Что такое компакт-диск?

С того времени, как на заре 1980-х годов цифровой лазерный компакт-диск появился в розничной торговле, он считается одним из наибольших достижений в звукозаписи от времени Эдисона, который изобрел 1877 года фонограф, где звуки воссоздавались оборотным валиком из оловянной фольги, или от времени изобретения стереофонического звука в начале 1960-х годов.

Соединенные Штаты Америки, как сообщается в коммерческом журнале «Биллборд», в 1992 году выпустили в продажу свыше 414 миллионов дисков, а пластинок лишь 22 миллиона. Продажа компакт-дисков настолько успешна, что некоторые компании перестали продуцировать пластинки. Однако этот маленький блестящий диск остается тайной для многих людей. Что такое цифровая фонограмма? Она ли действительно настолько качественная, как о ней говорят? По какому принципу работает этот диск? И можно ли, пользуясь родственной технологией, вносить в память собранную информацию?

Цифровая звукозапись — что это?

Чтобы осознать, что являет собой цифровая звукозапись, нам сначала нужно иметь представление о принципе действия старой, аналоговой звукозаписи. На хорошо знакомой нам пластинке музыка записывается непрерывно в виде волнового желобка и смахивает на рисунок, или аналог, звуковых волн. Чтобы воссоздать музыку, граммофонная игла проигрывателя относится в этот желобок пластинки, которая вращается. Граммофонная игла скользит вдоль желобка, а его неравная поверхность вынуждает иглу вибрировать. Это в свою очередь генерирует очень слабенький электрический сигнал, подобный тому, которое выходит из микрофона в студии звукозаписи. Дальше этот сигнал усиливается и мы имеем музыку!

Цифровая звукозапись делается другим методом. Аппарат цифровой звукозаписи сравнивает и измеряет величину сигнала в течение точных отрезков времени (десятки тысяч раз за секунду) и записывает эти величины в виде чисел, или цифр. Величины записываются в двоичных числах — язык компьютеров, который состоит лишь из цифр 0 и 1. Дальше поток чисел, или цифр, обрабатывается компьютером и, как правило, хранится на пленке. Для воссоздания звука ремонт компьютера считывает цифры и воссоздает записанный сигнал. Потом этот сигнал усиливается и мы опять имеем музыку!

Ограниченные возможности звукозаписи и технические средства влияют на этот процесс меньше, чем на аналоговую звукозапись. А это возводит к минимуму шумы, искажения и влияние других факторов, которые снижают качество звукозаписи. В придачу цифровую информацию можно хранить в очень компактном формате и ее более легко воссоздавать. Можно предположить, что цифровая звукозапись образовалась путем сочетания компьютера с аппаратом звукозаписи.

Годами в своих студиях компании звукозаписи использовали цифровую звукозапись. Но их оборудование для воссоздания звука слишком сложно в домашнем потреблении. Настоящее достижение в цифровой звукозаписи для бытового потребления было сделано тогда, когда изобрели систему звуковоспроизведения, что экономически и технически стала досягаемой для обычного потребителя. Это привело к цифровому компакт-диску (CD) и его проигрывателю.

Двоичные числа, или биты, кодируются в серию микроскопических углублений на плоской поверхности пластмассового диска с блестящим алюминиевым покрытием. Этот диск имеет в диаметре лишь сто двадцать миллиметров. Алюминиевое покрытие изолировано защитным слоем прозрачной пластмассы. Чтобы воссоздать музыку, серебристый диск вставляется в проигрыватель CD. В нем вместо иглы углубления быстро пробегает прецизионный сфокусированный лазерный лучик. Когда он попадает в микроскопические углубления, то рассеивается, а когда на гладкую поверхность, то отражается к датчику. Таким образом углубление и гладкая поверхность CD превращаются в серию электрических импульсов, которые декодируются сложной электронной схемой проигрывателя.

Какое его качество?

Но действительно ли CD лучший от пластинки? Рассмотрим, например, следующее: поскольку для проигрывания CD применяется лучик света вместо алмазной иглы, то он не изнашивается, независимо от того, сколько раз прокручивать на нем музыку. Даже пятна и царапины на поверхности диска не будут искажать звук, потому что лазерный лучик сфокусирован на углубление, а не на поверхность диска. Он уже не выдает эти раздражительные тикания, щелкания и потрескивания, которые до боли знакомые всем, кто слушал обычный диск. Все это делает CD долговечным, с чем никоим образом не может соревноваться обычный диск. Теоретически компакт-диск не изнашивается, если он изготовлен в соответствии с требованиями и с ним должным образом ведут себя.

