A A A

(z dopisu Jana Starečka)

 

ÚVOD

V několika posledních letech došlo k téměř explozivnímu rozšíření techniky umožňující digitální kopírování zvukových nahrávek z lisovaných CD nosičů. Jde vlastně o vedlejší produkt vývoje prostředků na ukládání počítačových dat, který je naštěstí kompatibilní s domácími CD přehrávači. Bez této paralely by určitě nevzniklo něco, co tak snadno umožňuje porušovat autorská práva kopírovaných nahrávek. Když si výrobci audiovizuální elektroniky uvědomili, že utrženou lavinu už nikdo nezastaví, rozhodli se na ní alespoň něco vydělat a začali vyrábět speciální audio CD rekordéry, které mohou zapisovat jen na zvláštní audio CD-R média a kromě toho dovolují kopírovat digitálně jen do první generace, nelze tedy digitálně kopírovat kopie. Rozdíl ceny oproti obyčejným počítačovým médiím by měl sloužit jako kompenzace organizacím spravujícím autorská práva, jako je například GEMA, Intergram či OSA, ovšem jestli se tento model univerzálně prosadí, Bůh suď. Důvodem vyšší ceny mohou také výrobní náklady, protože audio CD-R se lisují v mnohem menších počtech než média počítačová. Pokud jde o autorská práva, budeme se legislativou v této oblasti ještě zabývat v některém z dalších čísel. V zásadě platí, že kopie pro vlastní (osobní) potřebu je legální (podle paragrafu 15 autorského zákona), takže v případě běžného nahrávání lze mít zcela čisté svědomí. Rozhodnutí jak s kopií bude nakládat je pak na každém svéprávném jedinci, stejně jako je na každém majiteli nože, jestli někoho podřeže. Před reálně existujícím fenoménem digitálního kopírování (počítačových) CD nemá smysl zavírat oči, proto se pokusím tuto problematiku zmapovat a na základě poslechových testů posoudit výslednou kvalitu.

 

Aniž bych komukoli radil, jestli má nebo nemá překračovat zákon, navrhnu jen tuto úvahu: zkuste si odhadnout, kolik originálních titulů vlastně budete chtít po dobu předpokládané životnosti kopírovacího zařízení okopírovat, sečtěte jejich pořizovací cenu a tu pak srovnejte se součtem ceny tohoto zařízení a prázdných CD-R médií. To samozřejmě neplatí pro profesionální piráty a pro ty, kdo vypalují v práci na útraty svého zaměstnavatele, stejně ale nepředpokládám, že by tyto skupiny hledaly osvětu zrovna v našem materiálu.

 

Zvuková CD se v současnosti dají kopírovat buď zmíněným audio CD rekordérem, nebo pomocí osobního počítače. Obě varianty mají své klady i zápory: samostatný audio CD rekordér se snadno integruje do stávající hifi aparatury a poskytuje prakticky stejný ovládací komfort jako kazetový magnetofon, na druhé straně vyžaduje zhruba 2x dražší média, zpravidla nahrává jen jednorychlostně a jeho pořizovací cena je vyšší. Výrobce za to v každém případě garantuje, že přístroj bude od prvního zapnutí skutečně kopírovat CD a že toto médium přehrajete na jakémkoliv CD přehrávači. Naproti tomu použití počítače ke kopírování CD předpokládá poměrně zkušeného uživatele, ochotného věnovat dostatek času experimentování. Vybavení stávajícího počítače nezbytnými periferiemi, tedy především CD rekordérem (vypalovačkou), případně také další CD mechanikou schopnou načítat digitálně audiosignál z CD-DA disků může být cenově srovnatelné s audio CD rekordérem, nicméně se rozhodně snáze podaří je daňově odepisovat a rovněž prázdná média jsou levnější a snáze dostupná. Ovládání počítače (respektive příslušného softwaru) je sice mnohem komplikovanější, ovšem na druhé straně nabízí široké možnosti manipulace se zpracovávanými daty a také kopírování vyššími rychlostmi až do osmi. Nevýhodou počítače (zejména PC s MS Windows) je fakt, že se každý den může chovat trochu jinak, takže operace, která se rutinně padesátkrát podařila, se může po jedenapadesáté zvrhnout v nepříjemné překvapení. Zaznamenali jsme i problémy s kompatibilitou počítačově vypáleného CD. Některé discmany s vyrovnávací pamětí je odmítaly načíst. Vzhledem k tomu, že většina čtenářských dotazů se týká počítačového kopírování CD-DA (Digital Audio), věnujeme mu teoretickou část článku, v poslechové části ale porovnáme také kopie vyrobené audio CD rekordérem.

 

KOPIE VERSUS ORIGINÁL

Na první pohled by se zdálo, že vzhledem k digitální podstatě záznamu na zvukových CD-DA discích by se měla kopie podobat originálu do posledních podrobností, jako je tomu v případě kopírování počítačových souborů na CD-ROM discích. Tam může v extrémním případě způsobit jediný chybný bit obrovskou škodu, a proto je záznam dat na CD-ROM vybaven velmi účinnými mechanismy detekce a opravy případných chyb, které snižují všudypřítomné riziko na přijatelnou mez. Toho je docilováno tím, že značná část kapacity média se obětuje na zápis detekčních a opravných kódů (EDC a ECC) a kromě toho jsou jednotlivá data prostřídána tak, aby byla rozptýlena po velké ploše disku (interleaving). Tento způsob je označován jako CIRC (Cross Interleaved Reed-Solomon Code). Je zřejmé, že pro opravné mechanismy je snazší úkol za pomoci kontrolních součtů rekonstruovat velké množství mírně poškozených dat než několik zcela zničených souvislých bloků dat, pokud se například na disku vyskytne škrábanec nebo nečistota. Také data na zvukových (CD-DA) discích musí pochopitelně používat detekční a opravné mechanismy, ve srovnání s ochranou dat na CD-ROM se však jedná o jakousi podmnožinu nebo jen první vrstvu. 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", který je blíže popsán v kapitolce "Druhy zápisu".

 

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 (to však již přesahuje rámec tohoto článku). U CD-DA disků se zatím nerozšířil žádný způsob zakódování nebo jiné protipirátské ochrany, který by vyhovoval normě (Red Book), a byl tudíž čitelný v libovolném CD přehrávači. 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.

