CD-soitin
Yleiset kysymykset
Kauanko CD-levy kestää ?
Joitakin tuotantoteknisiä kömmähdyksiä lukuun ottamatta oikealla tavalla (= lähes kaikki CD:t) valmistetut CD-levyt kestävät vuosikymmeniä, jopa ihmisen eliniän. Oikein käytetty ja säilytetty tehtaassa prässätty CD-levy ei mene huonoksi kymmeniin vuosiin. Levyn halkeilu, naarmuuntuminen tai joku kemiallinen ongelma voi tietenkin lyhentää levyn ikää. Takavuosina (n. 1988-93) joidenkin CD:iden tuotanto- ja pakkausmenetelmissä oli lyhytikäisyyttä aiheuttavia virheitä. Sen jälkeen tätä ongelmaa ei ole havaittu.
Kaupasta ostettavien levyjen keston kanssa ei tarvitse huolehtia kunhan niitä vain ei käsittele liian huolimattomasti.
CD-R levyjen suhteen levyn kestoikä on paljon monimutkaisempi asia. Tärkeimmät muuttujat CD-R:ien iän pituuden määräytymisessä ovat CD-R-aihioiden laadukkuus sekä valolle altistuminen. CD-R-levyjen kestoiäksi saatiin aikoinaan kyseenalaisella tavalla tehdyssä tutkimuksessa 3-45 vuotta. Jostakin syystä sen perusteella vähemmän asioista ymmärtävät tahot puhuvat 8-10 vuoden kestoiästä. Totuus lienee lähempänä 45 vuotta tai enemmän, jos levyt ovat normaalissa huoneenlämmössä normaaleissa olosuhteissa. Tietenkin joku huonolaatuinen halpa bulkkilevy tai huonosti käsitelty (kirkkaassa auringossa säilytetty) laadukaskin CD-R-levy voi tuhoutua muutamassa vuodessa jos huono tuuri käy. R-levyissä tallennusmediana on orgaaninen kerros, joka reagoi tallennusvaiheessa lasersäteeseen (lämmöllä tässä olennainen vaikutus). Periaatteessa reaktio on koko ajan käynnissä, ja jos lämpötilaa nostetaan ja valoa lisätään, nopeutuu "vanheneminen" huomattavasti. Siksi säilytys huoneenlämmössä tai viileämmässä ja ei suorassa auringonpaisteessa pitää levyt toimivina helposti vuosikymmeniä.
Eli itse poltetulla CD-R-levylle voinee arvioida tilanteesta riippuen odotettavaksi eliniäksi jotain vajaan vuosikymmenen ja parin vuosikymmenen väliltä.
Miten CD-soitin toimii ?
Tekniikan maailmassa ja HiFi-lehdessä on aina parin vuoden välein artikkeleita, joissa nämä asiat selostetaan juurta jaksain aina uusille sukupolville. Philipsin webbisivuilla on kuvaus CD-soittimen tekniikasta osoitteessa http://www.philips.com/sv/newtech/cd.html ja osoitteessa http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/reports/Group.1/report.html on vähän lisää teknistä tietoa millaisia signaaleja siellä CD-soittimen sisällä liikkuu.
Miten CD:n 44.1 kHz näytteenottotaajuudella pystytään esittämään täydellisesti signaaleita aina 20 kHz saakka ?
Harry Nyquist ja Claude Shannon kehittivät näytteenottoteorian joka kehottaa ottamaan näytteitä vähintään kaksinkertaisella taajuudella signaalin sisältämään suurimpaan taajuuskomponenttiin nähden, jotta alkuperäinen signaali voidaan täydellisesti rekonstruoida. Näytteenottoteoreema pätee kaikille reaalimaailman signaaleille näytteenottotaajuuden puolikkaaseen asti. Jotta näytteenottoteoreeman idean voi ymmärtää on tunnettava sellaisia matemaattisia todistettavissa olevia teoreemoja, kuten Fourier-muunnos ja konvoluutioteoreema. Jos joku väittää, että CD-levy ei pysty toistamaan kunnolla 20kHz:n korkuisia johtuen sen 44.1 kHz näytteenottotaajuudesta, niin tämä väittäjä on väärässä eikä tunne asiaa niin hyvin, että voisi väitellä siitä asiallisin argumentein.
Täydellinen rekonstruointi digitaalisista näytteistä vaatii ideaalisen suodattimen D/A-muuntimessa. Koska tällaista ei ole olemassa reaalimaailmassa, on näytteenottotaajuus valittu hiukan suuremmaksi kuin 40 KHz, jotta selvittäisiin riittävän hyvin hiukan epäideaalisillakin suodattimilla. Lisätietoa aiheesta löytyy lähes mistä tahansa digitaalista signaalinkäsittelyä käsittelevästä kirjasta (varoituksena voin sanoa, että monet alan kirjoita ovat hyvin matemaattisia).
Vääristyvätkö korkeat äänet CD-soittimen äänen näytteistyksessä ?
Usein kuulee väitteen, että CD:n äänenlaatu alkaa heikkenemään jo 15kHz tietämissä, koska korkeiden taajuuksien amplitudit voimistuvat ja heikkenevät säännöllisesti. Tähän tulokseen tulevat jonkin verran digitaalisen äänitekniikan perusteita opiskelleet, jotka tarkastelevat tilaa piirtämällä siniaaltoa ruutupaperille ja näytteistämällä sitä. Tässä tilanteessa monet tulevat sitten tulokseen, että periaatteessa 2 tai 2.2-kertaisella näytteenottotaajuudella (signaalin low-pass kaistan suhteen ) sumplattu signaali voidaan rekonstruoida täydellisesti, mutta vain silloin, jos sampleja on kyseisestä signaalista PALJON. Pienimmällä näytemäärällä näytteistetyssä signaalissa vaikuttaisi olevan voimakkuusvaihteluita korkeimmilla äänillä.
Tämä usein esitetty päättely on kuitenkin väärä. CD-soitin pystyy kunnolla toistamaan kaikki taajuudet 20 kHz saakka. Seuraavassa tekninen selostus, mitä tuossa edellisessä päättelyssä on vialla:
on muistettava, että näytteistyksessä muodostuu myös sivunauhoja näytteenottotaajuuden ja sen monikertojen ympärille. Olkoon haluttu audiosignaali tasan 20 kHz ja näytteenottotaajuus 44.1 kHz. Kun tuon ajaa ulos DAC:ista, ilmestyy sinne tuon 20 kHz lisäksi 44.1-20 kHz=24.1 kHz, 44.1+20=64.1 kHz, 88.2-20, 88.2+20 jne.
Se amplitudivaihtelu mikä tuossa näkyy on 24.1-20 kHz=4.1 kHz, eli tuo amplitudi vaihtelee juuri tuolla nopeudella. Kysymyksessä ei ole kahden taajuuden epälineaarinen intermodulaatiotulos (eli kapeakaistaisen 4.1 kHz audiosuotimen läpi ei tule mitään) vaan ihan samantapainen interferenssi-ilmiö (huojunta) kuin kitaraa virittäessä.
Nyt kun DAC:in jälkeen laitetaan jyrkkä esim. 21 kHz alipäästösuodin, tuo 24.1 kHz signaali ei enää pääse lävitse, eikä se siten aiheuta interferenssiä (voimakkuuden vaihtelua) tuohon 20 kHz signaaliin.
Olisiko äänenlaadun kannalta tarpeen, että CD-levyssä olisikin taajuuksia yli 20 kHz taajuuksien ?
Yli 20 kHz äänien tallettamiselle ei ole tarvetta, koska voimme aistia korkeintaan 20 kHz ääniä. Oleellisempi kysymys onkin, onko kuuloaistimus rajoittunut alle 20 kHz taajuuksiin.
Vaikkakaan yhtä ääntä kuunneltaessa ei paljoa yli 20 kHz ääniä voi kuulla edes nuorella iällä, ainakin jotkut kokeet viittaisivat siihen, että tätä suurempia taajuuksia voidaan epäsuorasti aistia. Kun samassa huoneessa on kaksi hyvin voimakasta ultraäänilähdettä esim. 30 kHz ja 31 kHz, ei näitä voi aistia erikseen, mutta kun ne ovat yhtäaikaa päällä, syntyy korvan kuuloluissa sen verran intermodulaatiosäröä, että näiden taajuuksien erotus on aistittavissa. Eri asia sitten on, onko tällä vaikutusta musiikin kuuntelunautintoon, sillä korkeat äänet ovat yleensä varsin heikkoja ja vaimenevat melko lyhyellä matkalla jossain isossa konserttisalissa.
Miten ääni on tallennettuna CD-levylle ?
Ääni on talletettuna CD-levylle digitaalisessa muodossa. CD-levyssä on yksi spiraalimainen raita levyn reunasta aina levyn melkein keskiöön saakka. Äänsignaali ja muuta digitaalitietoa on talletettu tähän raitaan siten, että eri bittien tiloja eritetään erimittaisilla kuopilla tämän raidan matkalla. Tällaisen kuopan olemassaolo tai sen puuttuminen todetaan raitaa seuraavan laserin takaisinheijastuneen valon määrän muutoksesta.
Audiodata on talletettuna CD-levyllä erilaisiin sektoreihin ja lohkoihin. Audio-CD:llä on sekunnissa 75 "sektoria", joihin kuhunkin mahtuu 98 kehystä, jossa kussakin puolestaan on 6 näytettä.
Näytteenottotaajuus on siten 75 x 98 x 6 = 44100 Hz. Yksi näyte koostuu siis 16 + 16 bittisistä arvoista, yhteensä siis 32 nettobittiä eli 4 tavua, joten siirtonopeus (netto) on 44100 x 4 = 176400 tavua/s. Jos levyn pituus on 75 minuuttia, on siinä 793,8 miljoonaa tavua nettodataa. Yhdessä sektorissa on siten 98x6x4 = 2352 nettotavua.
Yhdessä kehyksessä on 6 näytteen lisäksi 32+32 virheenkorjausbittiä, 8 bittiä sub-codea ja 27 bittiä otsikkoa. Kehyksen bitit on lomitettu uusiksi, jolloin virhepurske muuttuu joukoksi satunnaisia bittivirheitä, jotka on helpompi korjata.
Näiden ääninäytteiden lisäksi CD-levyn alussa on oma osansa CD-levyn hakemistotiedolle, joka kertoo montako biisiä levyltä löytyy, kaunako ne kestävät ja missä päin levyä ne sijaitsevat.
Mitä ovat 24-bittiset CD-levyt ?
Termiin "24-bittinen CD" saattaa törmätä joskus levylistoja seuratessa. Teoriassa äänenlaatu paranee kun bittien määrää kasvattamalla mutta, normaalissa CD-levyssä bittien määrää ei voida missään kasvattaa yli 16 bitin, koska standardi määrää tämän vakion bittimäärän. Liikkeellä on toki äänitteitä joita mainostetaan korkeampiresoluutioisilla mastereilla, mutta itse CD-levyt ovat silti aina 16 bittisiä. CD-levyllä ääni on aina 16-bittisenä, eikä se mitään muuta voi olla tai kyseessä ei ole enää normaaliin CD-soittimeen sopiva CD-levy.
