná s videem VHS. Špatně komprimované video VCD může mít někdy nižší kvalitu, ale tento formát uchovává informace spíše po kouscích, než aby hromadil analogový šum, který se každým použitím zhoršuje (ve srovnání se záznamem na kazetu).
Super Video CD (Super Video Compact Disc nebo SVCD) je formát používaný k ukládání videí na standardní disky CD. SVCD byl koncipován jako nástupce VCD a alternativa k DVD-Video. Podle svých vlastností se pohybuje někde mezi výše uvedenými formáty, a to jak technickými možnostmi, tak kvalitou obrazu.
Na jeden disk CD-R se vejde až 60 minut videa SVCD ve standardní kvalitě. I když neexistuje žádné konkrétní omezení délky videí SVCD, přenosová rychlost a tudíž kvalita musí být snížena, aby se přizpůsobila velmi dlouhýmevidence. Z tohoto důvodu je problematické umístit více než 100 minut videa na jedno SVCD bez výrazné ztráty kvality a mnoho hardwarových přehrávačů nedokáže přehrávat data rychlostí nižší než 300–600 kilobitů za sekundu.
Jednorázová a opakovaně použitelná média
Nahrávky CD-R jsou určeny k trvalému použití. V průběhu času se fyzické vlastnosti média mohou změnit, což způsobí chyby při čtení a ztrátu dat, dokud je čtečka nedokáže obnovit pomocí technik opravy chyb. Jejich životnost je od 20 do 100 let v závislosti na jejich kvalitě, samotném záznamu a podmínkách skladování CD. Testy však opakovaně prokázaly zhoršení kvality u většiny disků po přibližně 18 měsících za normálních skladovacích podmínek a pravidelného používání.
CD-RW je zapisovatelné médium, které používá kovovou slitinu místo barviv. Psací laser v tomto případě slouží k zahřátí a změně vlastností slitiny a tím i ke změně odrazivosti. CD-RW má z tohoto důvodu méně odrazivý povrch. Tento typ CD lze nahrát vícekrát. Ale kvůli rozdílu ve formátu ne všechny přehrávače umí číst data z takových médií.
