El disco compacto ( CD ) es un formato de almacenamiento de datos en disco óptico digital desarrollado conjuntamente por Philips y Sony para almacenar y reproducir grabaciones de audio digital . Utiliza el formato Compact Disc Digital Audio que normalmente proporciona 74 minutos de audio en un disco. En años posteriores, el disco compacto se adaptó para fines de almacenamiento de datos informáticos sin audio como el CD-ROM y sus derivados. Lanzado por primera vez en Japón en octubre de 1982, el CD fue la segunda tecnología de disco óptico inventada, después del LaserDisc (LD), mucho más grande. En 2007, se habían vendido en todo el mundo 200 mil millones de CD (incluidos CD de audio, CD-ROM y CD-R). [3]
Los CD estándar tienen un diámetro de 120 mm (4,7 pulgadas) y están diseñados para almacenar hasta 74 minutos de audio digital estéreo sin comprimir o aproximadamente650 MB (681.574.400 bytes) de datos. La capacidad se amplía habitualmente a 80 minutos y700 MB (734.003.200 bytes) organizando los datos más estrechamente en el disco del mismo tamaño. El Mini CD tiene varios diámetros que van desde 60 a 80 milímetros (2,4 a 3,1 pulgadas); Se han utilizado para CD individuales o para entregar controladores de dispositivos .
El CD ganó rápidamente popularidad en la década de 1990, superando rápidamente en ventas a todos los demás formatos de audio en los Estados Unidos en 1991, poniendo fin al dominio del mercado de los discos fonográficos y las cintas de casete . En el año 2000, el CD representaba el 92,3% de toda la cuota de mercado en lo que respecta a las ventas de música en Estados Unidos . [4] El CD se considera el último formato de audio dominante de la era de los álbumes , ya que el auge del MP3 , iTunes , los tonos de llamada para celulares y otros formatos de música descargables a mediados de la década de 2000 puso fin al dominio del CD durante una década. [5]
El formato de audio digital se adaptó posteriormente (como CD-ROM ) para el almacenamiento de datos de uso general e inicialmente podía contener muchos más datos que el disco duro de una computadora personal . Se derivaron además varios otros formatos, tanto preimpresos como en blanco grabables por el usuario, incluido el almacenamiento de datos y audio de una sola escritura ( CD-R ), medios regrabables ( CD-RW ), Video CD (VCD), Super Video CD (SVCD). , Photo CD , Picture CD , Compact Disc-Interactive ( CD-i ), Enhanced Music CD y Super Audio CD (SACD) que pueden tener una capa CD-DA .
El optófono , presentado por primera vez en 1931, fue uno de los primeros dispositivos que utilizaba luz para grabar y reproducir señales de sonido en una fotografía transparente . [6] Más de treinta años después, al inventor estadounidense James T. Russell se le atribuye la invención del primer sistema para grabar medios digitales en una placa fotosensible. La solicitud de patente de Russell se presentó en 1966 y se le concedió una patente en 1970. [7] Después de un litigio, Sony y Philips licenciaron las patentes de Russell para su grabación en 1988. [8] [9] Es discutible si los conceptos, patentes y Los prototipos instigaron y en cierta medida influyeron en el diseño del disco compacto. [10]
El disco compacto es una evolución de la tecnología LaserDisc , [11] donde se utiliza un rayo láser enfocado que permite la alta densidad de información requerida para señales de audio digital de alta calidad. A diferencia del estado de la técnica de Optophonie y James Russell, la información del disco se lee desde una capa reflectante utilizando un láser como fuente de luz a través de un sustrato protector. Los prototipos fueron desarrollados por Philips y Sony de forma independiente a finales de los años 1970. [12] Aunque originalmente descartado por la dirección de Philips Research como una búsqueda trivial, [13] el CD se convirtió en el foco principal de Philips mientras el formato LaserDisc luchaba. [14] En 1979, Sony y Philips crearon un grupo de trabajo conjunto de ingenieros para diseñar un nuevo disco de audio digital. Después de un año de experimentación y discusión, en 1980 se publicó el estándar CD-DA del Libro Rojo. Después de su lanzamiento comercial en 1982, los discos compactos y sus reproductores fueron extremadamente populares. A pesar de costar hasta 1.000 dólares, se vendieron más de 400.000 reproductores de CD en los Estados Unidos entre 1983 y 1984. [15] En 1988, las ventas de CD en los Estados Unidos superaron las de los LP de vinilo, y en 1992 las ventas de CD superaron las de los casetes de música pregrabados. cintas. [16] [17] El éxito del disco compacto se ha atribuido a la cooperación entre Philips y Sony, que juntos acordaron y desarrollaron hardware compatible. El diseño unificado del disco compacto permitió a los consumidores comprar cualquier disco o reproductor de cualquier empresa y permitió que el CD dominara sin competencia el mercado de la música en el hogar. [18]
En 1974, Lou Ottens, director de la división de audio de Philips, fundó un pequeño grupo para desarrollar un disco de audio óptico analógico con un diámetro de 20 cm (7,9 pulgadas) y una calidad de sonido superior a la del disco de vinilo. [19] Sin embargo, debido al rendimiento insatisfactorio del formato analógico, dos ingenieros de investigación de Philips recomendaron un formato digital en marzo de 1974. En 1977, Philips estableció un laboratorio con la misión de crear un disco de audio digital. El diámetro del prototipo de disco compacto de Philips se fijó en 11,5 cm (4,5 pulgadas), la diagonal de un casete de audio. [11] [20]
