Ko je glasba postala digitalna

Kompaktni diski (CDji ali, tudi, zgoščenke), zadnji mehanski nosilci zvoka, počasi tonejo v zgodovino. Večina glasbe se danes pokupi v elektronski obliki, shranjene nekje v oblaku, predvajalniki CDjev pa so že dolgo tega izgubili svojo tehniško napredno draž in večina najnovejših računalnikov sploh nima več reže za CDje in njihove računalniške sorodnike.

Površina CDja pod mikroskopom

Polikarbonatna stran CDja

Prve zvoke je pred dobrim poldrugim stoletjem – leta 1857 – posnel Édouard-Léon Scott de Martinville z napravo, imenovano fonoavtograf, pri čemer je igla drsela po povoščenemu papirju in puščala zvočne odtise. Ker pa naprava ni bila namenjena predvajanju zvoka, so to storili šele nedavno, ko so Francozove papirje skenirali in elektronsko obdelali. Dve desetletji kasneje je izpopolnjeno napravo – fonograf na cilinder, ki je lahko zvok tako snemal kot tudi predvajal – izumil Thomas A. Edison in je do preloma stoletja povzročila pravo glasbeno revolucijo. A cilindri so bili občutljivi in so zavzemali precej prostora. Naslednja izboljšava je bil zvočni posnetek v obliki plošče, ki so ga sicer izumili že okoli 1880, a je cilindre zaradi vseobsegajočega Edisonovega vpliva izpodrinil šele v prvih desetletjih 20. stoletja. Prve plošče, posnete s hitrostjo 78 obratov na minuto, so kraljevale do štiridesetih let, ko so prišli na trg najprej vinilni albumi s hitrostjo 33 1/3 obr/minuto (LP iz angleških besed long play, dolgotrajno predvajanje) in nato tik pred vznikom rock’n’rolla še singlice – 7-palčne plošče, posnete s hitrostjo 45 obr/min. Elvis, Beatles in drugi dolgolasci pa so plošče ponesli v sleherni dom.

Digitalni zvok

A vinilne plošče so razmeroma občutljive za toplotne in mehanske vplive, zato so inženirji že kmalu začeli razmišljati o drugačnem načinu snemanja zvoka. Vrstili so se različni nosilci (taki in drugačni trakovi) in tudi tehnike. Prvi resnejši poskusi z digitalno tehniko snemanja zvoka so se zvrstili na začetku sedemdesetih let, toda polom s kvadrofonijo in LaserDiscom je zabavno industrijo naredil nekoliko previdnejšo. Četudi so vsaj Philipsovi inženirji razvijali analogne laserske diske, so bili ti v praksi, podobno kot vinilke, zelo občutljivi na prah. V letih 1977 in 1978 sta tako Sony kot Philips demonstrirala vsak svoj digitalni laserski sistem, leto zatem pa so se vodilni v obeh podjetjih zganili in sklenili zanimivo sodelovanje, ki je prineslo nekaj desetletij miru pri avdio standardih. A čeravno se dandanes to sodelovanje sliši zelo usklajeno, še zdaleč ni bilo tako. Philips je v digitalnih zapisih uporabljal 14-bitno globino, Sony pa že 16. Podobno je bilo pri velikosti same plošče. Philipsu je bil všeč premer 11,5 cm, ker je bila to ravno diagonala glasbenih kaset (imenovanih kompaktne kasete, od tod tudi ime za kompaktni disk), Sony pa je vztrajal pri ducatu centimetrov. Dolžina posnetka na kompaktnem disku – 74 minut – naj bi omogočala predvajanje tudi najdaljšim izvedbam Beethovnove Devete simfonije v enem delu, a je po pričevanju Philipsovih inženirjev to le mit ali pa morda srečno naključje.