К преимуществам CD также засчитывают то, что из него можно дольше проигрывать музыку и он имеет меньшие размеры. Музыку можно слушать свыше часа, не подходя к проигрывателю, чтобы перебросить пластинку! CD более легко хранить, потому что он почти в пять раз меньший от обычного диска. Кроме того, проигрыватели CD руководствуются, как компьютеры, потому большинство из них можно программировать, чтобы проигрывать определенные фрагменты музыки в любой последовательности или повторять их. Некоторые проигрыватели также имеют функцию «поиск», который помогает быстро найти определенный фрагмент произведения. Такое удобство очень нравится многим потребителям.

Но что сказать о звуке? Почти каждый, кто слушал CD первый раз, удивлялся четкости и естественности его звукового воссоздания. Из глубокой тишины рождаются звуки музыки во всех своих поразительных красках. Одна из причин заключается в том, что звуковой диапазон CD (диапазон от самого тихого к самому громкому звуку также еще называется динамическим диапазоном) намного более высок от диапазона обычного диска. Это преимущество и отсутствие шумов и звуковых искажений предоставляет воссозданной музыке более естественного звучания.

Однако CD значительно более дорогой от обычного диска. А впрочем, следует отметить, что он сделал возможным для среднего потребителя слушать звукозапись высшего качества, которой когда-то наслаждались лишь несколько больших любителей hi — fi техники.

Компакт-диск и компьютер

Недавно CD начали применять в полностью другой сфере, потому что, применяя ту же технологию, можно хранить колоссальное количество информации, или данных. Такую информацию из компакт-диска можно легко выбирать с помощью компьютера с вмонтированным у него или подсоединенным устройством для считывания данных CD. Подобно тому, как на CD можно быстро выбрать любое музыкальное произведение, из соответственно составленными программами, работая с разными типами устройств считывания данных CD, можно в течение секунд легко находить, считывать или цитировать любой отрывок памяти.

Компакт-диск имеет невероятно большой объем памяти. Если высказаться компьютерным языком, то в нем можно хранить 600 мегабайтов, что равняется 1000 дискетам или 200 000 печатных страниц. Иначе говоря, на один компакт-диск можно записать десять комплектов 20-томной энциклопедии, переведенной в цифровой код! Но его преимущества не ограничиваются большим объемом памяти.

Где-то от 1985 года на рынке начали появляться CD для компьютеров. Их называли CD-ПЗУ, которые являются сокращением термина «компакт-диск — постоянное запоминающее устройство». У них по большей части содержался справочный материал, такой как, словари, энциклопедии, адресные книги, каталоги, библиографическая и техническая информация и разнообразные архивы или коллекции. В начале через стоимость их по большей части использовали библиотеки и другие академические и государственные учреждения. По существу, диск, что несколько лет тому назад стоил сотни долларов, в настоящее время можно приобрести за мизерную часть той суммы.

CD-ПЗУ не нужно было долго ожидать, чтобы нашелся более широкий способ его приложения. За прошлые несколько лет на рынке начали появляться CD-ПЗУ с цветными рисунками и звуковыми эффектами. Теперь потребитель может не только читать жизнеописание и смотреть фотографии отдельных людей, но и также слышать их язык. А еще есть компьютерные игры всяких сортов со звуковыми эффектами и подвижными цветными изображениями. Эти так называемые диалоговые системы и системы, где применяется несколько средств для передачи информации, через какие домашние развлечения сочетают с «общением» с компьютером, кажется, становятся новой волной.

Цифровой компакт-диск действительно является технологическим чудом, которое можно применять как для образования, так и для отдыха. Использует ли человек весь его потенциал, мы увидим в будущем.

Миниатюрный мир CD

Название «компакт-диск» не является ошибочным. На блестящей поверхности этого диска, что величиной из ладонь, есть пять-шесть миллиардов микроскопических углублений, размещенных по спирали. Если раскрутить эту спираль, то она протянется шнурочком на 5,6 километров. Скручиваясь спиралью в 20 000 строк, начиная от середины диска и вплоть до его краев, эти дорожки так близко один к одному, что 60 их можно поместить в один желобок пластинки. Подсчитано, что если бы
каждое углубление было величиной из рисовое зернышко, то компакт-диск имел бы размеры четырех футбольных полей.

Через такие микроскопические измерения CD должен изготовляться в чистом помещении, воздух в котором тщательным образом профильтровывается. И достаточно одной пылинки, которая приблизительно в пять раз больше от углубления на CD, чтобы записанный код был испорчен, а следовательно звуковое воссоздание искажено. «Если сравнить наши требования к чистоте, — говорит один инженер, — то операционная комната является свинарником».

Поскольку диск, когда проигрывается музыка, вертится на скорости 500 оборотов в минуту, то фокусировка лазера на микроскопические углубления и удерживания его от отклонения из спиральной дорожки — чрезвычайное достижение. Чтобы сделать возможным это, лазерный лучик контролируется удивительно сложной комплексной системой наведения.