Heitaro Nakajima , que desarrolló una de las primeras grabadoras de audio digital dentro de la organización nacional de radiodifusión pública de Japón, NHK , en 1970, se convirtió en director general del departamento de audio de Sony en 1971. En 1973, su equipo desarrolló un adaptador PCM digital que realizaba grabaciones de audio utilizando un vídeo Betamax . grabadora. Después de esto, en 1974 se dio fácilmente el salto al almacenamiento de audio digital en un disco óptico. [21] Sony demostró públicamente por primera vez un disco de audio digital óptico en septiembre de 1976. Un año después, en septiembre de 1977, Sony mostró a la prensa un disco de 30 cm (12 pulgadas) que podía reproducir una hora de audio digital (frecuencia de muestreo de 44.100 Hz y Resolución de 16 bits) utilizando codificación de modulación de frecuencia modificada . [22] En septiembre de 1978, la compañía demostró un disco de audio digital óptico con un tiempo de reproducción de 150 minutos, frecuencia de muestreo de 44.056 Hz, resolución lineal de 16 bits y código de corrección de errores entrelazado , especificaciones similares a las que se establecieron más tarde para el formato de disco compacto estándar en 1980. Los detalles técnicos del disco de audio digital de Sony se presentaron durante la 62ª Convención AES , celebrada del 13 al 16 de marzo de 1979 en Bruselas . [23] El documento técnico AES de Sony se publicó el 1 de marzo de 1979. Una semana después, el 8 de marzo, Philips demostró públicamente un prototipo de un disco de audio digital óptico en una conferencia de prensa llamada "Philips Introduce Compact Disc" [24] en Eindhoven . Países Bajos. [25] El ejecutivo de Sony, Norio Ohga , más tarde CEO y presidente de Sony, y Heitaro Nakajima estaban convencidos del potencial comercial del formato e impulsaron un mayor desarrollo a pesar del escepticismo generalizado. [26]
En 1979, Sony y Philips crearon un grupo de trabajo conjunto de ingenieros para diseñar un nuevo disco de audio digital. Dirigida por los ingenieros Kees Schouhamer Immink y Toshitada Doi , la investigación impulsó la tecnología láser y de discos ópticos . [27] Después de un año de experimentación y discusión, el grupo de trabajo produjo el estándar CD-DA del Libro Rojo . Publicada por primera vez en 1980, la norma fue adoptada formalmente por la IEC como norma internacional en 1987, y varias modificaciones pasaron a formar parte de la norma en 1996. [ cita necesaria ]
Philips acuñó el término disco compacto en consonancia con otro producto de audio, el Compact Cassette , [28] y contribuyó con el proceso general de fabricación , basado en la tecnología de vídeo LaserDisc. Philips también contribuyó con la modulación de ocho a catorce (EFM), mientras que Sony contribuyó con el método de corrección de errores , CIRC , que ofrece resistencia a defectos como rayones y huellas dactilares.
The Compact Disc Story , [29] contada por un ex miembro del grupo de trabajo, brinda información general sobre las muchas decisiones técnicas tomadas, incluida la elección de la frecuencia de muestreo, el tiempo de reproducción y el diámetro del disco. El grupo de trabajo estaba formado por unas seis personas, [13] [30] aunque, según Philips, el disco compacto fue "inventado colectivamente por un gran grupo de personas que trabajaban en equipo". [31]
Los primeros hitos en el lanzamiento y adopción del formato incluyeron:
El primer artista en vender un millón de copias en CD fue Dire Straits , con su álbum de 1985 Brothers in Arms . [41] Uno de los primeros mercados de CD se dedicó a la reedición de música popular cuyo potencial comercial ya estaba probado. El primer artista importante al que se le convirtió todo su catálogo en CD fue David Bowie , cuyos primeros catorce álbumes de estudio de (entonces) dieciséis fueron puestos a disposición por RCA Records en febrero de 1985, junto con cuatro álbumes de grandes éxitos; sus álbumes decimoquinto y decimosexto ya habían sido publicados en CD por EMI Records en 1983 y 1984, respectivamente. [42] El 26 de febrero de 1987, los primeros cuatro álbumes de los Beatles en el Reino Unido fueron lanzados en mono en disco compacto. [43]
La creciente aceptación del CD en 1983 marca el comienzo de la popular revolución del audio digital. [44] Fue recibido con entusiasmo, especialmente en las comunidades de audiófilos y música clásica que adoptaron tempranamente , y su calidad de manejo recibió elogios especiales. A medida que el precio de los reproductores fue bajando gradualmente y con la introducción del Discman portátil , el CD comenzó a ganar popularidad en los mercados más amplios de música popular y rock. Con el aumento de las ventas de CD, las ventas de cintas de casete pregrabadas comenzaron a disminuir a finales de los años 1980; Las ventas de CD superaron a las de casetes a principios de los años 1990. [ cita necesaria ] [45] En 1988, 50 plantas de prensado fabricaron 400 millones de CD en todo el mundo. [46]
Los primeros reproductores de CD empleaban convertidores de digital a analógico (DAC) ponderados binarios , que contenían componentes eléctricos individuales para cada bit del DAC. [47] Incluso cuando se utilizaban componentes de alta precisión, este enfoque era propenso a errores de decodificación. [ se necesita aclaración ] [47] Otro problema fue la inquietud , un defecto relacionado con el tiempo. Ante la inestabilidad de los DAC, los fabricantes inicialmente optaron por aumentar el número de bits en el DAC y utilizar varios DAC por canal de audio, promediando su salida. [47] Esto aumentó el costo de los reproductores de CD pero no resolvió el problema central.
