Zuletzt geändert: 2006/02/20
Version: 2.64
CD-Grundlagen.
Vom _The Compact Disc Handbook, 2nd edition_ von Ken Pohlmann, 1992 (ISBN 0-89579-300-8):
"Einmal beschreibbare Medien werden ähnlich wie konventionelle, nur lesbare Discs hergestellt. Wie bei den normalen CDs nutzen sie ein Polycarbonatsubstrat, eine Reflexionsschicht und eine schützende oberer Schicht. Zwischen dem Substrate und der Reflexionsschicht ist eine Aufnahmeschicht, die aus einem organischen Farbstoff besteht. [...] Im Gegensatz zu normalen CDs wird eine vorgefurchte Spiralspur genutzt, um den Schreiblaser die Spiralspur entlangzuführen; das vereinfacht den Rekorderhardwareaufbau und gewährleistet die Disckompatibilität."
Ihre grundlegende CD-R ist so geschichtet, von oben nach unten:
[optionales] LabelJa, es ist echtes Gold in "grünen" und "goldenen" CDs, aber wenn Sie eine CD-R gegen das Licht halten, werden Sie bemerken, daß sie so dünn ist, daß man durchsehen kann (die Goldschicht ist zwischen 50 und 100nm dick). Etwas, was Sie beachten sollten, ist, daß die Daten am nähsten an der Labelseite der CD dran sind, nicht an der durchsichtigen Plastikschicht, von der die Daten gelesen werden. Wenn die CD-R keine harte obere Deckschicht wie Kodaks "Infoguard" hat, ist es völlig einfach, die obere Schicht zu verkratzen und die CD-R unbrauchbar zu machen.
[optionaler] kratzresistenter und/oder bedruckbarer Überzug
UV-gehärteter Lack
Reflexionsschicht (24K Gold oder eine Silberlegierung)
Organischer Polymerfarbstoff
Polycarbonatsubstrat (der durchsichtige Plastikteil)
Eine gepreßte CD hat erhöhte und gesenkte Bereiche, auch "Lands" und "Pits" genannt. Ein Laser in einem CD-Brenner erstellt Markierungen in der Discfarbstoffschicht, die dieselben reflektiven Eigenschaften hat. Das Muster aus Pits und Lands auf der Disc kodiert die Informationen und ermöglicht es, auf einem Audio- oder CD-Player abgerufen werden zu können. Siehe Abschnitt (2-43) für Genaueres.
Discs werden vom Inneren zum Discäußeren beschrieben. Auf einer CD-R können Sie das Überprüfen, nachdem Sie sie beschrieben haben. Die Spiralspur auf einer 74-Minuten-Disc macht 22,188 Umdrehungen um die CD, mit annähernd 600 Spurumdrehungen pro Millimeter wenn man sich auf der Einlaufspur (Lead-in) (23mm von der Mitte) zu der äußeren Begrenzung bei 58mm fortbewegt. Wenn man die Spirale "abrollen" würde, wäre Sie etwa 5700 Meter (3,5 Meilen) lang.
Die Bauart einer CD-RW ist unterschiedlich:
[optionales] LabelSiehe den Netzreferenzabschnitt für Hinweise auf mehr Daten (besonders http://www.cd-info.com/). Sie finden einige nette Zeichnungen bei http://www.pctechguide.com/09cdr-rw.htm. Die verschiedenen Seiten bei http://www.chipchapin.com/CDMedia/cdda5.php3 haben einige Berechnungen zu Discparametern.
[optionaler] kratzresistenter und/oder bedruckbarer Überzug
UV-gehärteter Lack
Reflexionsschicht (Aluminum)
Obere dielektrische Schicht
Schreibschicht (Phasenänderungsfilm, d.h., der Teil, der die Form ändert)
Untere dielektrische Schicht
Polycarbonatsubstrat (der durchsichtige Plastikteil)
Das Dokument von Philips "Principles of Phase Change Recordings" (Prinzipien des Phasenänderungsaufzeichnens) http://www.licensing.philips.com/information/cd/rec/ hat ein paar nette Zeichnungen und eine sehr detaillierte Erklärung, wie CD-RWs funktionieren.
Eine kurze Zusammenfassung von Standards und häufig benutzten Kennzeichnungen:
Siehe http://www.licensing.philips.com/, wenn Sie Kopien dieser Standards kaufen wollen. Sie sind nicht billig! Sie können einige davon unter http://www.ecma-international.org/ herunterladen. ECMA-119 beschreibt ISO-9660 und ECMA-130 klingt ganz nach "yellow book", wenn man es langsam ausspricht.
Für SVCD siehe http://www.iki.fi/znark/video/svcd/overview/. Die Discs sind ein modifiziertes White-Book-Format, die einen 2x-Player und MPEG-2 mit variabler Bitrate anstelle von MPEG-1 mit 1x wie bei VCD nutzen.
Für HDCD siehe http://www.hdcd.com/. Die Discs sind im Red-Book-Format, aber das niedrige Bit des Audios hat in sich zusätzliche Informationen kodiert. Sie klingen auf einem Standard-CD-Player gut und besser auf einem HDCD-Player.
SACD ist kein wirkliches CD-Format. Sie kann eine Red-Book-kompatible Schicht haben, die von Standard-CD-Playern gelesen wird, aber um in den Genuß der HiFi-Vorzüge zu kommen, braucht man einen speziellen Player.
Man kann es meistens herausfinden, indem man auf die Verpackung und/oder der Disc selbst nachschaut:
Es gibt ein paar Verweise auf Compact Disc MIDI oder CD-MIDI.
Siehe (4-46) für einige Kommentare zu High Speed CD-RW.
Ein Kopierschutz (manchmal fälschlicherweise "Copyright-Schutz" genannt) ist eine Funktion eines Produkts, die die Schwierigkeit des Erstellens eines Duplikats erhöht. Das Ziel ist es nicht, das Kopieren unmöglich zu machen -- allgemein gesagt, kann das auch nicht erreicht werden -- sondern vielmehr, "beiläufiges Kopieren" von Software und Musik zu hemmen.
Das Ziel ist es *nicht*, Informationen vor neugierigen Augen zu verstecken; siehe Abschnitt (3-19) für Informationen über die Verschlüsselung von Daten auf CD-ROM.
Ein anderes, aber verwandtes Thema ist "Fälschungsschutz", bei dem der Veröffentlicher es vereinfachen will, massengefertigte Duplikate zu erkennen. Ein Beispiel dafür ist Microsofts Plazierung von Hologrammen auf die Mitte ihrer CD-ROMs. Es gibt ganze CD-Preßanlagen, die nur der Erstellung gefälschter Software dienen (der größte Missetäter ist das Festland Chinas), deshalb ist das eine ernstzunehmende Angelegenheit für die größeren Softwarekonzerne.
Kopierschutz auf CD-ROM war früher selten, aber als die Popularität von CD-Brennern wuchs, passierte dasselbe mit dem Kopierschutz. Ein großer Anteil der Spiele, die in den letzten Jahren veröffentlicht wurden, waren geschützt.
Eine jüngere Innovation ist der Kopierschutz auf Audio-CDs, inspiriert von dem Anstieg des MP3-Tausches über das Internet. Diese Art ist schwieriger zu machen, weil der Schutz das korrekte Verhalten in einem CD-Player erlauben muß, aber veränderte Wiedergabe auf einem CD-ROM-Laufwerk. Das Beste, was erreicht werden kann, ist, daß der Benutzer dazu gezwungen wird, die Musik analog abzuspielen und dann zu re-digitalisieren, was zu einer nicht perfekten Reproduktion führt.
Der Artikel bei http://news.cnet.com/news/0-1005-201-7320279-0.html ist eine nette Einführung zu den Themen.
Einige Leute haben gefragt, ob Kopierschutz legal ist. In einigen Ländern vielleicht nicht. In den USA erlaubt das Gesetz eine "gerechte Nutzung" ("fair use") von urheberrechtlich geschütztem Material, aber das macht es nicht zwingend notwendig, daß der Inhaltliefernde es einem einfach machen muß. Während eine Kopie eines Lieds für Ihre eigenen private Zwecke legal sein mag, gibt es kein Gesetz, das verlangt, daß der Vertreiber Ihnen das Material in ungeschützter Form zur Verfügung stellt. Kopierschutz gibt es schon viele Jahre -- einige der Schemen, die beim Apple II eingesetzt wurden, waren bemerkenswert gut ausgearbeitet -- und der Rechtsgrundsatz wurde niemals angefochten.
Siehe http://overclockers.com/tips907/ für einen Artikel über die Gründe, warum "fair use" in den USA mehr ein juristisches Recht als ein verfassungsmäßiges Recht ist und was das für Sie bedeutet. Der Artikel hat einige interessante Zitate von den Gerichten, die mit DMCA und DeCSS zu tun hatten, ganz besonders dieses: "Wir wissen von keiner Amtsgewalt von der Behauptung, daß fair use, wie sie von dem Urheberrechtsgesetz geschützt wird, viel weniger von der Verfassung, das Kopieren mit der optimalen Methode oder im identischen Format des Originals zusichert." In anderen Worten hat es keinen Gehalt, wenn man dafür argumentiert, daß "fair use" bedeutet, daß der Vertreiber es einem ermöglichen muß, eine perfekte digitale Kopie anzufertigen (im Gegensatz zu einer minderwertigen digitalen oder analogen Kopie).
Die nächsten Abschnitte behandeln Daten und Ton separat.
Es gibt einige Ansätze. Ein Artikel mit einem guten Überblick über einige populäre Schutztechnologien findet man unter http://www.tomshardware.com/storage/02q2/020617/index.html. Eine andere Quelle sind die "CD Protections"-Artikel auf http://www.cdmediaworld.com/hardware/cdrom/cd_protections.shtml.
Für alle, die daran interessiert sind, ihre eigenen Discs zu schützen: machen Sie sich nicht die Mühe. Der Kopierschutz als solcher funktioniert nicht. Wenn Sie eine Hauptapplikation haben, wie z.B. ein Spiel oder CAD-Paket, ziehen Sie vielleicht eines der kommerziell lizenzierten Schemen, die später aufgelistet werden, in Betracht, oder (Gott bewahre) die Verwendung eines Dongles. Im allgemeinen - wenn eine Disc gelesen werden kann, kann sie auch kopiert werden. Wenn Sie nicht wollen, daß jemand eine Kopie von Ihrem Zeug macht, dann verschlüsseln Sie es besser (3-19).
Eine einfache und häufig gesehene Technik ist es, die Länge von einigen Dateien so zu erhöhen, daß sie mehrere hundert Megabyte groß erscheinen. Das erreicht man dadurch, daß man die Dateilänge im Disc-Image viel größer einstellt, als sie wirklich ist. Die Datei überlappt sich eigentlich mit vielen anderen Dateien. Solange die Anwendung die wirkliche Dateilänge weiß, wird die Software prima funktionieren. Wenn der Benutzer versucht, die Dateien auf seine Festplatte zu kopieren, oder er eine file-by-file-Disckopie machen will, wird der Versuch dessen fehlschlagen, weil die CD so aussieht, als würde sie mehrere GB Daten fassen. (In der Praxis vereitelt das nicht das Treiben der Piraten, weil diese nämlich immer Image-Kopien machen. Und: nein, keine Standardsoftware ermöglicht es, solche Discs zu erstellen.)
Eine mögliche Implementation, wenn das Lesegerät und die Masteringsoftware genug Steuerungsmögichkeiten bieten, ist es, fehlerhafte Daten in ECC-Teil (Fehlerkorrekturcode) eines Datensektors zu schreiben. Standard-CD-ROM-Hardware wird diese "Fehler" automatisch korrigiern, indem ein anderer Satz Daten auf die Zieldisc geschrieben wird. Das Lesegerät lädt dann den ganzen Sektor als Rohdaten, ohne eine Fehlerkorrektur zu machen. Wenn er die originalen, unkorrigierten Daten nicht finden kann, weiß er, daß es sich um ein "korrigiertes" Duplikat handelt. Das ist wirklich nur auf Systemen wie Spielekonsolen machbar, wo die Laufwerksmechanismen und die Firmware gut festgelegt sind. Das kann man durch das Auslesen der "rohen (raw)" Daten umgehen.
Eine ausgeklügeltere Methode ist es, spezielle Datenmuster auf die Disc zu schreiben. Der daraus resultierende Datenstrom ist, nach der EFM-Kodierung, für einige Brenner schwer korrekt zu reproduzieren, anscheinend weil sie nicht die richtigen Werte für die Mischbits wählen. Das wird auf Websites oft als "Schreiben von regelmäßigen EFM-Mustern" oder als "schwache Sektoren" bezeichnet. Siehe Abschnitt (2-43) für Details zu EFM.
Eine weniger ausgeklügelte -- und nicht mehr effektive -- Methode ist es, Daten auf silberne CDs zu pressen, die über das hinausgehen, was auf eine 74-Minuten-CD gebrannt werden kann. Das Kopieren dieser Discs erforderte damals schwer zu findende CD-Rohlinge, aber nun ist es einfach, eine überbrannte 80-Minuten-Disc zu benutzen (Abschnitte (3-8-1) und (3-8-3)).
Einen Weg, den einige PC-Software-Firmen gegangen sind, ist die Benutzung von nicht standardmäßigen Lücken zwischen Audiotracks und das Setzen von Indexmarkierungen an unerwarteten Stellen. Diese Discs sind von den meisten Programmen nicht kopierbar und es kann eventuell unmöglich sein, sie auf Laufwerken, die kein "disc-at-once" unterstützen, zu duplizieren (siehe Abschnitt (2-9)). Mit dem richtigen Lesegerät und der richtigen Software ist das auch kein großes Problem.
Eine Methode, die sich einiger Beliebtheit erfreut hat, war der Einsatz von nicht standardmäßigen Discs mit Tracks, die kürzer als vier Sekunden lang sind. Die meisten Aufnahmeprogramme und tatsächlich auch einige Brenner weigern sich entweder, eine Disc mit einem solchen Track zu kopieren, oder sie versuchen es und es schlägt fehl. Eine geschützte Applikation würde die Präsenz und Größe eines solchen Tracks überprüfen. Einigen Brennern könnte es gelingen, demzufolge ist nicht todsicher. (Andererseits könnte ein Brenner Tracks schreiben, die knapp über drei Sekunden sind, aber er könnte sich dann weigern, Tracks zu schreiben, die nur eine Sekunde lang sind. Es könnte ein Limit geben, unter dem kein Brenner schreiben kann.) In solchen Fällen müßten Piraten die Überprüfung, die die Software ausführt, entfernen.
Mehrere Datentracks auf CD, die durch Audiotracks getrennt sind, bringen manche Disckopierer durcheinander. Trotzdem ist es schwierig, die Daten auf den zusätzlichen Tracks wirklich zu nutzen.
Manchmal hat die Kopie von einer Disc eine andere Datenträgerbezeichnung. Das passiert für gewöhnlich nur bei file-by-file-Kopien, nicht bei Disc-Image-Kopien, also ist das Überprüfen von Discnamen nur marginal nützlich aber nicht sehr effektiv.
Das Modifizieren des TOC, so daß die Disc größer erscheint, als sie wirklich ist, wird einige Kopierprogramme überzeugen, daß die Quelldisc zu groß ist.
Einige der besondereren Technologien benutzen nicht standardisierte Pitgeometrie, die die Player bei bei aufeinanderfolgenden Leseversuchen die Daten verschieden lesen läßt. Manchmal sieht der Player eine "1", manchmal eine "0". Wenn, während der Track gelesen wird, das CD-ROM-Laufwerk jedes Mal andere Daten liefert, weiß die Software, daß die Disc ein Original ist. Eine duplizierte Disc wird dieselben Daten ausgeben.(Dasselbe werden einige CD-ROM-Laufwerke tun... diese Technologie ist nicht problemfrei.)
Einige Programme werden versuchen, die Disc zu untersuchen, um herauszufinden, ob es eine CD-R ist. Das funktioniert nicht mit allen Lesegeräten und es ist möglich, Discs zu tarnen, folglich ist das nicht sehr effektiv.
CloneCD (Abschnitt (6-1-49)) kann viele kopiergeschützte ohne Probleme kopieren, mit der richtigen Kombination aus Lese- und Schreibgerät. Die Hauptfunktion ist das "rohe" Lesen und Schreiben, das nicht alle Laufwerke unterstützen.
Das Laserlok-System von http://www.diskxpress.com/ behauptet, unautorisierte Discduplikation bei niedrigen Kosten zu verhindern. Kann von CloneCD kopiert werden.
Ein nicht verwandtes Produkt mit dem Namen LaserLock, von MLS LaserLock International (http://www.laserlock.com/) hat ähnliche Funktionen. Es kann von CloneCD kopiert werden.
TTR Technologys DiscGuard (http://www.ttr.co.il/ oder http://www.ttrtech.com/ behaupten, eine Signatur auf gepreßte CDs und CD-Rs schreiben zu können, die von allen CD-ROM-Laufwerken erkennbar, aber nicht ohne spezielle Hardware reproduzierbar ist. Ein Programm könnte das für einen Kopierschutz nutzen, indem es kontrolliert, ob eine Signatur vorhanden ist und indem es sich weigert zu laufen, wenn keine gefunden wurde.
Sony DADC bewirbt ein ähnliches Produkt mit dem Namen Securom. Einige Informationen gibt es bei http://www.sonydadc.com/hotnews/secu_fra.htm.
Noch eine andere Variante ist C-Dillas SafeDisc. Sie wurden von Macrovision aufgekauft (http://www.macrovision.com/). Ihr neueres Produkt, SafeDisc 2, war das erste mit "schwachen Sektoren".
Noch eine andere Variante ist CD-Cops von Link Data Security (http://www.linkdata.com/).
Die Herausforderung hierbei ist es, eine Disc zu erstellen, die sich auf Standard-CD-Playern abspielen läßt, aber schwer zu kopieren oder in MP3s zu "rippen" ist. Die Techniken, die Mitte 2001 für Schlagzeilen sorgten, wurden von Macrovision (2-4-3) und SunnComm (2-4-4) entwickelt.
Die älteste Form von Audio-CD-Kopierschutz ist SCMS. Sie funktioniert nur auf Rekordern, die SCMS unterstützen, speziell selbständige Audio-CD-Rekorder in der Verbraucherklasse. "Professionelle" Rekorder und Rekorder, die an einen Rechner angeschlossen sind, unterstützen kein SCMS. Siehe Abschnitt (2-25).
Einige CDs benutzen ein beschädigtes TOC (Table of Contents / Inhaltsverzeichnis -- siehe Abschnitt (2-27)), das einige CD-ROM-Laufwerke und Rippingsoftware durcheinanderbringt. Aktuellere Schemen zielen darauf ab, die Audiosamples so zu modifizieren, daß CD-ROM-Laufwerke hängenbleiben. Die nächsten paar Abschnitte beschreiben diese Versuche im Detail.
