CD
Obsah boxu
Šablona:Infobox médium Kompaktní disk (anglicky Compact Disc, zkráceně CD) je optický disk určený pro ukládání a přehrávání digitálních dat. Původně byl vyvinut pro ukládání a přehrávání digitálního zvuku, ale později byl přizpůsoben i pro ukládání dat ve formě CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory).
Disk byl vyvinut společně firmami Philips a Sony a na trh byl uveden v roce 1982. Jeho zavedení znamenalo revoluci v hudebním průmyslu, protože nabízel výrazně vyšší kvalitu zvuku a odolnost proti opotřebení ve srovnání s tehdy dominantními vinylovými deskami a magnetofonovými kazetami. Standardní průměr disku je 120 mm a jeho kapacita je obvykle 74 nebo 80 minut nekomprimovaného stereofonního zvuku nebo přibližně 700 MB dat.
V průběhu let vzniklo mnoho variant, včetně zapisovatelných CD-R a přepisovatelných CD-RW, které umožnily uživatelům vytvářet vlastní disky. Přestože byla popularita CD v 21. století výrazně oslabena nástupem formátu MP3, digitální distribuce a streamovacích služeb, zůstává důležitým milníkem v historii digitálních médií.
📜 Historie
💡 Vývoj a uvedení na trh
Vývoj kompaktního disku začal v 70. letech 20. století. Společnost Philips zahájila výzkum optického záznamu zvuku již v roce 1974. Souběžně pracovala na podobné technologii i společnost Sony. V roce 1979 se obě společnosti dohodly na spolupráci, aby vytvořily jednotný celosvětový standard. Výsledkem této spolupráce byla publikace dokumentu známého jako Red Book (Červená kniha), který definoval technické specifikace pro formát CD-DA (Compact Disc Digital Audio).
Průměr disku 120 mm byl údajně zvolen tak, aby se na něj vešla kompletní nahrávka Beethovenovy Deváté symfonie v podání dirigenta Wilhelma Furtwänglera, která trvala 74 minut. První komerčně dostupný CD přehrávač, Sony CDP-101, byl uveden na trh v Japonsku 1. října 1982. Spolu s ním bylo vydáno i první komerční hudební album na CD, 52nd Street od Billyho Joela. V Evropě a Severní Americe se CD začalo prodávat v březnu 1983.
📈 Zlatá éra a masové rozšíření
V polovině 80. let začala popularita CD strmě růst. Přispěla k tomu vyšší kvalita zvuku bez šumu a praskání typického pro vinylové desky, delší životnost média a snadnější manipulace. Hudební vydavatelství začala masivně reeditovat své katalogy na CD, což vedlo k tomu, že si spotřebitelé znovu kupovali alba, která již vlastnili na jiných nosičích.
Vrcholu dosáhl formát na konci 90. let a na přelomu tisíciletí, kdy se celosvětově prodávaly miliardy disků ročně. CD zcela vytlačilo vinylové desky z masového trhu a výrazně omezilo prodeje kazet.
💻 Vstup do světa počítačů: CD-ROM
Potenciál CD pro ukládání jiných typů dat než jen zvuku byl brzy rozpoznán. V roce 1985 byl představen standard Yellow Book (Žlutá kniha), který definoval formát CD-ROM (Read-Only Memory). S kapacitou přes 650 MB nabízel CD-ROM mnohonásobně více prostoru než tehdejší diskety. To umožnilo distribuci rozsáhlých softwarových balíků, encyklopedií (např. Microsoft Encarta), a především videoher s kvalitní grafikou, zvukem a videosekvencemi.
🔥 Nástup zapisovatelných médií
Dalším klíčovým krokem bylo zavedení zapisovatelných a přepisovatelných disků. Standard Orange Book (Oranžová kniha) definoval formáty:
- CD-R (Recordable): Umožňoval jednorázový zápis dat. Stal se masově populárním pro vytváření vlastních hudebních kompilací a zálohování dat.
- CD-RW (ReWritable): Umožňoval opakovaný zápis a mazání dat, fungoval podobně jako pevný disk nebo disketa, i když s omezeným počtem přepisů.
📉 Úpadek a současnost
Na počátku 21. století začal úpadek CD. Hlavními příčinami byly: 1. **Rozvoj formátu MP3**: Komprimovaný zvukový formát umožnil ukládat stovky písní na stejný prostor, který dříve zabralo jedno album. 2. **Internet a sdílení souborů**: Služby jako Napster popularizovaly nelegální sdílení hudby. 3. **Digitální přehrávače**: Zařízení jako iPod od společnosti Apple umožnila nosit celou hudební knihovnu v kapse. 4. **Streamovací služby**: Platformy jako Spotify, Apple Music nebo YouTube Music zcela změnily model konzumace hudby z vlastnictví na pronájem.
K roku 2025 jsou prodeje CD jen zlomkem toho, co bývaly ve zlaté éře. Formát přežívá především u sběratelů, audiofilů a jako médium pro prodej hudby na koncertech.
⚙️ Technická specifikace
🔬 Fyzická struktura
Kompaktní disk je tvořen několika vrstvami. Základ tvoří disk z průhledného polykarbonátu o tloušťce 1,2 mm. Na tento základ je vylisována spirálová drážka s daty. Data jsou reprezentována mikroskopickými prohlubněmi nazývanými pity (jamky) a plochami mezi nimi, které se nazývají landy (pole).
Na polykarbonátovou vrstvu s daty je nanesena tenká reflexní vrstva, obvykle z hliníku, stříbra nebo zlata. Tato vrstva odráží světlo laseru. Reflexní vrstva je chráněna vrstvou laku a nakonec je na disk natištěn potisk (label).