Äänitys on saatettu tehdä 24-bittisellä laitteistolla, useimmat studiot alkavat olla tätä nykyään, joten varmaan useimmat nykyiset levyt ovat "24-bit recording", oli se merkitty kanteen tai ei. Bittimäärän korostaminen on pääasiassa mainoskikka, hyvä ääni ja soundi syntyy muulla tavalla, äänittäjän ja tuottajan taidoilla. 16-bittisellä laitteistolla äänitetty levy voi soida paljon paremmin kuin 24-bittisellä äänitetty levy. Äänenlaatu ei ole bittien määrästä kiinni. Ja siis CD-levy on aina 16-bittinen.
Mitä tarkoitetaan CD-levyn merkinnällä "digitally mastered" ?
Markkinoinnin ja mainonnan puolelle tuokin menee pääasiassa. Kaikki maailman levyt masteroidaan nykyään ja on masteroitu varmaan viimeiset kymmenen vuotta tietokonepohjaisilla, siis digitaalisilla ty=F6asemilla. Ei ole olemassa analogisia masterointity=F6asemia. Siten melkein jokaisessa levyssä voisi lukea "digitally mastered/remastered".
Vanhan nauhan masterointi uudelleen, eli käytänn=F6ssä monenlainen soundimuokkaus on oikeastaan melko lailla samaa puuhaa kuin uudenkin masterin masterointi. Se mitä vanhalle nauhalle saatetaan vielä digitaalisesti tehdä, on kohinan ja häiriöiden poisto, mikä on kunnolla mahdollista vain digitaalisilla järjestelmillä.
Onko kalliiden ja halpojen CD-soittimien digitaaliantojen signaaleissa eroja ?
Datavirta on halvallakin, ehjällä soittimella että levyllä on täysin virheetöntä. Jos bitit ovat oikeita, on musiikkikin oikeaa ja virheetöntä kuten se on levylle tallennettu. Niin helppoa ja kivaa on digitaalinen äänentoisto. Digitaaliliitäntään data tulee virheenkorjauksen jälkeen, tietenkin. CD-soitin on näiltä osin pääasiassa tietotekninen laite, ei musiikintoistin.
Lukuvirheitä ei käytännössä halvoillakaan soittimilla tule, lisäksi levyn pyörimisnopeus (200-500 kierosta minuutissa) on niin alhainen, että varsinaista värinää ei edes pääse syntymään. Jo virheitä ei ole digitaalisignaalissa, ei sitä ole musiikissakaan. CD:ltä luetaan kuitenkin vain numeroita eikä soiteta musiikkia.
Onko CD-ROM-levyjen ja CD-audiolevyjen virheenkorjauksessa eroja ?
Musiikkilevyillä on hiukan CD-ROM-levyjä kevyempi virheenkorjaus. Siksi musiikkilevyn nimellinen kapasiteetti (musiikki muutettuna dataksi) on noin 740 megatavua. Datalevynä sama levy on 650 megatavua, eli noin 90 megatavua enemmän kuluu CD-ROM-levyllä virheenkorjaukseen. Molemmissa virheenkorjaus on käyttötarkoitukseen nähden riittävä.
Jos musiikkilevyllä virheenkorjaus ei pysty korjaamaan virheitä 100%:sesti, se pyrkii viimeisenä keinona ennen mykistystä "peittämään" virheen ns. interpolointimenetelmällä, eli keksimään itse hyvin lyhyen pätkän puuttuvaa dataa. Jos se ei onnistu, pääsee ilmoille selkeitä hetkellisiä napsuja, suhahduksia tai jopa katkoja. Interpolointi ei siis kovin paljon osaa.
Onneksi normaaleilla soittimilla ja tarpeeksi puhtailla ja naarmuttomilla levyillä interpolointeja ei välttämättä tapahdu yhtäkään koko levyn aikana. Jos tapahtuu, ne ovat todella lyhyitä (järjestelmä ei pysty kuin oliko se nyt kymmenien millisekuntien tai satojen millisekuntien korjauksiin), ja niitä tapahtuu paikallisesti vain siellä täällä.
Pelko siitä, että ääni olisi jotenkin jatkuvasti huonompi soittimen heikon lukukyvyn vuoksi, on turha. CD-soittimessa ei yksinkertaisesti ole minkäänlaista älykkyyttä yrittää korjata virheitä tällä tavalla. Digitaalinen järjestelmä, yksi-nolla-luonteestaan johtuen, pääasiassa joko toimii tai ei toimi. Ykkösen ja nollan välissä ei ole mitään välimuotoa.
Mikä on joillain CD-levyillä käytetty esikoristus ?
CD-levyillä oleva ääni voi olla kahdella tavalla talletettuna: esikorostettuna tai ilman esikorostusta. Esikorostamattomassa levyssä äänen taajuusvaste on koko toistoketjun läpi suora. Esikorostetussa levyssä taas korkeita ääniä on korostettu sovitulla tavalla jossain levyn valmistusvaiheessa ja korostus suodatetaan pois CD-soittimen toistossa. Nykypäivänä lähes kaikki CD-levyt valmistetaan esikorostamattomiksi.
Koko esikorostuksen on omittu taajuusmoduloiduista (FM) radiolähetyksistä, jota käytetään ULA radiossa ja television monoäänessä. Taajuusmoduloinnissa kohina kasvaa audiotaajuuden toiseen potenssiin, joten esikorostamaton FM lähete kohisisi erittäin voimakkaasti diskanttitaajuuksilla ja kun vielä kaiken lisäksi äänitteen diskanttipitoisuus laskee taajuuden kasvaessa, hukkuisivat diskantit hyvin nopeasti kohinaan. Nyt lähetyspäässä nostetaan esikorostuksella diskantit samalle tasolle kuin keskiäänetkin, joten ne eivät ole niin herkkiä kohinalle. Vastaanotossa jälkikorjauksella palautetaan audio alkuperäiselle tasolle, mutta kohina samalla vähenee. Saman tyypistä ideaa hyödynnetään myös LP-levyissä kohinan pitämiseksi kurissa, siellä nimellä RIAA-suodatus.
Esikorostuksen toimiminen perustuu siihen olettamukseen että tavallisessa akustisessa musiikissa diskantit ovat hyvin paljon hiljaisempia kuin keskiäänet ja matalat äänet. Näin diskantteja voitiin voimistaa huolestumatta siitä että äänentoistojärjestelmän dynamiikka loppuu kesken.
CD:ssä esikorostamattomassa äänitteessä diskantit käyttävät enintään 12-14 bittiä median 16 bitin dynamiikka-alueesta, joten diskanttien signaali/kohinasuhde jää heikommaksi kvanttisointikohinan takia. Kuitenkin CD:ssä (ja muissa PCM järjestelmissä) kvantisointikohina kasvaa lineaarisesti kaistaleveyden kasvaessa (ei kaistaleveyden toisen potenssin suhteessa kuten FM:ssä), joten koko esikorostukselle ei ole alkuunkaan sellaista tarvetta kuin FM:ssä.
Esikorostus CD-levyssä on peräisin aivan digitaalitekniikan alkuajoilta, silloin kun muuntimet olivat sellaisia, että kohinaa syntyi turhan paljon. Lisäksi oli markkinoilla videonauhurin kanssa käytettäviä PCM-muuntimia, jotka olivat 14-bittisiä, ja siten tuon ajan tekniikalla (80-luvun alku) vielä teoreettista 14 bitin tasoa huonompia.
Esikorostus korostaa standardilla käyrällä diskanttia äänitysvaiheessa ja toistovaiheessa bittivirrassa oleva bitti kertoo toistolaitteelle, että pitää kytkeä vastaava vaimennus päälle. Käyttäjä ei siis sitä tiedä olevankaan, paitsi jos toistossa vaimennus ei toimi normin mukaisesti. Silloin tulee rajusti diskanttikorostunut ääni.
Esikorostus on itse asiassa periaatetasolla ihan järkevä juttu, se nimittäin parantaa signaali-kohinsuhdetta, vanhemmilla laitteilla merkittävän paljon, koska ne kohisivat enemmän kuin nykyään. Parantaa myös nykyisten 16-bittisten tallentimien pohjakohinatasoa, mutta harvassa nauhurissa sellainen kytkin kuin ”emphasis” enää löytyy. Esikorostus/vaimennus ei muuta äänitettävän äänen diskanttitoistoa mitenkään, mutta poistaa äänityslaitteen tuomaa pohjakohinaa. Pohja tälle systeemille siis lienee 70-luvulla.
Esikorostus vähensi digitaalinauhureiden diskanttiohjattavuutta, mutta se perustui siihen useimmalla musiikilla toimivaan ajatukseen, että diskantin osuus spektrissä luonnostaan laskee kohti korkeita taajuuksia. Esikorostusmahdollisuus on äänitysjärjestelmistä samanlaisena mukana ainakin sekä CD- että DAT-järjestelmissä.
Onko esikorostuksella mitään iloa tänä päivänä onkin sitten jo toinen juttu. Uudemmissa soittimissa jälkikorjaus tehdään digitaalipuolella (ei siis RC ketjua kytkemällä analogiapuolella), joten D/A muunnoksen aiheuttamiin lineaarisuusvirheisiin tällä ei ole vaikutusta. Lisäksi jälkikorjauksella luvataan vain 0,5 dB tarkkuudella suoraa signaalia, kun ilman jälkikorjausta taajuusvasteen luvataan olevan suora 0,1 dB tarkkuudella. Kun sekä äänityksessä että toistossa käytetään huomattavasti lineaarisempia 1 bittisiä muuntimia yleensä vielä yli 16 bitin tarkkuudella, ei esikorostuksesta liene paljoa hyötyä ainakaan 16 bitin dataformaattia käyttävissä tallenteissa. Haluttaessa lisäksi CD:ssä saadaan lisäksi erilaisilla "Noise shaping"-viritelmillä osa diskanttikohinasta siirrettyä kuuloalueen ulkopuolelle, joten esikorostuksen tarve vähenee entisestään.
Hyvin harvassa levyssä esikorostusta käytetään, mutta joissakin klassisen musiikin tuoreissakin levyissä sitä on vieläkin käytetty. Syynä lienee pohjakohinan minimointi tai käytetty äänityslaitteisto.
Miksi jotkut High-End-ihmiset eivät pidä CD:tä ja digitaalista äänentoisto ollenkaan High-Endinä ?
Aikansa johtavat highendistit (sen ajan pääideologeja ja tieteellisiin perusteisiin vedonneita "guruja") ottivat jo yli kymmenen vuotta sitten sen kannan, ettei digitaalinen järjestelmä sovi lainkaan äänentoistoon. Aiheesta julkaistiin oikein tieteellinen teesikin Audio Engineering Societyn vuosikokouksessa. Sen mukaan hyvää digitaalitoistoa kuunnelleet koehenkilöt stressaantuivat enemmän kuin hyvää analogiatoistoa kuunnelleet koehenkilöt.
