CD-DA standard (Red Book z roku 1980) byl jednak definován o něco dříve než CD-ROM (Yellow Book), jednak u zvukových nahrávek není taková bezpečnost dat nutná, protože vzorky, které se nepodaří rekonstruovat, se dají poměrně jednoduše nahradit interpolací vzorků sousedních. Při časové délce jednoho vzorku 1/44100 sekundy není ani větší výpadek postřehnutelný (naproti tomu se dá snadno domyslet důsledek interpolace záznamů o bankovních převodech). Během přípravy článku jsem si všiml, že mezi lidmi jevícími zájem o tuto problematiku existuje jakýsi mýtus, že nejlepší kopie vznikne přepisem "přímo" z playeru do rekordéru, kdežto "přes harddisk" už bude zkreslená. Je to patrně způsobeno nesprávným pochopením způsobu kopírování "On-The-Fly.

Teoreticky lze použít software, který bez ohledu na obsah čte originál bit po bitu, posílá je do rekordéru a ten je tak, jak je dostane, zapisuje na CD-R médium. Takovým způsobem pracují programy používané k pirátskému zhotovování kopií CD vybavených nějakou formou ochrany proti kopírování (což je především případ her pro herní konzole jako Sony PlayStation, Sega a Nintendo), případně nějakým způsobem nestandardních počítačových CD-ROM. Využitím popsaného principu kopírování "natvrdo" se navíc vzdáváme veškerých vymožeností výše popisovaných opravných kódů. Za normálních okolností totiž CD player přečtené bity seřadí do správného pořadí, identifikuje vzniklé chyby podle nesouhlasících kontrolních součtů, a pokud možno, také je opraví. Teprve potom je posílá D/A převodníku, pokud je zapnuto přehrávání, nebo je v digitální formě po sběrnici předává k dispozici ovládacímu programu vypalovačky. Ten si je může krátkodobě odkládat na pevný disk nebo je posílat přímo zapisovací mechanice, která je před vlastním zápisem musí "interleavovat" a znovu vygenerovat opravné kódy. Převážnou většinu těchto operací provádějí firmwary obou mechanik, takže hostitelský počítač je pouze ovládá a přenáší data mezi nimi. Pokud se při tom data zapisují na harddisk, nemá to na jejich obsah ani nejmenší vliv. Ačkoliv při zápisu "On-The-Fly" běží simultánně čtecí i zapisovací mechanika, neznamená to ještě, že by měly výstup nakrátko propojený se vstupem.
Při shromažďování materiálu ke článku jsem se ke svému zděšení setkal také s názorem, že počítačové mechaniky při přepisu audiostop poskytují jen neopravené vzorky, proto jsou lidé zbaveni možnosti pořizovat úplně perfektní kopie zvukových CD disků, zdroj ovšem neuváděl, kterých mechanik se to týká. Mám za to, že vzhledem k množství extrahovaného a zkontrolovaného zvukového materiálu by byla velká náhoda, kdybych bez použití opravných mechanismů dosáhl shodných výsledků.

Chybovost fyzického záznamu u CD a její vliv na kvalitu reprodukce
Již léta se na stránkách populárních periodik, zabývajících se zvukovou technikou, setkáváme s názory na kvalitu zvuku při přehrávání CD. Nacházíme řadu "návodů", jak vylepšit zvuk různými nepříliš důvěryhodnými metodami typu obarvení hran disku, potažení disku barevnou fólií apod. Zapomeňme nyní na problematiku D/A převodníků, které jistě mají určitý vliv na kvalitu reprodukce, a zamysleme se nyní trochu seriózněji nad problematikou optického snímání dat z CD disku, nad chybami, které se mohou při snímání vyskytnout, a nad tím, jak si s nimi poradí dekodér CD přehrávače.