Un gran avance a finales de la década de 1980 culminó con el desarrollo del DAC de 1 bit , que convierte una señal de entrada digital de baja frecuencia y alta resolución en una señal de alta frecuencia de menor resolución que se asigna a voltajes y luego se suaviza con un filtro analógico. El uso temporal de una señal de menor resolución simplificó el diseño del circuito y mejoró la eficiencia, razón por la cual se volvió dominante en los reproductores de CD a partir de principios de la década de 1990. Philips utilizó una variación de esta técnica llamada modulación de densidad de pulso (PDM), [48] mientras que Matsushita (ahora Panasonic ) eligió la modulación de ancho de pulso (PWM), anunciándola como MASH, que es un acrónimo derivado de su sistema patentado Multi-stAge. Topología PWM con reducción de ruido. [47]
El CD fue pensado principalmente como el sucesor del disco de vinilo para reproducir música, más que como un medio de almacenamiento de datos. Sin embargo, los CD han crecido hasta abarcar otras aplicaciones. En 1983, tras la introducción del CD, Immink y Joseph Braat presentaron los primeros experimentos con discos compactos borrables durante la 73ª Convención AES . [49] En junio de 1985, se introdujeron los CD-ROM (memoria de sólo lectura) legibles por computadora y, en 1990, los discos CD-R grabables. [a] Los CD grabables se convirtieron en una alternativa a las cintas para grabar y distribuir música y podían duplicarse sin degradación de la calidad del sonido.
Otros formatos de vídeo más nuevos, como DVD y Blu-ray, utilizan la misma geometría física que el CD, y la mayoría de los reproductores de DVD y Blu-ray son compatibles con versiones anteriores de los CD de audio.
Las ventas de CD en los Estados Unidos alcanzaron su punto máximo en el año 2000. [50] A principios de la década de 2000, el reproductor de CD había reemplazado en gran medida al reproductor de casetes de audio como equipo estándar en los automóviles nuevos, siendo 2010 el último año modelo para cualquier automóvil en los Estados Unidos. tener un reproductor de casetes equipado de fábrica. [51]
En la década de 2000 se comercializaron dos nuevos formatos pensados como sucesores del CD: el Super Audio CD (SACD) y el DVD-Audio . Sin embargo, ninguno de estos fue adoptado en parte debido a la mayor relevancia de la música digital (virtual) y la aparente falta de mejoras audibles en la calidad del audio para la mayoría de los oídos humanos. [52] Estos ampliaron efectivamente la longevidad del CD en el mercado de la música. [53]
Con el advenimiento y la popularidad de la distribución por Internet de archivos en formatos de audio comprimidos con pérdida, como MP3 , las ventas de CD comenzaron a disminuir en la década de 2000. Por ejemplo, entre 2000 y 2008, a pesar del crecimiento general de las ventas de música y de un año anómalo de aumento, las ventas de CD de las grandes discográficas disminuyeron en general un 20%. [54] A pesar de la rápida caída de las ventas año tras año, la omnipresencia de la tecnología persistió durante un tiempo, y las empresas colocaron CD en farmacias, supermercados y tiendas de conveniencia en estaciones de servicio para dirigirse a compradores con menos probabilidades de poder utilizar dispositivos basados en Internet. distribución. [14] En 2012, los CD y DVD representaron solo el 34% de las ventas de música en los Estados Unidos. [55] En 2015, sólo el 24% de la música en los Estados Unidos se compraba en medios físicos, dos tercios de esta cantidad consistían en CD; [56] sin embargo, en el mismo año en Japón, más del 80% de la música se compró en CD y otros formatos físicos. [57] En 2018, las ventas de CD en Estados Unidos fueron de 52 millones de unidades, menos del 6% del volumen máximo de ventas en 2000. [50] En el Reino Unido, se vendieron 32 millones de unidades, casi 100 millones menos que en 2008. [58] Sin embargo , en 2018, Best Buy anunció planes para disminuir su enfoque en las ventas de CD, mientras continúa vendiendo discos, cuyas ventas están creciendo durante el resurgimiento del vinilo . [59] [60] [61]