💿 Princip čtení dat
Data z CD jsou čtena pomocí laserového paprsku s vlnovou délkou 780 nm (infračervené světlo). Laser je zaostřen na datovou stopu.
- Když paprsek dopadne na plochý povrch (land), odrazí se s vysokou intenzitou zpět do optického snímače (fotodiody).
- Když paprsek dopadne na prohlubeň (pit), dojde k interferenci a rozptylu světla. Do snímače se tak vrátí jen velmi málo světla.
Přechod mezi pitem a landem (a naopak) je interpretován jako logická jednička, zatímco konstantní úroveň odrazu (setrvání na pitu nebo landu) je interpretována jako série logických nul. Tento signál je dále dekódován a převeden na původní zvuk nebo data.
💾 Kódování a korekce chyb
Data na CD nejsou uložena přímo. Používá se kódování Eight-to-Fourteen Modulation (EFM), které převádí každý 8bitový bajt na 14bitový symbol. To zajišťuje, že mezi dvěma jedničkami bude vždy dostatečný počet nul, což usnadňuje synchronizaci čtecího mechanismu.
Klíčovou součástí standardu je také robustní systém pro korekci chyb nazvaný Cross-Interleaved Reed–Solomon Code (CIRC). Tento systém dokáže opravit data poškozená drobnými škrábanci, prachem nebo otisky prstů. Data jsou na disku prokládána tak, že poškození v jednom místě fyzicky zničí části různých datových bloků, které lze následně matematicky dopočítat z nepoškozených částí.
💿 Formáty a varianty
Během let vznikla celá řada standardů (označovaných jako "barevné knihy"), které rozšiřovaly možnosti CD:
- CD-DA (Digital Audio) (Red Book, 1980): Původní standard pro nekomprimovaný stereofonní zvuk.
- CD-ROM (Read-Only Memory) (Yellow Book, 1985): Standard pro ukládání počítačových dat.
- CD-i (Interactive) (Green Book, 1986): Interaktivní multimediální formát od Philipsu, který se komerčně neprosadil.
- CD-R (Recordable) a CD-RW (ReWritable) (Orange Book, 1990): Standardy pro zapisovatelné a přepisovatelné disky.
- Video CD (VCD) (White Book, 1993): Formát pro ukládání videa v kvalitě srovnatelné s VHS. Byl populární zejména v Asii.
- Super Video CD (SVCD): Vylepšená verze VCD s vyšší kvalitou obrazu.
- Photo CD: Formát vyvinutý společností Kodak pro ukládání digitálních fotografií ve vysokém rozlišení.
- Enhanced CD (CD+): Formát kombinující audio stopy s datovou stopou (např. pro videoklipy nebo texty).
🌍 Kulturní a ekonomický dopad
🎶 Revoluce v hudebním průmyslu
CD mělo na hudební průmysl obrovský dopad. Digitální zvuk bez praskání a šumu byl pro spotřebitele velkým lákadlem. Formát také posílil koncept alba, protože přeskakování skladeb bylo okamžité, na rozdíl od zdlouhavého přetáčení kazet nebo hledání drážky na vinylu. Vydavatelství vydělala obrovské sumy na prodeji reedic starších alb na novém formátu.
🎮 Vliv na herní a softwarový průmysl
Pro herní průmysl znamenal přechod na CD-ROM revoluci. Velká kapacita umožnila vývojářům vytvářet hry s rozsáhlými světy, předrenderovanou grafikou, filmovými sekvencemi (Full Motion Video) a orchestrálními soundtracky. Hry jako Myst nebo Final Fantasy VII by na disketách nebyly myslitelné. Podobně i distribuce velkých softwarových balíků jako Microsoft Office nebo Adobe Photoshop se stala díky CD-ROM mnohem praktičtější.
📉 Konec jedné éry
Přestože CD dominovalo trhu téměř dvě dekády, jeho pád byl rychlý. Nástup digitální distribuce ukázal, že fyzické médium se pro mnoho uživatelů stalo zbytečným. Úpadek CD symbolizuje širší trend dematerializace médií, který pokračoval i u filmů (přechod z DVD a Blu-ray na streamovací služby) a her (přechod na platformy jako Steam).
🤔 Pro laiky
Představte si kompaktní disk jako extrémně dlouhou, tenkou cestu stočenou do spirály. Tato cesta je dlouhá přes 5 kilometrů, ale je vměstnána na malou placku. Na této cestě jsou mikroskopické hrbolky a rovinky.
- **Rovinka (land):** Plochý úsek cesty.
- **Hrbolek (pit):** Drobná prohlubeň v cestě.
V CD přehrávači je malý laser, který svítí na tuto cestu. Funguje jako miniaturní baterka. 1. Když paprsek svítí na rovinku, světlo se odrazí přímo zpět do snímače v přehrávači. Přehrávač to vidí jako "jasné světlo". 2. Když paprsek narazí na okraj hrbolku, světlo se rozptýlí do stran a do snímače se ho vrátí jen velmi málo. Přehrávač to vidí jako "tmavé světlo".
Přehrávač sleduje rychlé střídání "jasného" a "tmavého" světla. Tuto sekvenci pak překládá do digitálního jazyka jedniček a nul. A právě z těchto jedniček a nul se skládá hudba, kterou slyšíte, nebo program, který spouštíte z počítače. Díky tomu, že se laser disku fyzicky nedotýká (na rozdíl od jehly na vinylové desce), se disk a nahrávka neopotřebovávají přehráváním.