Käytännössä CD-systeemi on "riittävän hyvä" musiikin kuunteluun kaikille normaalihifisteille. Se tarjoaa koilaitteilla selkeästi paremman äänenlaadun kuin mikään analoginen kotikäytön tallennusmedia. Myös studiopuolella on siirrytty nykypäivänä kovasti digitaalitallennukseen, koska se tarjoaa hyvän äänenlaadun, mahdollisuuden kopioida tallennetta äärettömän monta kertaa ilman häviöitä, käsitellä ääntä hyvin paljon mahdollisimman pienellä laadun huonontumisella ja mahdollisuuden käyttää kaikkia mahdollisia tietoteknisiä keinoja äänen käsittelyssä. Käytännössä voidaan sanoa, että digitaalitallennus on tänä päivänä erittäin hyvää (selvästi analogista parempaa) ja tullut jäädäkseen.
Mikä on CD-järjestelmän syntyhistoria ?
CD:n syntyhistorian eri vaiheista on monta versiota ja anekdoottia. Seuraavassa Leo Backmanin kirjoittamassa katsauksessa CD-levyn alkuhistoriaan kerrotaan ainakin yksi versio tapahtumista:
Philipsin ensimmäisissä soittimissa oli 14-bittinen ja Sonylla 16-bittinen muunnin. Siteeraan HIFI:ssä julkaistua kirjoitustani:
"...Philips ja Sony liittoutuvat Kuten niin usein, japanilaisinsinöörit ottivat oppia eurooppalaisista virkaveljistään ja unohtivat LP:n kokoiset levyformaattinsa. Sonylla laskettiin, että heidän koodaustekniikallaan yhdeksän sentin kokoiselle levylle olisi mahdollista tallentaa tunnin pituinen stereoäänite digitaalimuodossa.
Elokuussa 1979 Philips ja Sony ilmoittivat yhdistävänsä tietotaitonsa digitaalisen laserlevysoittimen kehittämiseksi. Yhteistyö osoittautui hedelmälliseksi ja poiki muutamia parannuksia tulevan äänilevyn järjestelmäparametreihin.
Philipsillä CD:n tallennustarkkuudeksi oli valittu 14 bittiä. Tämä oli levyn informaatiokapasiteetin ja silloisen komponenttitekniikan sanelema ratkaisu. Yli 14-bittistä da-muunninta pidettiin liian kalliina käytettäväksi kuluttajalaitteissa.
Philipsin insinööri Bert Gall oli keksinyt käyttää 14-bittisessä da-muuntimessa niin sanottua ylinäytteistystä (oversampling) ja näytteistyskohinan muokkausta (noise shaping). Tuloksena on lähes 16 bitin muuntimen dynamiikka.
Vain kahden bitin tähden
Sonyn digitaaliäänilevyn tutkimusta 70- ja 80-luvulla johtanut Heitaro Nakajima oli sitä mieltä, että koodausta on lisättävä kahdella bitillä. Sonylla näet uskottiin, ettei 16-bittisten da-muuntimien valmistus tulisi ajan mittaan sen kalliimmaksi kuin 14-bittistenkään. Lopulta bittien lukumäärästä päästiin yhteisymmärrykseen ja CD:stä tuli 16-bittinen."
Myöhemmin antamassaan haastattelussa H. Nakajima sanoo myös levyn koon olleen hänen ratkaisunsa:
"Takintaskut vai von Karajan Kapellimestari Herbert von Karajanin kerrotaan vaikuttaneen CD-levyn halkaisijaan. Ollessaan Japanissa Sonyn perustajan Akio Moritan vieraana 1977, von Karajan esitti, että Beethovenin yhdeksännen sinfonian oli mahduttava yhdelle levylle maestron itsensä määräämällä tempolla.
Sonyn Nakajimalla on kuitenkin asiasta toisenlainen muistikuva. Hänen mukaansa 12 sentin halkaisija päätettiin maailmanlaajuisen päällystakkitutkimuksen perusteella. Kompaktilevy haluttiin tehdä taskuun mahtuvaksi. Sonyn takkitutkimus osoitti taskunsuut keskimäärin 14 senttimetrin levyisiksi, joten keskivertotaskuun mahtui 14 cm:n levyinen ja kahden cm:n paksuinen levykotelo.
Sitä, valittiinko levykoko lopultakaan von Karajanin näkemyksen vai takintaskujen leveyden mukaan, lienee mahdoton enää selvittää varmuudella. Joka tapauksessa keväällä 1980 Philips ja Sony sopivat, että CD:tä suurennetaan puoli senttimetriä: näin levyn halkaisijaksi tuli 12 senttimetriä."
Voi toki olla, että Nakajimakin puhuu muunnettua totuutta. No, ehkä sillä ei ole niin väliäkään.
Muitakin näkemyksiä CD-levyn historiasta löytyy: J. Audio Engineering Society, Vol. 46, No 5, 1998 May -lehdessä on artikkeli The Compact Disc Story. Philipsin Tutkimusinsinööri Kees Immink kirjoittaa, että CD-levyn kokoa valittaessa mietittiin, että se ei saisi olla paljoa suurempi kuin menestyksekkään C-kasetin. C-kasetin lävistäjä on 11.5 cm. Käytännössä halkaisijaksi valittiin 0.5 cm suurempi mitta eli 12 cm. Artikkelissa kumotaan huhut Beethovenin sinfonioiden pituuksien vaikutuksista levyn mittoihin.
Pystyykö CD-levy tallettamaan kunnolla kaikki taajuudet 20 kHz saakka ?
CD-levyn 44.1 kHz näytteenottotaajuus riittää aivan hyvin tallentamaan äänisignaalit välillä 0-20kHz (ihmisen kuuloalue). Tuolla näytteenottotaajuudella pystytään kaikki 0-20 kHz signaalit esittämään täydellisesti perustuen Shannon-Nyquistin näytteentuottoteoreemaan (matemaattinen todistus tästä löytyy suunnilleen jokaisesta digitaalisen signaalinkäsittelyn oppikirjasta). Näytteenottoteoreema pätee kaikille reaalimaailman signaaleille näytteenottotaajuuden puolikkaaseen asti. Ideaalisessa tapauksessahan CD:n näytteenottotaajuus tuo riittäisi 22.05kHz:n taajuuksiin asti mutta näytteistyksessä ja rekonstruktiossa tarvittavat alipäästösuodattimet (anti-aliasing, anti-imaging) vaativat transitiokaistan välille 20-24.1kHz, koska ideaalisesti toimivaa suodin on turhan vaikea toteuttaa reaalimaailman elektroniikkakomponenteista.
Mistä johtuvat eri CD-levyjen väliset laatuerot ?
CD-levyjen väliset äänenlaatuerot johtuvat siitä millaista ääntä levylle on tallennettu (ellei sitten levy ole niin huono, että siinä on kamalasti virheitä). Maailmassa ei ole laatu- eikä tyylinormeja CD:lle tallennettavalle äänelle. Nykyään lähes kuka tahansa voi halutessaan tallentaa CD:lle mitä tahansa ohjelmaa, mistä tahansa lähteestä, käyttäen signaalin siirtoon ja muokkaukseen mitä tahansa laitteita. Näin siis äänenlaatu voi olla ihan mitä tahansa riippumatta itse DC-systeemin tekniikasta.
Se, miksi levyillä olevan musiikin tekniset laatuerot ovat yleensä kuultavissa, johtuu siitä, että CD-soittimien suoritusarvot ovat niin paljon levyjä paremmat. Nykyajan hyvä CD-soitin on levyltä toistettavan äänen kannalta täysin "läpinäkyvä". Kaikki virheet vääristymät ja puutteet mitä äänessä kuuluu, ovat tallenteessa. Äänenlaadulliset erot siis johtuvat laitteista ja tekniikoista, joilla äänite on tehty ja miten noita on käytetty. Tästä syystä monissa studioissa äänityksessä ja prosessoinnissa käytetään korkeampia näytteenottotaajuuksia ja suurempaa resoluutiota, jotta tämän käsittelyn aikana signaaliin tulee mahdollisimman vähän kohinaa ja alkuperäinen informaatio pysyy varmasti tallessa (=saadaan paras äänenlaatu).
Onko eri CD-soittimien välillä isoja eroja ?
Kun laitteet ovat teknisesti kunnossa, ne kuulostavat ikävän samalta, oli sitten kyse esivahvistimesta tai CD-soittimesta, sama mikä hintaluokka. Jos taajuusvasteissa on virheitä, säröarvoissa omituista, kytkimissä, liittimissä tms. salakavalia kontaktiongelmia tai käytetään puolitahallisesti kytkentöjä, jotka tuottavat korvinkuultavaa säröä, syntyy äänellisiä eroja, jotka ovat enemmän tai vähemmän kuultavissa.
Vaikka eroja tunnutaan kuulevan kun laitteet nähdään, niin kunnollisessa AB-sokkotestissä, jossa vaihtokertoja on tilastollisesti riittävä määrä, "mystisiä eroja" ei enää kuullakaan. Ehjistä kunnollisista vahvistimista, joita ei yliohjata, ei normaaleilla kuunteluvoimakkuuksilla kyetä kuulemaan tilastollisesti merkittäviä eroja. Jos nyt jätetään laskuista pois vanhat monibittisiin DA-muuntimiin perustuvat CD-soittimet, joissa on nollatason kalibrointi pielessä, kuulostavat CD:tkin kiusallisen samoilta.
Syy sinänsä tylsältä tuntuvien AB-sokkotestien käyttöön on, että korvat ja niiden perään kytketyt aivot ovat äärimmäisen heikko analysaattori, mitä tulee toistettavuuteen ja luotettavuuteen. Siksi on kehitetty testimenetelmiä, joilla nuo heikkoudet voidaan eliminoida riittävän hyvin. Omia korvia kannattaa yleensä epäillä ensiksi. "Luottakaa korviinne - varauksin".
Mielipiteet ja minä-muotoiset fiilis-jutut ovat asia erikseen, mielipiteeseen kaikilla on oikeus, sen sijaan kun mielipiteestä syntyy vakava väite selvistä eroista laitteiden välillä ja laitteet arvotetaan niiden perusteella, on todisteiden esittämisen aika.
Koko kuunteluketjun ylivoimaisesti heikoin lenkki on ihminen kaikkine mahdollisine puutteineen. Se on ainoa osa ketjusta, joka ei toimi systemaattisesti ja loogisesti, vaan kerta toisensa jälkeen epäjohdonmukaisesti. Siksi tarvitaan "tieteellisiä" sokkotestejä, että erotetaan todellisuus kuvitellusta. Monet erot syntyvät kuuntelijan päässä: "...high end -harrastajan kannattaa ostaa itselleen kymmeniä tuhansia maksava soitin, koska tieto siitä, että se on parempi kuin halvemmat soittimet vaikuttaa hänen käsitykseensä siitä, miten se soi."