Diagram izkupička prodaje glasbe glede na nosilce zvoka z upoštevano inflacijo

Razvoj računalnikov je poskrbel za uskladitev glede bitne globine, saj so zvok začeli shranjevati na računalniške magnetne trakove, ki so podpirali osembitne besede (bajte). Zato je bila odločitev o 16-bitni zvočni globini enostavna – 8 bitov je bilo pač premalo, takrat uveljavljenih 14 bitov pa potratno, saj bi izgubili dva bita. Tudi druga omejitev – frekvenca vzorčenja s 44,1 kHz (pravzaprav je bila osnovna frekvenca 44,056 kHz, a so jo »zaokrožili«, da bi bila lažje zapomljiva) – je iz tistih časov, saj so pri shranjevanju zvoka zaradi zahtev po visoki gostoti zapisa uporabljali tudi analogne video trakove, ki so bili zaradi tehničnih parametrov PAL in NTSC video signala prirejeni za takšne frekvence. Obe številki sta povezani z zaznavanjem zvočnega zapisa. Zvočna globina določa razmerje med najglasnejšim in najtišjim zapisom, merjenim v decibelih (dB). Analogni sistemi, kot so vinilne plošče in kasete, so imeli to razmerje nekje okoli 50 dB, z najboljšimi do 70 dB. Digitalni zapis je to mejo postavili do 84 (14-bitno vzorčenje) oziroma 96 dB (16 bit). Podobno »kontroverzna« je odločitev za frekvenco vzorčenja 44,1 kHz, ki naj bi po Nyquistovem teoremu dovoljevala zapis frekvenc do 22 kHz. To je sicer več kot najvišja frekvenca, ki jo še sliši človeško uho (20 kHz), a po drugi strani višje frekvence vplivajo tudi na dojemanje nižjih. Zapisi na vinilnih ploščah načeloma niso omejeni z najvišjo frekvenco, a je ta v praksi  omejena z zmogljivostjo celotne glasbene verige. Kakorkoli že, znani so eksperimenti, ko so v vinil vrezani tudi zvoki s frekvencami prek 100 kHz, a tipični linearni odziv naprav sodi v območje med 20 Hz in 15 kHz. Morda je prav ta nepopolnost vinilk povzročila, da so bili prvi CDji sprejeti razmeroma hladno, saj je bil zvok precej sterilen. Človeška ušesa imajo običajno rada šume in zvok vinilnih plošč se je dolgo zdel toplejši in za ušesa prijetnejši.

Prvi komercialni predvajalnik CDjev – Sonyjev CDP-101

CD je izdelan iz 1,2 mm debelega polikarbonata, ki so mu na zgornji strani dodane zrcalna plast, v kateri je zarezan zapis, ter zaščitna plast in plast z grafiko. Širina »zarez« je 500 nm, globina 100, dolžina pa med 850 nm in 3,5 µm. Hitrost vrtenja se za razliko od vinilk spreminja, na notranji strani dosega 500 obr/min, na zunanji pa približno 200 obr/min, s čimer podatki mimo laserske glave bežijo z razmeroma nespremenljivimi 1,2–1,4 m/s. Dolžina spirale z zapisom je dolga 5,38 km, čeprav nekateri predvajalniki tolerirajo tudi nekoliko gostejše zapise (razdalja med sosednjima sledema je 1,6 µm). Pri zapisu na CD je še ena pomembna razlika v primerjavi z vinilkami – zapis se začne na notranji strani in se nato širi proti zunanji.

Bralni laser je rdeče barve oziroma z valovno dolžino 780 nm že skoraj meji na infrardečega. Svetloba, ki jo laser skozi malo lečo projicira na površino, se zaradi zarez različno odbija, in to fotodioda lahko prebere. Čeprav je zapis na plošči digitalen, neposredno ne predstavlja enic in ničel v zapisu zvoka, temveč se uporablja zapis NRZI (angl. non return to zero, inverted), ki na grobo pomeni, da sprememba zapisa na plošči pomeni enico, ohranitev pa ničlo. Posebna pozornost snovalcev CDja je bila namenjena vzdržljivosti nosilca. Prvotna zamisel je sicer bila, da bi bil zapis neuničljiv, a četudi  ni tako, iz izkušenj vemo, da so CDji sposobni prenesti veliko zlorab. Poleg fizične zaščite zapisa pa so  snovalci uporabili še kar dva tipa računalniške zaščite. Prva je modulacija EFM (Philips), ki zagotavlja, da se napake na enem koncu zapisa ne poznajo na drugem, druga pa odprava napak CIRC (Sony), ki z dodatnim bitnim zapisom poskrbi, da so manjše napake, na primer zaradi prask, dolgih do 8,5 mm) zaznane in odpravljene.