Durante la década de 2010, la creciente popularidad de los servicios de transmisión de música y medios de estado sólido hizo que los fabricantes de automóviles eliminaran los reproductores de CD para automóviles en favor de entradas auxiliares minijack , conexiones por cable a dispositivos USB y conexiones inalámbricas Bluetooth . [62] Los fabricantes de automóviles consideraban que los reproductores de CD consumían un espacio valioso y aumentaban un peso que podría reasignarse a funciones más populares, como pantallas táctiles grandes. [63] En 2021, solo Lexus y General Motors todavía incluían reproductores de CD como equipo estándar en ciertos vehículos. [63]
Los CD siguieron siendo sólidos en algunos mercados, como Japón, donde se produjeron 132 millones de unidades en 2019. [64]
La caída de las ventas de CD se ha desacelerado en los últimos años; En 2021, las ventas de CD aumentaron en los EE. UU. por primera vez desde 2004, [65] y Axios citó su aumento entre "jóvenes a quienes les gustan las copias impresas de música en la era digital". [66] Llegó al mismo tiempo que tanto el vinilo como el casete alcanzaron niveles de ventas no vistos en 30 años. [67] La RIAA informó que los ingresos por CD cayeron en 2022, antes de aumentar nuevamente en 2023 y superaron las descargas por primera vez en más de una década. [68]
En Estados Unidos, se vendieron 33,4 millones de álbumes en CD en el año 2022. [69] En Francia , en 2023, se vendieron 10,5 millones de CD, casi el doble que el vinilo, pero ambos representaron generaron el 12% cada uno de los ingresos de la industria musical francesa. . [70]
Sony y Philips recibieron elogios de organizaciones profesionales por el desarrollo del disco compacto. Estos premios incluyen:
Un CD está hecho de plástico de policarbonato de 1,2 milímetros (0,047 pulgadas) de espesor y pesa entre 14 y 33 gramos. [73] Desde el centro hacia afuera, los componentes son: el orificio central del eje (15 mm), la primera área de transición (anillo de sujeción), el área de sujeción (anillo de apilamiento), la segunda área de transición (banda de espejo), el programa (datos) y el borde. El área interior del programa ocupa un radio de 25 a 58 mm.
Se aplica una fina capa de aluminio o, más raramente, de oro a la superficie, lo que la hace reflectante. El metal está protegido por una película de laca que normalmente se aplica directamente sobre la capa reflectante. La etiqueta se imprime sobre la capa de laca, normalmente mediante serigrafía o impresión offset .
Los datos del CD se representan como pequeñas hendiduras conocidas como hoyos , codificadas en una pista en espiral moldeada en la parte superior de la capa de policarbonato. Las áreas entre tajos se conocen como terrenos . Cada hoyo tiene aproximadamente 100 nm de profundidad por 500 nm de ancho y varía de 850 nm a 3,5 μm de longitud. [74] La distancia entre los devanados (el paso ) es de 1,6 μm (medida de centro a centro, no entre los bordes). [75] [76] [77]
Al reproducir un CD de audio, un motor dentro del reproductor de CD hace girar el disco a una velocidad de escaneo de 1,2 a 1,4 m/s ( velocidad lineal constante , CLV), equivalente a aproximadamente 500 RPM en el interior del disco y aproximadamente 200 RPM en el borde exterior. [78] La pista del CD comienza en el interior y gira en espiral hacia afuera, por lo que un disco reproducido de principio a fin reduce su velocidad de rotación durante la reproducción.
El área del programa es de 86,05 cm 2 y la longitud de la espiral grabable es de 86,05 cm 2 / 1,6 μm = 5,38 km. Con una velocidad de escaneo de 1,2 m/s, el tiempo de reproducción es de 74 minutos o 650 MiB de datos en un CD-ROM. La mayoría de los reproductores toleran un disco con datos ligeramente más densos (aunque algunos antiguos fallan). El uso de una velocidad lineal de 1,2 m/s y un paso de pista más estrecho de 1,5 μm aumenta el tiempo de reproducción a 80 minutos y la capacidad de datos a 700 MiB. Son posibles pistas aún más densas, con discos semiestándar de 90 minutos/800 MiB que tienen 1,33 μm y discos de 99 minutos/870 MiB que tienen 1,26 μm, [79] pero la compatibilidad se ve afectada a medida que aumenta la densidad.