Eine Website bei www.fatchucks.com hatte früher einmal eine Liste von Discs, die vermutlich kopiergeschützt sind und einige Tips, was man tun kann, um die Industrie wissen zu lassen, daß Kopierschutz unerwünscht ist. Die Website scheint down zu sein, aber Sie können sich eine archivierte Kopie davon hier ansehen: http://web.archive.org/web/20031206075520/www.fatchucks.com/corruptcds/
Viele Formen des Kopierschutzes verletzen den CD-DA-Standard und deswegen dürfen die Discs nicht das offizielle CD-Logo tragen. Jedoch ahben viele CDs das Logo sowieso nicht, folglich beweist dessen Nichtvorhandensein gar nichts.
Ein Schreiben mit dem Namen "Evaluating New Copy-Prevention Techniques for Audio CDs / Bewertung neuer Kopierverhinderungstechniken für Audio-CDs" von J.A. Halderman (nur im PostScript-Format erhältlich) kann man unter http://crypto.stanford.edu/DRM2002/halderman_drm2002_pp.ps finden. Das Schreiben wurde zu dem 2002er ACM Workshop on Digital Rights Management vorgelegt (http://crypto.stanford.edu/DRM2002/prog.html).
Übrigens, wenn Sie denken, daß Plattenfirmen und Künstler enorme Berge Geldes für jede CD bekommen, die sie verkaufen, wollen Sie sich vielleicht einmal folgenden Artikel aus dem Electronic Musician lesen, der darüber berichtet, woher das Geld kommt und wohin es geht. Siehe: http://industryclick.com/magazinearticle.asp?magazineid=33&releaseid=9554&magazinearticleid=132835&SiteID=15 (Sie müssen eventuell den IE nutzen; Netscape 4.7 für Linux konnte diese Seite nicht anzeigen.)
Interessante Zahlen: nur etwa 16% der verkauften CDs machen genug Geld, um sich für die Herausgeber zu amortisieren. Diejenigen, die genug Geld machen, müssen für den Rest bezahlen. Bei den aufnehmenden Künstlern verkaufen nur etwa 3% genug Musik, um Gewinnanteile zu bekommen. Mit Zahlen wie diesen ist es nicht überraschend, daß die Musikindustrie Schritte unternimmt, um Piraterie zu bekämpfen. [Anm.: Mir scheint, der Autor dieser FAQ hat den Kapitalismus noch nicht ganz verstanden.]
Für weitere Neuigkeiten & Kommentare siehe:
In der ersten Hälfte des Jahres 2000 kündigten TTR Technologies ein Produkt namens MusicGuard an (http://www.MusicGuard.com/), das die Duplikation von Audio-CDs verhindern sollte. Das Produkt wurde zurückgezogen, aber die Technologie tauchte Mitte 2001 als Produkt namens SafeAudio von (http://www.macrovision.com/) wieder auf.
Die Grundidee ist es, Samples zu erstellen, die wie statische Burst-Fehler klingen und die ECC-Daten in der Nähe durcheinander zu bringen, damit es aussieht, als wäre es ein unkorrigierbarer Fehler. Audio-CD-Player werden das Sample während der Wiedergabe interpolieren, aber CD-ROM-Laufwerke, die eine digitale Audioextraktion machen, üblicherweise nicht. Das Resultat ist eine Disc, die sich auf einem CD-Player abspielen läßt, aber sich auf einem CD-ROM-Laufwerk nicht "rippen" oder korrekt kopieren läßt.
Einige relevante Seiten und Nachrichtenartikel:
Der digitale Pfad macht es notwendig, daß "rohe" Audiosamples von der Disc ausgelesen werden, eventuell die Daten modifiziert werden (z.B. die Byteanordnung verändern), damit sie passend für die Soundkarte sind und dann werden sie zum Soundgerät geschickt. Vor ein paar Jahren unterstützten das die meisten CD-ROM-Laufwerke nur sehr schlecht, zum Teil weil die analogen und digitalen Datenpfade in den Köpfen der Entwickler logisch getrennt waren. Audio-CDs nutzten den Audioweg, Daten-CD-ROMs benutzten den digitalen Weg und auch wenn man Audio über den digitalen Weg schicken *könnte*, schien das keinen großen Wert zu haben. (Siehe Abschnitt (2-15) für zusätzliche Hinweise.)
Was Macrovision anscheinend ausnutzt, ist die verschiedene Handhabung unkorrigierter Fehler beim digitalen und analogen Weg. Wenn eine Audio-CD in einem CD-Player oder CD-ROM-Laufwerk abgespielt wird, wird der analoge Weg gegangen. Auf diesem Weg werden unkorrigierbare (E32) Fehler behoben, indem die Samples, die davor und danach kommen, untersucht werden und ein Mittelwert gebildet (interpoliert) wird. Auf einer zerkratzten CD bedeutet das, daß Sie vielleicht nicht das ursprünglich aufgenommene Sample hören, aber Sie werden keine Störungen hören, weil sie ausgebügelt wurden. Diese Funktion ist definitiv nichts, was Sie bei einer CD-ROM wollen -- das Interpolieren von Teilen Ihrer Kalkulationstabelle wird Ihnen nichts bringen.
In den meisten CD-ROM-Laufwerken wird das Lesen eines Audiosektors mit digitaler Audioextraktion genauso gehandhabt wie das Lesen eines Datensektors: unkorrigierbare Fehler werden so belassen. Anstelle interpolierte Samples zu bekommen, hört man original zerkratzten Ton. Das ist der Grund, warum einige CDs sich auf einem Computer gut abspielen lassen, aber wenn sie mit demselben Laufwerk extrahiert werden, hört man, daß sie zerkratzt sind. Die Fehler sind immer da, nur wenn Sie einen Desktop-CD-Player nutzen, sind die Fehler von der Technik auf dem analogen Weg ausgebügelt.
Einige Laufwerke können Interpolation bei der DAE (digital audio extraction) bei niedrigen Geschwindigkeiten anwenden. Falls dem so ist, sollte es möglich sein, einen Track von einer kopiergeschützten Disc zu "rippen", indem man die Extraktionsgeschwindigkeit auf 1x heruntersetzt.
Einige Leute haben den Vorschlag gemacht, daß Software genutzt werden könnte, um die Interpolation bei extrahierter Musik zu machen, indem sie die Bits, die die Musikfirmen eingefügt haben, herausnehmen. Das Problem dabei ist, daß die Daten schon extrahiert wurden und die CIRC-Kodierung nicht mehr sichtbar ist. Es könnte nicht so einfach sein, festzustellen, wo die Störungen sind. Zum Beispiel sollte es möglich sein, eine simple, aber rhythmische Verzerrung zu erstellen, die wahrnehmbar ist und als störend empfunden wird, aber schwer automatisch zu identifizieren ist.
(Es ist möglich, daß jede Software, die auf die Umgehung eines Kopierschutzes spezialisiert ist, gegen DCMA (Digital Millenium Copyright Act / Urheberrechtsgesetz des digitalen Jahrtausends) verstößt und die Autoren Opfer von Geldstrafen und Strafanklagen werden. Come to think of it, the preceeding discussion might be illegal. Für weitere Informationen über DMCA, siehe http://www.eff.org/.)
Wie bekomme ich eine "saubere" Kopie einer geschützten Disc? Es gibt vier grundlegende Vorgehensweisen, in der Reihenfolge von am wenigsten zu am meisten erwünscht:
(1) Nehmen Sie direkt von einem analogen Ausgang des Laufwerks auf, indem Sie den Ton in eine Soundkarte oder einen externen A/D-Wandler einspeisen. Ein bißchen Klangtreue geht verloren, wenn von digital nach analog und wieder zurück konvertiert wird; darauf zählt die Industrie.
(2) Es sollte möglich sein, die Disc auf einem CD-Player abzuspielen, der einen S/PDIF-Anschluß hat und einen fehler-interpolierten digitalen Ausgang zu bekommen. Wenn das in eine digitale Soundkarte oder einen CD-Rekorder mit einem S/PDIF-Eingang eingespielt wird, sollte es möglich sein, eine exakte Kopie des Originals aufzunehmen. Natürlich muß das mit 1x Geschwindigkeit gemacht werden und die Tracks müssen manuell getrennt werden, wodurch das ganze zu einer potentiell langweiligen Angelegenheit verkommt. Das kann auf einem CD-R "Dubbing Deck" vermieden werden, aber billige Modelle werden SCMS zu den Dingen, um die man sich sorgen muß, hinzufügen. Vergessen Sie nicht, daß Vervielfältigungsverlust bei CDs auftreten kann, besonders wenn man von CD-Rs aufnimmt (wegen ihrer höheren BLER-Rate), demzufolge erfordert das Kopieren nach CD-R und danach das Extrahieren von CD-R etwas Sorgfalt. Siehe Abschnitt (3-18).
(3) Einige Laufwerke unterstützen eine Erweiterung, die in den neueren Versionen der ATA/ATAPI- und SCSI-MMC-Spezifikationen genannt wird. Diese Erweiterung zu dem "READ CD"-Kommando gibt einen Satz Flags zurück, die zeigen, welche Bytes in einem Audioblock nicht beim C2-Level korrigiert worden sind (Abschnitt (2-17). Eine Audioextraktionsapplikation mit Zugriff auf diese Information könnte ihre eigene Interpolation über die Fehler machen. Einige Applikationen machen schon Gebrauch von dieser Funktion; siehe http://www.feurio.com/English/faq/faq_vocable_c2error.shtml. Die "Drive check"-Funktion von cdspeed (Abschnitt (6-2-11)) berichtet, ob oder ob ein Laufwerk nicht fähig ist, "C2-Zeiger" zurückzugeben.
(4) Ein CD-ROM-Laufwerk mit einer Technik, die während der DAE unkorrigierbare Fehler interpoliert, würde das Kopieren und Rippen ohne zusätzlichen Aufwand ermöglichen.
Der Erfolg oder Mißerfolg des Audio-CD-Kopierschutzes hängt von zwei Faktoren ab: wie effektiv ist es, "beiläufiges Kopieren" zu vereiteln, und welche Art Probleme tritt bei legitimen Besitzern der Audio-CDs auf? Macrovision behauptet, seine Hörer mit den "goldenen Ohren" seien nicht in der Lage, einen Unterschied zu erkennen, obwohl der Test möglicherweise beeinflußt sein könnte, wenn die Leute mit den polierten Ohrläppchen hochwertige CD-Player benutzen, die eine besonders gute Arbeit darin leisten, unkorrigierbare Fehler zu verbergen.
Ein berechtigter technischer Zweifel ist, daß der Kopierschutz die Effektivität der Fehlerkorrektur reduziert. Weil ein gewisser Prozentsatz der ECC nun für das korrekte Wiedergeben einer *sauberen* Disc benötigt wird, werden die Unterschiede, die durch Kratzer oder Fingerabdrücke verursacht werden, welche zu einer hörbaren Verschlechterung führen, erhöht. In der Praxis heißt das, wenn die "statischen" Samples relativ selten und weit auseinander sind, wäre der Unterschied statistisch nicht signifikant.
Ein letzter Hinweis: nehmen Sie nicht an, daß eine Disc, die sich nicht sauber extrahieren läßt, kopiergeschützt ist. Es gab viele, viele Postings auf Message-Boards von Leuten, die dachten, sie hätten eine geschützte Disc gefunden oder wie eine spezielle Software den Schutz umgehen kann. Fangen Sie bei den häufigeren Gründen an: die Disc ist dreckig, die Disc wurde schlecht hergestellt, Ihr CD-ROM-Laufwerk ist nicht gerade das beste bei der Audioextraktion, Sie verwenden Software, die nicht gerade vom Allerbesten ist. Es gibt viele Gründe, warum das Rippen eines Audiotracks fehlschlagen könnte. Leute haben seit Jahren Probleme, sauberen Ton zu bekommen. Siehe Abschnitt (3-3) für einige Ratschläge, wenn Sie Probleme haben.
Einige Websites (besonders cdfreaks.com) haben berichtet, daß eine Austauschung der CDFS.VXD alles beheben würde. Jedoch macht eine Audioextraktion über eine VXD anstelle einer EXE keinen Unterschied. Bis jetzt hat noch keine der Seiten, die den Sieg für sich beansprucht haben, eine einzige SafeAudio-geschützte Disc aufgelistet, die kopiert wurde, vielleicht weil -- zu der Zeit, als das geschrieben wurde -- es keine bekannten Discs gab, die SafeAudio benutzten. (Dieses Phänomen ist nicht beispiellos; Segas Dreamcast-Discs sollten angeblich mit einem Mittel kopiert werden können, das sich schnell als völlig lächerlich herausstellte.) Wenn die weitverbreitete CDFS.VXD in Wirklichkeit ein geklauter Plextor-Treiber ist, dann könnte sie die oben erwähnte Technik Numero 3 nutzen, aber sie würde nur auf Laufwerken funktionieren, die die erweiterte READ-CD-Funktion unterstützen.
SunnComm (http://www.sunncomm.com/) hat ein Produkt namens "MediaCloQ". Es wurde Mitte 2001 benutzt, um das Album _A Tribute to Jim Reeves_ von Charley Pride zu schützen. Die Ergebnisse waren nicht schlüssig: saubere Versionen der Titel erschienen im Netz, aber SunnComm behauptete, sie kämen von einer ungeschützten Disc aus Australien. Ihr Plan war es, die Bedenken wegen der "gerechte Nutzung" zu mindern, indem man es den Benutzern erlaubte, MP3-Versionen der Songs herunterzuladen, nachdem Sie das Original registriert hatten. Einige Artikel:
Die Idee hinter diesem Schutz ist es, es den CD-ROM-Laufwerken schwer zu machen, die Disc als Audio-CD zu identifizieren. Die Disc ist Multisession und benutzt ein gehacktes TOC, deswegen haben Ripper und Dickopierer Probleme mit ihr. SunnComm hat öffentlich keine Details bekanntgegeben.
August 2001 hat SunnComm ihr Produkt angekündigt, aber keine spezifischen Details genannt.
Mitte 2003 kündigte SunnComm "MediaMax CD3" an, eine besondere Implementation, die es Computern erlaubt, die CD mittels einer Software, die auf der Disc mitgelifert wird, abzuspielen. Die Software installiert einen speicherresidenten Treiber, der das CD-Rippen von geschützten CDs ermöglicht. Der Schutz kann auf Windows-PCs einfach umgangen werden, indem man einfach ein paar Sekunden die Shift-Taste drückt, während man die CD einlegt. Siehe http://www.cs.princeton.edu/~jhalderm/cd3/ für eine detaillierte Analyse. SunnComm wollte den Nachforscher von Princeton verklagen, aber das wurde schnell wieder aufgegeben.
Im Dezember 2005, nach dem XCP-Desaster (siehe Abschnitt (2-4-10)), wurde ein Fehler in MediaMax v5 entdeckt, der es schadhafter Software ermöglichen könnte, Kontrolle über den betroffenen zu erhalten. http://sonybmg.com/mediamax/ has a "consumer advisory" regarding the problem, including a list of affected CDs and links to a patch and uninstaller on the sunncomm.com web site. It was subsequently determined that the patch was flawed; see http://news.bbc.co.uk/1/hi/technology/4511042.stm.
Einige persönlichen Anmerkungen zu SunnComms Schutz der Disc Charley Pride, inklusive der Schritte für eine saubere Kopie:
Die Verpackung ist mit einem mit dem SunnComm-Logo ausgezeichnet, auf dem steht: "Diese Audio-CD wird durch SunnComm(tm) MediaCloQ(tm) Ver 1.0 geschützt. Sie wurde entworfen, um auf Standard-Audio-CD-Playern abzuspielen und ist nicht für den Gebrauch in DVD-Playern gedacht." Jedoch war mein DVD-Player in der Lage, die Disc abzuspielen, nachdem er einige anfängliche Verwirrungen überwunden hatte.
Die Disc selbst hat eine unübliche Bauart. Es gibt einen dicken Streifen dort, wo die Musik endet und dünne Streifen zwischen den Titeln. Diese scheinen rein dekorativ zu sein (und sie erfreuen sich, wie mir gesagt wurde, wachsender Beliebtheit bei nicht geschützten Discs). Einige Bilder gibt es bei http://www.fadden.com/cdrpics/.
Ein Computer mit Win98SE mit einem Plextor 40max CD-ROM-Laufwerk interpretierte die Disc so, daß sie 2 Sessions und 16 Datentracks hat. Mein CD-Player erkannte nur 15 Audiotracks. Diese Funktion allein macht es schwer, die Disc zu rippen oder zu kopieren, weil die Software nicht alle Audiotracks sieht und eine CD-R-Kopie würde voller Tracks sein, die selbst ein CD-Player als Daten ansehen würde. Ein anderer Rechner mit einem Plextor 12/20 und einer etwas anderen Software schien sehr viel Probleme zu haben, herauszufinden, was die Disc ist. Es hat vielleicht einige Dinge ausgesondert, aber es hat den Anschein, daß die Disc angepaßt wurde, um die Laufwerksfirmware durcheinanderzubringen.
Ich habe mit einem "Session Selector" versucht, die erste Session auszuwählen und auf die Tracks zuzugreifen. Das führte dazu, daß mein Plextor 8/20 CD-Brenner bis zum Neustart unbenutzbar wurde. Ich denke, die Firmware ist durcheinandergekommen.
Das nächste, was ich versucht habe, war, CDRWIN v3.7a anzuhauen (Abschnitt (6-1-7)), und einige Tracks mit meinem Plextor 12/20 auszulesen. Ohne Glück -- die Anzeige zeigte 15 nicht auswählbare Tracks und einen MODE-2-Datentrack.
Danach versuchte ich die "Extract Disc/Tracks/Sectors"-Funktion, selektierte "Extract Sectors", wählte "Audio-CDDA (2352)" als Datentyp und gab einen passenden Bereich ein (0 bis 300000, wobei jeder Audiosektor der 75ste Teil einer Sekunde ist). Es blockierte, als ich versuchte, bei Block 173394 anzufangen, also versuchte ich erneut, bei 173390 zu stoppen. Das resultierte in eine ziemlich große WAV-Datei, die ich mit Cool Edit öffnete -- welches den gesamten Inhalt der Disc klar und deutlich zeigte. Bei der Wiedergabe traten keine hörbaren Artefakte auf.
Ich glaube, das hat funktioniert, weil die Sektorenextraktionsfunktion Track- und Sessiongrenzen ignoriert und einfach die Blöcke abruft. Die Trackmarkierungen zu verlieren ist nervig, aber es ist einfach, sie mit einem Programm wie CDWave (Abschnitt (6-2-16) wieder einzufügen).
(So schön das auch sein mag, derselbe Versuch hat mit der _My Private War_ -Disc mit dem beschädigten TOC *nicht* funktioniert, beschrieben in (2-4-2). Bei einer SafeAudio-Disc ist das bestimmt auch nicht hilfreich.)