 

STĚHOVÁNÍ DAT

Proces kopírování CD-DA se dá rozdělit na tři navazující operace: čtení audiostop z disku (audio grabbing nebo extraction), jejich případné zpracování a záznam CD-R mechanikou. Z hlediska kvality má klíčovou úlohu operace první, protože je nejvíce závislá na vlastnostech čtecí mechaniky a na použitém softwaru. Důvod, proč bezchybná extrakce audiostop z CD-DA disku není tak samozřejmá jako čtení souborů z CD-ROM, spočívá v různých způsobech uložení dat. Na CD-DA jsou uspořádána v blocích po 2 352 bytech (1 byte má 8 bitů) a každá sekunda má 75 bloků. Z toho vyplývá přenosová rychlost 176 400 byte/s při normální rychlosti přehrávání. Pro kontrolu – při vzorkovací frekvenci 44,1 kHz a 16bitových vzorcích (2 byte) vychází 88,2 kB/s a ve stereu tedy 176,4 kB/s. Blok se dále dělí na 98 "rámců", anglicky frame. Jeden frame obsahuje 24 bytů vzorků (6 šestnáctibitových vzorků ve stereu, 8 redundantních bytů obsahujících opravné kódy a 1 byte pro tzv. subkanály). Opravné kódy vznikají tak, že se zmíněných 24 bytů zakóduje a vzniknou 4 byty redundantního kódu P, ten se společně s původními daty znovu zakóduje jinou metodou za vzniku 4 bytů kódu Q. Konečně dalším prvkem zvyšujícím odolnost záznamu proti poruchám je už zmíněný interleaving, tedy rozprostření nebo snad prokládání sousedících vzorků. Subkanály umožňují ukládat na CD-DA kromě vzorků přídavné informace. Při jednom byte ve frame na ně připadá 98 bytů v bloku, které se dělí do 8 subkanálů, pojmenovaných písmeny od P po W. Zbylé dva byty označují začátek a konec bloku. Subkanál P se používá k identifikaci začátků skladeb. Dvě sekundy před začátkem skladby se jeho hodnota změní z 0 na 1, přesný okamžik začátku je dán okamžikem zpětné změny na nulu. Subkanál Q obsahuje informace, zda jde o dvou- nebo čtyřkanálový záznam, jestli je použita preemfáze, jestli je povoleno digitální kopírování, číslo skladby (angl. track), čas od začátku skladby a čas od začátku první skladby. Číslo skladby 0 je rezervováno pro tzv. Lead-In, v němž je uložen TOC (Table Of Contents), tedy seznam skladeb na disku, který se načítá po vložení disku do mechaniky. Dále se v subkanálu Q může nacházet kód ISRC (International Standard Recording Code), který je pro každou skladbu na disku jedinečný. Další subkanály (R až W) už nejsou normou striktně vymezeny a jsou využívány různými rozšířeními CD-DA standardu, jako například CD-T (doplněné o text), CD+G (g = grafika) nebo Karaoke CD. Z tohoto výkladu plyne, že ačkoli je na CD fyzicky uloženo mnohem více jedniček a nul, uživatel má k dispozici prostřednictvím dekodéru pouze 650 MB, resp. 74 minut relativně bezchybných dat. Na rozdíl od pevných disků, kde jsou datové stopy tvořeny koncentrickými kružnicemi, na CD nosičích leží data na jediné nepřetržité spirále začínající u středu média. Vyhledávání dat na pevném disku je snadné – jejich umístění je dáno číslem stopy a číslem sektoru v této stopě, informace o tom, kde se který soubor nachází, je uložena ve FAT (File Allocation Table), které se TOC podobá jen vzdáleně a rozhodně neumožňuje adresovat konkrétní vzorek na CD-DA. Při čtení CD-DA disku jsou vzorky vedeny z dekodéru do FIFO bufferu, jehož prostřednictvím je řízena rychlost otáčení disku. FIFO znamená First In First Out a funguje tak, že když se naplní, vyšle signál mikrokontroleru ke snížení otáček, když se vyprázdní, vyšle signál ke zvýšení otáček. Potíž je v tom, že časové údaje ze subkanálu Q FIFO bufferem neprocházejí, a tak se ztrácí informace o tom, který vzorek ke kterému času patří. Při reprodukci zvuku z CD-DA to samozřejmě nevadí, tam je podstatné jen to, aby vzorky přicházely do DAC převodníku správnou rychlostí a ve správném pořadí. V případě CD-ROM je tento problém vyřešen tak, že adresa bloku je uložena společně s daty a s 12 byty synchronizačního signálu. Tak lze identifikovat začátek bloku i jeho adresu sledováním dat na výstupu dekodéru. V současné době existují různá hardwarová řešení, jak synchronizovat data a Q subkanál, nejznámější vyrábí firma Plextor. Některé grabovací programy jsou schopny tuto vlastnost CD mechanik detekovat a využívat, zpravidla se při tom používá termín Accurate Streaming.

 

S nemožností přesně adresovat konkrétní vzorek na CD-DA souvisí také problém nazvaný trochu zmatečně jitter. Zmatečně proto, že v digitální technice se termínem jitter označuje prostě obecná chyba časování signálu, která je všudypřítomná proto, že žádný signál není ideálně pravoúhlý a žádný obvod nemá ideální vlastnosti. S tímto skutečným jitterem se setkáváme až u D/A převodníku, jehož analogový výstup posloucháme. Čím přesněji v čase dokáže umístit jednotlivé vzorky, tím menší je jitter D/A převodníku. Pokud potřebujeme počítače pouze k jakémusi skladování digitálních vzorků, jitter se nemění. Pokud jsou ale s digitalizovaným signálem prováděny operace, jako změna vzorkovací frekvence, mixování nebo filtrování, jitter se pochopitelně měnit může. Je to důsledek omezené přesnosti numerického zpracování vzorků, takže dochází k zaokrouhlovacím chybám. To je také důvod, proč má smysl při masteringu pracovat s mnohonásobným převzorkováním, i když výsledek skončí na CD podle Red Book.

 

Extrakční programy však označují jako jitter opakování anebo naopak vynechání několika vzorků a takto vzniklý pochopitelný dopad na kvalitu zvuku. V digitální audiotechnice jsou podobné chyby většinou označovány jako Digital Dropout. To nemusí být nutně chyba CD mechaniky, ostatně norma (Red Book) předepisuje přehrávači schopnost určit pozici s přesností 1/75 sekundy. Pokud grabovací program čte nepřetržitě za sebou data, jitter se neobjeví, ale když z nějakého důvodu musí čtení přerušit, nedokáže pokračovat v přesně stejném místě. Program proto musí navazovat na přerušené čtení s určitým přesahem minimálně jednoho bloku a na základě porovnání nalézt správný následující vzorek, což samozřejmě vede ke zpomalení celého procesu. Experimentálně jsem si ověřil, že lidské ucho je na popsané chyby velmi citlivé a i několik málo chybějících nebo naopak přebytečných vzorků působí rušivě, proto je velmi důležité kopírovací aparaturu sestavit tak, aby tyto jevy byly vyloučeny. Nejcitlivějším místem je nalezení spolehlivé CD mechaniky a grabovacího softwaru, který s ní bude dobře spolupracovat. Od zbytku aparatury, tedy zapisovací mechaniky a vlastního počítače chceme vlastně jen to, aby spolehlivě fungoval. Hlavním úkolem počítačové CD-ROM mechaniky je číst data, na to je optimalizována a k této její vlastnosti se vztahují technické údaje v propagačních materiálech a v manuálech. Schopnost přehrávat a nadto grabovat CD-DA disky je stále považována spíše za přídavek, který připomíná přísloví o darovaném koni, než za standardní plnohodnotnou vlastnost. Pokud si tedy přinesete z obchodu CD mechaniku, která sice funguje, ale audiostopy extrahuje s mnoha chybami, nebo to dokonce vůbec neumí, jako reklamace to pravděpodobně uznáno nebude.