Un CD se lee enfocando un láser semiconductor de longitud de onda de 780 nm ( infrarrojo cercano ) a través de la parte inferior de la capa de policarbonato. El cambio de altura entre fosos y terrenos da como resultado una diferencia en la forma en que se refleja la luz. Debido a que los hoyos están grabados en la capa superior del disco y se leen a través de la base de policarbonato transparente, los hoyos forman protuberancias cuando se leen. [80] El láser golpea el disco, proyectando un círculo de luz más ancho que la pista en espiral modulada que se refleja parcialmente desde las tierras y parcialmente desde la parte superior de los baches donde están presentes. Cuando el láser pasa sobre un hoyo (protuberancia), su altura significa que la trayectoria de ida y vuelta de la luz reflejada desde su pico está desfasada 1/2 longitud de onda con la luz reflejada desde la tierra que lo rodea. Esto se debe a que la altura de una protuberancia es aproximadamente 1/4 de la longitud de onda de la luz utilizada, por lo que la luz cae 1/4 desfasada antes de la reflexión y otro 1/4 de longitud de onda desfasada después de la reflexión. Esto provoca una cancelación parcial del reflejo del láser en la superficie. Al medir el cambio de intensidad reflejada con un fotodiodo , se lee una señal modulada del disco. [78]
Para adaptarse al patrón en espiral de los datos, el láser se coloca en un mecanismo móvil dentro de la bandeja de discos de cualquier reproductor de CD. Este mecanismo suele adoptar la forma de un trineo que se mueve a lo largo de un carril. El trineo puede ser accionado por un engranaje helicoidal o un motor lineal . Cuando se utiliza un engranaje helicoidal, un segundo motor lineal de recorrido más corto, en forma de bobina e imán, realiza ajustes finos de posición para rastrear las excentricidades en el disco a alta velocidad. Algunas unidades de CD (particularmente las fabricadas por Philips durante los años 1980 y principios de los 1990) utilizan un brazo oscilante similar al que se ve en un gramófono.
Los hoyos y las tierras no representan directamente los 0 y 1 de los datos binarios . En su lugar, se utiliza codificación invertida sin retorno a cero : un cambio de pozo a tierra o de tierra a pozo indica un 1, mientras que ningún cambio indica una serie de ceros. Debe haber al menos dos y no más de diez ceros entre cada uno, lo cual está definido por la longitud del pozo. Esto, a su vez, se decodifica invirtiendo la modulación de ocho a catorce utilizada en la masterización del disco y luego invirtiendo la codificación entrelazada Reed-Solomon , revelando finalmente los datos sin procesar almacenados en el disco. Estas técnicas de codificación (definidas en el Libro Rojo ) fueron diseñadas originalmente para CD Digital Audio , pero luego se convirtieron en un estándar para casi todos los formatos de CD (como el CD-ROM ).
Los CD son susceptibles a sufrir daños durante la manipulación y la exposición ambiental. Los hoyos están mucho más cerca del lado de la etiqueta de un disco, lo que permite que los defectos y contaminantes en el lado transparente queden fuera de foco durante la reproducción. En consecuencia, es más probable que los CD sufran daños en el lado de la etiqueta del disco. Los rayones en el lado transparente se pueden reparar rellenándolos con plástico refractivo similar o puliéndolos cuidadosamente. Los bordes de los CD a veces no están completamente sellados, lo que permite que entren gases y líquidos en el CD y corroan la capa reflectante de metal y/o interfieran con el enfoque del láser en las picaduras, una condición conocida como pudrición del disco . [81] Se ha descubierto que el hongo Geotrichum candidum , en condiciones de mucho calor y humedad, consume el plástico de policarbonato y el aluminio que se encuentran en los CD. [82] [83]
La integridad de los datos de los discos compactos se puede medir mediante el escaneo de errores de superficie , que puede medir las tasas de diferentes tipos de errores de datos, conocidos como C1 , C2 , CU y mediciones de errores extendidas (de grano más fino) conocidas como E11 , E12 , E21 . E22 , E31 y E32 , de los cuales tasas más altas indican una superficie de datos posiblemente dañada o sucia, baja calidad de los medios, medios deteriorados y medios grabables escritos por una grabadora de CD que no funciona correctamente .