Vaikka olisitkin vakaasti sitä mieltä, että CD-soittimien äänissä on havaittavia eroja, niin ne erot ovat hyvin pieniä. Esimerkiksi noin 1000 mk ja 2000 mk cd-soittimissa ei sellaisia äänenlaadullisia eroja ole, että kannattaisi cd:n kustannuksella tinkiä esimerkiksi vahvistimen tai varsinkaan kaiuttimien hinnasta.
Loppupäätelmänä voitaisiin vetää että Älä huolehdi turhia näistä ns. eroista. Halvimmissa soittimissa voi diskantti olla hiukan vaimentunut, ja se kuuluu aavistuksen, aavistuksen tummuneena, "tylsänä" äänenä mutta sekin silloin, kun rinnalla on toinen soitin, jossa vaimentumaa ei ole. Soitinta etsiessäsi kaiva esiin jokin testi, jossa on harkitsemasi soittimen mittaukset, ja jos kaikki näyttää hyvältä, osta pois. Ja usko omia korviasi, todellakin, mutta reilulla sokkotestillä. Noin vaan kuuntelemalla eroja syntyy helposti, varsinkin jos ei ole harjaantunut kuuntelija (=pitkä kokemus). Ihminen on ihminen ja heikoin lenkki koko ketjussa. Kuulossa on niin paljon vajavaisuuksia, että valtaosa eroista on kuviteltuja.
Onko CD-soittimissa suuria yksilöeroja ?
CD-soittimissa ei ole merkittäviä yksilöeroja. Kaiuttimissa yksilöerot ovat paljon suurempia kuin pelkää digitaalitekniikkaa sisältävissä laitteissa. Ja CD-soitin on suurimmalta osaltaan digitaalitekniikkaa, joka perässä on hyvin vähän analogiaelektroniikkaa. CD-soittimien yksilöerot ovat enemmänkin huonoa säkää, yleensä poikkeava soitin on viallinen. Myös kasettinauhureissa erot ovat huimia yksilöiden välillä, jos verrataan CD-soittimiin. Jo halvat CD-soittimet ovat tasalaatuisia.
Vaikuttaako CD-soittimen rungon tukevuus paljon äänenlaatuun ?
Painavalla rungolla varustettu CD-soitin on tietysti ostajalle vakuuttava aivan kuin mikä tahansa painava laite. Äänenlaatuun tuolla painolla ei ole kuitenkaan merkitystä, koska CD-soittimessa kun ei ole vinyylisoittimien kaltaista kiertoa, mikrofonia tai muutakaan mekaanisesta tärinästä aiheutuvaa äänenlaadun heikkenemistä (paitsi kun ääni katkeaa tai säksättää, kun tälli on riittävä).
Miten CD-soittimien mekaniikka on muuttunut vuosien varrella ?
CD-soittimia ei tehdä mekaanisesti tavalla, jolla niitä tehtiin 80-luvun lopussa ja ehkä vielä 90-luvun alussa. Kun hinta pitää olla esim. 2000 mk tai 3000 mk, ei laitteeseen vielä uhrata ratkaisevasti enemmän mekaanista tukevuutta, jolla saataisiin laitteeseen pitkä käyttöikä.
Alkuaikojen CD-soittimissa tapasi vielä olla harjaton suuren vääntömomentin omaava kunnolla laakeroitu järeä moottori. Nykyään melkein kaikissa CD-soittimissa tuppaa olemaan halpa harjallinen tasavirtamoottori ja jonka akseli ja laakerointi on sellainen, että klappia tulee vuosien saatossa pyörimisestä (mallia lasten leikkiveneestä tai halvasta kasettinauhurista tuttu "Mabuchi motor").
Vanhoissa CD-soittimissa oli käytössä vielä ns. lineaarimoottori, jossa kelkka liikkuu magneettikentän avulla. Nykysoittimissa lukupää liikkuu pikkumoottorilla ja jollakin hammaspyörä-matopyörä-yhdistelmällä. Kyllä tämäkin ratkaisu toimii, vaan ei ole yhtä pitkäikäinen kuin lineaarimoottori.
Hifilaitteet ovat teollisia tuotteita ja kilpailu on kovaa. Siksi juuri tekniset ratkaisut jossakin hintaluokassa eivät oikeastaan voi poiketa toisistaan paljoakaan. Ja tavoitteena on tinkiä hinnasta kaikessa missä voidaan tuotteen siitä kärsimättä tehdä.
Hienoja logoja, gurujen modifiointeja ja muuta elektroniikalla helposti ja halvalla saatavaa "statusta" ja erikoisuutta CD-soittimiin kyllä markkinointiosastot kehittävät, mutta mekaanista kestävyyttä ei enää nykyään tahdo edulliseen hintaan mistään saada.
Onko CD-levyn ensimmäinen ääniraita levyn keskellä vai reunassa ?
CD-levyn ensimmäinen ääniraita alkaa levyn keskiosasta.
Ovatko CD-levyn naarmut haitallisempia etikettipuolella vai kirkkaalla puolella ?
Levyn informaatiota suojaa printtipuolella vain ohut lakkakerros (ja printti). Kirkkaalla puolella taas on paksu muovilevy. Itse levyn informaatio vaurioituu helpommin juuri printtipuolelta ja se on silloin pysyvää.
Tuskin normaalikäsittelyssä CD-levyn kirkkaalle puolelle tulee niin pahoja naarmuja ettei niitä voisi korjata. CD-soitin on itsessään aika hyvä selviytymään pienistä naarmuista ja isompiinkin on olemassa korjauskeinoja (hionta, naarmunpeittoaineita).
Mitä tarkoittaa 1-bittinen DA-muunnos?
1-bittisissä DA-muuntimissa käytetään nk. pulssimodulaatiota eli naputellaan muuntimen tilaa alas ja ylös sellaisella tiheydellä, että keskimääräinen signaalin taso on se, mitä haluttiinkin. Yksibittisen muuntimen tilan muuttelemin ylä- ja alatilojen välillä perustuu hyvin moninkertaiseen ylinäytteistykseen. Kun muuntimen perään laitetaan analoginen alipäästösuodin, saadaan haluttu lopputulos. 1-bittisiä muuntimia käytetään, koska ne ovat halvempia valmistaa kuin yhtä tarkat monibittiset muuntimet, kun ei tarvita tarkkoja 16-bittisiä vastusverkkoja.
Seuraavassa hiukan tietoa 1-bittiseten muuntimien toimintaperiaatteesta:
Deltamodulaatio (DM) on ensimmäisiä 1-bittisiä A/D-muunnoksia, jotka kehitettiin 40-luvulla puhelinsovelluksiin. DM perustuu differentiaaliseen pulssikoodimodulaatioon (DPCM), jossa koodataan sisääntulevan analogisen signaalin ja edellisen koodatun arvon erotus. Kun erotus on negatiivinen, modulaattorin ulostulo on +delta; kun erotus on positiivinen, ulostulo on -delta. Tätä menetelmää kutsutaan myös nimellä pulssinleveysmodulaatio (PWM), koska leveä +deltan suuruinen ulostulo vastaa kasvavaa analogisen signaalin amplitudia ja -delta pienenevää. Jotta DM-signaali pystyy seuraamaan koodattavaa signaalia, on näytteenottotaajuutta kasvatettava suhteessa kvantisoinnissa esitettävien tasojen määrään. Puhelinlaadulla (8bit, 8kHz) 1-bittisellä signaalilla on pystyttävä esittämään 2^8=256 tasoa samalla näytteenottovälillä 1/8000s, mikä tarkoittaa näytetaajuutta 256*8kHz=2,048MHz. Kun pyritään esittämän CD-tasoinen audiosignaali, tasoja on 2^16=65536, jolloin DM-signaalin näytetaajuus on oltava 65536*44,1kHz=noin 2,9GHz. Näin suuri näytetaajuus on nykyiselläkin tekniikalla hankala saavuttaa. Lisäksi DM-signaalin ongelmana on suuri kvantisointikohina. Käytännössä PWM-modulaatiota ei käytetä hifisovellutuksissa, vaan lähinnä joissakin mikrokontrollereissa tekniikkana toteuttaa helppo ja halpa muunnin lähinnä ohjausjännitteen (DC) tuottamista varten.
Sigma-deltamodulaatio (SDM) kehitettiin 60-luvulla korvaamaan ongelmallinen DM. SDM:ssa analogisen signaalin ja modulaattorin ulostulon erotuksen integraali kvantisoidaan, jolloin dekoodaukseen riittää pelkkä alipäästösuodin. Tätä menetelmää kutsutaan myös nimellä pulssintiheysmodulaatio (PDM), koska harvakseltaan -deltassa käyvä ulostulo vastaa analogisen signaalin laakeata huippua, harvakseltaan +deltassa käyvä laakeata pohjaa ja tiheä pulssijono vastaa nousua tai laskua riippuen edeltävästä ja seuraavasta tilanteesta. Nyt siis ei enää tarvita valtavaa ylinäytteistystä ja kvantisointikohina on ylipäästöluonteista, mikä tunnetaan yleisesti kohinan muokkauksena. Edellisen kaltaisen ensimmäisen asteen SD-modulaattorin häiriöetäisyydet eivät riitä hifisovelluksiin, joten nykyään käytetään korkeamman asteen modulaattoreita, joilla kohinaa voidaan muokata tehokkaammin suuremmille taajuuksille pois audiokaistalta. Yleisesti käytetään 32- tai 64-kertaista ylinäytteistystä, jolloin yhden kanavan näytetaajuus CD-soittimessa on vastaavasti noin 1,4MHz tai noin 2,8MHz. Viidennen asteen SD-modulaattorin 64-kertaisella ylinäytteistyksellä maksimihäiriöetäisyys on noin 120dB. Tällaisen modulaattorin rakenne ja analysointi onkin jo monimutkaisempaa.
1-bittinen muunnos vaatii erittäin suuren näytteenottotaajuuden, ja tuottaa myös erittäin paljon säröä taajuusalueen yläpuolelle (alipäästösuodattimen suodatettavaksi).
Yksityiskohtaisempi selitys aiheesta löytyy osoitteesta http://www.cs.tut.fi/sgn/arg/rosti/1-bit/
Onko yksi- vai monibittinen D/A-muunnos parempi ?
Monibittiset muuntimet ovat herkempiä komponenttien toleransseille, koska ulostulosignaali muodostamisessa tarvitaan tarkasti mitoitettu vastusverkko. Yksibittisissä muuntimissa ei tarvita erittäin tarkasti mitoitettuja vastusverkkoja ja tästä syystä lähinnä tuo hintasäästö. Toinen pointti on se, että noita laadukkaita muuntimia tarvitaan kaksi (yksi kanavaa kohden) ja lisäksi vielä pitää väsätä vielä suodin ja analogiaosat. Joissain 1 bitin muunninpiireissä on kaikki samassa nipussa.
Rakenteeltaan molemman tyyppiset huippumuuntimet ovat monimutkaisia eikä kumpikaan menetelmä ei ole ylivertainen toiseen nähden. Lisäksi käytössä on myös yhdistelmiä em. tekniikoista (esim. multi-bit sigma-delta).