Další nejistota se týká rychlosti mechaniky. Ta, kterou výrobce uvádí, se opět týká přenosu počítačových dat. Pro jednoduchost, případně pro snazší zmatení klientely, výrobci většinou neoznačují mechaniky podle rychlosti v kB za sekundu, ale násobkem, kolikrát rychleji v nich jsou čtena data ve srovnání s tokem dat zvukového CD přehrávače, tedy těch zhruba 170 kB/s. Mluví se tedy o dvou až čtyřicetirychlostních mechanikách, což může vypadat, jako by si uživatel mohl vybrat třeba sedmatřicítku. To, co bývá v moci softwaru, je nastavení několika mocnin dvou a k tomu maximální rychlost. O matení, ne-li přímo šizení, se dá mluvit proto, že rychlost čtení není po celém disku konstantní, nejnižší je u středu a deklarované hodnoty dosahuje až u samého kraje, ovšem za předpokladu, že disk je až ke kraji zaplněn. Realističtější výrobci vyjadřují tento fakt připojením slova MAX za číslo násobku v názvu. Stále se však jedná pouze o čtení dat, ale jakou rychlostí bude mechanika extrahovat audio se většinou zjistí až experimentem. Prosté zjištění této rychlosti ale neznamená, že jí mechanika dosáhne s jakýmkoli diskem a že výsledný signál bude bez chyb. Různé přístroje totiž různě reagují na chybu čtení, většinou vede ke snížení rychlosti až na 1x a opakovanému čtení. Jak rychle a zdali vůbec se potom mechanika vrátí na původní rychlost, to záleží na jejím firmware, stejně jako způsobu opravy chyb. Firmware bývá většinou uložen v paměti EPROM, takže pokud se ho výrobci podaří zdokonalit, nemusíte vyhodit celou mechaniku, ale jen pomocí speciálního programu firmware aktualizovat. S výjimkou výrobků firmy Plextor bývají rychlosti extrakce jen zlomkem rychlosti čtení dat, některé mechaniky dokážou jen 1x.

 

DRUHY MECHANIK

V současné době se CD-ROM mechaniky vyrábějí v provedení IDE nebo SCSI. Lepší volbou je SCSI, tyto verze CD-ROM i CD-R mechanik jsou však bohužel dražší než jejich IDE protějšky (pokud ovšem tyto existují, například firma Plextor IDE zařízení vůbec nevyrábí). Dále je potřeba do počítače instalovat SCSI řadič, což znamená investici 5-10 tisíc, ale při jeho výběru se nevyplácí přehnaně šetřit. Faktickým standardem jsou výrobky Adaptec, i když se nedá tvrdit, že by s jinými řadiči nešlo pracovat. Realita ale vypadá tak, že například firma Ricoh v návodu na výše zmiňovanou aktualizaci firmwaru jednoduše předepisuje dva možné typy Adaptec, jeden ISA a druhý PCI, a jinak neručí za výsledek. Mimochodem výsledek v tomto konkrétním případě může také být ten, že vypalovačku za 15 tisíc zahodíme do popelnice. Sběrnice SCSI (Small Computer Systems Interface) má za sebou poměrně dlouhý vývoj, během kterého se postupně objevila řada modifikací, resp. rozšíření, a kromě PC kompatibilních se používá i v počítačích Apple a prakticky ve všech pracovních stanicích, jako Sun, SGI, DEC a IBM.

 

Pozitivním rysem tohoto vývoje je fakt, že pro všechny její varianty sběrnice se dá používat jeden a tentýž software, protože nárůst výkonu je dosahován zrychleným časováním, respektive zdvojnásobením šířky sběrnice. Nejrychlejší varianta, LVD (Low Voltage Differential), má rychlost přenosu 80 MB/s. Pro připojení CD-ROM jednotky nebo vypalovačky bohatě stačí rychlost 10 Mbit/s, vyšší rychlosti a širší sběrnici využívají jen pevné disky. SCSI řadič má obvykle konektory pro připojení periferií interních, vestavěných v počítači, a externích, v samostatné skříňce se zdrojem. Externí montáž vypalovací mechaniky má tyto výhody: může zůstat vypnutá, pokud se nepoužívá, má pro sebe samostatný napájecí zdroj a obvykle je i mnohem lépe chlazena než při vestavění do počítače. Dobré chlazení mechaniky se nedá podceňovat, například starší výrobky firmy Yamaha trpěly přehříváním a odmítaly pracovat. K běžnému řadiči se dá připojit maximálně sedm periferií, celková délka propojení nemá přesáhnout 3 m. Řetězec SCSI zařízení je nutné na obou koncích zakončit terminátory, nesplnění této podmínky je nejčastější příčinou potíží s těmito periferiemi. Každý člen řetězce má nastaveno své identifikační číslo a za provozu víceméně bezproblémově koexistuje s ostatními, komunikační protokol SCSI sběrnice je k tomu uzpůsoben. Jistější ale samozřejmě je během kopírování zbytečně nezapojovat ke sběrnici zařízení, která nebudou potřeba. Nevýhodou SCSI je tedy hlavně cena a složitější instalace, předností spolehlivá funkčnost.

 

Výhodou sběrnice IDE je naopak zejména cena, protože řadič už je integrován na motherboardu počítače a veškeré periferie tohoto standardu jsou levnější a dostupnější než odpovídající ekvivalenty pro sběrnici SCSI. Většina v současnosti prodávaných počítačů je už v základním provedení vybavena IDE CD-ROM mechanikou. Řadič je dvoukanálový a na každém kanálu mohou být připojena maximálně dvě zařízení (pevné disky, výměnné disky, CD-ROM mechaniky), která ale nejsou rovnocenná – jedno je konfigurováno jako master a druhé jako slave. Rovněž z kanálů je jeden primární a druhý sekundární. Řešení sběrnice IDE je málo odolné proti rušení, proto se zařízení IDE používají výhradně jako interní, to znamená vestavěná do počítače, s maximální délkou datového kabelu jen 40 cm. Pro porovnání, maximální přenosová rychlost je v současné době 33 Mbit/s. Protože zařízení připojená na stejném kanále spolu mohou interferovat, je při použití IDE CD-ROM mechaniky pro účely extrakce audiostop nejlepší nastavit pevný disk jako primární master a CD-ROM jako sekundární master. Pokud by i zapisovací mechanika byla v provedení IDE, měla by být sekundárním masterem ona a čtecí mechanika by byla sekundárním slave.