"zEEwEE" kam mit einem komplizierten, aber einleuchtenden Schema zum Umgehen des Schutzes von Discs mit beschädigten TOCs daher. Es hat den Vorteil, daß man Standardprogramme verwenden kann, wie z.B. Exact Audio Copy ( Abschnitt (6-2-12)), welches die Trackumbrüche erhält und besondere Tricks beherrscht, um die beste Extraktionsqualität zu bekommen. Siehe http://cdprot.cjb.net/. [Mir wurde erzählt, daß die Disc, die als Beispiel genutzt wurde, eigentlich mit Midbar Techs Cactus Data Shield 100 geschützt ist, nicht MediaCloQ. ] Die Methode macht den äußeren Rand der Disc für die CD-ROM-Laufwerke unlesbar. Es scheint, man könne Whiteboard-Stifte anstelle von selbstklebenden Zetteln für diese Prozedur verwenden, was gut ist, da ein Klebezettel sich ablösen kann und das Laufwerk beschädigen könnte. Diese Methode, erstmals im August 2001 gepostet, führte im Mai 2002 zu einem ziemlichen Medienrummel.
Midbar Tech Ltd (http://www.midbartech.com/) scheint zwei verschiedene Methoden unter der Marke "Cactus Data Shield" zu haben. (Die Webseite zeigt jetzt drei an: CDS100, CDS200, and CDS300.) Die erste verwendet einen nicht standardmäßigen TOC. Die Position des Lead-out und die Länge des ersten Tracks wurden so verändert, daß die Disc nur 28 Sekunden lang zu sein scheint. Die Veränderungen haben nicht alle CD-ROM-Laufwerke durcheinandergebracht und es wurde berichtet, daß einige Philips-CD-Player die Discs nicht abspielen konnten. Laut Berichten hat BMG Entertainment diese Technik ausprobiert und aufgegeben.
Ende 2001 kündigte Midbar Tech ein anderes Verfahren an. Ein US-Patent (http://www.delphion.com/details?&pn=US06208598__) beschreibt die Erfindung.
Das Verfahren scheint Frames mit falschen Kontrollinformationen in einen relativ konstanten Teil des CD-Audio-Streams einzufügen. Während der Wiedergabe werden die zusätzlichen Frames übersprungen. Eine Disckopie oder ein Digitalstrom von einem S/PDIF-Ausgang würde die falschen Frames enthalten, aber wenn sie auf CD-R geschrieben werden, sind die Extra-Kontrollinformationen nicht enthalten. Das Ergebnis sind defekte Samples, die nur in Kopien auftauchen.
Nachrichtenartikel:
Keine genauen Disctitel wurden angekündigt, aber Sony hat nach Berichten bereits einige Titel in Osteuropa veröffentlicht, die diese Variante nutzen.
Einige persönliche Anmerkungen zu der frühen Version (CDS100?) von Cactus Data Shield: Ich kaufte mir eine Kopie von _My Private War_, von Phillip Boa & The Voodoo Club, von einem Onlinehändler. Auf der Disc stand "Kopiergeschützte CD - nicht am PC abspielbar" [was wörtlich übersetzt heißt "copy-protected CD - not at the PC playable"].Vermutlich ist das eine der BMG-Discs, die durch Midbars erstes Produkt geschützt ist.
Das Tool Plextor Plextools sah sie als eine Audio-CD mit einer Session und 13 Tracks an, aber wenn ich sie abspielen wollte, sah ich nur die ersten 28 Sekunden des ersten Tracks und die Wiedergabe stoppte exakt nach dieser Zeit. Mein Panasonic-CD-Ghettoblaster ("boom box") dachte auch, die Disc sei nur 28 Sekunden lang, spielte aber über diesen Punkt hinaus und ließ mir die Möglichkeit, jeden Track auszuwählen.
Die Seite bei http://uk.eurorights.org/issues/cd/docs/natimb.shtml hat eine Analyse von der CD _White Lilies Island_ von Natalie Imbruglia.
http://www.cdrinfo.com/Sections/Articles/Specific.asp?ArticleHeadline=Cactus%20Data%20Shield%20200&index=0 hat eine sehr gründliche Untersuchung einer CDS200-Disc. Empfohlen, zu lesen.
Dieser wurde eingesetzt, um Werbekopien von Michael Jacksons Single "You Rock My World" zu schützen. Siehe http://www.key2audio.com/ für eine Produktinformation.
Nachrichtenartikel:
Die Technologie wurde entworfen, um Discs für CD-ROM-Laufwerke unleserlich zu machen. Laut einiger Webseiten ist das Produkt durch Sony DADC lizenziert.
Das "Duolizer"-System teilt Musik in zwei Stücke. Das meiste der Musik ist auf CD, aber ein kleiner, essentieller Teil wird von einem sicheren Webserver über das Internet gestreamt. Die Idee ist es, es Musikproduzenten zu ermöglichen, Songs an die Medien und Einzelhandelsverkaufsstellen vor den geplanten Veröffentlichungsterminen auszuliefern. Das war die Reaktion darauf, daß Songs in MP3-Form im Internet erschienen sind, bevor die CDs zum Verkauf freigegeben waren.
Siehe http://www.bayviewsystems.com/solutions/duolizer.htm für Produktinfos.
Nachrichtenartikel:
Dieses Schema kann nicht als allgemeiner CD-Kopierschutz verwendet werden, weil wenn die Musik auf einem Computer gespielt werden kann, kann sie mit einem Programm wie Total Recorder aufgenommen werden (http://www.HighCriteria.com/). Es wird trotzdem ziemlich effektiv für Werbekopien von Songs sein, wobei es darauf ankommt, zu verhindern, daß Leute mit den Kopien der Discs verschwinden.
Als eine Dreingabe, weil die Musik von einer zentralen Stelle gestreamt wird, kann ein Wasserzeichen hinzugefügt werden. Wenn (angenommen) jemand bei einem Radiosender eine MP3-Kopie macht, könnte es also möglich sein, die MP3-Datei bis zu ihrem Ursprung zurückzuverfolgen. Es gibt aber keine Hinweise auf den Seiten der Produkte, die nahelegen, daß ein solches System existiert.
Sanyo ist nun auch auf der stetig wachsenden Liste der Firmen, die einen CD-Kopierschutz angekündigt haben, vertreten. Es ist nicht klar, ob es ihre eigene Version oder eine von einer anderen Firma lizenzierte ist.
Nachrichtenartikel:
In die Disc ist ein Sicherheitsmikroprozessor eingebettet (wie eine Smart Card), der aktiviert wird, wenn Laserlicht auf einen Photodetektor. Das Licht wird in elektrische Impulse umgewandelt, die Impulse steuern den Chip und wenn alles funktioniert, werden die Ergebnisse mittels einer Licht emittierenden Diode präsentiert.
Die Erstellung eines exakten Duplikats der Disc würde sehr schwierig sein. Es ist unklar, ob diese Technologie es wirklich schwerer macht, an eine funktionierende Kopie der Inhalte heranzukommenn. Der Plan scheint im Grunde eine Kombination einer "unkopierbaren" Disc und eines Hardware-Dongles zu sein; beides gibt es schon jahrelang (keins davon hat der Piraterie ein Ende beschert).
Die Firmenwebsite ist http://www.doc-witness.com/.
Nachrichtenartikel:
Ein "Rootkit" ist eine Software, die die Art, wie Ihr System funktioniert, für meist böswillige Zwecke ändert. Sony BMG hat eins in einige seiner Audio-CD-Veröffentlichungen im zweiten Quartal 2005 gepackt.
Die besagte Software ist "XCP Content Management" von First 4 Internet Ltd (http://www.first4internet.com/). Sie benutzt ein kombiniertes Audio-CD- und CD-ROM-Format. Wenn die CD in einem Windows-System in ein CD-ROM-Laufwerk gesteckt wird, nutzt die Software die Autorunfunktion, um sich selbst zu installieren. XCP enthält Anti-Piraterie-Vorrichtungen, die einen davon abhalten, sie zu kopieren, und Tarnvorrichtungen, die einen davon abhalten sollen, es zu entdecken. Wenn man es hinbekommt, es zu finden und es entfernen will, deaktiviert es Ihr CD-ROM-Laufwerk.
(Wie bei anderen Techniken dieses Typs hält das Deaktivieren von Autorun oder das Drücken des Shift-Taste beim Laden der CD die Kopierschutztechnik davon ab, geladen zu werden. Weil dieser Schutz schwer zu entfernen ist, müssen Sie sehr vorsichtig sein, wenn Sie Sony-Musik-CDs auf Ihrem Rechner benutzen.)
Das hat zu heftigen Auswirkungen gegen Sony BMG geführt. Abgesehen von den üblichen Einwänden gegen solcherlei Dinge -- das Installieren von Software, die jemandes System dazu bringt, nicht korrekt zu funktionieren -- könnte das Rootkit von anderer Adware/Spyware genutzt werden, um sich zu verstecken. (Es wurde bei der Unternehmung von Spielecheats benutzt, um das sorgfältige Anti-cheating-System von World of Warcraft zu umgehen und einige Viren nutzten es, um sich zu verstecken.)
Nachdem XCP durch Nachrichen sehr bekannt wurde, bot Sony BMG auf ihrer Seite eine Software zum Download an, die betroffene Systeme erkennen soll, indem die Tarnvorrichtungen entfernt werden, aber sie entfernt nicht das gesamte Rootkit. Man konnte den Patch bekommen, wenn man eine Marktuntersuchungsumfrage ausgefüllt hat, welche -- laut Sonys Datenschutzrechtlinien -- dazu führen könnte, daß seine E-Mail-Adresse auf deren Mailinglisten gesetzt wird.
Sony BMG hat schließlich ein Deinstallationsprogramm zur Verfügung gestellt, aber nur, wenn Sie auf der Website einige fundierte Schätzungen gemacht und einige lächerliche Reifen durchsprungen haben: http://www.sysinternals.com/blog/2005/11/sony-you-dont-reeeeaaaally-want-to_09.html
Es hat sich herausgestellt, daß das webbasierte Deinstallationsprogramm einige Sicherheitslöcher verursacht, wodurch es zu noch mehr Problemen kommt. Einige Bemerkungen dazu hier: http://blogs.washingtonpost.com/securityfix/2005/11/sony_uninstall_.html
Es gibt wirklich Netzwerkaktivität, die von dem Rootkit herrührt. Es scheint sich wegen Updates mit einer Sony-Webseite in Verbindung zu setzen. Es gibt einige Spekulationen, daß es für Nachverfolgungszwecke eingesetzt wird, obwohl Sony das leugnet.
Ein Sammelklageprozeß im Namen von Einwohnern Kaliforniens (USA) wurde im November 2005 eingereicht und ähnliche Aktionen wurden anderswo geplant.
Die Verwendung dieser Technik wurde im November 2005 wegen des öffentlichen Drucks eingestellt. Später in jenem Monat, als die verschiedenen Sicherheitsprobleme öffentlich geworden waren, hat sich Sony BMG dazu entschieden, alle XCP-geschützten CDs zurückzurufen.
Nachrichtenartikel:
Eine Session (Sitzung) ist ein aufgenommener Abschnitt, welcher einen oder mehrere Tracks jeden Typs enthalten kann. Der CD-Brenner muß nicht die ganze Session auf einmal schreiben -- Sie können einen einzelnen Track schreiben und später wieder einen anderen schreiben -- aber die Sessions müssen "abgeschlossen" werden, bevor ein Standard-Audio-CD- oder CD-ROM-Player in der Lage sein wird, sie zu benutzen. Zusätzliche Sessions können hinzugefügt werden, bis die *Disc* abgeschlossen ist oder kein Platz mehr da ist.
Das sorgt für einen einfachen und ziemlich zuverlässigen Weg, einige Daten auf eine Disc zu schreiben und später weitere hinzuzufügen. Das Problem mit mehreren Sessions ist, daß jedes Mal, wenn man ein Datensegment schreibt, man eine ziemlich beträchtliche Menge Overhead erzeugt: 23MB nach der esten Session und 14MB für jede folgende Session. Dieser Overhead führte zur Entwicklung des "packet writing", welches Drag-and-Drop-Brennen ermöglicht, aber auf eine völlig andere Weise funktioniert (siehe Abschnitt (6-3)).
Multisession-Brennen wurde zuerst für PhotoCDs genutzt, um zusätzliche Bilder auf eine Disc anhängen zu können. Heute wird es meist für "linked" Multisession-Discs genutzt und gelegentlich für CD-Extra-Discs. Diese bedürfen einer ausführlicheren Erklärung.
Wenn man eine Daten-CD in sein CD-ROM-Laufwerk legt, findet das Betriebssystem die letzte abgeschlossene Session auf der Disc und liest das Verzeichnis davon. (Jedenfalls sollte es so funktionieren. Auf einigen älteren Betriebssystemen und CD-ROM-Laufwerken bekommt man verschiedene Ergebnisse.) Wenn die CD im Format ISO-9660 geschrieben wurde -- die meisten im Laden gekauften CD-ROMs sind das -- können die Verzeichniseinträge auf jeden Punkt der CD verweisen, unabhängig von der Session, in die er geschrieben wurde.
Die meisten populären CD-Erstellprogramme ermöglichen es einem, eine oder mehrere frühere Sessions mit der aktuell zu brennenden Session zu "verlinken". Dadurch können Dateien aus früheren Sessions in der letzten Session auftauchen, ohne daß sie zusätzlichen Platz auf der CD wegnehmen (abgesehen von dem Verzeichniseintrag). Man kann außerdem Dateien "entfernen" oder "ersetzen", indem man eine neue Version in die aktuelle Session tut und keinen Link auf die ältere Version setzt.
Wenn man hingegen eine Audio-CD in einen typischen CD-Player legt, schaut dieser nur auf die erste Session. Aus diesem Grund funktionieren Multisessionbeschreibungen nicht bei Audio-CDs, aber wie das Leben so spielt, kann diese Beschränkung in ein Vorteil umgewandelt werden. Siehe Abschnitt (3-14) für Details. Diese Limitation bedeutet *nicht*, daß man eine ganze Audio-CD immer auf einmal schreiben muß; siehe Abschnitt (2-9) für eine Übersicht über Track-at-once.
(Einige Audio-CD-Player scheinen fähig zu sein, alle Tracks auf einer Multisession-Audio-Disc zu erkennen. Die meisten tun das nicht. Die einzige Möglichkeit, es herauszufinden, ist, es auszuprobieren. Wenn Sie planen, eine Audio-CD, die Sie erstellen, an andere weiterzugeben, wäre es weise, sie als Single-session zu schreiben.)
Beachten Sie, daß das Vermischen von MODE-1- (CD-ROM) und MODE-2- (CD-ROM/XA) Sessions auf einer einzelnen Disc nicht erlaubt ist. Man könnte so etwas erstellen, aber viele CD-ROM-Laufwerke würden sich schwer daran tun, es auszulesen.
Siehe auch http://www.roxio.com/en/support/cdr/multisession.html, das mehr ins Detail geht.
Auf einem Macintosh können Discs, die im HFS- oder HFS+-Format geschrieben wurden, nicht auf Dateien aus früheren Sessions verlinken. Das Hinzufügen einer neuen Session wird die vorherige verschwinden lassen.
Kurzzusammenfassung: wenn man jetzt Daten auf eine CD-ROM schreiben will und später weitere Daten, schreibt man einen einzelnen Datentrack in mehreren Sessions (oder mit Packet writing). Wenn man jetzt einige Audiotracks auf eine CD brennen will und weitere später, schreibt man mehrere Audiotracks in einer Session.
Es gibt acht Subcode-Channels (P,Q,R,S,T,U,V,W). Die exakte Methode der Kodierung wird in Abschnitt (2-43) beschrieben, aber es ist wirklich nur wichtig, daß man weiß, daß die Daten gleichmäßig über die gesamte CD verteilt sind und jeder Kanal etwa 4MB Daten speichern kann.
Der P-Subcode-Channel identifiziert den Start eines Tracks, aber wird allgemein zugunsten des Q-Kanals ignoriert.
Der Q-Subcode-Channel enthält nützliche Informationen, die von vielen Brennern gelesen und geschrieben werden können. Der Benutzerdatenbereich enthält drei Typen Subcode-Q-Daten: Positionsinformationen, Media Catalog Number (MCN) und ISRC-Code. Andere Formen können in der Einlaufspur (lead-in) gefunden werden, sie aktivieren Multisession und beschreiben das TOC (table of contents / Inhaltsverzeichnis).
Die Positionsinformationen werden in Audio-CD-Playern zur Anzeige der aktuellen Zeit genutzt; sie haben Track-/Index-Informationen. Das kann bei der Erstellung einer Disc-At-Once-Aufnahme kontrolliert werden.
Der ISRC (International Standard Recording Code / Internationaler Standardaufnahmecode) wird von der Plattenindustrie genutzt. Er legt das Ursprungsland, den Besitzer, das Jahr der Veröffentlichung und die Seriennummern der Tracks fest und kann für jeden Track unterschiedlich sein. Er ist optional; viele CDs nutzten ihn nicht. Die Media Catalog Number ist ähnlich, aber auf der gesamten Disc konstant. Beachten Sie, daß das verschiedene UPC-Codes sind.
Siehe http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/reports/Group.1/matt_page_individual/subcode.html für einige Details über P und Q.
Die R-W-Subcode-Channels werden für Text und Graphiken in bestimmten Applikationen genutzt, wie z.B. CD+G (CD mit Graphik, unterstützt von SegaCD und anderen). Eine neue Nutzung wurde von Philips entworfen, sie wird "ITTS" genannt. Es ermöglicht richtig ausgerüsteten Playern, Text und Graphik von Red-Book-Audiodiscs anzuzeigen. Die neueste Errungenschaft dieser Technologie ist "CD-Text", welche einen Weg liefert, Disc- und Trackdaten in eine Standard-Audio-CD einzubetten.
Nicht viele Herausgeber nutzen sie und nicht alle Geräte können alle diese Felder lesen.
Programme, die Audio-CDs automatisch erkennen, stützen sich nicht auf eingebettete Seriennummern. Sie errechnen anstelle dessen eine ID, die auf der Quantität und den Positionen der Audiotracks beruht, heruntergerechnet auf eine 75stel Sekunde. http://www.cddb.com/ hat eine Sammlung von CD-Informationen.
Es hängt davon ab, wieviel Daten Sie brennen wollen und wie schnell Ihr Laufwerk ist. Das Brennen von 650MB Daten dauert etwa 74 Minuten bei 1x, 37 Minuten bei 2x und 19 Minuten bei 4x, aber man muß ein oder zwei Minuten für die "Finalisierung" der Disc hinzufügen. Einfache Geschwindigkeit für CD-ROMs ist 150KB/s, doppelte Geschwindigkeit ist 300KB/s und so weiter.
