Hudobné CD (Compact Disc) sú už desaťročia štandardom pre distribúciu a uchovávanie hudby. Hoci v súčasnosti prevládajú digitálne formáty a streamovacie služby, CD si stále udržiavajú svoje miesto v srdciach mnohých audiofilov a milovníkov hudby. Preto je dôležité porozumieť formátu, v ktorom je hudba na CD uložená.
Hudobné CD používajú formát nazývanýCD-DA (Compact Disc Digital Audio), ktorý je definovaný v štandardeRed Book. Tento štandard presne určuje, ako má byť zvuk kódovaný a uložený na disku. Kľúčové charakteristiky formátu CD-DA sú:
Vzorkovacia frekvencia 44,1 kHz znamená, že zvukový signál je vzorkovaný 44 100-krát za sekundu. Táto hodnota bola zvolená z niekoľkých dôvodov, vrátane kompromisu medzi kvalitou zvuku a kapacitou disku. Nyquist-Shannonov teorém hovorí, že vzorkovacia frekvencia musí byť aspoň dvakrát vyššia ako najvyššia frekvencia, ktorú chceme zachytiť. Keďže ľudský sluch bežne dosahuje do 20 kHz, vzorkovacia frekvencia 44,1 kHz zaručuje, že všetky počuteľné frekvencie sú správne zaznamenané.
Je dôležité zdôrazniť, že vzorkovacia frekvencia priamo ovplyvňuje najvyššiu dosiahnuteľnú frekvenciu v zaznamenanom zvuku. Nižšia vzorkovacia frekvencia by znamenala obmedzenie rozsahu počuteľných frekvencií, čo by viedlo k menej detailnému a menej vernému zvuku. Naopak, vyššia vzorkovacia frekvencia by teoreticky mohla zachytiť ešte viac detailov, ale zároveň by vyžadovala viac úložného priestoru.
Bitová hĺbka 16 bitov určuje presnosť, s akou je amplitúda zvukového signálu kvantifikovaná. Každá vzorka je reprezentovaná 16 bitmi, čo znamená, že existuje 216 (65 536) možných úrovní amplitúdy. Vyššia bitová hĺbka znamená väčší dynamický rozsah a menšie kvantizačné skreslenie.
Dynamický rozsah 16-bitového zvuku je približne 96 dB. To znamená, že rozdiel medzi najtichším a najhlasnejším zvukom, ktorý môže byť zaznamenaný, je 96 decibelov. Pre porovnanie, ľudský sluch má dynamický rozsah približne 120 dB, ale 96 dB je pre väčšinu hudobných nahrávok viac než dostatočné.
PCM (Pulse Code Modulation) je metóda kódovania analógového zvukového signálu do digitálnej formy. V podstate ide o vzorkovanie amplitúdy signálu v pravidelných intervaloch a následné kvantifikovanie týchto vzoriek do digitálnych hodnôt. PCM je jednoduchý a efektívny spôsob kódovania zvuku, ktorý sa široko používa v rôznych audio aplikáciách.
Existujú rôzne varianty PCM, ale CD-DA používa lineárne PCM (LPCM), čo znamená, že kvantizačné úrovne sú rovnomerne rozložené. To zabezpečuje, že všetky časti zvukového signálu sú reprezentované s rovnakou presnosťou.
Štandard CD-DA podporuje stereo zvuk, čo znamená, že nahrávka obsahuje dva kanály: ľavý a pravý. To umožňuje vytvoriť priestorový zvukový efekt, ktorý verne reprodukuje pôvodnú akustickú scénu.
Stereo zvuk je dosiahnutý pomocou dvoch mikrofónov, ktoré snímajú zvuk z rôznych pozícií. Tieto dva signály sú potom uložené na CD ako dva samostatné kanály. Pri prehrávaní sú tieto kanály reprodukované cez dva reproduktory, čím vytvárajú ilúziu priestoru a smeru zvuku.
Hudobné CD sú vyrobené z polykarbonátového plastu s tenkou vrstvou hliníka, ktorá odráža laserový lúč. Dáta sú uložené ako séria mikroskopických jamiek (pits) a plošín (lands) na povrchu disku. Laserový lúč číta tieto jamky a plošiny a prevádza ich na digitálny signál, ktorý je následne dekódovaný na zvuk.
CD má priemer 120 mm a hrúbku 1,2 mm. Údaje sú uložené v špirále, ktorá začína v strede disku a pokračuje smerom von. Šírka stopy je 1,6 μm a vzdialenosť medzi stopami je 1,6 μm. Jamky majú hĺbku 0,12 μm a dĺžku od 0,83 μm do 3,05 μm.
V súčasnosti existuje mnoho alternatívnych formátov pre digitálnu hudbu, vrátane:
Výber správneho formátu závisí od vašich preferencií a potrieb. Ak vám záleží na kvalite zvuku, bezstratové formáty ako FLAC alebo WAV sú najlepšou voľbou. Ak potrebujete menšie súbory pre prenosné zariadenia, komprimované formáty ako MP3 alebo AAC sú vhodnejšie.
Formát hudby na CD, CD-DA, je štandard, ktorý definuje, ako má byť zvuk kódovaný a uložený na disku. S jeho vzorkovacou frekvenciou 44,1 kHz, bitovou hĺbkou 16 bitov a PCM kódovaním, CD-DA ponúka vysokú kvalitu zvuku, ktorá je stále cenená mnohými milovníkmi hudby. Hoci existujú alternatívne formáty, ktoré ponúkajú menšiu veľkosť súboru alebo vyššiu kvalitu zvuku, CD-DA zostáva dôležitou súčasťou hudobného priemyslu.
tags: #Hudba