 

DRUHY ZÁPISU

Tady je třeba vysvětlit, že kopírování, jako ostatně každý zápis na CD-R, se dá provést buď jako tzv. zápis On-The-Fly, a nebo prostřednictvím tzv. image file. Druhý jmenovaný způsob mnohem lépe zaručuje úspěšný zápis. Probíhá tak, že v první fázi si počítač celý obsah vypalovaného CD načte, uspořádá ho do jednoho velkého souboru na pevném disku a teprve potom tento soubor najednou zapíše. Hlavním předpokladem je dostatečný prostor na pevném disku, to znamená přibližně 700 MB pro maximální možnou délku zvukového CD. Velkou výhodou tohoto způsobu je fakt, že naprosto nezáleží na rychlosti čtecí CD mechaniky ani pevného disku.

Při zápisu On-The-Fly jsou obě mechaniky spuštěny současně, podmínkou je, aby čtoucí mechanika byla výrazně rychlejší než ta zapisovací a aby se stále udržoval alespoň minimální přebytek dat čekajících na zápis. Tato data čekají jednak v bufferu zapisovací mechaniky (mohou být i v paměti RAM počítače) a jednak jsou odkládána na pevný disk (ovšem nikoli v takové míře, jako u zmíněného image – to všechno záleží na vlastnostech používaného kopírovacího programu). Výhodou tohoto způsobu je, že zápis se dá provést i tehdy, když je na pevném disku méně místa než by vyžadovalo vytvoření image souboru, a kopie je hotova mnohem dříve. Mezi kopiemi pořízenými těmito způsoby by ale rozhodně neměl vzniknout kvalitativní rozdíl.

Otázka rychlosti použitých počítačových komponentů je přitom velmi komplikovaná. Nejprve co se týče pevných disků: základní parametry pro posuzování vlastností počítačových periferií jsou přenosová rychlost a doba přístupu. Bráno podle technických dat deklarovaných jednotlivými firmami by měly i několik let staré výrobky splňovat výkonnostní podmínky pro spolupráci se zapisovacími mechanikami. U zapisovaček se stejně jako u čtecích mechanik mluví o jednorychlostním, dvojrychlostním až maximálně osmirychlostním zápisu, kde násobky jsou vztaženy ke zmíněnému toku dat 170 kB/s a normální rychlosti. Problémy tu ale mohou způsobit dva možné jevy – fragmentace disků a jejich termální rekalibrace. Fragmentace pevného disku postihuje bez rozdílu staré i nové disky a je vlastně zapříčiněna hospodařením operačního systému s volným prostorem. Když se na zcela prázdný disk začnou ukládat soubory, děje se tak postupně sektor po sektoru, stopa po stopě bez zbytečných mezer. Za těchto podmínek jsou zápis i čtení nejrychlejší a tyto hodnoty jsou ke zveřejnění nejvhodnější. Protože je ale pevný disk zařízení s libovolným přístupem, po smazání některých souborů se místo, které původně zabíraly, přičítá k aktuálnímu údaji o volném prostoru na disku bez další informace, jak je tento prostor uspořádán. Je zřejmé, že při přeskakování hlav po prázdných kouscích místa výkon disku poklesne a objeví se nerovnoměrnosti. Systém Windows je proto opatřen nástrojem pro defragmentaci disku, který uložené soubory přeskupí tak, aby volný prostor byl pokud možno spojitý. Zkontrolovat stav fragmentace disku před kopírováním CD-DA by měla být samozřejmost. Naopak termální rekalibrace se objevuje hlavně u starších výrobků, nejedná se o poruchu, ale o běžný průvodní jev při provozu disku. Projeví se tak, že disk nezávisle na operačním systému na chvíli přeruší zápis nebo čtení a hlavy několikrát projedou celou dráhu od vnitřní do vnější stopy (to je to charakteristické zabzučení a cvakání). Pak provoz disku normálně pokračuje, ale pro zápis na CD-R může být chvilkový výpadek kritický. Vypalovací mechaniky jsou sice pro podobné případy vybaveny interní vyrovnávací pamětí (neboli cache), a to tím větší, čím rychlejší je zápis, ale v některých případech nemusí stačit. Vzhledem k současným nízkým cenám počítačových komponentů je nejspolehlivější takové disky nahradit modernějšími a vyhnout se zbytečným komplikacím. Kapacita pevných disků vztažená k pořizovací ceně se v krátké době prakticky zdesateronásobila, což je příjemné zjištění vzhledem k potřebě ukládání sedmisetmegabytových souborů.

 

TESTOVANÉ CD-ROM MECHANIKY

Vlastnosti CD-ROM mechanik jsou pro účely našeho testu natolik významné, že jsme je alespoň orientačně změřili. Naším cílem ovšem nebylo provádět průzkum trhu s mechanikami, ale v první řadě získat bezvadnou digitální kopii zvukové nahrávky pro účely vypalování. Byly porovnávány mechaniky Plextor Ultraplex 40Max a Teac CD532S se sběrnicí SCSI, a to obě v externí verzi, a BTC 44x se sběrnicí IDE zamontovaný do počítače jako sekundární master. Výběr těchto typů nebyl náhodný: v době zahájení příprav testu byl Teac na prvním a Plextor na druhém místě v rychlosti DAE mezi SCSI mechanikami, BTC bylo první mezi IDE mechanikami. Jako vypalovací mechaniky se podařilo zajistit osmirychlostní Plextor 820 a čtyřrychlostní Yamahu CRW84416. Počítač, na němž jsem test provedl, byl dostatečně výkonný, aby případné úzké profily nezkreslovaly vlastní měření. Uvedu jen podstatné prvky jeho konfigurace – Procesor PentiumII Celeron přetaktovaný na 460 MHz, základní deska s chipsetem Intel BX, 128 MB SDRAM, IDE pevný disk Seagate Medalist Pro 9,1 GB, nastavený jako primární master, SCSI řadič Adaptec AHA 2940AU. Pro účely testu byl čerstvě instalován operační systém Windows98CZ. Kromě toho musel být instalován software Adaptec EasySCSI, dodávaný spolu s řadičem, protože obsahuje tzv. ASPI ovladače vyžadované extrakčními programy. Dokud nebylo hotovo měření vlastností mechanik a grabování, nebyl pro jistotu instalován žádný vypalovací program, který by mohl bez varování instalované ovladače přepsat vlastními variantami. Parametry CD-ROM mechanik byly zjišťovány pomocí volně šiřitelného programu CDSPEED99. Ten je schopen měřit přenosovou rychlost čtení CD-ROM i CD-DA, a to po celém povrchu disku, a zároveň měřit otáčky disku. Z toho lze snadno usoudit, které mechaniky pracují s konstantní obvodovou rychlostí a které s konstantní úhlovou rychlostí. Dále umí CDSPEED99 posoudit kvalitu extrakce audia a detekovat už zmiňovanou schopnost udržovat Accurate Streaming. To provádí tak, že opakovaně čte tři různé úseky disku, porovnává je a výsledek potom hodnotí od 0 do 10. Program také měří zatížení procesoru při čtení různými rychlostmi, což může být velmi užitečný nástroj při odstraňování různých potíží softwarové konfigurace a konfliktů ovladačů.