Při optickém záznamu dat využívaném u CD, stejně jako u jiných způsobů digitálního záznamu, je vždy třeba počítat s možným výskytem chyb v procesu záznam-snímání. Proto musí být data zabezpečena tak, aby bylo možné případné vzniklé chyby při snímání rozpoznat a pokud možno bezeztrátově eliminovat. Způsoby kódování a zabezpečení dat se zabývá samostatný vědní obor, využívající poměrně složitý matematický aparát, který se však na tomto místě nemůžeme detailněji zabývat. Zjednodušeně řečeno, zabezpečení dat spočívá v prostřídaní po sobě následujících zvukových vzorků (interleaving) a v následném dopočítání jistých přídavných (redundantních) dat. Podstatné je, že data uložená na nosiči, v tomto případě CD disku, jsou vhodným způsobem zabezpečena. Při reprodukci je pak na dekodéru přehrávače, aby v datech rozpoznal případné chyby, aby ukázal na data, která jsou neplatná a aby je (pokud jejich rozsah nepřesáhne možnosti bezeztrátové rekonstrukce) opravil. Pokud je rozsah chyb vyšší než možnosti opravného kódu, není již možné získat původní nezkreslenou informaci. V případě záznamu počítačových dat, např. u CD-ROM, znamená každá neopravitelná chyba definitivní ztrátu informace. Proto jsou data u tohoto systému zabezpečena velmi robustně s vysokým stupněm redundance. Poněkud jiná je situace při záznamu zvukového signálu u CD-DA, kde je redundance asi o 17 % nižší. Obrazem neopravitelných dat jsou u zvukového signálu chybné vzorky, tj. vzorky signálu s nesprávnou hodnotou. Nepřesáhne-li množství chybných vzorků určitý rozsah, je možné při použití vhodně zvolených interpolačních funkcí takové chyby neslyšitelně zamaskovat dopočítáním správných hodnot z předcházejících a následujících platných vzorků.

U CD nosiče, na kterém jsou data uložena formou různě dlouhých jamek umístěných ve spirále, se mohou projevit chyby v datech, způsobené stranovou deformací těchto jamek, jejich časově nepřesnými začátky a konci, nehomogenitami v průhledném polykarbonátu, či v odrazné vrstvě, mechanickými poškozeními polykarbonátu, nečistotami na disku aj. Při vypalování CD-R má na kvalitu záznamu vliv jak kvalita vlastního média (homogenita materiálu, kvalita vylisované "vodící drážky"), tak i vnější vlivy působící při vlastním záznamovém procesu na záznamový systém (vibrace mechaniky, teplota okolí, prach). Zvláště u interních počítačových CD-R mechanik se mohou na kvalitě záznamu významně podílet vibrace celého počítače, způsobené především rotujícími komponenty (pevné disky, ventilátory) a vibrace způsobené nevyváženým, či nevycentrovaným záznamovým médiem – CD-R diskem.

Při testování vypálených CD-R jsme se tedy kromě testování poslechem zabývali i kvalitou fyzického záznamu na nosiči. Je-li totiž fyzický záznam bez závad, tzn. že se chyby dat na nosiči nevyskytují vůbec nebo pouze v míře, se kterou si dekodér CD přehrávače bezeztrátově poradí, neměly by se vyskytnout žádné slyšitelné vady, neboť reprodukovaná data jsou identická se zaznamenávaným originálem. Pro testování jsme použili starší, ale velmi spolehlivou a osvědčenou modifikovanou CD mechaniku Philips CDM-2/29 a dekodér SAA-7210, schopný identifikovat veškeré chyby, které se vyskytly v zakódovaném signálu. Ty byly indikovány LED diodami a současně zaznamenány čítačem, připojeným k dekodéru. Výsledek měření chybovosti byl překvapující. U všech vypálených disků zůstal rozsah naprosté většiny chyb v korigovatelné oblasti. Navíc byla chybovost u všech testovaných médií na srovnatelně nízké úrovni. Proto ani neuvádíme tabulku s naměřenými hodnotami. Podle mého názoru tedy nemohou chyby ve fyzické vrstvě posuzovaných médií způsobovat slyšitelné degradace signálu. V případě, že se mezi jednotlivými vypálenými disky při poslechovém testu přesto slyšitelné rozdíly objevily, je třeba jejich příčinu hledat někde jinde v záznamovém či reprodukčním procesu.