1-bittinen muunnos ei suuren ylinäytteistyksen takia ole herkkä jitterille ja sillä voidaan saavuttaa helposti hyvät suoritusarvot (lineaarisuuden, häiriöetäisyys). Toisaalta on ihmisiä, joista monibittinen DAC kuulostaa paremmalta (esim. TDA1541 on nykyäänkin kai aika suosittu DAC).
Mitä tarkoittaa kun moninkertainen ylinäytteistys CD-soittimessa ?
Ylinäytteistys parantaa a-d/d-a -muunnoksen erottelua siirtämällä osan äänisignaalin digitoinnissa syntyvästä kvantisointikohinasta äänitaajuusalueen yläpuolelle. Ylinäytteistämällä voidaan CD-soittimen analogiaelektroniikkaosaa saada yksinkertaisemmaksi lisäämällä sopivaa signaalia käsittelevää digitaalielektroniikkaa. Kaksinkertainen ylinäytteistys levittää myös kvantisointikohinan spektrin kaksinkertaiseksi, jolloin äänitaajuusalueen kohina pienenee 6 dB.
Mitä tarkoittaa kun CD-soittimessa sanotaan olevan enemmän kuin 16 bittiä ?
Tarkempaa kuin 16 bittistä laskentaa tarvitaan ylinäytteistyksessä, jotta ylinäytteistysprosessissa ei jouduttaisi käyttämään pyöristystä (jos ylinäytteistys tehtäisiin 16 bitillä menetettäisiin toistotarkkuudessa). Lisäbiteistä on tietenkin myös silloin hyötyä, jos digitaalilaitteessa on äänenvoimakkuuden säätö.
Mikä on jitteri ja mitä se vaikuttaa äänisignaaliin ?
Jitteriksi kutsutaan ilmiötä, jossa digitaalisen äänidatan näytteiden ja toimintaa ohjaavan kellon ajoituksissa tapahtuu pieniä muutoksia. Jitteriä on mahdollista syntyä kun digitaalisignaalia siirretään laitteiden välillä signaalimuodossa, jossa on kello ja datasignaali yhdessä (esimerkiksi S/PDIF). Vastaanottopään DA-muunnin yleensä tahdistaa kellonsa tulevaan signaaliin on sen syytä olla mahdollisimman suorareunaista. Jos kello vatkaa edestakaisin aiheutuu siitä jitteriä joka taas on suunnilleen sama asia kun FM-modulaatio eli säröä. Signaalin kunnolla siirtymiseen riittää, että kaapeli on suojaukseltaan, kapasitanssiltaan ja impedanssiltaan asiallinen. Ns. high-end kaapeleita tulee varoa, saattavat olla huonompia kuin esim. halvat (ja hyvät) standardikaapelit.
Käytännön D/A muunninratkaisuissa on tuossa vastaanottavassa laitteessa sisääntulopuskurit ja oma kellonsa sekä data vastaanotolle että D/A-muunnokselle. Hyvissä D/A-muuntimissa käytetään yksi- tai kaksiasteista PLL-VCXO jitterin poistoa. Näin pystytään suodattamaan käytännössä kaikki jitteri pois. Kaikissa vanhemmissa laitteissa tällaisia ei välttämättä ole. Asia on hyvä tiedostaa ja tutustua omiin laitteisiinsa, varsinkin jos laitteita on useampia ketjussa, koska jitteri tapaa kumuloitua.
Ideaalisen 20-bittisen DA-muuntimen kvantisointikohina on -122 dB tasolla. Jos pistetaajuutta toistettaessa kelloon aiheutetaan 1 ns jitteri, pistetaajuuden sivuille nousee piikit -89 dB tasolle. Jos halutaan olla varmoja, että ylimääräiset piikit ei kuulu, on jitterin oltava alle 0,23 ns. Jos kello sisältää 2 ns peak-valkoista kohinaa putoaa ideaalisen 16 bit DA:n 98 dB dynamiikka 91 dB:iin. Lisätietoa jitteristä voi etsiä esimerkiksi AES/EBU-liitäntää käsittelevästä kirjallisuudesta.
Mitä merkitystä on jitterillä ?
Jitteriä on teoriassa olemassa lähinnä vain niissä laitteissa, joissa pyöritin ja muunnin on erikseen ja kytketty toisiinsa S/PDIF-liitännällä. Jitteri syntyy kun D/A-konversiossa käytettävää kellosignaalia johdetaan sisään tulevasta bittivirrasta, joissa on pikosekuntiluokkaa olevia satunnaisia viiveitä. Ainoastaan "rajapinnoissa", AD- ja DA-muunnoksissa jitterillä voi olla vaikutusta ääneen, tosin lähinnä mittalaitteille. Jitteristä puhutaan paljon, kun sellainen ominaisuus on olemassa. Kun digitaalilaitteissa ei ole enää wowia eikä fultteria, on high-end ihmisten täytynyt jotain keksiä. Apuun ovat tulleet nykyaikaiset tarkat mittalaitteet, joilla voidaankin saada esiin jitteriä, digitaalisignaalin "huojuntaa", varsinkin jos mitataan CD-soittimen sisältä erilaisia korjaussignaaleita.
Vanhemmissa digitaalilaitteissa (niissä, joita käytettiin videon kera, sekä joissakin 1.polven DAT:eissa) oli kaikenlaista häiriötä ja roskaa hiljaisilla tasoilla. Osa varmasti aiheutui jitteristä eli kellon huojunnasta. Maailman lehdistössä koko jitter-keskustelu on saanut kummallisen aseman, kun sitä käsitellään jotenkin erillisenä asiana, vaikka se ei sitä ole. Jitterin tuottama teoreettinen äänenlaadun heikennys syntyy DA-muunnoksessa ja sotkeutuu siten DA-muuntimen ja analogiaosien kaikkien muiden puutteiden joukkoon. Siksi on mahdotonta sanoa, aiheutuuko esim. heikko ritinä ja pohjakohina äänitteen pohjalla jitteristä vai vanhanmallisen muuntimen muista puutteista.
Jitteriä ei voi käsitellä erillisenä ilmiönä kuulohavaintona. Jitter kuuluu, jos yleensä kuuluu, pohjakohinana/ritinänä, joka joko seuraa musiikin voimakkuutta ja taajuussisältöä tai pysyy stabiilina, muunnintoteutuksesta riippuen. Stereokuvan eläminen, monottuminen, basson löystyminen, diskantin kireys yms. subjektiiviset havainnot eivät kuulu jitterin tuottamiin ilmiöihin. Musiikin soidessa vähänkään kovempaa peittoilmiö yleensä kadottaa huononkin laitteen jitterin kuulumattomiin.
Jitter-"ongelma" on varsin olematon ilmiö. Jitterin kuuluvuudesta ei ole kertaakaan saatu luotettavasti järjestetyissä testeissä mitään todisteita. Tilastolliset sokkotestit puhuvat tässäkin puolestaan, sikäli kun niitä yleensä on pahemmin tehty, kuten sanottu, jitteriä ei voi kuunnella erikseen. Subjektiiviset, henkilökohtaiset kuuntelulausunnot ovat asia erikseen, jokainen saa olla jitteristä mitä mieltä haluaa. Ei kuitenkaan kannata kaikkea uskoa mitä lukee jonkun toisen väittävän kuulevansa.
Kannattaa lisäksi muistaa, että jitterillä ei ole edes teoriassa mitään merkitystä silloin, kun tehdään digitaalisia kopioita.
Miten tiedot on talletettu CD-levylle ?
CD-levyn informaatio on talletettu lähellä CD-levyn etikettipuolta olevaan kiiltävään hopeakalvoon pieninä kuoppina jotka muodostava spiraalin levyn reunalta keskelle. CD:llä ei ole tasaisen mittaisia kuopia, jotka voivat olla joko nollia tai ykkösiä vaan CD:ssä data koodataan erimittaisiin kuoppiin Lähikuvia CD-levyn kuopista löytyy osoitteesta http://www.cs.tut.fi/~leopold/Ld/HowLDsLookLike.html.
Itse data talletetaan CD-levylle lohkoina, joista jokaisessa käytetään virheenkorjauskoodia (Cross-Interleaved Reed-Salomon). Interleaving muistuttaa klassista salakirjoitusalgoritmia, jossa teksti kirjoitetaan N-ulotteiseen matriisiin tietyssä järjestyksessä, ja luetaan toisessa. Tämän ansiosta levyllä oleva pölyhiukkanen tai naarmu tuhoaa fyysisesti vierekkäisiä bittejä, mutta käänteis- interleaving hajauttaa ne pitkälle aikavälille. Itse virheenkorjaukseen käytetään monimutkaista polynomiaritmetiikkaa. CD-formaatin virhesuojakoodaus voi teoriassa palauttaa enimmillään runsaan 480 peräkkäisen, virheellisen tavun informaation. Levyn uralla se vastaa noin 2,5 millin (luentanopeudella 1,25 m/s) pituista pätkää.
Millaisia virheitä CD-levyn virheenkorjaus pystyy korjaamaan ?
CD-levyn tallennusformaatti on suunniteltu siten, että 2,5 mm pitkä reikä levyllä voidaan täydellisesti korjata ja 7,7 mm pitkä reikä mahdollistaa vielä virheellisen näytteen laskemisen kahdesta ympäröivästä näytteestä. Välttämättä kaikki markkinoilla olevat CD-soittimet eivät pysty tähän.
Eri asia sitten on, löytääkö lukupään oikean jatkokohdan näin pitkän reiän jälkeen, jos yhtään mitään signaalia ei saada luettua, jolla saataisiin lukupää pidettyä keskellä raitaa katkoksen aikanakin. Tämä on vähän kun ajaisi pimeällä tiellä ilman valoja ja tievalot ovat rikki juuri kaarteen kohdalla, jolloin vaarana on, että ajautuu metsään tien jommalle kummalle puolelle.
Mitkä seikat vaikuttavat CD-soittimen virheenkorjauskykyyn ?
CD-soitinten käytännön virheensietoon vaikuttaa paljolti se, minkä tyyppistä lukupäätä käytetään. Yhtä lasersädettä käyttävä lukupää eksyy uralta helpommin kuin 3-säteinen lukupää silloin, kun levyn muovikerroksessa on ilmakuplia, epäpuhtauksia tai paikallisia taittokerroinmuutoksia. Toisaalta yksisäteinen lukupää pystyy seuraamaan kolmisäteistä paremmin sellaisen levyn uraa, jossa on suuri määrä vähäisempiä pintanaarmuja tai hankautumia.
Itse luennan luotettavuus riippuu taas CD-dekooderin korjausalgoritmista CD-soittimet eroavat käytännön virheensiedoltaan myös korjauskelvottomien kohtien interpoloinnin ja soittimen ääniannon mykistyksen suhteen.
Mitä CD-soittimen lukupään likaantuminen aiheuttaa ?
CD-soittimen lukupään likaantuminen aiheuttaa bittien virheluentaa ja rasittaa näin virheenkorjausta. Mikäli likaantuminen ylittää virheenkorjauksen rajat seurauksena on varmasti erilaista pätkimistä, jonka luonne vaihtelee soittimesta toiseen. CD-soittimen lukupäätä likaavat tehokkaasti muun muassa pöly ja tupakansavu.