 

VÝBĚR TESTOVACÍHO HARDWARU A SOFTWARU

Vlastní měření proběhlo bez potíží v tom smyslu, že program podle všech příznaků pracoval stabilně a bez neočekávaných jevů. Spolu s ostatními CD-ROM byla měřena také zapisovačka Yamaha CRW4416, aby se zjistilo, jak by plnila roli grabovací mechaniky, a byli jsme trochu překvapeni, že jako jediná neobstála v testu kvality extrakce zvukových stop. Vypalovačku Plextor jsme neměřili z důvodů uvedených později. Jinak se potvrdila v této disciplíně bezkonkurenční převaha mechaniky Plextor Ultraplex 40Max, kterou jsme také nakonec vybrali pro přípravu souborů určených k vypálení. Mechanika Teac, která je podle dostupných informací schopna extrakce CD-DA až dvaatřicetirychlostně, dosahovala nepochopitelně jen čtyřrychlostního výkonu. Při pátrání po příčině jsme na webových stránkách výrobce objevili program umožňující nastavit rychlost grabování až na 32x, přičemž default je 4x. Protože ale tento program mění obsah EPROM paměti mechaniky, odolal jsem pokušení ho vyzkoušet – to by měl zásadně dělat jen vlastník. Jinak se ostatní naměřené hodnoty shodovaly s publikovanými. Jako měřené vzorky byly záměrně vybrány běžně dostupné tituly – jako CD-ROM to bylo CD z Chipu číslo 2/99, jako CD-DA testovací CD Stereo&Video 2/98, takže kdo je má k dispozici, může srovnat výkon svého systému s testovaným.

 

Dále bylo nutné vybrat nejvhodnější extrakční software. Prakticky všechny profesionální zapisovací programy obsahují možnost grabování audiostop, ale většinou téměř bez jakékoli možnosti nastavování parametrů a kontroly jeho kvality. Přesněji řečeno, řízení je zredukováno na zapnutí a vypnutí korekce jitteru (z výše uvedených informací vyplývá, o který jitter se jedná). Jako ideální pro experimenty se nakonec ukázal sharewarový program Exact Audio Copy 081 (EAC), který se svou propracovaností a komplexností liší od ostatních programů snad ještě více, než Plextor od zbytku CD mechanik. Jeho nejzajímavější vlastností je, že dokáže dosahovat bezchybných kopií i s kvalitativně horšími mechanikami, pouze za cenu mnohem větší časové náročnosti. Má totiž na výběr v zásadě čtyři mody extrakce, odstupňované podle rychlosti – při nejvyšší je veškerá starost o kvalitu přenechána mechanice, to je ideální pro špičkové výrobky jako například Plextor, naopak při nejpomalejším modu je každý blok čten minimálně dvakrát, přičemž když se narazí na problémové místo, čtení je opakováno až maximálně 80krát, než se program rozhodne pro nejpravděpodobnější hodnotu. Po skončení grabování si podezřelá místa pamatuje a umožní jejich okamžitou kontrolu. Pro testovací účely přišla velmi vhod jeho funkce binárního porovnání dvou zvukových souborů na pevném disku. Pomocí detekce vlastností připojené mechaniky tímto programem se pravděpodobně objasnil problém s grabováním Yamahou CRW4416. Ta totiž podle všeho ukládá čtená data do cache i při extrakci audia, což může grabovacímu programu způsobit potíže. I Yamaha by tedy byla s programem EAC použitelná, ale jen v nejpomalejším modu. Nakonec jsme tedy zkušební soubory pořídili na CD mechanice Plextor s programem EAC, a to pro jistotu vícekrát různými způsoby. Výsledky byly spolu porovnány a zjištěna stoprocentní shoda.

 

NENÍ MÉDIUM JAKO MÉDIUM

Ačkoliv data na zapisovatelných médiích CD-R a CD-RW jsou uspořádána stejně jako na lisovaných CD discích, rozdíl v odrazivosti mezi pitem a landem se dociluje pomocí organického barviva, které při expozici infračerveným laserem o výkonu 4-12 mW mění svou molekulární strukturu. Konstrukce disku je o něco složitější – jako základ je použit stejný polykarbonátový výlisek, v němž je připravena vodicí drážka pro záznamový laser, navíc modulovaná frekvencí 22 kHz. Jako barviva se používají v zásadě tři sloučeniny – stabilizovaný cyanin modré barvy, patentovaný firmou Taiyo Yuden, bezbarvý ftalocyanin firmy Mitsui a materiál nazývaný AZO, modré barvy, údajně se jedná o kovový chelát (organo-kovová sloučenina), jeho výhodou má být vyšší odolnost na UV světle. Hliník, který tvoří odrazivou vrstvu u lisovaných CD disků, se u CD-R použít nedá, protože barviva ho korodují. Místo něj se užívají ušlechtilé kovy – zlato a stříbro, které jsou chemicky dostatečně stabilní, mají ale horší odrazivost (ve srovnání s lisovanými CD disky asi o 80 %). Zdálo by se logické, že zlato, které přece pohlcuje část viditelného spektra, by mělo mít horší odrazivost než stříbro, ale pro infračervené světlo mají vlastnosti stejné. Odezva různých barviv na infračervené světlo je různá, tudíž se kvůli dosažení optimálního tvaru a kontrastu pitů musí mechanika nějak dozvědět, s jakým médiem bude pracovat, jinak by se kalibrovala půl hodiny. Tuto informaci má každý disk zapsánu na začátku drážky v oblasti zvané ATIP. Tím má zhruba dán typ barviva, na jehož základě může zvolit tzv. dlouhou nebo krátkou strategii zápisu, to znamená jak bude modulován výkon laseru. Jemné nastavení mechanika provádí tak zvanou procedurou OPC (Optimum Power Calibration), to znamená krátkým zápisem do oblasti PCA (Power Calibration Area). To se dělá před každým sessionem (novým zápisem) znova, a protože PCA není libovolně velká, i počet možných sessionů je omezen. Při zápisu na CD-R si uživatel může zvolit, jestli chce disk takzvaně finalizovat, nebo jestli na něj bude zapisovat vícekrát, to znamená, že vznikne multisession disk. Dokud není disk finalizován, není zapsána TOC, a disk proto není v obyčejných CD-ROM mechanikách čitelný. Vypalovací mechanika má informace o dosud zapsaných datech v oblast PMA (Program Memory Area), která je pro obyčejné CD-ROM nepřístupná. Při finalizaci disku se do Lead In zapíše TOC, což znamená, že se na disku už nedá nic změnit. Níže uvedená tabulka vznikla jako miniaturní průzkum trhu s CD-R médii, údaje v ní uvedené byly zjištěny právě přečtením ATIP vypalovací mechanikou (přičemž jsme zjistili, že existuje 10 základních typů označených jako type 0 až type 9; Cyanine odpovídají type 0-4 a Phtalocyanine type 5-9).