El escaneo de errores puede predecir de manera confiable las pérdidas de datos causadas por el deterioro de los medios. La compatibilidad con el escaneo de errores difiere entre proveedores y modelos de unidades de disco óptico , y el escaneo de errores extendido (conocido como "escaneo de errores avanzado" en Nero DiscSpeed ) solo ha estado disponible en Plextor y algunas unidades ópticas de BenQ hasta ahora, a partir de 2020. [84 ] [85]
Los datos digitales de un CD comienzan en el centro del disco y avanzan hacia el borde, lo que permite la adaptación a los diferentes tamaños disponibles. Los CD estándar están disponibles en dos tamaños. Con diferencia, el más común tiene 120 milímetros (4,7 pulgadas) de diámetro, con una capacidad de audio de 74, 80, 90 o 99 minutos y una capacidad de datos de 650, 700, 800 u 870 MiB (737.280.000 bytes). Los discos tienen 1,2 milímetros (0,047 pulgadas) de espesor, con un orificio central de 15 milímetros (0,59 pulgadas). El tamaño del agujero fue elegido por Joop Sinjou y se basó en una moneda holandesa de 10 céntimos: el dubbeltje . [86] Philips/Sony patentó las dimensiones físicas. [87]
La historia oficial de Philips dice que la capacidad fue especificada por el ejecutivo de Sony, Norio Ohga, para poder contener la totalidad de la Novena Sinfonía de Beethoven en un solo disco. [88] Esto es un mito según Kees Immink , ya que el formato del código EFM aún no se había decidido en diciembre de 1979, cuando se adoptó el tamaño de 120 mm. La adopción de EFM en junio de 1980 permitió un 30 por ciento más de tiempo de reproducción que habría resultado en 97 minutos para un disco de 120 mm de diámetro o 74 minutos para un disco tan pequeño como 100 milímetros (3,9 pulgadas). En cambio, la densidad de información se redujo en un 30 por ciento para mantener el tiempo de juego en 74 minutos. [89] [90] [91] El diámetro de 120 mm ha sido adoptado por formatos posteriores, incluidos Super Audio CD , DVD , HD DVD y Blu-ray Disc. Los discos de 80 milímetros (3,1 pulgadas) de diámetro (" Mini CD ") pueden contener hasta 24 minutos de música o 210 MiB.
El formato lógico de un CD de audio (oficialmente Compact Disc Digital Audio o CD-DA) se describe en un documento elaborado en 1980 por los creadores conjuntos del formato, Sony y Philips. [92] El documento se conoce coloquialmente como el Libro Rojo CD-DA por el color de su portada. El formato es una codificación PCM de 16 bits de dos canales a una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz por canal. El sonido de cuatro canales iba a ser una opción permitida dentro del formato del Libro Rojo , pero nunca se implementó. El audio monoaural no tiene ningún estándar existente en un CD del Libro Rojo ; por tanto, el material fuente mono normalmente se presenta como dos canales idénticos en una pista estéreo estándar del Libro Rojo (es decir, mono reflejado ); un CD MP3 , puede tener formatos de archivos de audio con sonido mono.
CD-Text es una extensión de la especificación del Libro Rojo para un CD de audio que permite el almacenamiento de información de texto adicional (por ejemplo, nombre del álbum, nombre de la canción, artista) en un CD de audio que cumple con los estándares. La información se almacena en el área de entrada del CD, donde hay aproximadamente cinco kilobytes de espacio disponible o en los canales de subcódigo R a W del disco, que pueden almacenar alrededor de 31 megabytes.
Compact Disc + Graphics es un disco compacto de audio especial que contiene datos gráficos además de los datos de audio del disco. El disco se puede reproducir en un reproductor de CD de audio normal, pero cuando se reproduce en un reproductor de CD+G especial, puede emitir una señal gráfica (normalmente, el reproductor de CD+G está conectado a un televisor o a un monitor de computadora); Estos gráficos se utilizan casi exclusivamente para mostrar letras en un televisor para que los artistas de karaoke canten. El formato CD+G aprovecha los canales R a W. Estos seis bits almacenan la información gráfica.
CD + Gráficos extendidos (CD+EG, también conocido como CD+XG) es una variante mejorada del formato Compact Disc + Graphics (CD+G). Al igual que CD+G, CD+EG utiliza funciones básicas de CD-ROM para mostrar información de texto y video además de la música que se está reproduciendo. Estos datos adicionales se almacenan en los canales de subcódigo RW. Se han publicado muy pocos discos CD+EG, si es que se han publicado alguno.
Super Audio CD (SACD) es un formato de disco de audio óptico de solo lectura y alta resolución que fue diseñado para proporcionar una reproducción de audio digital de mayor fidelidad que el Libro Rojo . Introducido en 1999, fue desarrollado por Sony y Philips, las mismas empresas que crearon el Libro Rojo . SACD estaba en una guerra de formatos con DVD-Audio , pero ninguno de los dos ha reemplazado a los CD de audio. El estándar SACD se conoce como estándar Scarlet Book .
Los títulos en formato SACD se pueden emitir como discos híbridos; Estos discos contienen la secuencia de audio SACD, así como una capa de CD de audio estándar que se puede reproducir en reproductores de CD estándar, lo que los hace compatibles con versiones anteriores.
CD- MIDI es un formato utilizado para almacenar datos de interpretación musical, que al reproducirse se interpretan mediante instrumentos electrónicos que sintetizan el audio. Por lo tanto, a diferencia del CD-DA original del Libro Rojo , estas grabaciones no son grabaciones de audio muestreadas digitalmente. El formato CD-MIDI se define como una extensión del Libro Rojo original .
Durante los primeros años de su existencia, el CD fue un medio utilizado exclusivamente para audio. En 1988, Sony y Philips establecieron el estándar Yellow Book CD-ROM , que definió un medio de almacenamiento de datos informáticos de datos ópticos no volátiles que utiliza el mismo formato físico que los discos compactos de audio, legibles por una computadora con una unidad de CD-ROM.