Wenn man halb soviele Daten hat, wird es (etwa) halb so lange dauern. Wenn man dasselbe zweimal so schnell brennt, ist es in (etwa) der halben Zeit fertig.
Die meisten CD-Brenngeschwindigkeiten sind linear, z.B. Aufnahmen bei 12x sind doppelt so schnell wie Aufnahmen bei 6x. Wenn das Laufwerk einen PCAV-Mechanismus nutzt (siehe Abschnitt (5-22)), variiert die Geschwindigkeit je nachdem, auf welchen Teil der Disc man aufnimmt. Wenn ein "20x"-Laufwerk PCAV nutzt, um 12x beim Start der Disc und 20x nahe der Außenseite zu erreichen, weiß man, daß das Brennen von 60 Minuten Audio zwischen 5 und 3 Minuten dauern wird.
Es gibt zwei Arten, eine CD-R zu beschreiben. Disc-at-once (DAO) schreibt die gesamten CD in einem Rutsch, eventuell mehrere Tracks. Der gesamte Brennvorgang muß ohne Unterbrechung komplettiert werden und keine weiteren Informationen können hinzugefügt werden.
Track-at-once (TAO) ermöglicht das Schreiben in mehreren Durchgängen. Es gibt eine minimale Tracklänge von 300 Blöcken (600K für typische Daten-CDs) und ein Maximum an 99 Tracks pro Disc und einen geringen zusätzlichen Overhead in Zusammenhang mit dem Stoppen und Neustarten des Lasers.
Weil der Laser für jeden Track an- und ausgeschaltet wird, läßt der Brenner ein paar Blöcke zwischen den Tracks, genannt "run-out"- und "run-in"-Blöcke. Wenn es richtig gemacht wurde, sind diese Blöcke still und nicht bemerkbar. CDs mit Tracks, die ineinanderlaufen, werden einen kaum hörbaren "Schluckauf" haben. Einige Kombinationen von Soft- und Hardware können Schrott in der Lücke zurücklassen, was zu leichten, aber störenden Klicks zwischen den Tracks führt. Einige Laufwerke und/oder Softwarepakete lassen Sie nicht die Größe der Lücke zwischen Audiotracks bei der Aufnahme im track-at-once-Modus bestimmen und lassen eine 2-sekündige Lücke, auch wenn sie nicht auf dem Original war.
Viele Brenner, beginnend mit dem ehrwürdigen Philips CDD2000, erlauben"session-at-once" (SAO)-Aufnahme. Das gibt einem die Kontrolle über die Lücken zwischen den Tracks und ermöglicht, daß die Disc offengelassen werden kann. Das kann praktisch sein, wenn man CD-Extra-Discs schreiben (siehe Abschnitt (3-14)).
Es gibt außerdem einige Fälle, bei denen Disc-at-once-Brennen nötig ist. Zum Beispiel kann es schwierig oder unmöglich sein, eine identische Sicherungskopie von einigen Discarten zu machen, ohne den Disc-at-once-Modus zu verwenden (z.B. kopiergeschützte PC-Spiele). Außerdem könnten einige CD-Preßwerke Discs, die im Track-at-once-Modus aufgenommen wurden, nicht akzeptieren, weil die Lücken zwischen den Tracks als nicht korrigierbare Fehler zum Vorschein treten würden.
Letzten Endes gibt einem die Disc-at-once-Aufnahme mehr Kontrolle über die Discerstellung, besonders für Audio-CDs, aber sie ist nicht immer angemessen oder notwendig. Es ist immer eine gute Sache, einen Brenner zu kaufen, der Disc-at-once und Track-at-once unterstützt.
Viele CD-R-Erstellungspaktete lassen Ihnen die Wahl zwischen der Erstellung eines kompletten Images einer CD auf Platte und dem, was "on-the-fly"-Schreiben genannt wird. Jede Methode hat ihre Vorteile.
Disc-Imagedateien werden manchmal "virtuelle CDs" oder "VCDs" genannt (nicht zu verwechseln mit VideoCD). Dies sind komplette Kopien der Daten, wie sie auf der CD erscheinen werden und Sie müssen folglich genug freien Festplattenspeicher haben, um die komplette CD fassen zu können. Das könnten 650MB für eine CD-ROM oder 747MB für eine Audio-Disc sein, wenn 74-Minuten-Rohlinge benutzt werden. Wenn Sie Audio- und Datentracks auf Ihrer CD haben, wäre da ein ISO-9660-Dateisystem-Image für den Datentrack und ein oder mehrere 16-bit-44,1KHz-Stereosound-Images für die Auiotracks.
(Auf dem Mac können Sie stattdessen ein HFS-Dateisystem für den Datentrack nutzen. Sie können ein Image mit der Mac-CD-Brennsoftware erstellen oder es als DiskCopy-Imagedatei erstellen und den Datenzweig unter einem anderen Betriebssystem brennen.)
On-the-fly-Recording benutzt oft ein "virtuelles Image", bei dem der komplette Datensatz untersucht und angeordnet wird, aber nur die Dateicharakteristika gespeichert werden, nicht die Daten. Der Inhalt der Dateien wird gelesen, wenn die CD geschrieben wird. Diese Methode benötigt weniger freien Festplattenspeicher und kann Zeit sparen, aber erhöht das Risiko von Buffer Underruns (Pufferleerläufen) (siehe (4-1)). Mit der meisten Software bringt das mehr Flexibilität, weil es einfacher ist, Dateien in einem virtuellen Image hinzuzufügen, zu entfernen und zu sortieren als in einem physischen.
Eine CD, die aus einer Imagedatei erstellt wurden, wäre identisch mit einer, die mit die mit on-the-fly erstellt wurde, angenommen, daß auf beide dieselben Dateien gespeichert wurden. Die Wahl, welchen Modus man nutzt, hängt von der Vorliebe des Nutzers und den Fähigkeiten der Hardware ab.
Es gibt Subcode-Flags im Q-Kanal für jeden Track:
CD-RW ist die Kurzform für "CD-Rewritable" (wiederbeschreibbare CD). Früher wurde sie "CD-Erasable / löschbare CD" (CD-E) genannt, aber ein paar Marketingleute haben den Namen geändert, so daß es nicht so klingt, als ob wichtige Daten zufällig gelöscht werden könnten. Der Unterschied zwischen einer CD-RW und CD-R ist, daß CD-RWs gelöscht und wiederbeschrieben werden können, während CD-Rs nur einmal beschreibbar sind. Abgesehen davon werden sie einfach wie CD-Rs benutzt.
Lassen Sie mich das verdeutlichen: sie werden einfach wie CD-Rs benutzt. Sie können Packet Writing auf CD-R und CD-RW benutzen und Sie können Ton mit Disc-at-once auf CD-R und CD-RW brennen. Einige Software kann CD-RW etwas anders handhaben, weil man mit ihr Dinge tun kann, wie einzelne Dateien zu löschen, aber die Brenntechnologie ist fast identisch.
CD-RW-Laufwerke benutzen Phase-Change-Technology (Phasenänderungstechnik). Anstelle "Blasen" und Deformationen in der bebrennbaren Farbstoffschicht zu machen, wird der Materialzustand in der beschreibbaren Schicht von der kristallinen in die anamorphe Form geändert. Die verschiedenen Zustände haben verschiedene Brechungsindizes und können so optisch unterschieden werden.
Diese Discs sind weder mit Standard-CD-R-Laufwerken zu beschreiben, noch von den meisten älteren CD-Lesegeräten lesbar (die Reflektivität von CD-RW liegt weit unter der von CD und CD-R, deshalb wird ein Schaltkreis für automatische Verstärkungsregelung (Automatic Gain Control) benötigt, um das zu kompensieren). Die meisten neuen CD-ROM-Laufwerke unterstützen CD-RW-Medien, aber nicht alle von ihnen werden CD-RWs mit voller Geschwindigkeit lesen.
Einige ältere Audio-CD-Player und viele neue können mit CD-RWs umgehen, aber viele können das nicht. Wenn Sie Audio-CDs auf CD-RW-Medien erstellen wollen, vergewissern Sie sich, daß Ihr Player mit ihnen klarkommt.
Alle CD-RW-Rekorder können auf CD-R-Medien schreiben, folglich ist der einzige Grund, keinen CD-RW-Brenner zu kaufen, der Preis. Einige Internet-Seiten stecken sie gern in komplett verschiedene Kategorien mit den Namen "CD-Rekorder" und "CD ReWriters", aber die Unterschiede zwischen den beiden rechtfertigen eine solche Trennung nicht. Denken Sie sich einen "CD ReWriter" als einen CD-Brenner, der auch von CD-RW-Medien Gebrauch machen kann.
Seltsamerweise kann es einfacher für ein DVD-Laufwerk sein, eine CD-RW zu lesen als eine CD-R; das liegt an der Art, wie die Medien konstruiert sind.
CD-RW-Medien sind teurer als CD-Rs, aber neuliche Preissenkungen haben den Unterschied deutlich geschmälert. Es gibt ein Limit, wie oft ein Bereich einer Disc wiederbeschrieben werden kann, aber die Zahl ist relativ hoch (der Orange Book verlangt 1000, aber einige Hersteller haben behaupten soviel wie 100.000). Natürlich unter Laborbedingungen. Wenn Sie die Disc nicht sorgfältig behandeln, werden Kratzer, Schmutz, Fingerabdrücke und andere Hindernisse es dem Laufwerk erschweren, die Disc zu lesen.
Es kommt vor, daß CD-RWs Geschwindigkeitseinstufungen auf sich kodiert haben, damit Discs, die für die Aufnahme mit 2-facher Geschwindigkeit zertifiziert wurden, nicht mit 4-facher Geschwindigkeit gebrannt werden können (das gilt auch für 1x). Um die Dinge noch weiter zu komplizieren, werden verschiedene Medien für Hochgeschwindigkeits-CD-RW-Laufwerke benötigt (jene, die 4x überschreiten). Siehe http://www.emediapro.com/EM2000/writer11.html für eine Erklärung.
Wenn Sie entscheiden, ob Sie ein Laufwerk wollen, das CD-RW unterstützt, siehe Abschnitt (5-16).
Die einzigen Discs, die ein DVD-Player garantiert abspielt, sind DVDs. Unterstützung für CD-ROM, CD-R und CD-RW kann enthalten sein, ist aber keinesfalls garantiert.
CD-R wurde entworfen, um von einem infraroten 780nm-Laser gelesen werden zu können. DVD nutzt einen sichtbaren roten 635nm- oder 650nm-Laser, der nicht hinreichend von den organischen Farbstoffpolymeren in CD-R-Medien reflektiert wird. Deswegen können viele DVD-Player keine CD-R-Medien abspielen. Einige DVD-Player haben zwei Laser, damit sie CD-Rs lesen können. Für eine technische Diskussion, siehe http://www2.osta.org/osta/html/cddvd/intro.html und http://www.emedialive.com/EM1998/bennett3.html.
CD-RWs werden anders hergestellt und können manchmal auch auf Playern funktionieren, die CD-R-Medien nicht verarbeiten können. Wenn CD-R-Medien nicht funktionieren, versuchen Sie, sie auf CD-RWs zu kopieren (vorausgesetzt, Ihr Player unterstützt CD-RW).
Einige DVD-ROM-Laufwerke können keine Multisession-Discs lesen. Im allgemeinen können DVD-ROM-Laufwerke trotzdem (im Gegensatz zu DVD-Playern) CD-R-Medien lesen.
Wenn auf dem Karton nicht steht, daß etwas unterstützt wird, nehmen Sie lieber an, daß es diese Funktion nicht gibt. Achten Sie auf die Logos MultiRead oder MultiPlay, die andeuten, daß DVD-Player oder DVD-ROM-Laufwerke CD-Rs und CD-RWs lesen können.
Siehe außerdem "Ist XXX kompatibel mit DVD" in der DVD FAQ:
http://www.dvddemystifiziert.de/dvdfaq.html#2.4.3>[die Links wurde auf die deutsche Version umgesetzt, Anm. d. Übers.]
http://www.dvddemystifiziert.de/dvdfaq.html#2.4.4
Vielleicht, aber es ist das beste, wenn Sie ein "Combo"-Laufwerk bekommen können, das auch CDs beschreibt.
CDs beginnen, die ehrwürdige alte 3,5" Floppydisk als universellstes physikalisches Format zu ersetzen. Wenn Sie Ihre Musik oder Daten mit anderen austauschen wollen, sind CD und CD-ROM das beste für Sie. DVD-ROM-Laufwerke und DVD-Player sind nicht so erfolgreich, wie die Industrie es sich erhofft hatte. Ende 2000 bot ein großer Computerverkäufer ein "Upgrade" für seine Systeme von DVD-ROM-Laufwerk auf CD-Brenner an.
DVD-R-Rekorder und -Medien sind immer noch ziemlich teuer im Vergleich zu CD-R, obwohl sie schon auf der Verbraucherebene sind. Ein Beispiel:: http://www.electroweb.com/product/hard.htm verkaufte Februar '98 ein Pioneer CDVR-S101 DVD-Recordable-Laufwerk für US$18K. Im Juni '99, hatte dieselbe Seite einen Pioneer CDVR-S201 für US$5100. Im Oktober 2001 stand der Pioneer DVR-A03PK für $699 zum Verkauf und der Preis der Medien war von $50 auf $15 pro Disc gefallen.
Mitte 2001 begann Apple, ein Laufwerk für High-end-Macintoshes zu verkaufen, das CD-R und DVD-R beschreiben konnte. Wenn man es sich leisten kann, ist es nützlich, beide Formate schreiben zu können.
Brenner für verwandte Formate wie DVD-RAM und DVD-RW sind für weniger erhältlich, aber sie sind nicht sehr kompatibel zu aktuellen DVD-Playern. HP und einige andere Firmen fördern das Format DVD+RW, welches mit DVD-Playern kompatibel und wiederbeschreibbar ist. Siehe http://www.dvdplusrw.org/.
Wie schon in Abschnitt (0-2) erwähnt, wird diese FAQ nicht auf DVD-Brenner ausgedehnt. Siehe http://www.dvddemystifiziert.de/dvdfaq.html [Link verändert, Anm. d. Übers.].
Das erste, was man darüber wissen muß, ist daß es zwei Arten Jitter bei Audio-CDs gibt. Die übliche Bedeutung von "Jitter" bezieht sich auf einen zeitbasierten Fehler, wenn digitale Samples zurück in ein analoges Signal konvertiert werden; siehe den Artikel über Jitter auf http://www.digido.com/ für eine Erklärung. Die andere Form von "Jitter" wird im Zusammenhang mit digitaler Audioextraktion von CDs gebraucht. Diese Art "Jitter" verursacht die Verfälschung oder Überspringung von extrahierten Audiosamples. (Einige Leute meinen zu Recht, daß letztere Verwendung des Terminus "Jitter" ein Mißbrauch ist, aber wir scheinen daran gebunden zu sein.)
"Jitter-Korrektur", in beiden Bedeutungen des Wortes, ist der Prozeß des Kompensierens von Jitter und die Wiederherstellung des Tons zu der beabsichtigten Form. Dieser Abschnitt bezieht sich auf (die inkorrekte Benutzung des Worts) "Jitter" im Bezug auf die digitale Audioextraktion.
Das Problem tritt auf, weil die CD-Spezifikation von Philips keine blockgenaue Adressierung verlangt. Während die Audiodaten in einen Puffer eingespeist werden (ein FIFO (als erstes rein - als erstes raus), bei dem Hoch- und Tief-Wasserzeichen die Umdrehungsgeschwindigkeit kontrollieren), werden die Adreßinformationen für die Audioblöcke aus dem Subcode-Channel herausgezogen und in einen anderen Teil des Controllers eingespeist. Weil die Daten- und Adressierungsinformationen getrennt sind, ist der CD-Player nicht in der Lage, den exakten Beginn eines jeden Blocks zu bestimmen. Die Ungenauigkeit ist gering, aber wenn das System, das die Extraktion macht, stoppen und Daten auf die Platte schreiben muß, und dann dorthin zurückkehren soll, wo es aufgehört hat, kann es nicht genau dieselben Stelle finden. Als eine Folge daraus startet der Extraktionsprozeß ein paar Samples früher oder später, was in doppelten oder ausgelassenen Samples resultiert. Diese Störungen klingen wie kurzes wiederholtes Klicken während der Wiedergabe.
Auf einer CD-ROM haben die Blöcke ein 12-Byte-Synchronisationsmuster im Header sowie eine Kopie der Blockadresse. Es ist möglich, den Anfang eines Blocks zu identifizieren und die Blockadresse zu bekommen, indem man nur die FIFO-Daten betrachtet. Deswegen ist es so viel einfacher, einen einzelnen Block aus einer CD-ROM zu entnehmen.
Mit den meisten CD-ROM-Laufwerken, die digitale Audioextraktion unterstützen, kann man jitter-freien Ton bekommen, indem man ein Programm benutzt, das den ganzen Track auf einmal extrahiert. Das Problem mit dieser Methode ist, daß wenn die Festplatte, auf die geschrieben wird, nicht hinterherkommt, werden einige Samples übersprungen. (Das ist einem CD-R-Pufferleerlauf ähnlich, aber weil der Ausgabepuffer, der bei der DAE benutzt wird, kleiner ist als ein CD-R-Eingabepuffer, wird das Problem vergrößert.)
Die meisten neueren Laufwerke (fast alle je produzierte Plextor-Modelle) basieren auf einer Architektur, die es ermöglicht, den Anfang eines Blocks genau zu erkennen.
Ein Ansatz, der gute Resultate verspricht, ist die Jitterkorrektur durch Software. Das bindet überlappendes Lesen ein, die Daten werden dann verschoben, um Überlappungen an den Rändern zu finden. Die meisten DAE-Programme machen Jitterkorrektur.
Einige Informationen über die "goode olde days" findet man in Robert Starretts Artikel "The History of CD-R", zu erreichen unter http://www.roxio.com/en/support/cdr/historycdr.html.
Die ersten CD-Player gab es am 1. Oktober 1982 in japanischen Geschäften. CD-R-Technologie wurde erst 1988 eingeführt. Für eine Zeitleiste, siehe http://www.oneoffcd.com/info/historycd.cfm.
In den späten 1980ern kosteten CD-Brenner tausende Dollar und waren Teil von Systemen der Größe einer Waschmaschine. Discs kosteten je US$100,00.
Die Lage verbesserte sich 1995, als Yamaha den CDR100 (der erste 4x-Brenner) für die Kleinigkeit von US$5000,00 anbot. September 1995, veröffentlichte HP den 4020i (ein 2x-Brenner, der auf dem Philips CDD2000 basiert) für weniger als US$1000,00. Die Medien kosteten etwa US$8,00, jedoch waren 80-Minuten-Rohlinge extrem selten und teuer (je US$40,00, wenn Sie überhapupt einen finden konnten).