 

Vybrané nosiče CD-R v našem testu:

označení výrobce barvivo odrazová vrstva nominální kapacita [min] změřená kapacita [min] bloků

 

Jsou to především údaje o barvivu a maximální kapacitě, která se u různých médií nepatrně liší. Je ale známo, že ve skutečnosti se na všechna média vejde o něco více dat, než je zde uvedeno, výrobci tady tak trochu musí hrát na jistotu, protože patrně nemohou garantovat bezchybný zápis až do samého konce vodicí drážky. Kdo to chce na vlastní nebezpečí riskovat, může zkusit tak zvaný overburning, tedy zápis přes maximální kapacitu disku. Ne všechny mechaniky jsou toho schopny, Yamaha 4416 i Plextor 820 naštěstí pro nás ano, také ne každý vypalovací program overburning podporuje, například program WinOnCD, dodávaný v retail baleních s vypalovačkami odmítá překročit mez, kterou si přečetl z ATIP. Nejlépe asi overburning podporuje německý program Feurio, pomocí kterého byly také změřeny hodnoty uvedené v tabulce. Princip měření je trochu otravný, nicméně bude pravděpodobně spolehlivý. Při každém měření se totiž provádí simulovaný zápis na celý disk a program si zapamatuje místo, kde narazil na sync error, to je, kde vypadl z drážky. Nemít osmirychlostní mechaniku Plextor, se kterou test trvá 9 minut, asi by tabulka byla o sloupeček užší. Kdo nechce a nebo nemůže provádět overburning a přesto chce vypalovat přes 74 minut, má ještě šanci používat osmdesátiminutová média, která postupně dorazila i na náš trh. Z toho, že většinou nenesou jméno výrobce, vyplývá, že také nebudou zcela bez problémů. Tato média jsou totiž vyrobena tak, že do posledního zbytku využívají tolerancí daných normou, tedy například jak blízko jsou jednotlivé stopy od sebe. To, že se podaří vypálit CD-R až do kraje, nemusí ještě znamenat úplné vítězství, protože záleží na vašem CD přehrávači, zda si s takto vyrobeným médiem poradí. Toto riziko ovšem platí pro všechna vypálená média, je totiž nesmysl cokoliv tvrdit o rozdílech jejich kvality a nemít žádné informace o přístroji, ve kterém budou přehrávána. Tady je nutné experimentovat, a pokud se zjistí nekompatibilita přehrávače s konkrétním materiálem, musí se hledat vhodnější nosič. Problémy mohou nastat především v discmanech a automobilových CD přehrávačích s vyrovnávací pamětí. Zde je třeba experimentovat téměř vždy.

 

PŘÍPRAVA VZORKŮ

Ačkoliv tento článek neměl být v pravém slova smyslu testem vypalovacích mechanik, měli jsme možnost vyzkoušet dvě z nejlepších dostupných na našem trhu, Plextor je první osmirychlostní a Yamaha zase jako první umožňuje čtyřrychlostní zápis na přepisovatelné médium. Názor, že vypalovací mechaniky jsou nejvhodnější pro grabování, se naším experimentem spíše nepotvrdil, rovněž bych nedoporučoval používat vypalovačku místo normální CD-ROM mechaniky. Vypalovací mechaniky mívají obvykle nižší MTBF a nejsou konstruovány na rychlé vyhledávání krátkých souborů, prioritou je u nich, aby se co nejstabilněji držely stále stejné stopy. Při ceně běžného CD-ROM kolem 2 000 Kč nemá smysl opotřebovávat přístroj za 15 000, který přitom neposkytuje ani plnohodnotnou službu.

 

Bylo pro nás velkým zklamáním, že se do uzávěrky nepodařilo přimět mechaniku Plextor k bezchybnému osmirychlostnímu zápisu. Zkoušky přitom byly prováděny hlavně s doporučenou verzí softwaru WinOnCD 3.6, která se dodává v retail balení mechaniky. Přitom s nižšími rychlostmi fungovala bez jediné chyby a testovací zápis probíhal bez problémů, pouze při pálení na ostro došla maximálně do 100 MB zapsaných dat a ohlásila chybu zápisu, potom ale normálně uzavřela disk, to znamená zapsala TOC. Na vysvětlenou – nejběžnější chybou při vypalování CD-R je tzv. buffer underrun – situace, kdy počítač z nějakého důvodu přeruší vypalovačce plynulý přísun dat a po vyprázdnění vyrovnávací paměti se zápis nevratně přeruší. V takovém případě se ale obvykle TOC nezapisuje a disk je nečitelný. Pro odvrácení ztrát zničených médií jsou všechny vypalovačky vybaveny testovacím modem, který probíhá naprosto stejně jako zápis na ostro, jen záznamový laser je vypnutý. To by mělo včas odhalit veškeré problémy s plynulostí přísunu zapisovaných dat. Takto se projevující chyba může být způsobena nevhodným médiem, proto bylo vyzkoušeno celkem 12 značek, mezi nimi všechny ty, které na svých webových stránkách Plextor pro osmirychlostní zápis doporučuje. Další (i když méně pravděpodobnou) příčinou by snad mohl být poddimenzovaný zdroj, protože se zvyšující se rychlostí zápisu roste i potřebný výkon laseru. Tato možnost ale byla později také vyloučena, když sám prodejce Plextoru došel s jiným zdrojem ke stejnému výsledku. Problém pravděpodobně není neodstranitelný, letošní třetí číslo časopisu Computer zmínilo podobné chování této mechaniky, bohužel řešení bylo popsáno tak mlhavě, že se ho nepodařilo ověřit. Protože jsem si nebyl jist správnou funkcí této mechaniky, pro jistotu jsem ji z experimentu vyřadil, i když v nižších rychlostech fungovala bezchybně. Vzorky určené pro poslechový test proto byly pořízeny mechanikou Yamaha CRW4416. Jako hudební materiál posloužilo demonstrační CD Sony technologie Super Bit Mapping, což je v současnosti nejdokonalejší způsob záznamu zvuku na klasické CD (tedy přehrávatelné na každém přehrávači). Vzorky byly pořízeny vesměs čtyřrychlostně, až na jednu pochopitelnou výjimku, protože se dá předpokládat, že pokud si někdo koupí čtyřrychlostní mechaniku, bude preferovat čtyřrychlostní zápis. Vybrali jsme software WinOnCD 3.6 a CDRWin 3.7, pro přípravu série stejných disků je pochopitelně ideální postup pomocí image.

 

Všechny připravené vzorky byly pro kontrolu znovu extrahovány programem EAC a binárně porovnány s původními soubory, a to bez jediné chyby, pouze všechny se stále stejným offsetem. Ten ale neznamená chybu, je jen způsoben faktem, že zapisovačka se do stopy zasynchronizovala pomaleji než čtecí mechanika.

 

Kvalitu vzorků dále nezávisle posoudil Bohumil Sýkor poněkud jinou metodou. Originály i kopie byly extrahovány jinými mechanikami i jiným softwarem, konkrétně šlo o vypalovačku Yamaha CRW4416 (jiný kus než ta, na které byly pořízeny vzorky) ve spojení s programem Easy CDDA Extractor. Byla odhalena jedna neopravitelná chyba na jednom ze vzorků a na začátcích nebo koncích asi 15 ms šumu u vzorků připravených programem CDRWin 3.7. U těch ale nejsem schopen rozhodnout, jestli vznikly při zápisu, nebo jsou až produktem měřicí metody. Vzorek kopie z audio CD rekordéru jsme připravili pomocí CD přehrávače Denon DCD 1290 a audiorekordérů Philips CDR870 propojených digitálním koaxiálním kabelem, vybrali jsme médium TDK CD-RXG.