Video CD (VCD, View CD y video digital en disco compacto) es un formato digital estándar para almacenar medios de video en un CD. Los VCD se pueden reproducir en reproductores de VCD dedicados, la mayoría de los reproductores de DVD-Video modernos , computadoras personales y algunas consolas de videojuegos. El estándar VCD fue creado en 1993 por Sony, Philips, Matsushita y JVC y se lo conoce como el estándar del Libro Blanco .
La calidad general de la imagen pretende ser comparable a la del vídeo VHS . El vídeo VCD mal comprimido a veces puede ser de menor calidad que el vídeo VHS, pero el VCD presenta artefactos de bloqueo en lugar de ruido analógico y no se deteriora aún más con cada uso. Se eligió una resolución de 352×240 (o SIF ) porque es la mitad de la resolución vertical y la mitad de la horizontal del vídeo NTSC. 352 × 288 es una resolución similar de PAL/SECAM de un cuarto. Esto se aproxima a la resolución (general) de una cinta VHS analógica, que, aunque tiene el doble de líneas de escaneo (verticales), tiene una resolución horizontal mucho menor.
Super Video CD (Super Video Compact Disc o SVCD) es un formato utilizado para almacenar medios de vídeo en discos compactos estándar. SVCD fue pensado como un sucesor de VCD y una alternativa a DVD-Video y se encuentra en algún punto intermedio en términos de capacidad técnica y calidad de imagen.
SVCD tiene dos tercios de la resolución del DVD y más de 2,7 veces la resolución del VCD. Un disco CD-R puede contener hasta 60 minutos de vídeo en formato SVCD de calidad estándar. Si bien la especificación no exige un límite específico en la duración del video SVCD, se debe reducir la velocidad de bits del video y, por lo tanto, la calidad, para acomodar videos muy largos. Generalmente es difícil colocar mucho más de 100 minutos de video en un SVCD sin incurrir en una pérdida significativa de calidad, y muchos reproductores de hardware no pueden reproducir un video con una velocidad de bits instantánea inferior a 300 a 600 kilobits por segundo.
Photo CD es un sistema diseñado por Kodak para digitalizar y almacenar fotografías en un CD. Lanzados en 1992, los discos fueron diseñados para contener casi 100 imágenes de alta calidad, impresiones escaneadas y diapositivas utilizando una codificación patentada especial. Los Photo CD se definen en el Libro Beige y también cumplen con las especificaciones CD-ROM XA y CD-i Bridge. Están pensados para reproducirse en reproductores de CD-i, reproductores de Photo CD y cualquier ordenador con el software adecuado (independientemente del sistema operativo ). Las imágenes también se pueden imprimir en papel fotográfico con una máquina Kodak especial. Este formato no debe confundirse con Kodak Picture CD , que es un producto de consumo en formato CD-ROM.
El Libro Verde de Philips especifica un estándar para discos compactos multimedia interactivos diseñados para reproductores de CD-i (1993). Los discos CD-i pueden contener pistas de audio que se pueden reproducir en reproductores de CD normales , pero los discos CD-i no son compatibles con la mayoría de las unidades de CD-ROM y el software. Posteriormente se creó la especificación CD-i Ready para mejorar la compatibilidad con los reproductores de CD de audio, y se agregó la especificación CD-i Bridge para crear discos compatibles con CD-i a los que se pueda acceder mediante unidades de CD-ROM normales.
Philips definió un formato similar al CD-i llamado CD-i Ready , que coloca el software y los datos del CD-i en el espacio previo de la pista 1. Se suponía que este formato era más compatible con los reproductores de CD de audio más antiguos.
Enhanced Music CD, también conocido como CD Extra o CD Plus, es un formato que combina pistas de audio y pistas de datos en el mismo disco colocando pistas de audio en una primera sesión y datos en una segunda sesión. Fue desarrollado por Philips y Sony y está definido en el Libro Azul .
VinylDisc es el híbrido de un CD de audio estándar y un disco de vinilo . La capa de vinilo en el lado de la etiqueta del disco puede contener aproximadamente tres minutos de música.