Eigentlich tun sie das. Es ist wahr, daß Audio-CDs alle 2352 Byte pro Block für Soundsamples verwenden, während CD-ROMs nur 2048 Byte pro Block verwenden, wobei das meiste des Rests an die ECC (Error Correcting Code)-Daten geht. Die Fehlerkorrektur, die Ihre CDs so klingen läßt, wie sie es sollten, auch wenn sie verschmutzt oder verkratzt sind, wird auf einer niedrigeren Ebene angewandt. Auch wenn es keinen so großen Schutz auf einer Audio-CD wie auf einer CD-ROM gibt, ist das immer noch genug, um nahezu perfekte Tonqualität unter widrigen Umständen zu liefern.
Alle Daten, die auf CD geschrieben werden, nutzen CIRC (Cross-Interleaved Reed-Solomon Code)-Kodierung. Jede CD hat zwei Ebenen der Fehlerkorrektur, genannt C1 und C2. C1 korrigiert Bitfehler auf dem niedrigsten Level und C2 wird auf Bytes in einem Frame angewandt (24 Bytes pro Frame, 98 Frames pro Sektor). Zusätzlich werden die Daten interleaved und im großen Bogen verteilt. (Deswegen sollte man eine CD immer von der Mitte nach außen reinigen und nie mit kreisenden Bewegungen. Ein kreisförmiger Kratzer führt zu mehreren Fehlern innerhalb eines Frames, während ein radialer Kratzer die Fehler über mehrere Frames verteilt.)
Wenn es zu viele Fehler gibt, wird der CD-Player die Samples interpolieren, um einen vernünftigen Wert zu bekommen. Dadurch haben sie keine nervigen Klickgeräusche oder ähnliches in Ihrer Musik, auch wenn die CD schmutzig und die Fehler unkorrigierbar sind. Das Interpolieren benachbarter Datenbytes auf einer CD-ROM würde nicht gut funktionieren, also werden die Daten ohne Interpolation wiedergegeben. Die zweite Ebene von ECC und EDC (Error Detection Codes) läßt Ihre CD-ROM auch bei mehr Fehlern lesbar bleiben.
Es sollte darauf hingewiesen sein, daß nicht alle CD-Player gleich sind. Es gibt verschiedene Strategien für die Dekodierung von CIRC, einige besser als andere.
Einige CD-ROM-Laufwerke können die Anzahl der unkorrigierten C2-Fehler an die Anwendung zurückmelden. Dadurch kann eine Audioextraktionsanwendung garantieren, daß der extrahierte Ton mit dem Original übereinstimmt. Das Plextor UltraPlex 40 ist ein solches Gerät.
Siehe http://www.cdpage.com/dstuff/BobDana296.html für eine Übersicht über die Fehlerkorrektur aus der Sicht des Medientestens. Wenn Sie wirklich alle schmutzigen Details wissen wollen, schauen Sie unter http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/kuhn/cdmulti/95x7/iec908.htm.
MiniDiscs, oder MDs, sind kleine (64mm) Discs, die etwa 140MB Daten oder 160MB Audio fassen. Durch eine ausgeklügelte Kompressionstechik sind sie in der Lage, Audio im Verhältnis 5:1 zu komprimieren, dadurch ergibt sich eine Kapazität von 74 Minuten mit geringen oder keinen hörbaren Unterschieden in der Qualität. Wie bei den CD-Brennern gibt es MD-Recorder, die man mit dem Computer verbinden kann und MD-Recorder, die man mit der Stereo-Anlage verbinden kann.
Es gibt gepreßte MDs, die CDs in der Erstellung ähnlich sind und wiederbeschreibbare MDs, die magneto-optische Technologie benutzen. Audio-MD-Recorder sind im allgemeinen bequemer als selbständige CD-Rekorder, weil der Wiedergabemechanismus eine flexiblerer Struktur der Audiodaten erlaubt, somit kann man einen Titel aus der Mitte der MD löschen und dann einen längeren Titel schreiben, der über mehrere Orte auf der Disc verteilt ist. Die aktuelle Generation der MD-Technologie wird kaum CD-R oder DAT ersetzen können, weil Audiopuristen die verlustbehaftete Kompression verachten, die bei ihr genutzt wird. MD wird öfter als ein Ersatz für analoge Kassetten angesehen, beide gleichen sich in Portabilität und Beschreibbarkeit, MD übersteigt aber die Haltbarkeit der Kassette und bietet besseren Direktzugriff.
Computerbasierte MD-Rekorder können Daten schreiben, aber können vielleicht keinen Ton aufnehmen. Überprüfen Sie die technischen Daten genau.
Eine Fülle an Informationen gibt es bei http://www.minidisc.org/. Wenn Sie CD auf MD oder MD auf CD-R transferieren wollen, schauen Sie dort nach. (Früher war es Eintrag #37 in der FAQ, aber nun anscheinend nicht mehr.)
Eine Disc, zu der man Daten hinzufügen kann, ist "offen". Alle Daten werden in die aktuelle Session geschrieben. Schließen Sie die Session, wenn Sie mit dem Schreiben fertig sind. Wenn Sie eine Multisession-Disc machen wollen, öffnen Sie gleichzeitig eine neue Session. Wenn Sie keine neue Session öffnen, können Sie später keine mehr öffnen, was bedeutet, daß es dann unmöglich ist, der CD-R noch Daten hinzuzufügen. Die gesamte Disc wird als "abgeschlossen" betrachtet.
Der Prozeß des Änderns einer Session von "offen" zu "abgeschlossen" wird "Finalisieren", "Fixieren", oder einfach nur "Abschließen" genannt. Wenn Sie die letzte Session schließen, haben Sie die Disc finalisiert, fixiert bzw. abgeschlossen.
Eine Disc mit nur einer Session hat drei grundlegende Regionen: Lead-in, enthält das Table of Contents (oder TOC); der Programmbereich, welcher die Daten und/oder die Audiotracks enthält; und der Lead-out, welcher mit Nullen gefüllt ist und das Ende der Disc "polstert" (Padding). Bei einer "offenen" Disc mit nur einer Session ist noch kein Lead-in oder Lead-out geschrieben worden.
Wenn Sie Daten auf eine Disc schreiben und die Session offen lassen, wird das TOC -- welches dem CD-Player oder CD-ROM-Laufwerk sagt, wo die Tracks sind -- in einen separaten Bereich geschrieben, den Program Memory Area, oder PMA. CD-Brenner sind die einzigen Geräte, die auf den PMA schauen, deswegen kann ein Standardwiedergabegerät Daten in einer offenen Session nicht sehen. CD-Player würden keine Audiotracks finden und CD-ROM-Laufwerke würden keinen Datentrack sehen. Wenn die Session finalisiert ist, wird das TOC in den Lead-in-Bereich geschrieben, damit andere Laufwerke die Disc erkennen können.
(Etwas zum Ausprobieren: schreiben Sie einen Audiotrack auf eine leere CD und lassen Sie die Session offen. Legen Sie die Disc in den CD-Player. Einige Player werden die Existenz einer Disc leugnen, einige werden die Disc auf eine unglaubliche Geschwindigkeit beschleunigen und werden diese auch beim Auswerfen beibehalten, wiederum andere machen anderes wirres Zeug. Das TOC ist wichtig!)
Wenn Sie die aktuelle Session schließen und eine neue öffnen, werden Lead-in und Lead-out der aktuellen Session geschrieben. Ein TOC wird in den aktuellen Lead-in geschrieben, der auf das etwaige TOC der nächsten Session zeigt. Diese Prozedur wird für jede geschlossene Session wiederholt, was zu einer Verkettung von Links von einem Lead-in-Bereich zum nächsten führt. Gewöhnliche Audio-CD-Player können keine TOC-Links verfolgen, also können sie nur Tracks der ersten Session sehen. Ihr CD-ROM-Laufwerk, sofern es nicht defekt oder prähistorisch ist, erkennt Multisession-Discs und wird die erste Session, die letzte Session, oder eine dazwischen ausgeben, je nachdem was das OS ihm erzählt und was es kann.
Einige CD-ROM-Laufwerke, besonders einige alte NEC-Modelle, sind pingelig bei offenen Sessions und machen Probleme, wenn sie versuchen, das Lead-In von einer noch offenen Session zu lesen.Sie folgen der Kette an Links im Lead-In jeder Session, aber wenn sie zur letzten kommen, können sie kein gültiges TOC finden und kommen durcheinander. Obwohl diese Laufwerke Multi-session unterstützen, benötigen sie eine geschlossene letzte Session, bevor die Disc gelesen werden kann. Glücklicherweise verhalten sich die meisten Laufwerke nicht so.
Wenn Sie im Modus Disc-at-once (DAO) schreiben, wird der Lead-In ganz zum Anfang des Prozesses geschrieben, weil die Inhalte des TOC schon bekannt sind. Bei den meisten Brennern gibt es keine Möglichkeit, festzulegen, daß mehr als eine Session im DAO-Modus gebrannt werden soll, deswegen ist die Erstellung einer Multisessiondisc im DAO-Modus für gewöhnlich nicht möglich. Solche Discs müssen mit Track-at-once (TAO) oder Session-at-once (SAO) erstellt werden.
Wenn Sie bestimmte Versionen von Windows benutzen, wird die Funktion Auto Insert Notification die CD-R "entdecken", sobald das TOC geschrieben ist. Das kann zum Scheitern des Brennprozesses führen, weshalb Windows-Software die AIN bei Bedarf automatisch an- und abschalten kann. Andernfalls, wenn man im Modus Track-at-once schreibt, wird die Finalisierung fehlschlagen; im Modus Disc-at-once wird es nahe dem Anfang sein. In beiden Fällen werden wird der Schreibtestlauf gelingen, weil das TOC in einem Testdurchlauf nicht geschrieben wird.
Packet-written Discs unterliegen denselben Regeln bei den offenen und geschlossenen Sessions, deswegen müssen sie finalisiert werden, bevor Sie auf einem CD-ROM-Laufwerk gelesen werden können. Das Dokument "Packet Writing - Intermediate" im Leitfaden von http://www.mrichter.com/cdr/primer/primer.htm geht bei diesem Thema mehr ins Detail. (Manche Leute beziehen sich auf Packet writing mit "PAO", für packet-at-once.)
Die blutigen Details gehen darüber hinaus, was hier geschrieben steht. Zum Beispiel hat das Lead-in auf einer CD-R eigentlich einen voraufgenommenes TOC, das die physikalischen Parameter der Schreibschicht spezifiziert, wie die benötigte Laserschreibstärke und Informationen über die Disc, wie die maximale Anzahl der Blöcke, die geschrieben werden können ("ATIP", erörtert in Abschnitt (2-38)). Sie müssen sich für gewöhnlich nicht um solcherlei Dinge sorgen.
Es gibt absolut nichts Besonderes bei den Audiodaten, die auf CD kodiert werden. Der einzige Unterschied zwischen "rohen" 44,1KHz-16-bit-Stereo-WAV-Dateien und CD-Audio besteht in der Anordnung der Bytes.
Es ist nicht nötig, eine WAV- oder AIFF-Datei in ein spezielles Format zu konvertieren, um sie auf CD zu schreiben, sofern Sie kein Format benutzen, daß Ihre Brennsoftware nicht unterstützt. Zum Beispiel brennt einige Software nicht auf der Grundlage von MP3-Dateien oder WAV-Dateien, die nicht in der richtigen Abtastfrequenz sind. Sie müssen nichts Spezielles mit dem von CD extrahierten Ton tun. Er ist bereits im Format, das fast jedes Programm versteht.
Setzen Sie nur das korrekte Format für Ihren Ton -- unkomprimiertes 44,1KHz, 16-bit, Stereo, PCM -- und die Software, die Sie nutzen, wird den Rest für Sie erledigen. All die ausgefallenen Sachen wie Fehlerkorrektur und Trackindizierung finden auf einer niedrigeren Ebene statt.
Lassen Sie sich nicht von Programmen verwirren (wie dem Win95-Explorer), die ".CDA"-Dateien anzeigen. Das ist nur ein einfacher Weg, die Audiotracks anzuzeigen und nicht das Dateiformat selbst. Siehe Abschnitt (2-36).
Das MultiRead-Logo weist darauf hin, daß ein CD- oder DVD-Laufwerk alle existierenden Formate lesen kann, inklusive CD-ROM, CD-DA, CD-R und CD-RW. Siehe Beschreibung bei http://www.osta.org/specs/multiread.htm. Das Vorhandensein dieses Logos auf einem CD-ROM-Laufwerk bedeutet *nicht*, daß es DVDs lesen kann.
MultiPlay hat genau dieselbe Funktion, ist aber für Verbraucher-CD- und -DVD-Player gedacht.Siehe http://www.osta.org/specs/multiplay.htm.
Das hängt davon ab, was aufgenommen wird, wie es aufgenommen wird, und wie weit der Prozeß war.
Wenn der Fehler im Lead-in aufgetreten ist, bevor irgendwelche Daten geschrieben wurden, ist die Disc vermutlich nicht brauchbar. Einige Laufwerke, besonders einige Sony-Modelle, haben eine "repair disc"-Option, die das Schließen der aktuellen Session erzwingt. Damit kann man in einer zweiten Session zusätzliche Daten auf die Disc schreiben, aber alles aus der ersten Session ist nicht verfügbar.
Fehler beim Finalisieren der Disc sind eventuell korrigierbar. Manchmal wird das TOC vor dem Fehler noch geschrieben und die Disc kann so benutzt werden, wie sie ist. Manchmal kann man eine "Disc finalisieren"-Option vom Programmmenü verwenden. Manchmal wird der Brenner sich weigern, sich mit einer teilweise finalisierten Disc zu befassen.
Fehler mitten beim Schreiben erzeugen eine CD-ROM, der man nicht trauen sollte. Einige Daten werden vorhanden sein, andere wiederum nicht. Das Verzeichnis der Disc kann eventuell mehr Verzeichnisse anzeigen als es eigentlich gibt und man weiß nicht, welche wirklich existent sind, bis man nicht versucht hat, sie zu lesen.
Audio-CDs, die im Modus Disc-at-once aufgenommen wurden, sind ein Spezialfall. Weil das TOC am Anfang geschrieben wird, ist die Disc in einem Standard-CD-Player auch lesbar, wenn der Schreibprozeß nicht finalisiert wurde. Sie werden dazu in der Lage sein, Tracks bis zu dem Punkt abspielen zu können, an dem das Beschreiben fehlschlug.
Wenn Sie ein Packet-writing-Programm wie DirectCD benutzen, besagen die Erfahrungen der Leute aus dem Usenet, daß man entweder 100% in Ordnung oder 100% im A. ist. Das Hilfsprogramm ScanDisk, das mit DirectCD 2.5 geliefert wird, kann Ihnen vielleicht helfen.
Dieses Phänomen ist den Benutzern bekannt, die schon einmal Digitalton von einer CD-R extrahiert haben. Sehr oft resultiert das Kopieren einer Audio-CD in einer exakten Kopie der Tondaten, nur mit ein paar hundert zusätzlichen Nullbytes am Anfang (und einer entsprechenden Anzahl fehlender Bytes am Ende). Weil das der Hinzufügung von ungefähr einer Hundertstelsekunde Stille am Anfang der Disc entspricht, ist das nicht wirklich wahrnehmbar.
Die wirkliche Anzahl an hinzugefügten Bytes kann von Disc zu Disc leicht variieren, aber ein bestimmter Recorder fügt für gewöhnlich dieselbe Anzahl bei. Es ist meist weniger als ein Sektor (2352 Byte).
Einer Nachricht eines Yamaha-Technikers zufolge liegt das Problem in der mangelnden Synchronisation zwischen den Tondaten und den Subcodekanälen, "Jitter" ziemlich ähnlich, beschrieben in Abschnitt (2-15). Dieselben Datenflußprobleme, die es erschweren, beim Lesen den Start eines Blocks zu finden, erschwerden auch das Schreiben der Daten und der Identifizierungsinformationen in Sychronizität. Dem Techniker zufolge können keine Änderungen der Firmware oder der Laufwerkselektronik das Problem lösen.
Das Kopieren von Kopien von Audio-CDs würde in einer schrittweise größeren Lücke resultieren, aber es ist selbst nach einigen Generationen unwahrscheinlich, sie hören zu können.
Sie können bis zu 99 Tracks haben. Weil die Tracknummer als zweistellige Dezimalzahl gespeichert wird, beginnend mit der "01" (BCD-kodiert, falls Sie sich wundern), ist es nicht möglich, diese Anzahl zu überschreiten.
Tracks müssen mindestens 4 Sekunden lang sein, um dem Standard zu entsprechen. In der Praxis haben CD-Brenner verschiedene Auffassungen darüber, wie kurz ein Track sein kann, aber die meisten Brenner werden sich weigern, einen Track zu schreiben, der kürzer als eine Sekunde lang ist.
Das Maximum an Dateien ist vom benutzten Dateisystem abhängig. Bei ISO-9660 können Sie (theoretisch) so viele haben, wie sie wollen. In der Praxis interpretieren DOS oder Windows die Disc intern als ein FAT16-Dateisystem, folglich sind Sie auf etwa 65.000 Dateien beschränkt, wenn Sie eine breite Kompatibilität wollen.
SCMS ist das "Serial Copy Management System" / "Serienkopierverwaltungssystem". Das Ziel ist es, dem Konsumenten zu erlauben, eine Kopie des Originals zu machen, aber nicht eine Kopie einer Kopie. Analoge Aufnahmemedien, wie die Tonbandkassette und das VHS-Videoband, verschlechtern sich zusehends mit jeder aufeinanderfolgenden Kopie. Digitale Medien leiden nicht im selben Maße an Generationenverlust, deshalb hat die Industrie eine Funktion hinzugefügt, die denselben Effekt hat.
Sie werden mit SCMS zu tun haben, wenn Sie Phonogeräte der Verbraucherklasse benützen. Profiausrüstung und -rekorder, die man mit dem Computer verbindet, sind durch es nicht beschränkt. Siehe Abschnitt (5-12) für mehr über die Unterschiede dieser Gerätetypen.
Das System arbeitet so, daß es kodiert, ob das Material geschützt ist oder nicht, und, ob die Disc ein Original ist oder nicht. Die Kodierung wird mit einem einzelnen Bit getätigt, das entweder an ist, aus ist oder alle fünf Frames an/aus wechselt. Der Wert wird wie folgt gehandhabt:
Wenn Sie einen Verbraucher-CD-Recorder benutzen, wird Sie SCMS davon abhalten, Kopien von geschütztem Material zu machen. Es wird Sie nicht darin behindern, Kopien von Originaldiscs anzufertigen, die Sie gekauft haben und es wird Sie nicht daran hindern, ungeschützte Discs zu kopieren.