 

POSLECHOVÝ TEST

Vzhledem k očekávaným minimálním rozdílům vzorků byl poslechový test uspořádán následujícím způsobem – dva identické přehrávače Denon DCD 1650 jsme připojili na rovnocenné vstupy integrovaného zesilovače Roksan Caspian kabely Monster Cable Interlink 400 Mk2 tak, že bylo možné mezi nimi okamžitě přepínat. Reprobedny Mission 753 byly připojeny kabely Monster Cable XP. Uvažovali jsme o nějaké kalibrační metodě, která by nám potvrdila stejný zvuk obou přehrávačů, a nakonec jsme zkusili dva vzorky porovnat a potom je v přehrávačích vyměnit a znovu porovnat. S uspokojením jsme shledali, že rozdíly jsou mezi vzorky a nikoli mezi jednotlivými přehrávači, vstupy zesilovače nebo signálovými kabely.

 

Poslechového testu se zúčastnili pánové Jiří Burdych, Stanislav Malý, David Nývlt a Jaromír Uher. Původně jsem chtěl použít stoprocentně slepého testu, ale dospěli jsme k závěru, že by to mohlo být pro někoho z testujících do té míry stresující, že bude ovlivněna jeho rozlišovací schopnost. Proto jsem se rozhodl důvěřovat objektivitě zúčastněných a postupovat tak, že během poslechu nevěděli, jaký vzorek jsem právě vložil do přehrávače A nebo přehrávače B, zaznamenávali si své dojmy a po skončení poslechu se to dozvěděli. Po poradě s testujícími jsem také zredukoval počet vzorků na minimum, protože se vzrůstajícím počtem srovnávání roste náhodnost výroků.

 

První a základní otázkou, kterou měl poslechový test zodpovědět, je, zda je vůbec rozdíl mezi kopií a originálem rozeznatelný a také jaký je rozdíl mezi počítačovou kopií a kopií z audio CD rekordéru. Pro dosažení maximálních zvukových rozdílů jsem se rozhodl nasadit jako počítačový vzorek osmdesátiminutové médium, které reprezentuje nejnepříznivější případ co do kompatibility s přehrávači. Je nutné poznamenat, že tady do značné míry hodnotíme, jak si přehrávače Denon poradí s médii, pro která a priori nebyly konstruovány. Hned z počátku se potvrdilo, že poměrně velkorysé dimenzování poslechové aparatury bylo plně opodstatněné, protože rozdíly ve zvukové kvalitě vzorků byly skutečně nepatrné a rozhodně by byly těžko rozlišitelné v případě použití jen jednoho přehrávače. Cituji J. Burdycha: "Chtěl bych ale zdůraznit, že rozdíly zjistitelné při mé schopnosti zvukového vnímání (nezaměňovat se schopností slyšet sinusové tóny) byly ve všech případech na hranici rozpoznatelnosti, často bylo možno mluvit spíš o dojmech, zjistitelných jen díky bezprostřednímu srovnávání přepínáním hudebních ukázek." V rámci těchto mantinelů se všichni shodli na názoru, který dobře vystihuje výňatek z hodnocení J. Uhra: "Pokusím-li se porovnat audio CD-R kopii s počítačovou, řekl bych, že jsou od originálního lisovaného CD odchýleny ve stejném směru, a liší-li se audio CD-R kopie dejme tomu o 10, počítačová kopie se liší asi o 30. Subjektivně jsem hodnotil jako příjemněji znějící kopii audio CD-R." Podobně vyznívá hodnocení J. Burdycha: "V poslechovém pořadí stojí relativně nejvýše originál, následovaný kopií z audiorekordéru a s větším odstupem PC kopií. Vše lze ale poslouchat bez jakékoli újmy hudebního zážitku."

 

Všichni se snažili diference kvalitativně popsat:

J. Burdych: "Originál proti PC kopii měl přednost v lépe definovaném zvuku (klavír), průzračnosti, konkrétnosti a prostorovosti, zejména pokud šlo o složitější orchestrální hudbu. Stejný dojem poskytl originál vydavatelství Clarity Records (Cohen, housle), potvrzený ještě ženským hlasem, na kopii jakoby roztřepaným. Počítačová kopie oproti kopii audio CD-R se zdála ostřejší (zdůrazněný šum), což zřejmě prospělo i definici (basa). Takže to bylo patrně důvodem, proč se kopie z audio CD-R zdála poněkud zatlumená, s horší transparencí, ale s hladším zvukem, kterému bych dal přednost."

S. Malý (při porovnání originálu a PC kopií): "U sólo klavíru jsem malý rozdíl slyšel, kopie měly o něco více výšek, i vyšší střední kmitočty byly u kopie trochu zdůrazněné. Smyčce (Sibelius) u kopie opět světlejší, ale nezkreslený zvuk, pozoroval jsem i rozšíření prostoru na nahrávce u kopie oproti originálu. Miles Davis – u kopie více šumu na počátku skladby, reprodukce činelů zřetelnější, více detailů, dobře bylo slyšet doznívání jednotlivých tónů, celkově činely barevnější zvuk, ani náznak po agresivních výškách, zvuk kontrabasu pevnější, blíže k pravdě. Brubeck – opět u originálu jakoby bicí hrály za plentou, méně vysokých kmitočtů a horší dozvuky, kopie hrála více jako na koncertě."

D. Nývlt: "Na kvalitní nahrávce byl rozdíl jednoznačně zřejmý, hloubka a přesnost tónů, jejich stavba a vzájemná přirozená vzdálenost originálu oproti zdrsnění, zostření, nepřirozenému zvýraznění, ale současnému mírnému posunu k hlubším kmitočtům u kopie. Posun vznikl pravděpodobně zbytněním basů na úkor jejich prokreslenosti a plasticitě. Na běžné jazzové skladbě bez možnosti zachytit se sluchově na podrobnostech extrémního kmitočtového rozsahu tento rozdíl nebyl tak patrný, projasněnost originálu a nadbytečná ostrost počítačové kopie byla i zde postřehnutelná."

J. Uher: "Zvuk lisovaného originálu jsem vnímal jako měkčí, uhlazenější, barevně matnější až šedší, u CD-R kopie jsem shledal zvýšení ostrosti a pronikavosti zvuku. Kromě větší agresivity měla kopie pevnější a přesnější basy, nástroje zněly z menší plochy. Tělo zvuku bylo u CD-R pevnější a konkrétnější. Kvalita a uspořádání reproduktorů nebyly takové, aby vynikly změny ve stereofonním obraze. Z poslechu doma však vím, že u počítačové kopie je lepší transparence a fokusace. Při srovnání CD-R z audiorekordéru s originálem byly zjistitelné kvalitativně stejné rozdíly jako v předchozím případě, ale menší co do intenzity."

