LLEGARON LOS CD GRABABLES     

AUTOR: KEN C. POHLMAN

(TOMADO DE LA EDICIÓN DE MARZO 1996 DE “STEREO REVIEW”, pp. 65 a 67)

Traducción: Dr. Mario H. Baptista Troconis

Hay nuevas tecnologías que se lanzan al comercio con grandes fanfarrias. Es el caso del disco compacto original cuya producción se acompañó de abundante publicidad y de alabanzas.

Por el contrario, el nacimiento de otras tecnologías es casi clandestino. Bien por cautela de los productores, por tácticas erróneas de mercado ó por ignorancia del consumidor tienen que luchar mucho por afincarse y crecen en un secreto relativo. Sin embargo, a la larga las buenas tecnologías tienden a florecer y este es el caso del CD grabable ó CD-R.

Los CD-R’s aparecieron en 1988 pero todavía constituyen una rareza para muchos audiófilos. La industria manufacturera de medios de grabación, se ha demorado en adoptar su tecnología, quizás porque pensaron que el futuro estaba en manos de tecnologías como el casette digital (DCC) ó el minidisc (MD). Fue la industria del computador, con su voraz apetito por volumen de almacenamiento de datos, que le dio la bienvenida al CD-R con su capacidad de 650 megabytes de almacenaje, en franca ventaja frente a medios regrabables y removibles pero de pequeña capacidad como los “floppy discs” y a medios con mayor capacidad de almacenamiento, regrabables pero no removibles como los discos duros.

Los cd-r drives son cada vez más populares entre los usuarios de computador al extremo que algunos analistas predicen la desaparición eventual de los cd-rom drives y eso es perfectamente lógico, los cd-r drives hacen lo mismo que los cd-rom drives , pero poseen la ventaja de que pueden grabar. Por otro lado, el precio del hardware y software para CD-R es relativamente bajo y para los no aficionados a la computación, ya la industria de audio está produciendo grabadores de CD-R. Examinemos la tecnología de los CD-R’s.

LA MAGIA DEL CD-R

El formato conocido como CD-R (disco compacto grabable) se denomina técnicamente CD-WO, abreviatura en ingles, de disco compacto-grabable una sola vez (“Compact disc-writable once”). Es una nomenclatura muy apropiada porque la grabación puede leerse indefinidamente pero no puede borrase.

El formato CD-R es extremadamente flexible, permitiendo al usuario la grabación de audio, video, texto y datos multimedios. Se abre un abanico de aplicaciones, por ejemplo el contenido del disco duro del computador puede respaldarse como una grabación permanente, simplemente vaciando su contenido en un CD-R. Archivistas de audio, entusiasmados con la nueva tecnología, han estado transfiriendo las cintas maestras a CD-R’s, con la ventaja adicional que esos CD-R’s pueden usarse en cualquier reproductor de discos compactos. Ya es práctica usual almacenar los datos como paso previo a su replicación en CD ordinarios.

Aunque parecen iguales entre sí, hay dos tipos de CD-R’s. Ambos tipos pueden reproducirse en un CD-ROM ó en un reproductor de discos compactos, de acuerdo a los datos que contengan, pero no son intercambiables para emplearse en un grabador de CD-R de uso doméstico (“ consumer CD-R recorder”).

Discos para datos, de uso en el computador, permiten grabar cualquier tipo de datos incluyendo sonido. Hay discos de datos de 74 minutos de duración (aproximadamente 650 megabytes) y de 63 minutos de duración ó 550 megabytes. Su precio oscila entre 7 y 12 dólares pero n son aceptados por un grabador de CD_R de uso doméstico (“consumer CD-R recorder”).

Los CD-R de audio (“Audio CD’s) son bastante más caros, con un precio que oscila entre 18 y 25 dólares para un disco de 63 minutos de duración. El costo mayor se debe en parte, a que la legislación sobre grabaciones caseras(“ home recording act”) ordena que se incluya una compensación para los artistas y las compañías disqueras cuya producción pueda grabarse. No se producen discos de 74 minutos de duración para hacer más onerosa la copia digital desde el audio-CD a un CD de datos.