Miksi CD-levyn soitto joissain stereo-laitteistossa aiheuttaa säröä ja toisessa ei ?
Vika ei vika välttämättä ole levyssä. Monet vahvistimet ovat kompromisseja ja esimerkiksi niiden linjaosat eivät toimi kunnolla jos vahvistin on liitetty suureen laiteverkkoon. Eräs tyypillinen ongelma on että vahvistimen takana oleville LINE OUT-liittimille ole erillisiä puskurivahvistimia, vaan niitä ajetaan jopa samalla puskurilla josta tavara menee itse vahvistimelle. Näin ollen sitten syntyy säröä kun jännite nousee tarpeeksi korkeaksi (CD-soittimet antavat yleensä laitteiston voimakkainta signaalia) ja perässä on laitteita jotka eivät ole tuolla hetkellä päällä. Joidenkin laitteiden ominaisuuksiin nimittäin kuuluu että niiden nimellisimpedanssi muuttuu kun laitteissa ei ole virtaa päällä.
Eli ennen kuin epäilet levyä, kannattaa kuunnella sitä eri laitteistoilla, ja myös esimerkiksi kuulokkeilla suoraan CD-soittimen kuulokeliitännästä. Jos särö kuuluu kaikissa tapauksissa, on mahdollista että vika on levyssä.
Miten korjaan naarmuuntuneen CD-levyn ?
Levyn alapinnalle tulleita naarmuja voi yrittää hioa pois sopivalla hionta-aineella ja pehmeällä kankaalla. Hionta-aineeksi sopii hienojakoinen tätä varten tehty muovin hionta-aine (optikkoliikkeistä saa muovilinssien naarmujen poistoon tarkoitettua hioma-aineitta) tai esimerkiksi tavallinen hammastahna.
Yksi mahdollinen toimintatapa: Otetaan hammastahnaa, laitetaan vaikka sormenpäähän ja hangataan naarmun kohdalla levyn keskiöstä ulospäin ja takaisin (siis säteen suuntaisesti). Toimii jos vaurio on lähinnä iso yksittäinen naarmu. Hankaaminen on suoritettava keskiöstä ulospäin jotta hankauksessa mahdollisesti syntyvät pienet lisänaarmut eivät aiheuta lisää virheitä (CD-soittimen virheenkorjaus pystyy helposti korjaaman säteen suuntaisten naarmujen virheitä, mutta uran suuntaisten naarmujen aiheuttamien pitkien virheiden korjaus ei onnistu). CD:n korjausoperaatiossa kannattaa olla tarkkana ja tietää mitä tekee, koska virheellisellä käsittelyllä voi pilata koko CD-levyn.
Käytännössä jo CD-levyssä sisällä oleva kiiltävä metallikalvo pääsee vaurioitumaan CD-levystä ei saa enää toimivaa.
Mitä eroa on CD-ROM:lla ja audio-CD:llä olevalla datalla ?
Normaalissa musiikkitallenne CD-levyssä käytetään erilaista tallennusmuotoa kuin dataa sisältävässä CD-ROM levyssä, koska datalle täysin virheetön lukeminen on paljon tärkeämpää kuin äänessä. CD-ROM:eissa on peräti sadan megatavun edestä virheenkorjaus- ja tahdistusdataa, jota audiolevyillä ei ole.
Miksi audiodatan bitti bitiltä lukeminen CD-ROM asemalla kunnolla on hankalaa ?
Yksi tavallisimpia virhetekijöitä on CD-ROM-asema, jolla luetaan audiota joko suoraan tai kovalevylle tiedostoiksi. Kaikki eivät jostakin syystä osaa tehdä tätä kunnolla. Selityksiä on annettu runsaasti, mutta yhtä järkevää ja kunnollista ei näytä löytyvän. Käyttöjärjestelmän CD-ROM ajureissa saattaa olla puutteita joiden ansiosta audiodatan lukeminen ei onnistu kunnolla. Myös ohjelmissa, joilla audiota "grabataan" on puutteita ja ne saattavat toimia hyvin yhdellä laitteistolla mutta eivät toisella.
CD-ROM-aseman, jolla audiolevyä luetaan, pitäisi olla sellainen malli, joka pystyy kunnolla lukemaan audiodatan. Kaikki eivät tällaisia ole, varsinkaan halvat, mutta silti ne siihen jotenkin pakotetaan, ja lopputuloksena ääni vähän huononee. Eron huomaa kyllä heti esimerkiksi kohinatason noususta/pienestä ritinästä. Digitaaliset siirto-ongelmat ovat yleensä sellaisia, että häiriöt ovat kyllä-ei-tyyppisiä, siis helposti havaittavia. Välttämättä ero ei ole korvin kuultava, mutta eroa syntyy monella laitteistolla jos verrataan peräkkäisillä lukukerroilla tulokseksi saatua äänitiedostoa.
Sopivien ohjelmien kanssa on erittäin helppo tarkistaa, onko siirto täydellinen vai ei. Etsitään (tosin helpommin sanottu kuin tehty!) originaalista ja kloonista sama alkukohta, esimerkiksi biisin alku, ja sama yksittäinen näyte. Verrataan jokaista näytettä tästä alkaen originaalissa ja kloonissa. Jos ne ovat täsmälleen samoja (ts. näytteen kokonaislukuarvot ovat samoja), on äänikin sama.
Voiko tavallisella CD-soittimella soittaa tallentavalla CD-soittimella kotona tallennettuja CD-R-levyjä?
Tallentimella tehdyistä levyistä vain CD-R eli kertatallenteiset (joko äänittävällä CD-soittimella tai CD-ROM asemalle tehdyt) audiolevyt soivat periaatteessa kaikkialla, mistä löytyy normaali CD-soitin.
CD-R levyjen soittomahdollisuudet eivät käytännössä tunnu olevan ihan niin ruusuiset kuin voisi toivoa. Vaikka CD-R levyt soivat hyvin usein CD-soittimissa ongelmitta saattavat jotkut CD-soittimet (autosoittimet, kannettavat) hyljeksiä joitain CD-R levyjä. Olennaista koko touhussa on CD-polttimen polttojälki. Huonolla jäljellä (mallikohtainen asia ja riippuu siitä onko kyseinen CD-R levy kyseiselle polttimelle hyvin sopiva) levyltä saatava signaali (siis lasersäteelle saatava) on niin heikko, että uran seuranta on vaikeaa. CD:n polttonopeus saattaa vaikuttavaa asiaan niin että nopeammalla nopeudella tulee huonommin toimivaa tulosta. Jos tallennin on hyvä, ei ongelmia oikeastaan ilmene.
CD-R levyjen lukemiseen vaikuttaa myös CD-soittimen huonous ja kuluminen. Tarpeeksi toleranssien rajalla kiikkuva soitin hylkää yleensä ensin CD-R-levyt ja sitten osan tehdaslevyistä.
Mitä eroa on musiikki-CD-R-levyllä ja tietokonekäyttöön tehdyllä CD-R-levyllä ?
Musiikki-cdr-levyissä on erityinen tunniste jota ilman musiikkia tallentavat cd-soittimet eivät suostu levylle kirjoittamaan. Muuten tekniikaltaan musiikki- ja tietokonekäyttöön tehdyt CD-R-levyt ovat täysin samaa tavaraa. Musiikki-CD-R-levyistä menee myös korkeampi tekijänoikeusmaksu kuin tietokonekäyttöön tehdyistä CD-R-levyistä.
Tuo CD-R-levyn tyypin tunniste sijaitsee levyn kalibrointivyöhykkeessä. Jokaisen tallennettavan CD-aihion (R/RW) sisäkehällä on osittain esikoodattu kalibrointivyöhyke, josta kaikkien CD-tallennuslaitteiden (ääni/data) on aina ensimmäiseksi luettava niin sanottu sovelluskoodi. Jos koodi ilmaisee, että aihio on tarkoitettu atk-datan tai PHOTO-CD-kuvadatan tallentamiseen (halvat levyt), tulee kuluttajakäyttöön suunnattujen CD-tallentimien kirjoitustoimintojen olla estetty. Tämän ilmaisee laitteen näyttöruutuun ilmestyvät "no audio", "data only" tms. teksti.
Sen sijaan tietokoneiden oheislaitteeksi tarkoitettujen CD-kirjoittimien ei tarvitse totella aihioiden sovelluskoodia. Kirjoittimet eivät siis välitä minkälaista dataa tai mille aihioille niillä kirjoitetaan.
Mitä eroa on erilaisilla CD-R levyillä ?
CD-R-levyjä löytyy kaupoista kahdenlaisia:
- 1. Niin sanotut tietokone-ROM-levyt jotka on tarkoitettu tietokoneiden kirjoittaville CD-ROM asemille. Nämä levyt ovat tyhjiä ja valmiita ottamaan vastaan mitä vaan dataa, ROM:ia, audiota, molempia, CD-Extraa, video-CD-MPEG-kamaa, jne. Nämä ovat niitä "650 MB/74 min", 8-15 markan levyjä.
- 2. Audio-CD-levyjä, jotka on tarkoitettu VAIN JA AINOASTAAN kuluttajakäyttöön myytäviin CD-R-audiotallentimiin. Näissä levyissä lukee Compact Disc-logon alla lisäteksti FOR CONSUMER. Näiden levyjen hintaluokka on 29-79 markkaa.
Consumer-levyt ovat siis mediana täsmälleen samoja kuin tyhjät CD-R-levyt, mutta niille on valmiiksi kirjoitettu bittejä joiden avulla tallennin tunnistaa että kyseessä on sille tarkoitettu FOR CONSUMER levy.
Lisäksi on olemassa "STUDIO for Music Use" levyjä jotka ovat masterointikäyttöä vasten tehtyjä aivan tavallisia CD-R-levyjä (hyvälaatuinen levy jotta masterista saataisiin mahdollisimman hyvä).
Onko CD-R levyihin olemassa liimattavia tarroja ?
CD-R levyihin liimattavia tarroja valmistaa muutama yritys, mutta niiden saatavuus Suomesta on vielä houkan heikkoa.
Tietäkää mitä olette tekemässä kun liimaatte tarran levyyn, koska sitä ei nimittäin voi irrottaa, jos se on jollakin liimapinnalla kiinni. Erityisesti CD-R-levystä koko informaatiopinta irtoaa naurettavan helposti, kun repäisee tarran irti. Hitaasti tai nopeasti, sillä ei ole väli, irtoaa se joka tapauksessa. Samoin jostakin kohdasta irtoamaan lähtenyt CD-R-levyn pinnoite irtoaa sitten erittäin helposti loppuun asti. Tehdaslevyistäkin, jotka ovat hiukan kestävämpiä, pinta irtoaa esimerkiksi liimaamalla siihen tavallista teippiä ja repäisemällä se irti.
Mitä on CD-levyn ruostuminen ?