Jako podružné jsme vyhodnotili otázky, zda je slyšitelný rozdíl mezi různými barvivy – jedno médium s cyaninem a druhé s ftalocyaninem, dále jestli je rozdíl mezi jednorychlostním a čtyřrychlostním zápisem a konečně jestli je slyšet diference mezi nahrávkami pořízenými dvěma různými rekordéry za jinak konstantních podmínek. V tomto případě se použila také nahrávka z Plextoru. Zde se zaznamenané rozdíly pohybovaly skutečně na hranici postřehnutelnosti (ba spíše na té straně nepostřehnutelnosti), jen při porovnávání jednorychlostního a čtyřrychlostního zápisu dostal mírnou preferenci první z nich. J. Burdych: "Na hranici postřehnutelnosti, a to až po dlouhém poslechu, s velkou dávkou nejistoty bych dal přednost kopii jednorychlostní, snad pro lepší artikulaci a kontrolu hloubek."

 

Výsledek poslechového testu bych shrnul následovně: 

Reprodukujete-li si bezchybně provedenou kopii hudební nahrávky v přehrávači, který je kompatibilní s nahraným médiem, budete pravděpodobně poslouchat něco velice podobného originálu, přesně stejné to ale nebude. Toto tvrzení ale také připouští možnost, že někomu a za určitých okolností bude kopie znít lépe než originál. Nezmapovanou oblastí zůstává kompatibilita různých CD přehrávačů s CD-R médii, ale na to bychom museli naši poslechovou místnost proměnit v Noemovu archu, do které bychom vzali po páru od každého druhu.

 

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 deformcí 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.

 

Systém CD po dvaceti letech a současná zvuková technika

Dnes asi již nikdo nepochybuje o tom, že projekt Compact Disc byl úspěšný a v době svého vzniku i mimořádně prozíravý. Compact Disc se začal rodit v laboratořích firmy Philips přibližně od roku 1977. Philips měl již tehdy značné zkušenosti s optickým záznamem videosignálu (systém LaserVision). V roce 1979, tedy před dvaceti lety, se k dalšímu vývoji spojil Philips se společností Sony, která měla k dispozici především bohaté zkušenosti s číslicovým kódováním a záznamem zvuku, tehdy především na magnetická média. V té době stále ještě souběžně probíhal vývoj několika konkurenčních záznamových systémů, z nichž lze jmenovat např. systémy TELDEC (mechanický záznam, supermikro-drážka) nebo Audio High Density (AHD – elektrostatické snímání) firmy JVC. Soutěž mezi jednotlivými systémy byla rozhodnuta, až když se v lednu 1981 podařilo získat pro systém CD i koncern Matsushita.

 

Základy celosvětově přijaté normy systému CD-DA (Digital Audio) vznikaly ve spolupráci firem Philips a Sony přibližně od roku 1980. Prvé přehrávače a desky CD se na trhu objevily v Japonsku koncem roku 1982. V Evropě měly pak premiéru na jaře roku 1983, na evropské konferenci mezinárodní společnosti pro zvukovou techniku AES (Audio Engineering Society). Tehdy se konala právě v holandském Eindhovenu, sídlu firmy Philips. Nástup systému CD byl zpočátku ještě poněkud rozpačitý a mnozí hifi puristé snášeli nejrůznější a často velmi kuriózní důvody proti digitálnímu záznamu zvuku a proti sytému CD.

 

Pravdou ovšem zůstává, že ne vše bylo tehdy zcela dokonalé. Ideální nebyly například A/D a D/A převodníky, antialiazingové filtry, mnohdy nepříznivě působila i často přehnaná dynamika záznamu, která byla v běžném posouzení hodnocena spíše negativně. U nás zahájil výrobu kompaktních desek tehdejší státní podnik Supraphon v roce 1988. Z té doby také pochází drobná epizoda dokumentující velmi specifické tendence zaměřené proti systému CD. V tehdy vycházejícím Technickém magazínu vyšel podivuhodný článek s kuriózním názvem "DAT – Japonská tajná zbraň do dlaně" (možná to bylo nepatrně jinak), kde autor velkohubě prohlašoval systém CD za mrtvě narozené dítě – tentokrát ovšem ve srovnání s digitálními magnetofony DAT. Autorem české interpretace zahraničního pramenu byl pan redaktor Železný, nynější ředitel TV Nova.

 

Vraťme se ale raději do současnosti. Prozíravost tvůrců systému CD spočívala v obrovské flexibilitě báze, jádra systému, umožňující nejen nahrávku zvuku, ale i záznam a distribuci dat. Základní norma formátu CD-ROM pro záznam a distribuci dat byla zveřejněna již v roce 1983. Dále následoval formát CD-I (interaktivní) a další známé formáty až po CD-V (komprimované video). Další etapou vývoje systému CD se stalo vyřešení technologie jednorázového záznamu CD-R převzaté z počítačové technologie optického jednorázového záznamu dat (WORM write once, read manytimes). Později následovalo i dořešení mazatelného optického záznamu CD-RW (read/write, rewritable).

 

Zvuková kvalita disků nahraných na audiorekordérech CD-R/RW odpovídá v podstatě standardu CD-DA. I v těchto přehrávačích lze běžně využít techniky vylepšující základní, systémový odstup signál/šum, daný lineární kvantizací na 16 bitů, jako je např. SBM (Super Bit Mapping) firmy Sony nebo VANS (Victor Advance Noise Shaping) od JVC. Ve spojení s vhodným CD přehrávačem nebo jiným zdrojem digitálního záznamu umožňují tyto přístroje především digitální kopírování, případně nahrání různých stop podle vlastního výběru apod. Nevýhodou audiorekordérů proti řešení pomocí počítače s vhodnou výbavou je, že většina těchto výrobků má implementováno blokování proti nahrávání na levnější záznamová média, prodávaná pro počítačové aplikace (t.j. nezatížená poplatkem za kopírování audiozáznamů). Dalším záporem může být i několikanásobně vyšší cena oproti počítačovým mechanikám. Zablokována je také možnost pořizování digitálních kopií druhé generace (SCM blokování), což ovšem běžným uživatelům nemusí vadit. Výhodou oproti řešení s počítačem je, že odpadají možné, a někdy velmi záludné problémy při instalaci a provozu, kdy je pak nutné mít potřebné znalosti z oboru počítačové techniky nebo mít po ruce odborníka. V počítačové sestavě se také obtížněji dosáhne vysokého odstupu šumu a rušivých signálů, zvláště u interních jednotek, kde jsou analogové části vystaveny relativně silným rušivým polím uvnitř skříně počítače. Ve srovnání s počítačovou sestavou bude tedy samostatný přehrávač-rekordér CD-R/RW téměř s jistotou poskytovat vyšší dosažitelnou kvalitu reprodukce, nejspíše nejvyšší dosažitelnou systémem CD-DA.

 

:: HELP

« Zpět | Tisk