En 1995, los costes de material eran de 30 céntimos para el estuche y de 10 a 15 céntimos para el CD. El costo mayorista de los CD era de $0,75 a $1,15, mientras que el precio minorista típico de un CD de música pregrabado era de $16,98. [93] En promedio, la tienda recibió el 35 por ciento del precio minorista, la compañía discográfica el 27 por ciento, el artista el 16 por ciento, el fabricante el 13 por ciento y el distribuidor el 9 por ciento. [93] Cuando se introdujeron los cartuchos de 8 pistas , los casetes compactos y los CD, cada uno se comercializó a un precio más alto que el formato que tuvieron éxito, a pesar de que el costo de producir los medios se redujo. Esto se hizo porque el valor percibido aumentó. Esto continuó desde los discos fonográficos hasta los CD, pero se rompió cuando Apple comercializó los MP3 por 0,99 dólares y los álbumes por 9,99 dólares. Sin embargo, el costo incremental de producir un MP3 es insignificante. [94]
Los discos compactos grabables, CD-R , están moldeados por inyección con una espiral de datos "en blanco". A continuación se aplica un tinte fotosensible, tras lo cual los discos se metalizan y se lacan. El láser de escritura de la grabadora de CD cambia el color del tinte para permitir que el láser de lectura de un reproductor de CD estándar vea los datos, tal como lo haría con un disco estampado estándar. Los discos resultantes pueden leerse en la mayoría de las unidades de CD-ROM y reproducirse en la mayoría de los reproductores de CD de audio. Los CD-R siguen el estándar Orange Book .
Las grabaciones en CD-R están diseñadas para ser permanentes. Con el tiempo, las características físicas del tinte pueden cambiar provocando errores de lectura y pérdida de datos hasta que el dispositivo de lectura no pueda recuperarse con métodos de corrección de errores. Los errores se pueden predecir mediante el escaneo de errores de superficie . La vida útil del diseño es de 20 a 100 años, dependiendo de la calidad de los discos, la calidad de la unidad de escritura y las condiciones de almacenamiento. [95] Las pruebas han demostrado tal degradación de algunos discos en tan solo 18 meses en condiciones normales de almacenamiento. [96] [97] Esta falla se conoce como pudrición del disco , por lo que existen varias razones, en su mayoría ambientales. [98]
El CD de audio grabable está diseñado para usarse en una grabadora de CD de audio de consumo. Estas grabadoras de CD de audio para consumidores utilizan SCMS ( Sistema de gestión de copias en serie ), una forma temprana de gestión de derechos digitales (DRM), para cumplir con la AHRA ( Ley de grabación doméstica de audio ). El CD de audio grabable suele ser algo más caro que el CD-R debido al menor volumen de producción y a una regalía del 3 por ciento de la AHRA que se utiliza para compensar a la industria musical por la realización de una copia. [99]
El CD grabable de alta capacidad es un formato de grabación de mayor densidad que puede contener un 20% más de datos que los discos convencionales. [100] La mayor capacidad es incompatible con algunas grabadoras y software de grabación. [101]
CD-RW es un medio regrabable que utiliza una aleación metálica en lugar de un tinte. El láser de escritura, en este caso, se utiliza para calentar y alterar las propiedades (amorfas versus cristalinas) de la aleación y, por lo tanto, cambiar su reflectividad. Un CD-RW no tiene una diferencia tan grande en reflectividad como un CD prensado o un CD-R, y muchos reproductores de CD de audio anteriores no pueden leer discos CD-RW, aunque la mayoría de los reproductores de CD de audio y reproductores de DVD independientes posteriores sí pueden. . Los CD-RW siguen el estándar Orange Book .
El CD de audio regrabable está diseñado para usarse en una grabadora de CD de audio de consumo, que no acepta (sin modificaciones) discos CD-RW estándar. Estas grabadoras de CD de audio para consumidores utilizan el sistema de gestión de copias en serie (SCMS), una forma temprana de gestión de derechos digitales (DRM), para cumplir con la Ley de grabación doméstica de audio (AHRA) de los Estados Unidos . El CD de audio regrabable suele ser algo más caro que el CD-R debido a (a) un volumen más bajo y (b) una regalía AHRA del 3 por ciento utilizada para compensar a la industria musical por la realización de una copia. [99]
La especificación de audio del Libro Rojo , excepto por una simple declaración "anticopia" en el subcódigo, no incluye ningún mecanismo de protección contra copia . Conocido al menos ya en 2001, [102] las compañías discográficas intentaron comercializar discos compactos no estándar "protegidos contra copia", que no se pueden extraer ni copiar en discos duros ni convertir fácilmente a otros formatos (como FLAC , MP3 o Vorbis ). Una desventaja importante de estos discos protegidos contra copia es que la mayoría no se reproducen ni en las unidades de CD-ROM de las computadoras ni en algunos reproductores de CD independientes que utilizan mecanismos de CD-ROM. Philips ha declarado que dichos discos no pueden llevar el logotipo de marca registrada Compact Disc Digital Audio porque violan las especificaciones del Libro Rojo . Numerosos sistemas de protección contra copia han sido contrarrestados mediante software fácilmente disponible, a menudo gratuito, o incluso simplemente desactivando la reproducción automática para impedir la ejecución del programa ejecutable DRM .
El primer CD de prueba fue
Eine Alpensinfonie de Richard Strauss, y el primer CD realmente impreso en una fábrica fue
The Visitants
de ABBA
, pero ese disco no se lanzó comercialmente hasta más tarde.
Han aparecido pequeñas cantidades de espacios en blanco de 90 y 99 minutos [...] Hay indicios de que muchas grabadoras y algunos programas no funcionan con los discos más largos.