CD-levyn ruostumiseksi kutsutaan ilmiötä, kun etikettipaperista vapautuva rikki aiheuttaa levyn korroosion. Joillain levyvalmistajilla oli aikoinaan ongelmia materiaalien yhteensopivuuksissa, mikä aiheutti että jotkut CD-levyt rupesivat tummumaan. Ongelmallisissa levyissä vaihda paperi tai liimaa se levykotelon ulkopintaan.
Mikä on CD-text ?
CD-text tarkoittaa, että CD-levylle on talletettu musiikin lisäksi teksti-informaatiota, jota CD-Text ominaisuudella varustettu laite osaa lukea ja näyttää. Tämä lisäteksti-informaatio on talletettu levyn sisällysluetteloon (TOC-area->Table of contents).
Sony, Panasonic ja Technics valmistavat CD-text toiminnolla varustettuja laitteita. Ilmeisesti cd-text on yleisesti käytössä ainoastaan Sonyn julkaisemissa uudemmissa CD-levyissä, joista löytyy lista osoitteesta http://www.sonymusiceurope.com/.
Parhaimmillaan CD-text ominaisuus on monilevysoittimissa, koska tällöin levyn voi etsiä selaamalla levyn/artistin nimiä näytöllä eikä tarvitse kuunnella kappaleiden alkua. Tämän lisäksi tietysti levyn nimi, kappaleen nimi, artistin nimi tai muuta tietoa on mahdollista nähdä toistavan soittimen näytöltä.
Mikä on HDCD ?
HDCD on Pacific Microsystemsin kehittämä patentoitu enkoodaus/dekoodausprosessi cd- ja dvd-audioäänitteille. Tarkkaa informaatiota hdcd-prosessista ei ole julkisesti saatavilla, mutta Pacific Microsonicsin patentin yhteydessä on selvitetty tiettyjä pääperiaatteita, joiden uskotaan tuovan parannusta digitaaliääneen. HDCD-järjestelmä lupaa tarjota 4 bittiä ylimääräistä dynamiikkaa sekä parempaa tilavaikutelmaa ja yksityiskohtien erottelua. HDCD-tekniikka hyödyntää dynamiikan kompressio/dekopressiotekniikkaa, LSB-bitin ditheröintiä, interpolointifiltterien jyrkkyyden säätämistä toiston aikana sekä optionaalisesti aaltosynteesiä. Näistä menetelmistä voi olla hyötyä äänenlaadulle, mikäli niitä on osattu käyttää enkoodausvaiheessa oikein ja toistolaitteena käytetään dekooderia, joka osaa tulkita kontrollimerkit.
HDCD-äänitteiden valtti on yhteensopivuus tavallisen cd-formaatin kanssa.
HDCD-levyt on koodattu niin, että ne soivat normaalin CD-levyn tapaan
aivan tavallisessa CD-soittimessa. HDCD-enkoodauksen
aiheuttamat muutokset aaltomuotoihin ja sointiväreihin HDCD-dekooderittomalla
CD-soittimella toistettuna ovat tavalliselle kuluttajalle merkityksettömän
pieniä (tyypillisesti hiukandynamiikan kompressiota ja hiukan ideaalista
CD-levyä suurempi kohinataso).
Lisätietoa aiheesta löytyy osoitteesta http://www.hdcd.com/.
Mistä johtuu, että CD-soittimeni on herkkä naarmuille ja ylipitkät levyt tuottavat ongelmia lopussa ?
Vanhat CD-soittimet ovat yleensä herkempiä naarmuille kuin uudemmat, ja naarmut aiheuttavat niissä helposti äänen hyppimistä ja pätkimistä. Seurantaongelmat levyn edetessä reunaa kohti (lopussa ja varsinkin ylipitkillä levyillä) johtuvat yleensä pyöritysmoottorin akselin laakeroinnin väljyydestä. Levylautanen pääsee pyöriessään "klonksahtelemaan", ja tästä ei soittimen uranseuranta enää selviä.
Laserdiodit ovat yllättävän pitkäikäisiä ja vain ihan vanhoissa soittimissa laser on saattanut kulua loppuun. Yleensä soittimista ehtii ensin kulua tämä moottorin laakeri väljäksi. Jos soitin on arvokas, voi yrittää huoltoa, eli käytännössä usein kokonaan uutta koneistomoduulia.
Onko CD-levyn reunan maalaamiseen tarkoitetuista vihreistä tusseista mitään hyötyä äänenlaadulle ?
Varsinkin ulkomaisissa hifilehdissä on ollut testejä/kokeiluja joissa tietyn värisellä tussilla värjätään cd-levyn reunoja paremman äänenlaadun toivossa. Todellisuudessa näillä tussivärjäyksillä ei ole mitään vaikutusta äänenlaatuun, koska ne eivät muuta levyllä olevaa dataa mitenkään ja sama data tuottaa aina samaan äänen.
Jos et usko, niin voit kokeilla asiaa ottamalla tietokoneella bitintarkan digitaalikopion värjätystä ja normaalista levystä ja sitten vertaat tehtyjä kopioita. Tuloksena on, että kopiot ovat identtiset.
Tietysti jos on niin vilkas mielikuvitus, että tussijuttuihin uskoo, niin voi eroja löytää, niin sitten varmaan löytää eroja saman cd-levyn eri yksilöidenkin välillä.
Onko CD:n korvaamassa joku parempi systeemi lähitulevaisuudessa ?
CD-järjestelmän seuraajaksi audiolaitteiden tekijät suunnittelevat uusia ja parempia systeemejä. Tällä hetkellä (1999) vahvimmalta näyttävät kilpailijat ovat DVD-A (DVD Audio) ja SACD (Super Audio CD). Nämä systeemit lupaavat korkeampia näytteenottotaajuuksia ja suurempaa resoluutiota (yli 16 bittiä).
DVD-A levyt hyödyntävät DVD-standardin levyä, joten niitä ei voi soittaa normaalilla CD-soittimella. Levyt on tehty tämän uuden DVD-A-standardin osaavien DVD-soittimien toistettaviksi (ainakaan 1999 kesällä ei markkinoilla ole vielä DVD-A:ta osaavia DVD-soittimia). DVD-A tarjoaa sekä suurempia näyteenottoaajuuksia, suurempaa bittimäärää sekä tuen monikanavaäänelle. Seuraavassa yhteenveto audio-DVD-systeemin ominaisuuksista:
Sampling frequencies: 48kHz/96kHz/192kHz, 44.1kHz/88.2kHz/176.4kHz
Quantization: 16, 20 and 24 bits
Bit rate 9.6 Mbps max
Channels: 2 to 6
Kanavat, sampling rate, soittoaika single-layer, soittoaika dual layer:
2 channels 48kHz, 24bits, 258 min, 469 min
2 channels 192kHz, 24bits, 64 min 117 min
6 channels 96kHz, 16bits, 64 min 117 min
5 channels 96kHz, 20bits, 5ch 61 min 112 min
2ch + multi-ch 96kHz, 24bits, 43 mins 78 min
3ch + multi ch 96kHz, 24bits, 43 mins 78 min
3ch + multi ch 48kHz, 24 bits, 2ch, 43 mins 78 min
Optional audio will include:
Dolby Digital (AC-3)
MPEG-1 or MPEG-2
DTS
SDDS
Additional Value Content will include the following:
Still pictures
Text information
Menus (like DVD-Video)
Video sequences (using a subset of DVD-Video specification)
Navigation including a 'TOC' and simple DVD-Video like features
SACD on taas CD-järjestelmän parantelua. Tässä järjestelmässä levylle talletetaan nopea uuden standardin mukainen bittivirta yhdelle kerrokselle ja mahdollisesi myös sama materiaali normaalissa CD-muodossa toiselle kerrokselle (siten että normaali CD-soitin osaa lukea sen).
Standardit ovat vielä (1999) markkinoilla todellakin alkutekijöissään, eikä ole mitenkään varmaa onko keskivertokuluttaja valmis maksamaan paljon lisähintaa paremmasta äänestä (jota hän ei edes itse välttämättä pysty havaitsemaan selvästi paremmaksi). Pelkän audio-DVD-levyn massamahdollisuudet ovat ratkaisevasti heikommat kuin DVD-elokuvalevyn. CD-levy riittää useimmille ja itse asiassa on ihmiskorvalle niin hyvä, että suurempien näytetaajuuksien ja bittimäärien perusteluun tarvitaan aivan toisenlaisia keinoja kuin aikanaan CD:n ja vinyylin erojen kuulemiseen, johon tarvittiin vain tavalliset peltikorvat, eikä kauppa silti käynyt, ennen kuin hintataso oli riittävän alhainen. Ainoa, mitä DVD-audio saattaa tuoda ja on tuonutkin jo, on suurempi kanavamäärä (esim. 5), mikä on monta askelta kohti todellisempaa tilantoistoa. Sen sijaan skeptisyys nousee taas esiin, kun pohditaan tällaisen audiosysteemin elinmahdollisuuksia. Kaksi kanavaa taitaa silti riittää useimmille, vaikka kaksi/viisikanavademossa kuka tahansa huomaa eron ja vielä varmasti viiden hyväksi. Kaupallinen menestys ei suinkaan aina synny paremmuudella.
Uudet kilpailevat standardit aiheuttavat myös sekavuutta markkinoilla: "Koska SACD ja DVD-äänilevyt eivät välttämättä ole toistettavissa tavallisissa CD-soittimissa, musiikin vähittäiskauppiaat joutunevat pitämään hyllyissään samaa ohjelmistoa CD- ja DVD-A ja ehkä myös SACD-levyinä" (TM 12/99).
Mitä CD-levyn masterointi tarkoittaa ?
Masterointi tarkoittaa studionauhan viimeistelyä CD-levylle talletettavaan muotoon. Tyypillisessä POP-musiikin masteroinnissa studionauhoituksen äänenvoimakkuus asetetaan sopivasti ja dynamiikkaa käsitellään sopivasti niin, että se soi hyvin CD-levyllä. Masteroinnissa nauhalla oleva materiaali talletaan CD-muotoon (mm. indeksin paikat kohdallen jne.)
Mastrerointivaihe juontaa juurensa vinyylilevyjen tuotannosta. Perinteisesti vinyylimasterointi on ollut oma taiteenlajinsa, johtuen studionauhan ja LP-levyn erilaisista toistokyvyistä (jyrinä, dynamiikka, noise floor). LP-levyllä on muutmaia isoja rajoituksia siinä millaista materiaali voi olla että se toistuu hyvin (joskus korkeita taajuuksiavoidaan joutua limitoimaan, ja liian voimakkaat bassoiskut saattaisivat heittää neulan eri raidalle toistettaessa). Vinyylimasteri saattaa erota hyvinkin paljon ideaalista cd-masterista (CD:llä ei ole samoja teknisiä rajoituksia). CD-levyllekin saatetaan tehdä rajuakin muokakusta studionauhasta levylle siirrettäessä. Tämä soundinmuokkaus on vain kuulijoitten/artistien miellyttämiseksi, sille ei ole mitään teknisiä vaatimuksia.
Mitä remasterointi tarkoittaa ?
