Czerwona Księga

  Historia standardu CD zaczęła się od opublikowania przez firmy Philips i Sony Czerwonej Księgi, definiującej płytę muzyczną CD - DA (Compact Disc - Digital Audio). Informacje zawarte w tym dokumencie można podzielić na dwie zasadnicze grupy. Pierwsza z nich ściśle dotyczy zapisu muzyki w formie cyfrowej i ustala między innymi częstotliwość jej próbkowania równą 44,1 kHz oraz szesnastobitową rozdzielczość kwantowania. W tej części zdefiniowano także maksymalną liczbę ścieżek na płycie CD-Audio: 99. W Księdze znalazły się także fundamentalne definicje fizycznych wymiarów samego nośnika oraz określono sposób umieszczania na nim danych. Normy te można określić jako niskopoziomowe - nie dotyczą one bowiem metod przechowywania plików, lecz sposobów przyporządkowania strumieniowi bitów zagłębień i wypukłości na powierzchni płyty. Specyfikacje te pozostały niezmienione aż do dzisiaj. Na początku płyty znajduje się strefa wprowadzająca (Lead In), w której obszarze w subkanale Q umieszczona jest tablica zawartości TOĆ (Table Of Contents). W tej tabeli przechowuje się adresy startowe ścieżek, ich długości oraz informację o typie kompaktu (Data- lub Audio-CD). Dane na każdym nośniku CD są podzielone na tak zwane bloki, nazywane często sektorami, które złożone są z kolei z ramek. Każda ramka zawiera 192 bity (czyli 24 bajty) użytecznych informacji oraz dodatkowe dane, służące do korekcji błędów oraz rozgraniczania kolejnych ramek: do użytecznych 192 bitów w każdej ramce dodawanych jest aż 396 bitów korekcyjnych i synchronizujących. Tak duża ilość nadmiarowych informacji pozwala na zapewnienie niewiarygodnej odporności płyty na błędy i zarysowania. Okazuje się, że zastosowanie techniki korekcji gwarantuje poprawne odzyskanie informacji z płyty audio nawet w przypadku całkowitego zniszczenia kolejnych 450 bajtów, czyli 18 całych ramek! Cały sekret tkwi w tzw. przeplataniu - bity opisujące muzykę lub pliki komputerowe są przechowywane na płycie w kolejności innej niż naturalna i dopiero w trakcie odczytu zostają ułożone w swą prawidłową sekwencję. Bity, które w rzeczywistości znajdują się obok siebie, na nośniku CD zostają umieszczone w różnych ramkach. Efektem zarysowania płyty i zniszczenia zawartości całej ramki nie jest więc utrata 192 kolejnych bitów, lecz powstanie 192 jednobitowych, oddalonych od siebie błędów.

Żółta Księga

Żółta Księga stanowi rozszerzenie Czerwonej Księgi i zawiera definicję ścieżek danych dla płyt z plikami komputerowymi (CD-ROM). Najważniejszą wprowadzoną innowacją jest zmiana struktury pojedynczego sektora w stosunku do zwykłej płyty muzycznej. Choć jego całkowita objętość się nie zmieniła i nadal wynosi 2352 bajty, dla danych użytkownika przeznaczonych jest tylko 2048 bajtów. Pozostały obszar zarezerwowano przede wszystkim dla dodatkowych mechanizmów korekcji błędów. Do każdego sektora dodano czterobajtową sumę kontrolną EDC (Error Detection Code), służącą do wykrywania ewentualnych uszkodzeń danych, oraz blok ECC (Error Corection Code), umożliwiający naprawę błędów. Pamiętajmy, że mechanizmy te jedynie uzupełniają system korekcji błędów zdefiniowany w Czerwonej Księdze, umożliwiając naprawę poważniejszych uszkodzeń. Nie oznacza to, że mechanizmy zawarte na płytach muzycznych są złe - działają one doskonale, lecz zostały zoptymalizowane do naprawy muzyki. W przypadku płyt muzycznych na miejsce uszkodzonego bajtu, który nie może być naprawiony, wpisywana jest wartość średnia, wyliczana na podstawie sąsiednich danych. Tego typu naprawa powoduje minimalne odkształcenie przebiegu czasowego muzyki, niezauważalne przez ucho ludzkie. Zastosowanie podobnej techniki do rekonstrukcji danych komputerowych skończyłoby się katastrofą - w tym przypadku kolejne bajty nie mają ze sobą nic wspólnego i nie można jednego z nich zastępować średnią z bajtów leżących obok. Dodatkowych 280 bajtów detekcji i korekcji błędów umieszczonych w każdym sektorze gwarantuje więc bezbłędne odtworzenie pierwotnej informacji. Rozszerzeniem standardów zawartych w Żółtej Księdze jest specyfikacja CD - ROM/XA (Extendend Architecture). Definiuje ona dwa kolejne formaty ścieżek, przeznaczone dla plików (Modę 2, Form 1) i danych multimedialnych, takich jak dźwięk czy muzyka (Modę 2, Form 2). W praktyce ze standardem CD-ROM/ XA można się zetknąć tylko w dwóch przypadkach - ścieżki Modę 2 stosowane są na płytach z filmami VideoCD, a także powinny być używane podczas zapisywania płyt wielosesyjnych. W tym ostatnim przypadku jest to jednak wymaganie czysto teoretyczne - współczesne napędy CD bez żadnego kłopotu czytają i zapisują nośniki multisession, używając zarówno formatu Modę 2, jak i zwykłych sektorów Modę l, powszechnie spotykanych na płytach CD-ROM. Należy jedynie pamiętać, by nie umieszczać sektorów Modę l i Modę 2 na tej samej płycie.