Los estándares para los CD-R’s están definidos en el llamado LIBRO NARANJA PARTE 2 (ORANGE BOOK PART 2). Los CD-R’s que contengan información musical se pueden reproducir en equipos para CD convencionales (cuyos estándares se rigen por el llamado “LIBRO ROJO”). La distribución de los datos en los CD-R y en los CD convencionales es un poco distinta para permitir la función de grabación para los primeros. La estructura física también es diferente.

En los grabadores de CD-R , el laser imprime ó en forma coloquial “quema”, los datos en un colorante especial contenido en el disco virgen. Cuando el colorante es calentado por el laser sufre un cambio en su reflectividad que es interpretado por el laser lector de manera similar a una depresión (“ pit”) de los CD’s convencionales.

El CD-R posee una capa de policarbonato (“substrato”), una capa de material reflectante y una capa protectora. Entre el substrato y la capa protectora hay una capa de un colorante orgánico. Como el colorante absorbe radiación, la reflectividad del disco es menor y por ello se usa oro en vez de aluminio para la capa reflectante del disco.

A diferencia de los Cd’s convencionales, el CD-R posee una pista espiral pregrabada que sirve de guía al rayo laser. Para simplificar el hardware de grabación y para permitir la reproducción en equipos convencionales, la pista pregrabada tiene un espacio entre espiras (pitch ) de 1,6 micrones y el ancho de la espira es de 0,6 micrones, medidas éstas que son similares a las existentes en los cd’s convencionales.

La espira pregrabada está modulada por una ondulación (“ wobble”) sinusoidal de 22,05 kHZ. La modulación contribuye a que el disco gire a una velocidad lineal constante pues actúa como una referencia que permite al reproductor verificar y ajustar la velocidad del disco. En los Cd’s convencionales es la grabación misma que contribuye a la constancia de velocidad lineal.

Como ya se ha mencionado, se usa calentamiento para grabar los datos en el CD-R. Para ello, un laser de escritura de 4 a 8 mili vatios de potencia, eleva la temperatura a unos 250° C., el substrato se expande hacia la capa de colorante y se mezcla con éste. La mezcla de polímero y colorante produce una marca en el substrato dotada de diferente reflectividad.

En la reproducción, un laser de lectura de 0,5 mili vatios es reflejado con diferente intensidad por las zonas modificadas y no modificadas y esta diferencia se traduce esencialmente de la misma manera que en la lectura de los CD convencionales.

Se usan dos clases de colorante. Uno es el de polímeros de cianina, los cuales se ven de color verde y que se utilizan preferentemente en grabadores de baja potencia y baja velocidad. El otro es el de polímeros de phtalocianina que se ven de color amarillo y se usan de preferencia en grabadores de mayor potencia y velocidad. Se han hacho muchos ensayos sobre ambos tipos de colorante y la conclusión es que, para cualquiera de ambos, la duración bajo condiciones adecuadas de almacenamiento se extiende a varias décadas. Debe resaltarse que los CD-R’s son vulnerables al daño físico y que en algunos casos, se ha añadido una capa protectora extra para disminuirlo.

EL HARDWARE

Hoy en día están disponibles tanto las unidades para Audio-Cd’s como las manejables por computador. La forma más grafica de describir las unidades de Audio-CD es visualizarlas como un cruce entre un grabador de DAT y un reproductor de CD; en ellas, el usuario puede grabar y realizar tareas simples de edición de pistas y de subcódigo. Operan en tiempo real, así si se quiere grabar un programa de 60 minutos requiere 60 minutos, Por el contrario, si los datos que se desea grabar, están ya en forma digital, tal como en un archivo de computador, algunas unidades de CD pueden grabar a dos, cuatro y hasta seis veces el tiempo real (2x, 4x,6x). En una unidad que opere a 6x, la información para una grabación de audio que tenga 60 minutos de duración, si se transfiere desde una fuente con la alta velocidad adecuada puede hacerse en 10 minutos.