Autoři textu: Richard Jejkal & Josef Hrudka, stereomag.cz (červen 2002)

... které se tváří jako originál? V následujícím textu najdete rady, jak lze podle několika základních znaků rozpoznat originál od kopie. Tržnice a různé stánky zahraničních prodejců jsou totiž kopiemi přímo zavaleny. Chcete-li se vyhnou riziku, pak nakupujte především v kamenných obchodech u známých prodejců.

CD mají několik znaků, podle kterých si lze jednoduše zjistit originalitu.

• Potisk CD
  Disky CD-R mohou být identifikovány prostřednictvím samolepící etikety. Grafická stránka je obecně nízké kvality a obsahuje málo informací o umělci nebo producentech hudby.
• Znaky na vnitřním proužku
  Dalším identifikátorem je právě proužek matrice CD-R, obvykle postrádá jakékoliv znaky nebo může obsahovat alfanumerický kód. Nemůže obsahovat takové údaje, jako je třeba logo nahrávací společnosti nebo katalogové číslo.
• Kód LBR
  Disky CD-R nenesou kód LBR, protože neprošly procesem výroby matrice jako průmyslově vyráběná CD.
• Kód lisovací formy (Mould Code)
  Disky CD-R obvykle kódy lisovací formy nemají.  V některých zemích se ale musí povinně označovat kódem všechny formy, a tedy i disky CD-R mohou být kódované.  Potom budou mít kód přidělený výrobcem CD-R, u něhož byl disk vylisován.
• Barevná vrstva
  Jak již bylo zmíněno, disky CD-R obsahují i barevnou vrstvu, nejčastěji výrazně modré nebo zelené barvy.  Každý disk s modrou nebo zelenou barvou, viditelnou na reflexním nátěru, je CD-R. Zlaté barvy se rozeznávají o něco obtížněji, protože někdy mají poněkud neurčitý vzhled (ze čtecí strany), čímž trošku připomínají disky DVD.
• Tečkové kódy
  Výrobci CD-R obvykle aplikují potisk tečkovými kódy do oblasti mezi stohovací kroužek a středový otvor. Tyto kódy obsahují sériové číslo výrobku a mohou kódovat i datum výroby a identifikaci výrobní linky, na které byl disk vyroben. Výrobci je využívají k účelům řízení jakosti. Tyto kódy jsou výrazné a sestávají z teček černého inkoustu. Na CD se takové kódy nepoužívají.
• Kódy M a P
  Takzvané prázdné disky CD-R nejsou zcela prázdné. Ve skutečnosti nesou skryté kódy, které jsou přístupné speciálními softwarovými nástroji, používanými ve spojení s CD-R mechanikou v počítači. Tyto kódy obvykle identifikují, kde byl disk CD-R vyroben.
• Někdy špatná schopnost přehrávání
  Disky CD-R, na rozdíl od CD-R/W, hrají na většině CD přehrávačů. V případě, že jsou zde nahrané skladby ve formátu MP3 nebo počítačová data, pro čtení obsahu bude potřeba CD-ROM mechanika.

Velcí zástupci hudebního průmyslu běžně nevyrábějí, nedistribuují ani neprodávají své produkty v komerčním měřítku na formátu CD-R. Je ale známo, že někteří malí výrobci, zabývající se národním repertoárem, hudbu na formátu CD-R produkují. Nástup vysokorychlostních vypalovaček CD-R, schopných vyrobit několik tisíc disků za den, může přinést změny výrobních metod. Další technický vývoj může vést k výrobě kompilací na CD-R formou „legálních kiosků", ale ty by byly takto identifikovatelné – zejména by se vyráběly "na zakázku" pro konkrétní zákazníky a nebyly by zasílány nebo prodávány ve velkém. Pokud při koupi máte obavu z nelegální kopie, jednoduše si zkontrolujte alespoň jeden či dva z uvedených prvků a budete tak mít jistotu, že jde o legální CD. Článek vychází z informací a materiálů IFPI.