Remasterointi tarkoittaa uudelleenmasterointia, mikä saattaa tarkoittaa pariakin asiaa. Vähimmillään se tarkoittaa vain alkuperäisen materiaalin siirtoa digitaalimuotoon ja cd:lle tulevan pq-koodauksen (indeksien paikat etc) ohjelmoimista + tästä massatuotantoon kelpaavan 'lasimasterin' polttamista.
Toinen ääripää on sitten alkuperäisen äänitemateriaalin (originaalien studionauhojen tai stereo-miksauksen) uudelleenprosessointi (dynamiikan, taajuuskorjailun, kohinanpoiston) nykypäivän soundivaatimusten mukaisesti.
Remasterointi tehdään, koska alkuperäinen LP-levyn vaatimuksiin alkuperäisessä masterointivaiheesaa karsitun äänitteen siirtäminen suoraan CD-levylle on aikamoinen kompromissi. Remasteroinnissa alkuperäisistä studiomastereista voidaan pyrkiä parempaa äänenlaatuun, kun median aiheittamia rajoituksia ei enää pidä yrittää kompensoida (onko lopputulos sitten paremman kuuloinen riippuu uuden masterin tekijän taidoista ja ovatko ne LP-levyn rajoitukset sittenkin se oleellin loppusilaus jonkin musiikin soundissa).
Toisinaan tuntuu, että "remasterointi" tarkoittaa, että dynamiikkaa on kompressoitu jotta levy saataisiin soimaan "kovempaa" ja sitä että ekvalisoinnit on tehty uusiksi (bassoja ja diskanttia korostettu). Eli vanhoja äänitteitä muokataan vastaamaan nykypäivän käsitystä hyvästä soundista. Makuasia pitääkö tuota äänitteen laadun parantamisena vai raiskauksena.
Miten CD-levyn voi kopioida?
CD-levyn kopiointi toiselle CD-levylle onnistuu ainakin seuraavilla tavoilla:
Analoginen kopiointi: Kytket CD-soittimen ulostuloliittimistä johdon äänittävän laitteen linjatasoiseen sisääntuloon. Kun pistät CD:n soimaan niin voit äänittää siellä olevaa ääntä. Tällä menetelmällä CD:n musiikin voi kopioida helposti kasetille, CD-tallentimelle, tietokoneelle tiedostoksi äänikortin välityksellä jne. Menetelmän haittoina, että joudut yleensä virittämään äänittävän laitteen äänitystason säädöt kohdalleen, äänen laatukärsii jonkun verran (digitaaliäänityksessä turha ad-da-muunnoskierros) ja esimerkiksi tiedot missä vaiheessa kappaleet vaihtuvat eivät sinällään välity. Menetelmä toimii kaikilla CD-levyillä jotka yleensä soivat CD-soittimessa.
Kopiointi digitaalisen liitännän kautta: Monessa CD-soittimessa on digitaalinen äänilähtöä. Jos nauhoituslaitteestasi löytyy digitaalinen sisääntuliitäntä, niin voit kytkeä CD-soittimen ulotulon siihen. Näin saat musiikin siirtymään bitin tarkasti levyltä äänityslaitteeseesi (ei mitään äänen laadun heikennystä ellei äänityslaite sitä tee) eikä tarvitse huolia minkään äänitystasojen kanssa. Äänityslaitteena voi toimia esimerkiksi äänittävä CD-soitin, DAT-nauhuri, digitaalisella sisääntulolla varustettu PC:n äänikortti tms. Menetelmän pitäisi toimia kaikilla CD-levyillä joita toistava CD-soitin suostuu soittamaan.
Digitaalinen kopiointi tietokoneen CD-ROM asemalla: Tietokoneen CD-ROM asemat pystyvät lukemaan CD-levyllä olevan musiikkidatan ja tallentamaan sen tietokoneen kiintolevylle äänitiedostoina tai kopioimaan sen sisällön kirjoittavalle CD asemalle. Suoraan levyn kopiointiin sopiva toiminto löytyy yleensä CD-levyjen kirjoittamiseen tehtyistä aseman mukana tulevista ohjelmista. Levyn musiikin koipinti äänitiedostoiksi tietokoneen kiintolevylle onnistuu käyttöjärjestelmästä riippuen joko suoraan käyttöjärjestelmän vakio-ominaisuutena (audio CD näyttää tiedostolistauksena aivan kuin joukolta äänitiedostoja joita voi kopioida miten haluaa) tai tätä varten tehtyillä apuohjelmilla. Ääniteteollisuus on yrittänyt hankaloittaa tietokoneella tahatuvaa CD-levyjen kopiointia lisäämällä CD-levylle erilaisia kopiosuojauksia, jotka voivat aiheuttaa että suojattuja CD-levyjä ei pysty ainakaan helposti suoraan tietokoneella. Tyypillisesti suojaukset on tehty Windows-käyttöjärjestelmää vastaan että levyn kopiointi ei sillä onnistuisi. CD-levyjen kopiosuojauksilla on tyypillistä, että ne eivät ole teknisesti kovin vahvoja, ja eivät toimi suojauksina läheskään kaikissa järjestelmissä (voi olla etät kopiosuojauksella ei vaikutusta jos PC:ssä on sopivan merkkinen CD-asema tai joku muu käyttöjärjestelmä kuin Windows, tai tietokone on joku muu kuin PC).
Millaisia ovat olleet viimeaikoina puhuttaneet CD-levyjen kopiointisuojaukset ?
Ääniteteollisuus on CD-R-polttimien ja MP3-tiedostojen kopioinnin yleistyessä yrittäny erilaisin menetelmin lisätä CD-levyihin suojauksia joilla niiden kopiointi tulisi hankalammaksi. CD-järjestelmässä ei alunperin ollut mitään erityisiä kopiointisuojia, eikä siihen voi oikein sellaista jälkeenpäin lisätäkään yhteensopivuutta rikkomatta. Eri yritykset ovat kehittäneet tähän erialisia virityksiä, jotka ovat levyfirmoilla saanet myytyä ja testiinkin, mutta yleensä menetelmät on hyvätty ennemmin tai myöhemmin koska ne ovat yleensä ollut enemän harmia kuin hyötyä. Mikään suojaus ei täydellisesti voi estää CD-levyn kopiointia, koska aina jos CD-levyn voi soittaa CD-soittimella, sen voi äänittää toiselle laitteelle ainakin analogisessa muodossa (jonkin verran äänenlaadun heikentyen) tai joskus jopa muuttumattomana digitaliiliitännän kautta. Ei se joka haluaa kopion tehdä toiselle CD-levylle tai MP3-muotoon voi sen tehdä vähän vaivaa nähden.
Yksi ajatus tulee mieleen näihin CD-kopiosuojauksiin liittyen: mitä järkeä tässä touhussa on? Jos suojaukset on kehitetty sitä varten, ettei biisejä pääse muuntamaan mp3-muotoon tietokoneelle, niin kyseessä on vain pieni hidaste. Jos haluaa kopioida suojatun CD-levyn biisit koneelle, voi kytkeä tavallisen cd-soittimen tietokoneen AUX-in-liittimeen ja tallentaa biisit tätä kautta vaikkapa suoraan lennossa mp3:ksi, äänenlaadun juurikaan kärsimättä. Ainoa haitta tässä toimenpiteessä on se, että joutuu vain odottamaan koko levyn soittoajan biisien kopioituessa ja joutuu kytkemään pari välikaapelia. Ainakaan "hard-core MP3"-ihmisiä tällä ei hidasteta. Levy-yhtiöiden kannalta olennainen odotus lienee, että analogista tietä kopioiminen on sen verran työläämpää, että tavallinen sohvaperuna ei siihen viitsi ryhtyä. Tästä luonnollisesti toivotaan seuraavan internetiin tulevien tiedostojen määrän pienentyminen ja laadun tuleminen kirjavammaksi (enempi prosessissa huonontuneita tiedostoja häiritsemään nettimusiikin nautinnollista keräämistä).Seuraavassa selityksiä yleisistä suojausmenelmistä:
Muutamia vuosia sitten joissain CD-levyissä on CD-levyyn lisätty ylimääräinen vähän viallin CD-ROM-raita. Levy on tehty siten, että homma ei häiritse normaalia CD-soitinta, mutta sotkee tietokoneen normaalien käyttöjärjestelmien CD-ROM-toimintoja siten että levyä ei tunnisteta audiolevyksi. Näin tällainen levy ei soi vakiosoitto-ohjelmilla PC:n CD-asemasa. Tyypillisä tämän tyypin "suojauksia" ovat viallinen CD-ROM-raita levyssä tai kirjotussessiostaan sopivasti "sulkematon" levy.
Midbarin Cactus Data Shield ja Macrovisionin Safe Audio perustunevat siihen, että levyn datavirtaa huononnetaan tavalla, josta soitin ei selviä ilman virheenkorjausta. Jos tällaista CD-signaalia yrittää kaapata audiona CD-ROM-asemalla, voi äänestä tulla häiritsevän ritisevä kun häiriöt tulevat kuuluvulle (audion bitti-biltiltä kaappauksessa ei ole käytösäs kaikkia samoja monitasoisia korjauksia kuin CD:n soitossa).
Edellä mainittujen suojausmenetelmien haittana on juuri se varsinaisen audiosignaalin heikkeneminen niin että se ei enää vastaa CD-laatua. Lisäksi on riski, etät suojatut levyt toistuvat toisilla CD-soittimilla tai naarmuisena selvästi heikommin kuin pitäisi. AV-piireissä suojausmenetelmät ovat herättäneet kysymyksen, että ovstko näin suojatut levyt täysin CD-standardinmun (Red Book) mukaisia.
Edellä kuvatuissa suojauksissa on ongelmia yhteensopivuudessa eri CD-soittimien kanssa. Julkisuudessa on monesti väitetty, että jotkut autosoittimet eivät pysty soittamaan näitä levyjä. Suojausten valmistajat itse väittäv{t, että ne soivat nykyisilläkin audio-cd -soittimilla moitteetta. Suuren yleisön kokemusten perustella ongelmat ei rajoitu vain autosoittimiin, vaan yllättävän monet vähänkään vanhemmat ihan hyvätkään CD-soittimet eivät toista kaikkia noista suojatuiste levyistä. Ongelmia on raportoitu erinäisillä 10V ikäluokkaa olevilla soittimilla ja joillain uudemmillakin Philipsin soittimilla.
Kuluttajalla ei liene soitto-ongelmatapauksessa olla muuta voihtoehtoa kuin yrittää vaihtaa toimimaton CD-levy pari kertaa uuten kaupassa, ja jos ei auta niin vaatia rahat takaisin kun tuote on selvästi viallinen (ei toimi virallisten standardien mukaisessa CD-soittimessa vaikka niin väittääkin) ja vaatia rahoja takaisin. Melkoinen rasittava rumba niin kuluttajalle kuin kaupalle, mutta ei muukaan välttämättä auta.
Palautetta tästä sivusta voi lähettää palautekaavakkeella.
Takaisin hakemistoon