Razcvet in zaton

Prvi CD, ki ga je bilo mogoče kupiti, je bil 52nd Street ameriškega glasbenika Billyja Joela, ki so ga 1. oktobra 1982 izdali na Japonskem. Zanimivo pa je, da to ni bil prvi izdelan komercialni CD. Ta čast je pripadla čilskemu pianistu Claudiu Arrau s Chopinovimi valčki, a je bil iz neznanega razloga poslan na trg šele nekaj tednov kasneje. Še pred tem pa je nemška založba Polydor izdelala prvi preizkusni CD – Alpsko simfonijo Richarda Straussa so zaigrali Berlinski filharmoniki pod vodstvom von Karajana (ki je, mimogrede, imel v sebi celo nekaj slovenske krvi, saj je bil njegov ded iz Mojstrane). Prvi CD, izdelan v ZDA, je bil Born in the USA Brucea Springsteena iz leta 1984, prvi CD, izdan v Sloveniji, pa naj bi bil po zbranih podatkih Najslajši poljubi ansambla Moulin Rouge iz leta 1989 (podatek je nekoliko zavajajoč, saj so slovenski izvajalci že precej pred tem glasbo na CDjih izdajali v tujini, v tujih katalogih smo našli tako Avsenike kot tudi Laibach).

ovitek in naslovnica CDja Billyja Joela – 52nd Street

Standarde zapisa sta Sony in Philips objavila v mavričnih knjigah, ki so bile na voljo vsem, seveda za plačilo. Na srečo pristojbina ni bila prevelika, zato se je standardiziran zapis uveljavil in se ni ponovila zgodba iz preteklosti, na primer (Betamax in VHS, 8-track in kaseta). V rdeči knjigi iz leta 1982 so standardi za CD-DA (digitalni avdio) ter CD-text in dodatno grafiko (seveda namenjeno karaokam). V zeleni knjigi iz leta 1986 je opisan CD-i (interaktivni), ki ga je Philips hotel malone vsiliti kot osnovo večpredstavnega zapisa. Dve leti zatem je sledila rumena knjiga s CD-ROMom, čez naslednji dve leti  pa oranžna z zapisi CD-R in CD-RW. Skupaj je bilo do leta 2000 izdano devet mavričnih knjig (standardov), ki so pokrivale različne večpredstavne zapise.

Uspeh kompaktnega diska je bil presenetljivo hiter in dominanten. Na začetku osemdesetih je bilo  prodanih plošč in kaset 600 milijonov in ta številka je ostala nespremenjena vsa sedemdeseta. Prav z uvedbo CDjev pa je količina začela počasi naraščati in sredi devetdesetih let prvič preskočila milijardo enot na leto. Tudi delež prodaje nakazuje, kako močna je bila prevlada CDja – od 5 % sredi osemdesetih do več kot 90 % v letih 2000–2001, pri čemer so večino preostalega prispevale cenejše kasete. A zaton je bil skoraj tako hiter kot vzpon in se je začel z nastankom interneta, ki so ga glasbene založbe vztrajno ignorirale, in predvsem Napsterja. Slednji je leta 1999 omogočil brezplačno spletno izmenjavo glasbe. Hkrati ali posledično, odvisno koga vprašate, je prodaja glasbenih nosilcev močno upadla. Leta 2003 je bila prodaja le še 750 milijonov enot in to je bilo nazadnje vidno konec osemdesetih.

Po nekaj letih nerodnih poskusov omejitve digitalnega širjenja glasbe oziroma, če se sočno izrazimo z besedami slavnega slovenskega pesnika: »ne boš ti meni zizike majal,« je glasbena industrija končno naredila pravi korak in ponudila legalne digitalne poti do glasbe. Ni naključje, da se je trend prodaje glasbe obrnil ravno okoli leta 2003, ko je Apple odprl svoj iTunes store. Vendar je to zabilo še dodaten žebelj v krsto CDju. Število prodanih enot se še vedno zmanjšuje in je zdaj le še okoli 200 milijonov CDjev na leto, obenem je slednje tudi po izkupičku že prehitela digitalna distribucija. Še več, v zadnjih letih se celo povečuje prodaja vinilnih plošč, ki zdaj predstavlja že desetino prodaje CDjev. Nov preporod vinila kaže, da je pri poslušanju glasbe pomemben tudi sam obred. Že sama nastavitev gramofona, previdno ravnanje z vinilno ploščo in nežno spuščanje ročice z iglo je opravilo, ki daje vsemu skupaj nekak poseben čar. Kdo ve, morda pa nas čez leta čaka podoben preporod kompaktnih diskov, konec koncev je še nedavno prav v teh krajih veljala modrost, da v avtu obešen CD onemogoča policistom meritev hitrosti.