... poskytla veřejnosti odpověď na časté dotazy na životnost disků, na která si doma uživatelé vypalují svá data. Jak bezpečně je tyto vypalované disky ochrání?

Z odpovědi Verbatimu vyplývá, že: „Zkoušky prováděné v klimatizovaných místnostech dokládají výdrž okolo 100 let jak u CD-R, tak i DVD-R disků. To však platí pouze pro disky uskladněné za určitých klimatických podmínek, přičemž kvalita jejich vypálení přirozeně také hraje důležitou roli.“ Opakovaně se potvrzuje, že se od sebe neliší životnost vypalovaných CD a DVD a podle prvních testů se totéž týká i BD a HD DVD disků. Aby co nejdéle vydržely, je třeba vypalovat data co nejkvalitněji (tedy nikoliv zvýšenou rychlostí) a co nejméně pak média používat (každé přehrání má vliv na zkrácení životnosti). Vhodné je volit disky doporučené výrobcem vypalovačky (nejen typ, ale i značka média).

Důležitý je i způsob uskladnění: nejlépe v plastové krabičce, nastojato a při teplotě 20 až 25 stupňů Celsia a 55% relativní vlhkosti vzduchu – přičemž je musíme chránit zejména před světlem či kouřem, o mechanickém poškození ani nemluvě. Životnost zkracují i „nevinné“ otisky prstů – proto je vhodné i při manipulaci s nimi zacházet jako v bavlnce. Ale nedělejte si iluze, i kdybyste dokázali své CD sto let hýčkat, určitě se v mezičase vynoří někdo, kdo si o ně třeba zkusí škrtnout sirku...

Právě pro silný vliv zacházení s médiem na jeho životnost de facto neexistuje způsob, jak určit skutečnou – tedy nejen teoretickou stoletou – výdrž disku. Nejčastějšími příčinami poškození jsou škrábance a další vady způsobené zacházením s disky, na druhém místě je to nevhodné skladování např. v autě vystaveném slunečnímu záření – horko přímo způsobuje rozklad záznamové vrstvy. Do třetice bývá na vině nedostatečná kvalita vypálení (vadné vypalovačky a příliš vysoké rychlosti zápisu). Svůj podíl mají i výrobní chyby, z nichž nejčastější jsou např. špatné těsnění jednotlivých vrstev.

Ptáte se, zda jsou odolnější pevné disky, či flash paměti-klíčenky USB? Nesázejte na ně. Pevné disky by sice teoreticky mohly „něco vydržet“, ale díky množství pohyblivých součástí jsou více náchylné k poruchovosti, navíc vzhledem k překotnému vývoji v oboru IT je pravděpodobné, že dnešní disky budou za deset a více let nečitelné pro moderní generace počítačů. Paměťové USB klíčenky pak alternativním řešením určitě nejsou, v nich uložená data vydrží spolehlivě (aniž by bylo nutno je přepsat) maximálně deset let.
Verbatim považuje za nejbezpečnější způsob, jak dnes zálohovat svá data, vypálit je na DVD nosiče. A to v několika kopiích a na média z více výrobních várek (tedy ne ze stejného balení), nejlépe i více značek. Kvalitu zálohy je dobré ihned zkontrolovat, poté správně uložit a pro jistotu po pravidelných delších intervalech kontrolovat a případné nalezené vady ihned eliminovat pořízením další kopie. Teoreticky je to celkem jasné, ale jak známo, s praxí to tak snadné už nebývá, jak se většina z nás během následujících sta let jistě nesčíslněkrát přesvědčí.