Hasta el momento, solo existen unos pocos modelos de unidades para Audio-CD y su elevado costo solo ha permitido su uso profesional. La posibilidad de uso doméstico se ejemplifica en dos modelos de Pioneer, el Pioneer PDR-99 que cuesta dos mil dólares y el PDR-05 con un precio anunciado de mil setecientos dólares. Estas unidades para uso casero son fáciles de operar pues fueron diseñadas para personas que prefieran no complicarse con el “ratón”, menús y otros adminículos del mundo del computador. Contienen convertidores A/D y D/A de alta calidad (convertidores analógico-digitales y digital-analógicos respectivamente) y ofrecen salidas y entradas digitales directas. La calidad del sonido analógico que graban y reproducen es muy superior al manipulado mediante la mayoría de las tarjetas de sonido de los computadores.

Los grabadores de CD-R para computador, utilizan conectores SCSI , y pueden formar parte del computador ó ser unidades externas a él. El software requerido es suministrado junto con el grabador ó debe adquirirse separadamente. Operan en tiempo real ó a mayor velocidad y realizan todo el proceso requerido por los estándares del libro naranja. El grado de manipulación de los datos depende del software escogido. Por ejemplo, con algunos software puede hacerse edición profunda de los datos antes de grabarlos. Otros permiten extracción digital del audio, lo que permite leer un CD convencional y transferir la información a un disco duro. Otros tienen facilidades de firmware que permiten actualizar el software interno de la unidad.

Como ya se mencionó, los grabadores para uso en el computador pueden operar en tiempo real ó a velocidades hasta de 6x ó mayores. La operación a alta velocidad requiere discos diseñados para tal uso. Muchos sistemas pueden transferir datos desde DAT ó disco duro y grabar, además de datos de sonido, los diversos tipos de datos de CD-ROM y CD’s de fotografías.

Para adecuar un computador al uso de grabadores de CD-R se requiere un disco duro SCSI de al menos 1,2 GB de capacidad diseñado para acceso rápido (tiempo de búsqueda de unos 12 milisegundos) y tasa de transferencia de al menos 1,2 megabytes por segundo. Como cualquier interrupción en el flujo de datos puede inutilizar al CD-R, algunos grabadores tienen incorporada una memoria caché de gran tamaño (hasta de 1 Mb) para compensar la interrupción del flujo que ocurre durante la operación normal del disco duro. Existen discos duros en los cuales la recalibración térmica no interrumpe el flujo de datos y reciben la denominación de “discos duros tipo A/V” y deberían ser utilizados de preferencia si la grabación se hace a velocidades superiores al tiempo real.

La adecuación de un computador para uso de grabadores puede ser aún más compleja ante la posibilidad de incompatibilidades entre los drives, interface cards y los programas de software.

En los últimos tiempos, empresas como Sony, Creative Labs, Smart&Friendly y otras, han hecho esfuerzos por simplificar la operación y disminuir los precios de sus unidades. Algunas unidades recientes pueden adquirirse por un precio tan bajo como mil dólares. El quemador Hewlett-Packard Surestore 4020i es un sistema completo de hardware y software y su precio de lista es mil doscientos cuarenta y nueve dólares, aunque puede conseguirse por novecientos noventa y nueve dólares. Puede grabar a 1x ó 2x y leer datos a 1x, 2x y 4x. Su software permite importar pistas desde un CD convencional, ordenarlos en la compilación deseada y copiarla en un CD-R. El paquete incluye además de la unidad, una tarjeta SCSI de interface, cables conectores y varios discos vírgenes. El fabricante recomienda un procesador 486 de 25MHz, 4 Mb de RAM, MS-DOS 6.0 y Windows 3.1. El disco duro debe tener un tiempo de búsqueda de 20 milisegundos ó menos, una tasa de transferencia no menor a 800 KB por segundo y no interrumpir el flujo por recalibración térmica.

GRABAR UN CD-R

Es útil comenzar esbozando cómo se organizan los datos en un CD-R.

En primer lugar, existen dos áreas en la porción interna (“lead in”) del CD-R que no están presentes en el CD convencional. El PMA ó PROGRAM MEMORY AREA, contiene datos que describen cada pista grabada, una TABLA TEMPORAL DE CONTENIDOS (“TOC”, como abreviatura de “TABLE OF CONTENTS” en inglés) e información sobre exclusión de pistas durante la reproducción (“ track skip”).. Cuando concluye la grabación la PMA se convierte en la TABLA PERMANENTE DE CONTENIDOS.