Im Bezug dazu stehende Seiten:
http://www.oade.com/tapers/scms1.html
http://www.mitsuicdrstore.com/SCMS_nh.html
http://www.xs4all.nl/~jacg/dcc-faq.html
Im allgemeinen nicht, aber es kommt vor, daß einige selbständige Verbraucher-Audio-CD-Rekorder eine schreiben. Die Recorder Unique Identifier (RID) ist ein 97-bittiger Code, der alle 100 Sektoren geschrieben wird. Sie besteht aus einer Markennamenkennzeichnung, einer Typennummer und einer Laufwerksseriennummer. Rekorder wie der Philips CDR870 schreiben die RID, um die Verbreitung urheberrechtlich geschützten Materials zu hemmen.
Windows zeigt etwas in der Art von "Volume Serial Number is 4365-0FED" an. Es scheint keine Möglichkeit zu geben, das zu kontrollieren. Einige meinen, daß die Seriennummer anhand der Daten auf der Disc generiert wird, ähnlich der Weise, wie Audio-CDs (meistens) auf Grundlage der Anzahl und Länge der Tracks identifiziert werden können.
Bei Disketten und Festplatten wird die "Seriennummer" aus dem Datum und der Zeit generiert, zu der sie formatiert werden. Die vier Bytes sind:
Das TOC (Table Of Contents / Inhaltsverzeichnis) identifiziert die Startposition und Länge der Titel auf der Disc. Das TOC ist auf allen CDs vorhanden. Wenn dem nicht so wäre, wäre die Disc auf einem CD-Player oder CD-ROM-Laufwerk nicht lesbar. CD-Brenner schreiben das TOC als Teil des "Finalisierens der Disc". (Abschnitt (2-19) liefert mehr Details über das Finalisieren.)
Ein "Verzeichnis" ist eine Liste aus Dateien. Wenn Sie Mac-Benutzer sind, sind Sie wahrscheinlich den Begriff "Ordner" gewohnt. Es ist ein Teil eines Dateisytems wie ISO-9660 oder HFS, die auf den meisten CD-ROMs sind. Tontitel haben keine Dateien, deshalb haben sie auch keine Verzeichnisse.
Es hindert Sie nichts daran, ein FAT16- oder Linux-ext2-Dateisystem direkt auf CD-ROM zu brennen. Ob Sie die Disc dann lesen können oder nicht, ist eine andere Frage. (Das Linuxkommando "mount" sollte es Ihnen ermöglichen, fast alles als read-only zu mounten, aber Windows ist da vielleicht nicht ganz so bereitwillig.) Die CD-Spezifikation definiert das TOC und es gibt klare Standards für bestimmte Dateisysteme, aber [AFAIK] nichts in der CD-Spezifikation macht das Füllen des Datentracks mit bestimmten Datentypen vonnöthen.
Im allgemeinen Sprachgebrauch ist ein "ISO" eine Datei, die ein komplettes Abbild einer Disc enthält. Solche Dateien werden oft verwandt, wenn CD-ROM-Images über das Internet übertragen werden. Je nachdem, wen man fragt, bezieht sich "ISO" entweder auf alle Discabbilder oder nur auf bestimmte Arten.
Der engeren Definition nach wird ein "ISO" erstellt, indem die ganze Disc von Sektor 0 bis zum Ende in eine Datei kopiert wird. Weil die Imagedatei "cooked" 2048-Byte-Sektoren enthält und nichts anderes, ist es nicht möglich, etwas anderes als einen einzelnen Datentrack auf diese Art zu speichern. Audiotracks, Mixed-mode-Discs, CD+G, Multisession und andere ausgefallene Formate Formate können nicht dargestellt werden.
Um das zu umgehen, haben Softwarefirmen ihre eigenen Formate entwickelt, die diverse Formate speichern *können*. Corel entwickelte CIF, welches immer noch bei Roxios Easy CD Creator im Einsatz ist. (Was bedeutet "CIF"? Niemand weiß es, aber "Corel Image Format" ist besser als gar keine Definition.) Jeff Arnolds CDRWIN erstellt sie als "BIN"-Dateien mit eigenem die Inhalte beschreibenden "Cue sheet". Man kann eine BIN/CUE-Kombi mit "binchunker" entpacken, welches nun in Fireburner integriert ist (Abschnitt (6-1-50)).
Eine ".DAT"-Datei kann fast alles sein, aber meist ist es eine Videodatei von einer VideoCD. Ein Programm auf http://www.vcdgear.com/ kann .DAT in .MPG konvertieren und Brennprogramme wie Nero können sie direkt schreiben.
Eine ".ISO"-Datei, die ein Image eines ISO-9660-Dateisystems enthält, kann auf viele Arten manipuliert werden: sie kann auf CD-ROM geschrieben werden; mit Linux' "loopback"-Dateisystem als Laufwerk gemountet (z.B. "mount ./cdimg.iso /mnt/test -t iso9660 -o loop"); kopiert auf eine Festplattenparitition und unter UNIX gemountet; oder mit WinImage (Abschnitt (6-2-2)). Es gibt keine Garantie, daß eine ".ISO"-Datei ISO-9660-Dateisystemdaten enthält. Und es kommt ziemlich häufig vor, daß sich Leute auf Dinge als "ISO" beziehen, die es nicht sind.
Eine ".SUB"-Datei scheint Subchanneldaten zu enthalten. Einige Programme geben diese zusätzlich zu den o.g. Formaten aus.
Nun haben wir viele verschiedene Dateierweiterungen, u.a. ISO, BIN, IMG, CIF, FCD, NRG, GCD, PO1, C2D, CUE, CIF, CD, und GI. Smart Projects' IsoBuster von http://www.isobuster.com/ kann fast jedes Imageformat öffnen und manipulieren.
(Der Rest dieses Abschnitts ist philosophisches Geschwafel, das übersprungen werden kann. Dies soll mehr illustrativ denn faktisch sein und jedweder Bezug zu tatsächlichen Ereignissen ist rein zufällig.)
Der Begriff "ISO" ist scheinbar eine Abkürzung von "ISO-9660 Discimage", was an sich etwas verdächtig ist. ISO-9660 ist ein Standard, das am häufigsten auf CD-ROM verwendete Dateisystem definiert. Er definiert kein Discimageformat. "ISO-9660 Dateisystemimage" wäre passender.
Wenn man ein CD-ROM-Abbild aufnimmt oder generiert, muß man es irgendwie nennen. Wenn eine CD-ROM aus einer Ansammlung aus Dateien in ein ISO-9660-Dateisystemimage generiert wurde, wurde es in eine Datei mit der Erweiterung ".ISO" gespeichert. Diese Imagedatei konnte dann auf eine CD-ROM geschrieben werden. So passierte es, daß die generierten Imagedateien in der Struktur nicht anders als die Images waren, die von anderen CD-ROMs extrahiert werden konnten; um die Sache einfach zu belassen, wurden die extrahierten Discimages auch ".ISO" genannt.
(Einige Programme benutzten das passendere ".IMG", aber leider war das weniger verbreitet.)
Das bedeutet, daß wenn man einen Datentrack von einer Disc mit HFS-Dateisystem oder ISO-9660-Dateisystem extrahierte, er ".ISO" genannt wurde. Das ergibt etwa soviel Sinn, als würde man eine 1,4MB-PC-Diskette mit HFS formatieren, ein Abbild erstellen und dieses dann "FAT12-Diskettenabbild" nennen, weil Disketten üblicherweise mit FAT formatiert werden. Es spielt trotzdem keine große Rolle, weil unabhängig davon, was in der Datei war, die Software denselben Prozeß benutzt, um sie auf CD-R zu schreiben.
Als Ergebnis dieser Dateierweiterungskonvention wurde jede Datei, die ein Sektor-für-Sektor-CD-ROM-Abbild enthielt, als "ISO-Datei" bezeichnet. Als die CD-Brenner ihre Hochzeit hatten und viele Leute begannen, Imagedateien zu tauschen, wußten die Neulinge nicht, daß es einen Unterschied zwischen einem Imagetyp und einem anderen gab und begannen, *jede* Art Discimage "ISO" zu nennen.
Heutzutage ist es nicht allzu unüblich, Nachrichten darüber zu sehen, wie man von einer Audio-CD "ein ISO macht", was ja nun wirklich überhaupt keinen Sinn ergibt.
Weitere Trivialitäten: "ISO" bezieht sich auf die International Organization for Standardization. Weil der Name der Organisation in verschiedenen Sprachen verschiedene Abkürzungen haben würde ("IOS" auf english, "OIN" auf französisch), nutzten sie ein aus dem Griechischen entlehntes Wort, "isos", welches "gleich" bedeutet. Siehe http://www.iso.org/.
Die vorherrschende Überzeugung ist, daß sie von den Entwicklern der CD gewählt wurde, weil sie ein Format haben wollten, auf das Beethovens Neunte Symphonie paßt. They were trying to figure out what dimensions to use, and the length of certain performances settled it.
Es gibt verschiedene Versionen dieser Geschichte. Einige sagen, ein Künstler von Polygram (dann Teil von Philips) namens Herbert von Karajan wollte, daß sein Lieblingsstück auf eine Scheibe paßt. Andere sagen, die Frau des Sony-Vorsitzenden wollte, daß ihre Lieblingssymphonie darauf paßt. Ein Interview im Juli 1992, herausgegeben von _CD-ROM Professional_, berichtet, daß ein Mr. Oga von Sony diese bestimmte Anfrage gestellt hat. (Das ist fast zweifellos Norio Ohga, welcher 1982 Vorsitzender und COO von Sony wurde und seitdem ein hochrangiger leitender Angestellter ist.)
Die Website "urban legends" liefert einige interessante Artikel für diejenigen, die das Thema weiterverfolgen wollen. Die Beziehung von Beethovens Neunter zu der Länge wird im alt.folklore.urban-FAQ-Listing "als wahr angenommen" angegeben, aber keiner bestimmten Variante wird beigepflichtet.
http://www.urbanlegends.com/misc/cd/cd_length_skeptical.html http://www.urbanlegends.com/misc/cd/cd_length_karajan.html http://www.urbanlegends.com/misc/cd/cd_length_origin.html
Ein anderer Eintrag:
http://www.snopes2.com/music/media/cdlength.htm
Eine Suche im Internet wird eine Vielzahl "sehr glaubwürdiger Quellen" enthüllen, mit allerhand Variationen des Themas.
Sie haben die Session noch nicht geschlossen. Die Einlaufspur, die das TOC (Abschnitt (2-27)) enthält, wird nicht geschrieben, wenn die Session nicht geschlossen ist. Es wird ein sichtbar großer Raum freigelassen. Lesen Sie Abschnitt (2-19) für weitere Details darüber, was passiert, wenn Sie die Disc schließen.
Sie sehen den schmalen unbeschriebenen Streifen, wenn Sie:
Wenn Sie in Disc-at-once brennen, wird der Lead-in umgehend geschrieben, so daß Sie nach einem Fehler keine Lücke sehen.
BURN-Proof (oder BurnProof) ist eine unglückselige Abkürzung von "Buffer-Under-RuN Proof". Die Technik erlaubt es einem, Buffer underruns zu vermeiden, indem der Schreibprozeß ausgesetzt und fortgeführt wird, wenn der Brennerpuffer dabei ist, sich zu leeren. (Siehe Abschnitt (4-1) wenn Sie sich nicht mit Buffer underruns auskennen.)
Idealerweise wären die Ergebnisse des unterbrochenen und ununterbrochenen Schreibens identisch. In der Praxis kann ein kleiner Defekt an der Stelle auftreten, an der das Schreiben unterbrochen wurde. Sanyo empfiehlt 4-fache oder schnellere CD-ROM-Laufwerke und Audioausstattung, die 1995 oder später hergestellt wurde, zur Wiedergabe.
Der allgemeine Konsens ist, daß diese Techniken effektiv sind und nicht zu bemerkbaren Defekten führen.
Es gibt verschiedene, konkurrierende Techniken. Hier ein Beispiel dessen, was es alles gibt (beachten Sie, daß viele dieser Namen geschützt sind):
Fast alle Brenner, die 2001 oder später angekündigt wurden, haben eine Variante der Buffer underrun protection.
Einige verwandte Technologien:
Es scheint drei Arten DVD-Player zu geben:
Wenn Ihnen das Abspielen von CD-Ra in Ihrem DVD-Player wichtig ist, vergewissern Sie sich, daß der Player diese Funktion beherrscht, bevor Sie ihn kaufen. Siehe Abschnitt (2-13).
Es ist ein wenig ungewiß, was der Player tut, um die CD-R-Medien zu zerstören. Der Leselaser müßte mit einer Wellenlänge und Intensität arbeiten, welche die Aufnahmefarbschicht verändern würden.
Es gibt keine bekannte Fälle, in denen DVD-ROM-Laufwerke Discs zerstört haben.
Viele der Medienhersteller mit den "großen Namen" stellen ihre Medien nicht selbst her. Stattdessen kaufen sie von anderen Herstellern und pressen ihr Logo auf die Discs. Im allgemeinen ist das keine schlechte Sache, weil die Discs als gut genug befunden wurden, daß die große Mark willens war, ihren Firmennamen auf das Produkt zu setzen.
Wenn Sie einen wählerischen Brenner oder Player haben, hilft es jedoch, in der Lage zu sein, verschiedene Medien auszuprobieren. Wenn Sie einige verschiedene Marken kaufen und sie alle vom selben Hersteller stammen, ist es wahrscheinlich, daß sie sich alle gleich verhalten und Ihre Zeit und Ihr Geld waren unnütz.
Also... woher weiß man, wer ein Medium wirklich hergestellt hat? Die kurze Antwort lautet: man kann es nicht wissen.
Es ist verlockend, zu glauben, CD-R-Medien-Identifikationsapplikationen (z.B. Abschnitt (6-2-9)) gäben einem die Antworten, die man bräuchte. Unglücklicherweise sind die Daten, die man erhält, bestenfalls unzuverlässig. Charles Palmer von cd-recordable.com hatte folgendes zur Herstelleridentifikation zu sagen:
"Zwei Dinge, die viele Benutzer dieser Programme immer als Evangelium hochhalten, sind der Medienhersteller und die Farbstoffdaten. Diese zwei Anzeigen sind nahezu wertlos.Die einzige verläßliche Information in der "ATIP"-Region ist die Disclänge. Siehe Abschnitt (2-38) für weitere Bemerkungen.Der Grund dafür ist, daß viele CD-R-Hersteller (wie CD-Recordable.com) ihre Preßmatrizen (die Nickelform, in der alle CD-R-Substrate geformt werden) von Dritten gekauft werden. Diese dritte Partei (entweder ein anderer Dischersteller oder eine Masteringfirma) kodiert die Daten, die diese 'Identifikations'programme lesen, zu der Zeit, wenn die Glasmasterplatte kodiert wird. Die 'Hersteller'information, die kodiert wird, ist üblicherweise der Name der Firma, die den Master angefertigt hat. Weil Preßmatrizen aus diesen Mastern an Dischersteller auf der ganzen Welt verkauft werden, werden alle Discs dieser Hersteller von diesen Matrizen dieselben 'Hersteller'informationen enthalten. Informationen, die offensichtlich ziemlich fehlerhaft und irrelevant sind. Sehr selten wird die 'Hersteller'information, die auf der CD-R kodiert ist, über irgendetwas anderes als den ursprünglichen Macher des Masters Auskunft geben. [...]
Der zweite Teil der Daten (der Farbstofftyp) ist auch dubios. Weil die meisten Master/Preßmatrizen-Konfigurationen dafür ausgelegt sind, zu speziellen Farbstofftypen (Phthalocyanine, Cyanine, Azo, Etc) zu passen, zeigt die 'Farbstoff'information, die kodiert wird, wenn der Master produziert wird, den Farbstoff auf, für den der Master ausgelegt ist. Selbstverständlich ist das kein Garant dafür, daß der Hersteller, der diese Preßmatrizen kauft, sie auch mit dem dafür vorgesehen Farbstoff benutzt. Es ist durchaus möglich, daß eine Preßmatrizen/Farbstoff-Kombination von einem CD-R-Hersteller benutzt wird, die der 'Farbstoff'information, die auf den Master kodiert ist, widerspricht. Deshalb ist diese Information potentiell genauso irreführend wie die 'Hersteller'daten, die davor erläutert wurden."
Ja. Mit DTS (Digital Theater Sound) kodierte CDs halten den Red Book-Standard größtenteils ein. Der Hauptunterschied ist, daß der Ton mit DTS anstatt 44,1KHz 16-bit Stereo PCM kodiert ist. Wenn Sie eine in einen Audio-CD-Player legen, wird er die Tracks erkennen und versuchen sie abzuspielen, was in zischendem Rauschen endet.
Sie können DTS-CDs so kopieren, wie Sie es mit jeder anderen Audio-CD tun würden. Zu versuchen, sie in MP3s zu konvertieren ist wirklich keine gute Idee -- sie sind bereits in einem komprimierten Format.
Üblicherweise spielt man DTS-kodierte CDs mit einem DVD-Player ab, der mit einem DTS-fähigen Receiver verbunden ist. Der DVD-Player leitet den Mehrkanalton an den Receiver über eine S/PDIF-Verbindung weiter. Viele DTS-CDs sind in 5.1-Surroundsound kodiert, was nicht schlecht ist.
Der "Red Book"-Standard für Audio-CDs hat 44100 Samples pro Sekunde gewählt, wobei jedes Sample 16-bit Stereo PCM ist. PCM ist eine gute Wahl für das Kodieren von Ton, Stereo wird meistens erkannt und unterstützt, und es ist sehr einfach, Daten in 16-bit-Quantitäten mit existierender Hard- und Software zu manipulieren.
Warum 44100? Warum nicht eine glatte Zahl wie 44000, oder eine runde binäre Zahl wie 44032? Warum nicht 32KHz oder 48KHz?
Allgemein gesagt, kann das menschliche Ohr Töne bis zu 20KHz hören. Gemäß einem klugen Mann namens Nyquist muß man mit der doppelten Rate samplen. Weil es Unvollkommenheiten bei der Filterung gibt, sollte man etwas mehr als 40KHz verwenden.
Nach John Watkinsons _The Art of Digital Audio_, 2nd edition, Seite 104, ist die Wahl der Frequenz ein Artefakt der Ausstattung, die man während der frühen Digitaltonforschung benutzt hat. Das Speichern von Digtialton auf einer Festplatte war unpraktisch, weil die Kapazität, die für 1-Mbps-Ton benötigt wird, zu teuer war. Man nutzte stattdessen Videorecorder und speicherte die Samples als Schwarz/Weiß-Level. Wenn man die Anzahl der 16-bit-Stereosamples nimmt, die man auf eine Zeile bekommt, diese dann mit der Anzahl der aufgenommenen Zeilen in einem Feld und der Anzahl an Feldern pro Sekunde multipliziert, erhält man die Abtastfrequenz. Es stellte sich heraus, daß NTSC und PAL (die Videostandards in den USA/Japan und Europa) eine Rate von 44100 Samples pro Sekunde benutzen können. Diese Rate wurde in die Definition der Compact Disc übernommen.