Pokud dojde k jakémukoliv poškrábání nebo "upatlání" záznamové plochy, můžete svému cédéčku stejně jako u vinylů poskytnout pouze poslední pomoc. CD je totiž složitá optická soustava. To, že laser snímacího systému odečítá nějaké "díry a vyvýšeniny" vylisované do hmoty desky a překryté průhlednou vrstvou, pravděpodobně víte nebo tušíte. Nicméně situace je trochu komplikovanější. Barva laseru (vlnová délka vyzařovaného světelného spektra) a úhel jeho zaostření jsou zvoleny spolu s rozměrem hloubky oněch prohlubní a vyvýšenin, se silou krycí vrstvy plastické hmoty a jejím optickým indexem lomu tak, aby společně fungovaly jako jakýsi fázovací článek. Kde je díra, tam se signál odražený sečte se signálem vysílaným, kde je vyvýšenina, tam se téměř vyruší. Takže odražený signál s daty má výrazně větší "odstup" než by měl pouhý odraz. Proto je také krycí vrstva nad záznamem poměrně přesně tolerována. Desku s jinou sílou krycí vrstvy, než je normalizovaná lze "přečíst" jen za některých, spíše výjimečných okolností. Co z toho vyplývá? To, že například jakékoliv zbrušování poškozené vrstvy vede k jejímu ztenčení, a tím i k "rozladění" její původně optimalizované tloušťky. Snímací systém má potom podstatně víc práce se čtením dat, jejichž tolerance je výrazně horší, než se původně předpokládalo a občas se musí signál rekonstruovat-interpolovat, za cenu ztráty shody s originálem. Některé firmy dodávají k čisticím-brousicím soupravám i ochranné emulze, které by měly úbytek síly ochranné vrstvy doplnit zpět, ale to už je dost složité vytloukání klínu klínem. Zpětným pohledem na komplikovaný optický systém je také zřejmé, že vydření krycí vrstvy tak, že je matová nebo ne dokonale průsvitná a lesklá, ruší funkci optiky. Původně zostřené světlo laseru se rozptýlí a efekt je podobný jako u zamaštěné čočky objektivu, tady však není umělecký dojem žádoucí.

Proto u cédéček více vadí odření a škrábance ve směru záznamu, kde může docházet dokonce nejen k přeostřování signálu do sousedních drážek, jeho přerušování nebo úplnému výpadku reprodukce. Příčné poškození paprsek naopak "snáze přeskočí" a signál je přehrán s minimálními změnami.
Domnívat se, že druhá strana cédéčka je bezpečně chráněna potiskem, by ovšem bylo omylem. Z její celkové tloušťky 1,2 mm připadá naprostá většina na onu právě zmíněnou čirou krycí polykarbonátovou vrstvu, na odrazovou vrstvu se záznamem 0,11 až 0,13 mikron, kdežto na vrstvu laku s potiskem zbývají pouze 0,03 (slovy tři setiny) milimetru. I když je vrstva vytvrzena ultrafialovým zářením, absolutní ochranu proti poškrábání až na záznam od ní nemůžeme čekat. Navíc, zde už nejde jen o zásah do optických podmínek snímání, koncentrický škrábanec prostě záznam vymaže. Oprava není možná vůbec a záleží pak pouze na tom, zda opravné obvody laseru budou tuto pauzu schopny vyplnit nebo prostě zkolabují. Ještě větším dobrodružstvím a mnohem nákladnějším ve svých důsledcích může být snaha čistit optiku laseru, která většinou není ze skla, nýbrž z plastu, a tudíž více náchylná na poškrábání. Osobně bych dal přednost pneumatickému odstranění nečistot, ne ovšem aplikací vlastního dechu.