La otra área de la porción interna es el AREA DE CALIBRACIÓN DE POTENCIA, que permite al grabador realizar automáticamente una prueba para determinar la potencia óptima del laser para ese disco en particular..

En el surco pregrabado del CD-R virgen, se almacena la información musical que puede incluir hasta 99 pistas distintas.

El proceso de grabación concluye cuando se ha escrito la Tabla permanente de contenidos, la información musical y una AREA DE SALIDA (“lead out).

El estándar para CD-R’s define la Grabación en una sola sesión ó la Grabación en múltiples sesiones. Una sesión se define como un área de grabación que contiene área de lead-in, datos y área de salida. La grabación en una sola sesión recibe el nombre de “disc-at-once” porque el disco se graba completo. En este caso, el grabador crea una tabla de contenidos en la parte interna del disco, seguida por el área de datos y por el área de salida en la parte externa del disco.

Como una variante está la grabación “track at once”, en donde se escribe una pista por vez. En este caso, lo ya escrito puede leerse en el aparato grabador pero NO PUEDE LEERSE en un reproductor de CD convencional hasta que se haya grabado la Tabla permanente de contenidos y el área de salida.

En contraste, cada sesión en la grabación en múltiples sesiones contiene su propia Tabla de contenidos, área de datos y área de salida. La primera sesión grabada puede leerse en reproductor convencional pero no las siguientes. Por otro lado, para cerrar cada sesión se requiere 13 MB de espacio de disco, lo que disminuye la cantidad total de datos que pueden incluirse en el disco. La grabación en múltiples sesiones se utiliza de preferencia para crear CD- ROM’S.

A diferencia de los dispositivos analógicos tradicionales como las cintas de carrete ó los casettes y de dispositivos de grabación digital como los floppy discs, los DAT’s ó los discos duros, la información grabada en el CD-R, no se puede borrar y por tanto no pueden editarse los datos ya grabados. Sin embargo, en la reproducción, el usuario puede marcar las pistas no deseadas.

RESUMEN:

Como un resumen general, puede muy bien afirmarse que ya está disponible la tecnología del disco compacto grabable y que esta tecnología es confiable, amigable, versátil y que bien valió la pena la espera.

A MANERA DE ADDENDUM

Dr. Mario H. Baptista Troconis

Como en otras áreas del saber humano, aparecen términos que se vuelven rápidamente neologismos ó cuya traducción literal lejos de dar sentido a la lectura la vuelve confusa. Por ello, en la traducción de este artículo, hay términos (ej. “floppy discs”) que no se traducen al español y hay otros cuya traducción va acompañada del término inglés ( ej. “lead out” que se tradujo como “área de salida”

Los cambios han sido gigantescos en los 10 años que han transcurrido desde que este artículo apareciera por primera vez. Sin considerar mayores detalles me permito enumerar algunos de ellos: 1. Aparecieron los discos compactos regrabables (CD-RW)

2. Apareció la tecnología del DVD y sus variantes , orientados al comienzo hacia la imagen más que hacia el sonido, pero permitiendo mejorar las características de la grabación de sonido, en término de pistas disponibles, tasa de muestreo ( 192000 muestras por segundo en vez de las 44000 que se usan para los discos compactos) y discriminación (de 20 hasta 32 bits en vez de los 16 bits ordenados por el “Libro Rojo”)

3. El espacio disponible en el CD-R pasó de 63 minutos a 74 minutos y luego a 80 minutos

4. La caída en los precios, tanto del hardware como de los discos vírgenes, ha sido dramática. Un quemador de buena calidad, puede comprarse hasta por 30 dólares. Los discos vírgenes cuestan desde 15 centavos hasta un máximo de 1.25 dólares.

5. Ha proliferado el software para la edición y grabación de los CD-R’s y se ha hecho mucho más amigable para el usuario

6. Se ha incrementado la velocidad de grabación, pudiendose alcanzar hasta 52 veces el tiempo real de la misma.