15.13 Индивидуальности эталона Красноватой книжки

Во время введения этого эталона компакт-диск рассматривался лишь как средство передачи музыки в цифровом формате. Компания Sony экспериментировала с лентой для цифрового аудио и получила преобразование аналогового звука в цифровое представление, имевшее много преимуществ перед аналоговыми способами хранения информации. Исследования по оптической лазерной технологии показали возможность точно записывать сигналы с плотностью, которая просто поддерживала требования на запись и воспроизведение аудиокомпакт-диска (44,1 Кбит/с). Намереваясь избежать заморочек, которые могли появиться в связи с возникновением лазерных видеодисков, компании Sony и Philips выработали стратегию по унификации и стандартизации требований к данным для компакт-дисков, чтоб все плееры могли отлично воспроизводить любой компакт-диск. И их стратегия заработала.

Аудиоданные, согласно Красноватой книжке, разделяются на дорожки (максимум 99 дорожек на диске). Содержимое каждой дорожки может представлять одну песню, или 10-минутную речь, или 30-секундный звуковой клип переговоров дельфинов. Эти дорожки находятся на непрерывной спирали на поверхности диска, начинаясь в области у оси диска, где таблица содержания показывает местонахождение каждой дорожки. В адресе указываются код времени, задающий минутки, секунды и номер сектора для четкого указания начала дорожки.

Секторы (время от времени именуемые блоками) можно читать со скоростью 75 секторов в 1 с. Иными словами, блок содержит 1/75 с воспроизведения аудиоданных. Аудиоданные постоянно воспроизводятся накопителями CD-ROM на обычной скорости (150 Кбайт/с) даже на накопителях, поддерживающих 2-, 4- либо 6-кратную скорость.

Красноватая книжка потом каждый сектор разделяет на группу кадров. Каждый сектор содержит 98 кадров, а каждый кадр - 24 б. Способ, узнаваемый как EFM (Eight-to-Fourteen Modulation - модуляция 8-14), употребляется для кодировки цифровых выборок аудиоволн в ряд переходов, наносимых на поверхность диска с образованием впадин и выступов (гл. 2). При воспроизведении эти данные декодируются обратно в цифровое представление аудиосигнала, которое потом пропускается через аналого-цифровой преобразователь, посылающий сигналы на динамики.

Цифровая подборка образует базу любой аудиоинформации, хранимой на компакт-диске. Для четкого представления черт всех звуковых волн в спектре слышимости человека (приблизительно от 20 до 20000 Гц) была применена аксиома Найквиста, по которой частота подборки обязана в два раза превосходить наивысшую частоту записываемого сигнала. Таковым образом, чтоб охватить все индивидуальности волновой картины, частота подборки была взята равной 44100 Гц. В каждой точке подборки записывается 16-разрядное число, соответственное значению волновой картины на этот момент, при всем этом может быть обеспечено максимум 65536 дискретных значений. Таковой уровень разрешения дозволяет гладко и точно воспроизводить звуковые волны. Композиция указанных 2-ух частей - частота подборки 44,1 кбит/с и 16-разрядные значения каждого отсчета - именуется звуком CD-качества.

Когда WAV-файлы, оцифрованные с частотой, наименьшей 44,1 кбит/с, переносятся на компакт-диск, они поначалу должны быть преобразованы в формат, соответственный 44,1 кбит/с. Почти все из программных приложений для CD-R включают утилиту такового преобразования.

Способы корректировки ошибок

Хотя Красноватая книжка не разглядывает корректировку очень изощренных ошибок (потому что реально этого не требуется для аудиоданных), она описывает схему корректировки CIRC (Cross-Interleaved Reed-Solomon Code - перекрестный перемежающийся код Рида-Соломона), которая может найти и поправить до 220 испорченных кадров в каждом секторе. CIRC рассматривается как схема корректировки ошибок первого уровня, и она достаточна для компенсации маленьких царапин и остальных маленьких дефектов поверхности диска.

Красноватая книжка также разглядывает и более значительные ошибки, определяя способы для аппроксимации всех ошибочных данных, к которым нельзя применить CIRC. В реальности данные такового рода восстанавливаются или методом копирования значений, соответственных предшествующим данным с наполнением места испорченных данных значениями, усредненными по значениям, находящимся с каждой стороны от испорченных данных, или полным заглушением испорченных данных. В любом из таковых случаев, потому что идет речь о времени в несколько миллисекунд, человек, возможно, не услышит результатов корректировки.

Аудиокорни CD-ROM

Без аудиоСD не было бы и CD-ROM. Эта разработка была сотворена компаниями Sony и Philips и внедрена в индустрия в 80-х годах. 1-ая работа, изготовленная Sony и Philips, сначало употребляла достоинства цифровой записи музыки, что было наиболее легкой задачей, чем цифровая запись компьютерных данных. Цифровое представление звуковых волн композиции Эрика Клэптона для гитары либо мелодии синтезатора, исполняемой Питером Гэбриэлем, не просит полной свободы от ошибок. Если несколько битов испортятся тут либо там, есть шансы, что вы даже не почувствуете этого при воспроизведении. Цифровые же компьютерные данные требуют абсолютной точности. Компьютерные данные нередко состоят из инструкций, которые конкретно управляют работой компьютерного процессора. Выпадание даже лишь 1-го бита из аннотации может поменять в корне ее природу. Вместо выполнения логической операции OR (либо) над содержимым 2-ух внутренних регистров, к примеру, процессор может в один момент выполнить команду RESET (сбросить) и прекратить работу. В итоге программа, запущенная на компе, может вызвать фатальный сбой. На первой волне интереса, вызванной фурором воплощения цифровой записи на компакт-диске, исследователи компаний Sony и Philips увидели, что частота появления ошибок в записанных цифровых данных была очень низкой. Скоро они поняли, что если таковая низкая частота появления ошибок будет поддерживаться и в процессе производства и тиражирования, то компакт-диски можно было бы просто адаптировать для хранения данных, так же как и для оцифрованной музыки. Из этого обычного открытия родился CD-ROM, и в дополнение к аудио-стандартам Красноватой книжки были разработаны стандарты Желтоватой книжки. Желтоватая книжка, именуемая также эталоном на CD-ROM, открыла компакт-диск в качестве носителя для хранения компьютерных данных (в противоположность просто аудиоинформации). Формат физического сектора был изменен и включал доп. поля для корректировки ошибок. Желтоватая книжка также описывает способы хранения и поиска данных. Эталон смешанного режима – расширение

Красноватой и Желтоватой книжек - комбинирует аудио (в формате Красноватой книжки) с компьютерными данными. Следующее расширение CD-ROM XA перемешивает аудио, видео и компьютерные данные для обеспечения наиболее скорого доступа.