Pak je problém zřejmě v tom, že má zabudovanou ochranu proti přehrávání na PC či kopírování. V současné době je používáno několik systémů takové ochrany. Pojďme se blíže podívat na tři nejznámější a nejpoužívanější.

Vzhledem ke stále rostoucímu porušování autorských práv  (kopírování CD, rozšiřování nahrávek po Internetu pomocí MP3 atd.) se v současné době prodávají některá originální CD se zabudovanou ochranou proti kopírování či přímo přehrávání v PC a dalších mechanikách podporujících MP3 přehrávání a kopírování. Mezi nejznámější i v ČR patří Cactus DataShield, Audio2Key a Alcatraz.

Cactus DataShield
Na většině nových CD se můžeme setkat právě s ochranou Cactus DataShield, a to i v ČR. V poslední době jste mohli tuto skutečnost zaznamenat u alb celé řady předních českých zpěváků.

Jak tato ochrana funguje?
Na CD jsou dvě session, pokud CD vložíte do klasického přehrávače načte se pouze první session a CD hraje bezproblémově. Jinak však tomu je u jiných mechanik jako je CD-ROM, MP3/CD přehrávače atd. V tomto případě se CD načte jako hudební, které má více jak 99 tracků – tudíž se načte druhá session, která je chybná a zařízení nic nepřehraje ani neokopíruje. Dnes již existuje celá řada metod, jak toto omezení obejít. Na trhu jsou také CDRW mechaniky (Plextor, Sony), které již od výrobce tyto ochrany ignorují a lze je bezproblémově kopírovat a přehrávat.

Key2Audio
Tato ochrana je podobná "Cactusu". Opět nelze přehrávat na PC a CD-ROM, MP3/CD mechanikách. Využívá matoucí session pro CD ROM mechaniky a mechaniky podporující MP3 a CDR.  Obejít ho lze dnes také bez problémů. I s touto ochranou se na některých našich hudebních CD můžete setkat. Většinou se však tento systémem ochrany hudebních CD používá na zahraničních CD jako je například album od Celine Dion. Zrušení této ochrany je možné stejně jako u Cactus DataShield pomocí fixy, která překryje chráněné pole CD.

Alcatraz
Tento ochranný systém je především založený na „vodoznaku“. U nás není zase až tak moc rozšířen. Celkově je výroba této ochrany finančně náročnější. Alcatraz má čtyři úrovně ochrany. Nejnižší úroveň znamená ochranu před vytvořením kopie na 74 min CD-R. Další část ochrany předchází čtení a kopírování pomocí standardních programů. Je určena pro druhá a další vydání CD-ROM titulů. A poslední část ochrany této technologie je namířena proti profesionálním pirátům. Kopie takto chráněných produktů jsou nepoužitelné. Aplikace může nezávisle testovat a rozpoznávat, zda uživatel pracuje s originálem, nebo kopií. S touto ochranou se můžete setkat především u hudebních CD, ale i PC CDROM. Okopírovat takováto CD je však zatím bohužel velmi těžké. Alcatraz je prostě nedobytná pevnost.

Existuje celá řada dalších ochranných systémů: CopyLok, DiscGuard, LaserLock, LockBlock, MediaClóq, CD pro PlayStation, ProtectCD a SafeAudio), které však nejsou u nás moc rozšířené. Je však jasné, že všechny ochrany se dají obejít různými způsoby (nejznámější je řešení pomocí fixy, která překreslí ochranný pás na CD). V celé řadě případů je ochrana hudebních CD diskutovaným tématem poslední doby i mezi samotnými hudebníky a nahrávacími společnostmi. Například česká skupina Tři sestry kompletně odmítli aplikovat jakoukoliv ochranu proti přehrávání či kopírováni na PC. V poslední době z aplikací těchto ochran upouštějí velké nahrávací společnosti jako je Sony Music a některé další. Hlavními důvody je neblahý ohlas veřejnosti a uživatelů. Je jasné, že poklesl i prodej takových to CD.