Die Samplingrate für "professionelles" Audio, 48KHz, wurde ausgesucht, weil sie ein einfaches Vielfaches von bei anderen gewöhnlichen Formaten genutzten Frequenzen ist, z.B. 8KHz für Telefone. Es ist ziemlich schwer, eine gute Umwandlung von 48KHz auf 44,1KHz zu erreichen, was es erschwert, sagen wir mal eine Audio-CD mit einem "Verbraucher"-DAT-Deck zu kopieren. (Nun gut, einige Verbraucher-DAT-Decks unterstützen jetzt 44,1KHz, aber anfänglich konnten nur "Professional"-Decks mit der niedrigeren Frequenz umgehen.)
Es gibt einen relativ geringen Unterschied in der hörbaren Qualität zwischen 44,1KHz und 48KHz, weil die leichte Erhöhung der Frequenzwiedergabe außerhalb der menschlichen Hörfähigkeit liegt. Einige unhörbare Töne erzeugen "Beats" mit hörbaren Tönen und haben deswegen einen nennenswerten Einfluß, aber die Verbesserung von 44,1 auf 48 ist bestenfalls marginal.
Eigentlich sind .CDA-Dateien überhaupt keine richtigen Dateien.Windows zeigt die Tracks auf einer Audio-CD als ".CDA"-Dateien nur der Bequemlichkeit wegen an. Zum Beispiel können Sie eine Dateiverknüpfung für ".CDA" erstellen und einen Audio-CD-Player aufrufen lassen, wenn Sie einen Track doppelklicken.
Die Tracks selbst sind in einem Format ähnlich einer normalen WAV- oder AIFF-Datei. Siehe Abschnitt (2-20).
DD-R und DD-RW sind Sony-Standards für "double-density / doppelt dichte" beschreibbare und wiederbeschreibbare CDs. Die Discs fassen 1,3GB Daten und sie sind relativ billig, aber sie sind mit aktuellen CD- oder DVD-Playern nicht kompatibel. Man kann die Discs nur in einem DD-R/DD-RW-Laufwerk lesen.
Die Brenner bilden etwa das Mittel zwischen CD-R und DVD-R in Sachen Speicherkapazität und Preis, aber der Mangel an Kompatibilität vermindert ihre Nützlichkeit. Die Laufwerke sollen auf CD-R- und CD-RW-Medien aufnehmen können.
ATIP ist eine Abkürzung für Absolute Time In Pregroove (Spielzeit im Preegroove). Alle CD-Rs und CD-RWs haben eine vorgeschnittene Spiralnut (spiral groove), die leicht hin- und herschwankt. Die Rille hält die Spurhaltung des Kopfs aufrecht und die Schwankung (wobble) (sinusförmig mit einer Frequenz von 22,05KHz) liefert Timinginformationen an den Brenner. Das Wobble ist mit einem +/-1KHz-Signal frequenzmoduliert, was ein absolutes Zeittaktsignal erzeugt, bekannt als Absolute Time In Pregroove (ATIP).
In der Einlaufspur, die den Anfang der Disc darstellt, kann das ATIP-Signal ausgelesen werden, um einige Informationen über die Disc zu bekommen. Die einzige wirklich nützliche Information ist die Anzahl der Blöcke auf der Disc, die durch die Länge des vorgeformten Grooves bestimmt wird.
Das ATIP-Signal enthält auch einige Informationen über den Discbauweise und den Hersteller, aber siehe Abschnitt (2-33) für einige Anmerkungen über dessen Nützlichkeit. http://www.orangeforum.or.jp/e/reference/index.htm hatte auch einmal ATIP-Informationen, aber der "Disc Identification Method"-Link ist nun paßwortgeschützt.
"ML" ist die Kurzform von "MultiLevel". Geräte und Medien, die von Calimetrics entworfen sind (http://www.calimetrics.com/) rühmen sich der 3x Speicherkapazität und der 3x Schreibgeschwindigkeit normaler CD-Rs und CD-RWs.
Die CD-Technologie funktioniert, indem das von der Oberfläche der Disc reflektierte Licht gemessen wird. Traditionelle Discs haben zwei Ebenen ("Pit" und "land"), ML-Discs haben eine mehr. Indem die effektive Bitdichte der Medien erhöht wird, kann man dreimal soviel Daten in einer Umdrehung der Disc speichern, was gleichermaßen die Speicherkapazität und die Schreibgeschwindigkeit erhöht.
Die Technologie erfordert kleinere Änderungen an der existierenden Hardware und für ML-Recording optimierte Discs. Discs, die mit ML-Geräten beschrieben werden, sind nicht kompatibel mit bestehenden CD-Playern und CD-ROM-Laufwerke. Jedoch wird von ML-Brennern erwartet, daß sie auch auf CD-R-/CD-RW-Medien aufnehmen, demzufolge könnte ML-Unterstützung eine preiswerte Bonusfunktion für neue Laufwerke sein.
[ Sie wurde Anfang 2002 angekündigt, wurde aber nie als Verbraucher-CD-Technologie verwirklicht. ]
CD-MRW ist der Arbeitsname für ein CD-RW-Speicherformat, entwickelt von der Mount Rainier Working Group (http://www.mt-rainier.org/). Die Gruppe Mount Rainier hat Spezifikationen für die OS-Unterstützung von CD-RW und DVD+RW erstellt, mit dem endgültigen Ziel, Disketten und ähnliche Formate zu ersetzen (z.B. Zip-Disketten).
EasyWrite ist ein Marketing-Logo für Mount Rainier-kompatible Laufwerke. Laufwerke können mit dem Logo verkauft werden, wenn sie die Kompatibilitäts- und Robustheitstests bestehen.
Dieser Standard wird von Compaq, Microsoft, Philips und Sony gefördert. Auf der Webseite wird behauptet, daß es von "über 40 Branchenführern", unterstützt wird, inklusive OS-Verkäufern und PC-OEMs.
Was das für Sie bedeutet: 500+MB ziemlich schneller Speicher, der keine lange Formatierung benötigt oder für den spezielle Software installiert werden muß. Discs, die mit Mount Rainier erstellt sind, scheinen die Daten etwas anders als andere UDF-Lösungen zu organisieren, deshalb gibt es einige Kompatibilitätsprobleme.
Yamaha entwickelte Audio Master Quality Recording, um den höheren "Jitter" bei gebrannten CDs zu kompensieren. Das ist nicht die Art Jitter wie bei der "Jitterkorrektur" in CD-Rippern (2-15). Das ist der "Jitter", über den Leute reden, die ausgefallene Stereoausrüstung verkaufen.
Jitter ist Zeitbasisfehler. Es ist keine Verfälschung von digitalen '1'en und '0'en, es ist eine Störung der Zeitgabe, in der die '1'en und '0'en ihr Ziel erreichen. Das betrifft nicht die Tonextraktion, also brauchen Sie sich um diese Art Jitter nicht zu sorgen, wenn Sie eine CD lesen oder rippen. Sie brauchen sich darum nicht zu kümmern, wenn Sie eine CD hören.
Das digitale Signal wird in analogen Prozessen von der CD gelesen. Verschiedene Faktoren können das Signal vom Ankommen am richtigen Ort zur richtigen Zeit abhalten. Hochwertige CD-Player können diese Anomalien korrigieren, aber viele nicht.
AMQ vergrößert die Länge der Pits und Lands auf der CD, um ein stabileres Signal zu erzeugen. Das reduziert die Aufnahmekapazität der CD -- eine 74-Minuten-Disc faßt nur 63 -- aber produziert einen bemerkbar besseren Ton (sagt Yamaha). Der Prozeß funktioniert, weil CD-Player automatisch die Rotationsgeschwindigkeit anpassen.
Yamahas Erklärung: http://www.yamaha.ca/computer/cp_AudioMQR.asp
Siehe auch Abschnitt (4-18-2).
Wenn Sie je auf eine aufgenommene CD-R geschaut haben, haben Sie vielleicht gemerkt, daß die beschriebenen und unbeschriebenen Bereiche anders aussehen. Das ist meist als geringer Farbunterschied zu erkennen. Durch das Kontrollieren des Schreiblasers ist es möglich, die Disc auf eine Art zu markieren, die dem menschlichen Auge eher etwas sagt als einem CD-Player. Leider ist die Menge an Kontrolle, die man braucht, nicht ohne Firmware-Support erreichbar.
Mitte 2002 kündigte Yamaha "DiscT@2" (disc tattoo) an. Das ermöglicht Graphiken mittlerer Auflösung (ca. 250dpi) auf den Teilen der Disc, die nicht beschrieben werden. Yamaha behauptet, 256 Farbschattierungen zu ermöglichen (grün, blau, oder welche Farbe auch immer die Disc hat), trotzdem funktioniert es am besten mit dunkelblauen Azo-Discs. Für weitere Details und einige Bilder, siehe:
Im März 2004 kündigte HP eine andere Idee an: man dreht die Disc um und brennt etwas auf die Labelseite. Das macht ein verändertes Laufwerk und spezielle Medien vonnöten, aber es ermöglicht hochauflösende Etikettierung ohne Tinte oder Klebeetiketten. Die Technologie, genannt "LightScribe", wird auf http://www.lightscribe.com/ beschrieben.
Dieser Abschnitt ist nur für Leute gedacht, die wirklich wissen wollen, was im Innersten abläuft. Sie müssen das nicht verstehen, um erfolgreich eine CD zu beschreiben. Sie werden aber CD-Player mehr zu schätzen wissen und besser verstehen, wie einige Kopierschutze funktionieren.
Die Abschnitte sind aus der Perspektive des Lesens einer Disc geschrieben. Im allgemeinen ist der Prozeß einfach umgekehrt, wenn geschrieben wird.
Ich habe versucht, den Mittelweg zwischen zuwenig Information und zuviel Detail zu finden. Meine Hoffnung ist, daß wenn Sie das gelesen haben, Sie ein umfassendes Verständnis haben, wie ein CD-Player ein lumpiges Stück Plastik in Musik verwandelt und genau wissen, wo Sie mehr über weitere Details erfahren können. Wenn Sie die Art Detailreichtum eines Lehrbuchs haben wollen, im Abschnitt (2-43-6) sind einige aufgelistet.
CD-Player benutzen einen nahezu infraroten 780nm-Laser. Das sichtbare Lichtspektrum wird generell von 400nm bis 700nm angegeben; einige Leute können Licht mit mehr als 720nm sehen.(DVD nutzt roten Laser - 635nm oder 650nm.)
Das Laufwerk strahlt einen Laser durch das Polycarbonat (Plastik) auf der "Unterseite" der Disc. Das wird durch die Reflektivschicht zurückgeworfen, wandert wieder zurück durch das Polycarbonat und wird durch einen Photosensor im Laufwerkskopf gelesen. Der Brechungsindex von Polycarbonat liegt bei etwa 1,55, das Laserlicht wird beim Eintritt gebrochen, das ermöglicht einen viel genaueren Fokus für den Laser (von 800um an der Unterseite des Polycarbonats bis etwa 1,7um an der Metalloberfläche). Das minimiert den Effekt von Staub und Kratzern, weil die Auswirkungen der Oberflächenverschmutzungen reduziert werden, wenn die Laserfokusweite reduziert wird. Ein 400um-großer Schmutzpartikel auf der Oberfläche einer CD würde einen auf 200um auf der Oberfläche fokussierten Laser völlig blockieren, hat aber einen geringen Effekt auf einen CD-Player.
Wenn der Photosensor einen starken Strahl sieht -- der CD-Standard verlangt, daß die Signalstärke mindestens 70% bei einer vollen Refelektierung beträgt -- weiß er, daß er sich über "Land" bewegt. Wenn er eine schwächere Reaktion sieht, bewegt er sich über ein "Pit". Technisch gesehen, bewegt er sich "unter" einem Pit oder Land, von seiner Perspektive aus gesehen ist ein "Pit" eigentlich ein Bump (Erhöhung). Die Höhe des Bumps beträgt 1/4 der Laserwellenlänge im Polycarbonat, also hat das vom Bump reflektierte Licht eine Phasendifferenz von einer halben Wellenlänge. Das reflektierte Licht von einem Pit und dem umgebenden Land heben sich folglich gegenseitig auf. (Die geometrische Anordnung ist eigentlich so, daß ein "Pit" etwa 25% der Intensität reflektiert anstatt 0%. Zum Beispiel sind Pits 0,5um breit oder etwa 1/3 der fokussierten Breite des Lasers.)
Es gibt viele optische Tricks mit der Polarisation von Licht und den Vorgängen an Beugungsgittern. Zum Beispiel nutzt der Kopf ein dreistrahliges selbstfokussierendes System, das den Laser auf der Spiralbahn richtig ausgerichtet hält und die korrekte Distanz zu der Unterseite der Disc wahrt. (Randnotiz: wenn benachbarte Schleifen der Spirale zu eng beieinander sind -- der "Spurabstand (track pitch)" ist zu gering -- kann die Spurhaltung des Lasers fehlschlagen. Deswegen sind 90- und 99-Minuten-Discs schwerer zu lesen und zu schreiben.) Es ist erwähnenswert, weil sich Licht in Polycarbonat langsamer bewegt, die Wellenlänge des Lasers in der CD ist näher an 500nm.
CD-Rs und CD-RWs haben keine Pits und Lands. Auf CD-R-Medien erhitzt der Schreiblaser den organischen Farbstoff auf etwa 250 Grad Celsius, wodurch er schmilzt und/oder chemisch abgebaut wird, um eine Vertiefung in der Schreibschicht zu bilden. Die Vertiefungen erzeugen die verminderte Reflektivität, die von dem Leselaser benötigt wird. Auf CD-RW-Medien ändert der Laser das Material zwischen dem kristallinen (25% Reflektivität) und amorphen (15% Reflektivität) Zustand. Das wird erreicht, indem es entweder über den Schmelzpunkt erhitzt wird (500° C bis 700° C) und man es dann schnell abkühlen läßt, um es in anamorphe Form umzuwandeln oder es bis zum Übergangspunkt erhitzt (200C) und dann langsam abkühlen laßt, damit es in den stabilen kristallinen Zustand zurückkehrt. Die niedrigere Reflektivität der CD-RW macht sie für die meisten älteren Player unlesbar.
Der Rest dieser Erörterung bezieht sich auf "Pits" und "Lands", trifft aber gleichermaßen auf gepreßte CDs, CD-Rs und CD-RWs zu.
Die Pits und Lands auf einer CD sind nicht direkt 1en und 0en. Anfang und Ende eines Pits (z.B. die Pitkanten) entsprechen 1en und alle anderen Bereiche -- in Pits und auf Lands -- entsprechen 0en. Die Anzahl an Nullen zwischen Pitkanten wird durch sorgfältiges Timing bestimmt. Das ist ein effizienter Ansatz, der einfach zu handhabende elektrische Signale erzeugt (es ist NRZI -- NonReturn to Zero Inverted -- was sich leicht in NRZ umwandeln läßt, dort sind 1en Hochspannung und 0en Niederspannung).
Das sorgfältige Timing ist möglich, weil CDs im wesentlichen selbstsynchronisierend sind. Mal angenommen, Sie haben eine Uhr, die einmal pro Sekunde tickt. Verpfropfen Sie Ihre Ohren und zählen Sie die Sekunden selbst, versuchen Sie, mit der Uhr schrittzuhalten. Entpfropfen Sie nach zehn Sekunden Ihre Ohren. Wenn Sie etwas abgekommen sind, können Sie sich der Uhr anpassen, ohne daß Sie sich sorgen müssen, daß Sie zu sehr abweichen. Sie können den Takt um etwa eine Viertelsekunde verpassen, aber Sie können einen Sekundenbruchteil nach vorn oder zurück ausgleichen und immer noch sicher sein, daß Sie und die Uhr die zehn Sekunden in etwa der gleichen Zeit erreichen.Versuchen Sie nun das selbe Experiment 10 Minuten lang. Wenn Sie Ihre Ohren entpfropfen, können Sie sich wieder mit der Uhrzeitgebung synchronisieren, aber wenn Sie keine extrem gute innere Uhr haben, ist es sehr unwahrscheinlich, daß Sie 10 Minuten gleich "ticken". Wenn Ihre Ohren so lange verpfropft sind, ist es sehr wahrscheinlich, daß Sie einige Sekunden abweichen.
CDs funktionieren auf dieselbe Weise. Jede Pitkante repräsentiert ein hörbares Uhrticken, während das Innere der Pits und Lands unhörbare Ticks darstellt. Wenn ein Pit oder Land zu lang ist, wird die Uhr des Laufwerks zu sehr abweichen und asynchron.(Deswegen sind "leere" Rohlinge nicht vollständig leer: sie haben eine vorgeschnittenen Spiralnut (spiral groove) mit einem "Wobble" (Hin- und Herschwanken), das der Rekorder als Zeitsignal nutzen kann. Eine genau genug gehende Uhr, um ein verläßliches Signal bei solchen Frequenzen zu erzeugen, ist zu teuer, um in ein Verbrauchergerät eingebaut zu werden. Der 22,05KHz-Wobble ist um +/-1KHz frequenzmoduliert, um ein ATIP-Signal zu erzeugen, daß im Einlaufspurbereich einige Bits mit Informationen zu der Disc enthält.)
Um Pits spezifischer Länge garantieren zu können, macht es der CD-Standard erforderlich, daß es mindestens 2 und höchstens 10 Nullen zwischen jeder Eins gibt. Das wird erreicht, indem jedes 8-Bit-Byte in einen 14-Bit-Wert konvertiert wird, ein Prozeß namens "Eight to Fourteen Modulation" (EFM).
Das kürzeste mögliche Pit (oder Land) repräsentiert folglich 3 EFM-Bits (100) und das längste 11 EFM-Bits (10000000000). Wenn ein einzelnes Bit die Zeit T benötigt, unter dem Lesekopf hervorzukommen, dann können Pits dieser Längen als 3T-Pits und 11T-Pits bezeichnet werden. Wenn das Laufwerk bei einer Suche an einer neuen Stelle ein Pit sieht, das kürzer als 3T oder länger als 11T ist, weißt es sofort, daß die Disc nicht bei der erforderlichen Geschwindigkeit rotiert und kann entsprechende Anpassungen vornehmen.
Zwischen jedem 14-Bit-EFM-Word gibt es drei "Mischbits".Weil CDs keine Strecken haben dürfen, die kürzer als 3T oder länger als 11T sind, ist es manchmal notwendig, daß ein EFM-Code von einer 1 oder 0 gefolgt wird. Angenommen, daß ein EFM-Code, der auf 1 endet, sofort von einem EFM-Code, der mit 1 beginnt, gefolgt würde. Die Mischbits dienen auch zur Vermeidung der Entstehung von Framesynchronisationsmustern, wo sie nicht erwünscht sind (siehe nächster Abschnitt).