Zielona Księga

Standard CD-I (CD-Interactive) to jeden z formatów płyty CD, który poniósł klęskę i nie jest dziś stosowany. W założeniu jego twórców miał on służyć do przechowywania multimedialnych, interakcyjnych prezentacji, stosowanych w muzeach, galeriach czy na wystawach. Płyta CD-I zawiera nie tylko obrazy, muzykę czy filmy, lecz również program sterujący, który reaguje na działania użytkownika i wykonuje odpowiednie, związane z nimi akcje. Niestety, nośniki tego typu mogą być używane wyłącznie w specjalnych odtwarzaczach, które nigdy nie zdobyły popularności i od dawna nie są produkowane. Sam pomysł na interakcyjne prezentacje umieszczane na płycie nie został porzucony - z jego poprawioną realizacją mamy dziś do czynienia na dyskach DVD z filmami, którym często towarzyszą najróżniejsze dodatki, jak choćby wywiady z twórcami, informacje o aktorach, a nawet proste gry.

Biała Księga

Jeszcze niedawno wydawało się, że definiująca standard VideoCD Biała Księga ulegnie zapomnieniu, podobnie jak stało się to z technologią CD - Interactive. Powiedzmy sobie od razu: zapisanie trwającego 90 minut filmu na płycie przeznaczonej pierwotnie do przechowywania 74 minut muzyki nie jest dobrym pomysłem. Zmieszczenie olbrzymiej ilości danych opisujących ruchomy obraz na nośniku VideoCD pociąga za sobą bardzo silną kompresję danych, co prowadzi do znacznego obniżenia jakości filmu. Jeżeli dodać do tego fakt, iż Biała Księga wymaga stosowania przestarzałej kompresji MPEG- 1, wydawać by się mogło, że format VideoCD powinien już dawno zniknąć z rynku. Niestety, technologia ta trzyma się mocno, a do jej rozpowszechnienia przyczynia się wzrost popularności... stacjonarnych odtwarzaczy DVD. Okazuje się bowiem, że wielu właścicieli czytników tego typu nie stać na kupowanie płyt DVD kosztujących 100 zł. Filmy na dyskach VideoCD można zaś kupić nawet w kiosku z gazetami za mniej niż 30 zł. O tym, że nagrania takie cechują się żenująco niską jakością obrazu i fatalnym dźwiękiem, nabywca przekonuje się w domu. VideoCD jest rozwiązaniem dla osób pragnących przygotować płytę z własnym filmem (np. z kamery wideo), która będzie mogła być odtwarzana w stacjonarnym czytniku DVD. Do stworzenia takiego dysku potrzebna jest jedynie nagrywarka CD-RW i karta graficzna z wejściem wideo.

Niebieska Księga

Niebieska Księga definiuje standard CD-Extra, nazywany też niekiedy CD-Plus. Format ten precyzuje założenia dotyczące płyt przechowujących jednocześnie dźwięk i pliki komputerowe umieszczone w dwóch oddzielnych sesjach. Nośniki takie są coraz częściej wykorzystywane przez zespoły muzyczne, które dodają do swych albumów teksty piosenek, zdjęcia czy teledyski. Takie płyty bez trudu możemy nagrać samodzielnie, umieszczając na nich muzykę i dane w dowolnych proporcjach.

Mount Rainer

Prace nad specyfikacją Mt. Rainier zostały zakończone zaledwie kilka miesięcy temu. W zamierzeniu twórców standard ten ma doprowadzić do wyparcia z rynku dyskietek magnetycznych i zastąpienia ich płytami CD-RW. Według zapewnień projektantów już niedługo będziemy mogli podłączyć nową nagrywarkę do komputera, uruchomić system i natychmiast przystąpić do kopiowania plików na płytę.