Одним из камней преткновения стала технология кодирования сигнала. Качество цифрового сигнала напрямую зависит от количества битов, которыми кодируется его уровень: чем больше битов, тем меньше уровень шумов. Однако увеличение их числа вело к усложнению оборудования и росту цены. Прототип Philipsиспользовал 14-битовую кодировку, специалисты Sonyнастаивали на 16 битах, которые были необходимы для перспективы совмещения звука и изображения в дальнейшем. Победили японцы.
Начало «Невероятной истории CD-диска» читайте тут
Цифровой формат
Гораздо быстрее компромисс был найден при решении задачи коррекции ошибок. Дело в том, что при считывании трека происходит неизбежная потеря информации – например, на поверхности диска оказалась пылинка или царапина. Такая потеря практически незаметна при воспроизведении звука, но фатальна для записи компьютерных файлов – пропажа всего одного бита может привести к некорректной работе целой компьютерной программы. Компьютеры возникли не случайно – именно на этапе работы с японцами появилась идея использовать новый носитель и для хранения компьютерных данных.
Для исправления ошибок считывания традиционно используется метод контрольных сумм – в конце определенной последовательности данных помещается некоторое число, называемое контрольным. При сложении чисел последовательности плюс контрольное число должна получиться сумма, обычно кратная десяти. При пропадании любого числа из последовательности по специальному алгоритму можно восстановить утраченные данные, достаточно просто знать контрольное число. В частности, аналогичная схема применяется при присвоении номеров кредитным карточкам. Наибольший опыт в алгоритмах коррекции имели специалисты Sony, применяющие аналогичные алгоритмы в профессиональном звукозаписывающем оборудовании, поэтому было логичным использовать в новом диске японские ноу-хау. Для CDбыл выбран метод CIRC(Cross-InterleavedReed-SolomonCode), обладающий интересной особенностью – восстанавливать данные можно было двумя способами. Самый простой, исправляющий незначительные ошибки, требовал дешевых чипов и использовался в недорогих CD-плеерах. Более сложный алгоритм коррекции предполагалось использовать на Hi-Endпроигрывателях и компьютерных CD-приводах.
Одним из самых последних нововведений стал метод нанесения питов (небольших углублений на диск). Первоначально подразумевалось, что при записи на диск каждый пит будет означать единицу, отсутствие пита – ноль. Однако эта технология требовала большой поверхности диска. Лазерный луч не был идеальным, и поэтому часто давал сбой при обнаружении границы между двумя питами, следовавшими друг за другом. Требовалось либо увеличить расстояние между питами, и, соответственно уменьшить время звучания диска, либо придумать оригинальное решение. ИнженерыPhilipsпредложили технологию, при которой каждый пит содержал более одного бита информации.Для этого потребовалось сделать возможным нанесение на диск питов разной длины. Фиксированной осталась только длина последовательности из восьми битов информации. Любая последовательность этих битов кодировалась двумя или тремя питами разной длины. Для преобразования данных использовалась специальная таблица, в которой в зависимости от длины и расположения питов было присвоено одно из 256 чисел.
Легенда
Изначально диаметр диска был выбран специалистамиPhilipsв 11,5 см — легенда насчет кармана Оттенса все-таки легенда. Размер был выбран исходя из стандарта DIN для автомагнитол, которого придерживалась вся отрасль, и который диктовался размерами компакт-кассеты. Как вспоминал Франсуа Диркс, на совещании в Эйндховене, где обсуждались технические стандарты, а также распределение роялти между Philips и Sony, президент CBS Sony Records Норио Ога неожиданно повернулся к нему попросил рассмотреть очень конкретную просьбу Sony — увеличения размера диска до 12 см. Франсуа ответил, что 11,5 см были выбраны исходя из стандартов DIN, что принципиально важно для интеграции новой технологии в автомобили, а процесс разработки новых моделей машин занимает почти пять лет и изменить стандарт практически невозможно. Ответ Оги был обескураживающим: «У себя дома на Рождество мы обычно слушаем Девятую симфонию Бетховена. Симфония под управлением моего большого друга Герберта фон Караяна длится 76,5 минут, и для того, чтобы её можно было воспроизвести непрерывно на одной стороне требуется 12 см». И добавил: «Мои инженеры проверили. Устройство для автомобилей с 12-сантиметровыми дисками может соответствовать размерам, установленным стандартами DIN, и легко вписывается в пространство, предоставляемое производителями автомобилей». Этим нокаутом он убедил всех. Диаметр был установлен на 12 см, и оставался оптимальным размером для всех последующих дисков, таких как DVD, SACDи Blu-rayDisc.Лицензионные платежи были разделены между Philips и Sony, при этом Philips получила 75%, а Sony —25%, что отражало удельный вес лицензий двух компаний.
Норио Ога действительно был меломаном и окончил музыкальный факультет Национального университета изящных искусств в Токио. После чего он продолжил учебу в Берлинском университете искусств, одновременно работая в Sonyэкспертом по звуку. Где, по легенде, по просьбе основателя SonyАкио Мориты женился на ведущей пианистке Мидори Мацубаре, через которую и познакомился с легендарным Гербертом фон Караяном. Впоследствии онсотрудничал с Sonyдо самой своей смерти, ему ещепредстояло сыграть важную роль в продвижении компакт-диска.
500 дней
Весной 1981 года прототип компакт-диска был готов. Одним из первых слушателей стал дирижер Берлинского филармонического оркестра Герберт фон Караян. Реакция великого музыканта была восторженной: «Эту новую технологию можно сравнить разве что с переходом от газовых ламп к электрическому освещению». Однако звукозаписывающие компании не разделяли энтузиазма, включая PolyGram, дочернюю компанию Philips. Сопротивление было сломлено радикальным методом – прежнее руководство PolyGramбыло отправлено в отставку, а компанию возглавил Ян Тиммер (позже возглавившийPhilips). Тиммеру досталась, пожалуй, самая ответственная часть проекта – вывод нового формата на рынок. Он провозгласил программу «500 дней», за которые Тиммер планировал разработать прессы, построить заводы и штурмом взять рынок, выпустив за полгода полмиллиона компакт-дисков.
К тому же требовалось убрать конкурентов — Teldec от Telefunken и JVC со своим форматом. Чтобы убедить JVC отказаться от своей системы, Philipsпредоставил Matsushita/JVC доступ к технологиям компакт-дисков без выплаты лицензионных отчислений за устройство. Узнав об этом, Telefunken свернул свою программу.
Для производства дисков требовалось прецизионное оборудование, невиданной точности. Сам процесс занимал несколько этапов.
Сначала изготавливался мастер-диск. Мощный лазер записывал информацию на особом светочувствительном слое. Засвеченные участки вытравливались, образуя позитивную модель будущего диска, по которой изготавливался негативный никелевый штамп. Штамп-негатив помещался в специальный пресс, куда под давлением впрыскивался расплавленный поликарбонат. После того, как пластик остывал, на нем отпечатывался полный набор питов. Далее заготовка поступала на следующий автомат, который со стороны питов наносил отражающий алюминиевый слой. После чего на алюминий наносился слой защитного прозрачного лака, защищающий алюминиевый слой от окисления и придающий диску антистатические свойства. На этой же машине на диск печатался и красочный лейбл.
Помимо прецизионной точности прессов, все оборудование потребовалось размещать в дорогостоящих «чистых комнатах», из которых удалялась любая пыль, ибо даже одна пылинка на штампе могла испортить весь тираж. Весь персонал работал с специальных костюмах, напоминающих космические скафандры.