Wenn es mehr als eine mögliche Anordnung an Mischbits gibt, die die Restriktionen für die Runlänge und das Syncmuster erfüllt, wird ein Muster gewählt, das die Niederfrequenzanteile des Signals minimiert. Das wird erreicht, indem der Digital Sum Value (DSV) minimiert wird, welcher sich errechnet, indem zu einem Zähler 1 für jedes T nach einem Übergang zu einem Land addiert wird und 1 für jedes T nach einem Übergang zu einem Pit subtrahiert wird. Das Hinzufügen einer 1 zu den Mischbits invertiert das Signal durch die Verursachung eines Übergangs von einem Pit zu einem Land oder umgekehrt. Die Minimierung des DSV ist wichtig, weil die Niederfrequenzsignale mit der Ausführung der Spurhaltung und des Fokussierservomechanismus interferieren.
Mit EFM gibt es mehr Bits zu kodieren, aber die höchstmögliche Frequenz im Ausgangssignal ist vermindert. Das Verhältnis der Anzahl der übertragenen Bits zu der Anzahl der an Übergängen auf dem Medium ist hoch, dadurch wird es zu einem effizienten Weg, die Daten zu speichern und den Takt trotzdem rekonstruieren zu können. Es ist außerdem erwähnenswert, daß ein 3T-Pit 0,833um lang ist, während der Laserlichtpunkt mit 1,7um knapp mehr als doppelt so lang ist. Wenn 2T- oder 1T-Pits erlaubt wären, hätte der Laser es schwer, sie zu erkennen. Deswegen ist es wichtig, daß Übergänge nicht zu häufig auftreten: der Laser leistet gute Arbeit bei der Berechnung der Zeit zwischen den Übergängen, aber er leistet weniger gute Arbeit beim Erkennen der Übergänge, wenn sie allzuschnell aufeinanderfolgen. Das Offensichtlichermachen der Übergänge erfordert, daß die Pits und Lands länger gemacht werden, was die Menge an Daten reduziert, die schließlich auf die Disc passen.(Siehe Beschreibung von AMQ in Abschnitt (2-41).)
EFM-Kodierung wird auf eine Folge von Bytes, genannt "Frame", angewandt. Einige Quellen, inklusive der Spezifikation SCSI-3 MMC, beziehen sich mit "Frame" auf einen CD-Sektor, aber das ist ein falscher Gebrauch des Worts. Ein Frame faßt bis zu 24 Byte Nutzdaten, 1 Byte Subcodedaten und 8 Byte Parity (Fehlerkorrektur), insgesamt 33 Byte.
Wenn von der Disc gelesen wird, gehen dem Frame ein 24-Bit-Synchronisationsmuster und 2 Mischbits voraus. Die Syncdaten haben ein einzigartiges Muster, das sonst nirgends auf der Disc zu finden ist und sie gewährleisten, daß der Lesekopf den Anfang eines Frames korrekt findet. (Das Muster ist 100000000001000000000010, drei Übergänge, getrennt durch 11T, was sonst nicht auftreten kann, weil die Mischbits speziell dafür ausgewählt sind, das zu vermeiden.) Wenn Sie nicht verstehen, warum ein Syncfeld wichtig ist, denken Sie daran, daß jedesmal, wenn der Lesekopf einen neuen Teil der Disc sucht oder durch einen Kratzer verwirrt ist, er in der Mitte eines Stroms 1en und 0en zu lesen beginnen muß und einen Sinn darin finden muß, was er da liest. Bis er ein Synchronisationsmuster sieht, weiß er nicht, ob er den Anfang oder die Mitte eines Frames ausliest, oder gar am Anfang oder der Mitte eines EFM-Worts ist.
Der Rest des 33-Byte-Frames wird als 14-Bit-EFM-Wert, gefolgt von 3 Mischbits, gelesen. Das bedeutet, daß es 588 (24 + 3 + (14+3)*33) "Kanalbits" in einem Frame gibt. Diese 588-Bit-Struktur nennt man "Kanalframe".
Wenn EFM dekodiert ist und die Mischbits weggelassen, erhält man ein "F3-Frame". Das Subcodebyte wird entfernt und die übrigen Daten (nun ein "F2-Frame") werden zum CIRC-Dekoder (Cross-Interleave Reed-Solomon) weitergegeben. Der Dekoder hat einen wichtigen Anteil daran, daß CDs und CD-ROMs funktionieren.
Die Rohfehlerrate von einer CD ist etwa 1 Fehler pro 100K bis zu 1 Million Bits. Das ist ziemlich gut, aber bei 4 Millionen Bit pro Sekunde (588 Kanalbits pro Frame x 98 Frames pro Sektor x 75 Sektoren pro Sekunde = 4,3218Mbps), summiert sich das schnell. CIRC-Kodierung nimmt die 192 Bit (24 Byte) an Daten und die 64 Bit (8 Byte) Paritätsdaten, mischt sie und macht verrückte mathematische Berechnungen (Galois Fields) mit ihnen. Die Bits werden von zwei Korrekturstufen verarbeitet, bezeichnet als C1 und C2. Die Wirksamkeit der Ergebnisse kann als Satz Fehlerzahlen ausgedrückt werden.
Fehler werden als zweizifferige Zahl angegeben, die mit der ersten Ziffer die Anzahl der Fehler aufzeigt und den CIRC-Dekoderstatus mit der zweiten Ziffer. Die E11-Anzahl beschreibt die Anzahl der (korrigierbaren) Fehler der Größe eines Zeichens im C1-Dekoder. E21 beschreibt die (korrigierbaren) Fehler der Größe zweier Zeichen im C1 und E31 beschreibt (im C1 unkorrigierbare) Fehler der Größe von drei Zeichen im C1. Die Summe dieser Zahlen ergibt die Block Error Rate / Blockfehlerrate (BLER), ein Maß der korrigierbaren und unkorrigierbaren Fehler. Der CD-Standard setzt das akzeptabele Limit auf 220 BLER-Fehler pro Sekunde fest, gemittelt über eine Strecke von 10 Sekunden.
Die E12-Anzahl beschreibt die (korrigierbaren) Fehler der Größe eines Zeichens im C2-Dekoder. Weil die Daten nach dem C1-Durchlauf vermischt (interleaved) werden, kann ein E31-Fehler bis zu 30 E12-Fehler erzeugen, deshalb ist hier eine hohe Fehlerrate nicht problematisch. E22 zählt die aus zwei Zeichen bestehenden (korrigierbaren) Fehler, welche ein schlechtes Zeichen sind. Die Summe aus E21 und E22 bilden eine burst error count / Bündelfehleranzahl (BST), welche dazu benutz werden kann, physische Defekte auf einer CD zu identifizieren.
Alle E32-Fehler, welche (unkorrigierbare) Fehler der Größe dreier Zeichen im C2-Dekoder darstellen, resultieren in beschädigten Daten. Bei einer Audio-CD wird interpoliert, bei einer CD-ROM müssen die Daten auf einer höheren Ebene repariert werden. (Das erklärt übrigens, wie einige Formen des Audio-CD-Kopierschutzes funktionieren. Der CD-Ersteller fügt der CD unkorrigierbare Fehler hinzu. Ein Audioplayer wird unhörbar über sie hinweginterpolieren, aber ein CD-ROM-Laufwerk, das digitale Audioextraktion durchführt, wird einfach die defekten Bits zurückliefern.) Einige Software, z.B.Plextors PlexTools, bezeichnet E32-Fehler als "CU-Fehler".
Mit CIRC verringert sich die Bitfehlerrate auf 1 von 10 bis 100 Milliarden. Die 24 Byte, die aus dem CIRC-Dekoder kommen, werden als "F1 Frame" bezeichnet.
Es ist erwähnenswert, daß die Subcodekanäle nicht CIRC-kodiert sind und deswegen die am wenigsten zuverlässigen Speicher sind, die direkt für den Nutzer zugänglich sind. Die EFM-Kodierung bietet etwas Schutz vor Einzelbitfehler, weil nur 256 der 16.384 möglichen Kombinationen gültig sind, aber ohne jedwede Paritätsbits ist das Beste, was das Laufwerk einem sagen kann, daß es die Daten nicht korrekt lesen konnte. Der Q-Subcodekanal, der sehr wichtige Informationen über die Disc enthalten kann, hat eine 16-Bit-CRC.
98 Frames mit 24 Bytes sind verbunden, um einen 2352-Byte-Sektor und 98 Byte Subcodedaten zu bilden. Der Sektor ist aus F1-Frames gebildet, welche bytevertauscht und vermischt sind und durch einen Descrambler (Entschlüßler) geschickt wurden. Der Zweck des Scramblers (Verschlüßlers) ist es, die Wahrscheinlichkeit zu vermindern, daß regelmäßige Bitmuster zu einem großen digitalen Summenwert führt.
Es sollte vermerkt werden, daß der 2352-Byte-Sektor die kleinste Einheit ist, die ein CD-ROM-Laufwerk Software erlauben wird, zu ändern. Erst nach alldem können CD-ROM-Operationen auf unterer Ebene, wie Lesen und Schreiben mit "RAW DAO-96", anfangen. Deswegen ist das Erstellen einer "Bit-für-Bit"-Kopie einer Disc verzwickt.
Ein Sektor auf einer Audio-CD enthält 2352 Byte Daten. 16-Bit-Stereosamples benötigen 4 Bytes pro Sample, also gibt es 2352/4 = 588 Samples pro Sektor. Bei 75 Sektoren pro Sekunde sind das 44100 Samples pro Sekunde (44,1KHz). Zu diesem Zeitpunkt ist die Erstellung einer Audio-CD im wesentlichen komplett. CD-Player führen die Samples durch einen DAC (oder S/PDIF-Verbindungsstück) und schließlich zu den Lautsprechern und senden die Subcodedaten an die Frontblendensteuereinheit, damit sie den HH:MM-Zähler und die Titelnummer aktualisieren kann.
Ein Sektor auf einer CD-ROM faßt 2048 Byte Nutzdaten, was 304 Byte für sonstige Zwecke übrig läßt. Jeder Datensektor fängt mit einem 16-Byte-Header an:
Das Modusbyte bestimmt, wie die übrigen 2336 Byte im Sektor aussehen:
CD-ROM/XA (eXtended Architecture / erweiterte Bauart) Modus 2 erweitert die Definition einer Modus-2-CD-ROM. Form 1 sieht wie eine leicht Abänderung eines Modus-1-Sektors aus, mit 8 Byte Platz vor den Nutzdaten, gefüllt mit einem Sub-header. Form 2, gedacht für komprimierte Ton-/Videodaten, hat einen 8-Byte-Sub-header, 2324 Byte Daten und einen optionalen 4-Byte-EDC-Code. Der Sub-header enthält einige Kanal- und Datentypflags (~marken).
Eine CD-Session muß in einem einzigen Modus geschrieben werden, aber die XA-Spezifikation erlaubt die Änderung der Form. Die Benutzung von CD-ROM/XA Mode 2 erlaubt es einem, zwischen erweiterter Fehlerkorrektur und erweiterter Datenkapazität zu wählen und, sich in einem Track mehrmals umzuentscheiden.
Es gibt 8 Subcodekanäle, bezeichnet als P,Q,R,S,T,U,V,W, oder manchmal kurz "P-W". (Der ECMA-130-Standard bezeichnet Subcodebytes als "Control bytes".) Jedes Frame enthält ein Byte Subcodedaten und jedes Byte enthält 1 Bit P, 1 Q und so weiter. Die Bytes von 98 aufeinanderfolgenden Frames werden kombiniert, eine Subcode"section" zu formen. Die ersten zwei Bit jedes Kanals werden für die Synchronisation genutzt, es bleiben 96 Bit nutzbarer Daten pro Kanal (daher der Name RAW DAO-96).
Die Kanäle P und Q werden durch den CD-Audio-Standard definiert. (Sie haben nichts mit den Paritätsfeldern P und Q zu tun.) Der P-Kanal wird dazu benutzt, den Anfang eines Tracks zu finden aber in der Praxis nutzen die meisten Laufwerke den ausgeklügelteren Q-Kanal. Q enthält vier Informationsstücke: Steuerung (4 Bit), Adresse (4 Bit), Q-Daten (72 Bit) und ein EDC (16-Bit-CRC).
Die Steuerbits bestimmen, ob der Track Ton oder Daten enthält, die Anzahl der Audiokanäle (Stereo oder Quadrophonie) und spezifizieren die Flags Digital Copy Permitted und Pre-emphasis. Die Adreßbits bestimmen das Format der The Q-Datensektion. Adreßmodus 1 enthält Informationen über Tracks, Modus 2 enthält eine Katalognummer (wie ein UPC-Code, konstant auf der gesamten Disc) und Modus 3 enthält den ISRC (International Standard Recording Code, gleichbleibend für einen Track, kann aber je Track unterschiedlich sein).
Eine Disc hat drei Hauptteile: die Einlaufspur, den Programmbereich und die Auslaufspur. Subcode-Q-Modus-1-Daten im Lead-in enthalten das Table of contents (TOC) für die Disc. Das TOC wird für den Fall der Beschädigung in der Einlaufspur kontinuierlich wiederholt (erinnern Sie sich, keine CIRC-Kodierung in den Subcodekanälen). Im Programm und in der Einlaufspur enthält Modus 1 Titelnummern, Indexnummern, Zeit innerhalb des aktuellen Tracks und absolute Zeit. Index 0 markiert den Start eines Pregaps (Pause) bevor der Tontitel beginnt, Index 1 markiert den Start der Musik und die Indezes 2 bis 99 sind normalerweise nicht gesetzt, können aber, falls gewünscht, hinzugefügt werden.
Die Fähigkeit, Track- und Indexmarkierungen beim Schreiben einer Red-Book-Audio-CD zu spezifizieren, wird oft als "PQ Editing" bezeichnet, weil diese Informationen in den P- und Q-Subcodes enthalten sind.
Die Subcodekanäle R bis W werden nicht durch den CD-Standard definiert, außer daß er bestimmt, daß sie auf Null gesetzt werden sollen, falls sie nicht genutzt werden. Sie werden aktuell für CD+G- (z.B. Karaoke) Discs, CD-Text und einige Formen des Kopierschutzes genutzt.
Es ist interessant, darauf hinzuweisen, daß während Bytes von 98 konsekutiven Frames genutzt werden, um eine Subcode"sektion" zu bilden, diese Frames nicht von einem einzelnen Sektor sein müssen. Es ist einer Subcodesektion möglich, in einem Sektor zu beginnen und im nächsten zu enden.
Sheesh.
Ein exzellentes Referenzwerk ist Ken Pohlmanns _Principles of Digital Audio, 4th edition_ (ISBN 0-07-134819-0), besonders Kapitel 9 (über Compact Discs) und Kapitel 5 (über Fehlerkorrektur). Wenn Sie etwas wollen, was etwas schlanker ist, nehmen Sie sein älteres _The Compact Disc Handbook, 2nd edition_, 1992 (ISBN 0-89579-300-8).
Ein anderes gutes Buch ist _The Art of Digital Audio_, 2nd edition, by John Watkinson, Focal Press, 1994 (ISBN 0-240-51320-7).
http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/kuhn/cdmulti/cdhome.htm hat ein paar interessante Seiten. Insbesodere gibt es eine gute Seite über CIRC auf http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/kuhn/cdmulti/95x7/iec908.htm und http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/kuhn/cdaudio/95x6.htm hat eine nette Erklärung zum Discaufbau und der Optik, besonders zum dreistrahligen Autofokus.
Die Seite auf http://www.tc.umn.edu/~erick205/Papers/paper.html liefert einige Hintergrundinformationen über Sampling, Aliasing, Dither, DACs und andere relevante Themen.
Sie erhalten eine Kopie des ECMA-130 von http://www.ecma-international.org/. Dieses Dokument beschreibt das Format einer CD-ROM, inklusive physikalische Dimensionen und optische Charakteristika, außerdem Sektorenformate und Q-Kanal-Spezifikationen. Es hat auch einige interessante Anhänge:
Wenn Sie den Quellcode für CIRC, RSPC, EDC und die Scramblefunktionen haben wollen, schauen Sie auf Heiko Eissfeldts edc_ecc.c (und entsprechende Dateien). Der Code ist Teil von Mode2CDMaker, CDRDAO und eventuell anderen.
Wenn Sie eine Erklärung von DSV und den damit verbundenen Problemen haben wollen, lesen Sie Philips' Patent auf den Sector Scrambler (US4603413) oder eines der verwandten Patente auf die Entfernung von DC-Inhalt von einem digitalen Signal. Der volle Text des Patents kann unter http://www.uspto.gov/ gefunden werden. Kurz:
"[...] Wenn die Frequenz solcher Oszillation vergleichsweise hoch ist, kann während der Leseoperation der Entscheidungsschwellwert für die Erkennung von Kanalbitsignalen eventuell ungenau gerendert sein. Als Resultat daraus wird die ausgelesene Information in so einem Ausmaße gestört sein, daß sogar die Fehlerkorrekturmittel Fehler nicht vermeiden können werden. Außerdem kann das Trackingsystem für die Kontrolle des Leselasers, der die Kanalbits liest, eventuell unfähig werden, den Laserstrahl genau zum Track positioniert zu halten."Es scheint, daß wenn der DC-Offset im Signal zu groß wird, der Lesekopf Probleme bekommt, die Disc zu "sehen". Das Spannungslevel in dem Photodetektor hat sich festgefahren, deshalb ist der Unterschied zwischen einem Pit und Land nicht zu erkennen.
Ein Artikel auf http://www.digit-life.com/articles2/magia-chisel/index.html untersucht, warum eine spezifische Datei nicht korrekt geschrieben werden konnte. Es stellt sich heraus, daß, nachdem sie durch den Scambler geschickt wurde, ein Teil der Datei einen Abschnitt hat, der mit dem Sektorheadersyncmuster übereinstimmt.
Für einige technische Informationen über die Bauart von CD-Rs schauen Sie auf die Seite uspto.gov und suchen nach relevanten Patenten. Zum Beispiel US5348841 beschreibt "Organic dye-in-polymer (DIP) medium for write-once-read-many (WORM) optical discs" (organisches Farbstoff-in-Polymer-Medium für einmal beschreibbare, vielfach lesbare optische Medien).
Nicht immer.
Digitale Ton-CDs sind den Tonkassetten und 8-Track-Bändern überlegen und digitale Video-DVDs sind VHS-Videobändern überlegen. Jedoch ist der analoge Film, der in einem Filmtheater gezeigt wird, höherwertig als DVD und die analogen Studiomasterbänder sind besser als eine Audio-CD. Die Geräusche, die ein Apple II von sich gibt, sind digital generiert, aber Sie wollen bestimmt nicht, daß Ihre CDs so spielen.
Einige Formate sind besser als andere. Die preisgünstigen Digitalformate für Verbraucher sind im allgemeinen den preisgünstigen Analogformaten überlegen (außer vielleicht bei 35mm-Film, obwohl sich das ändert). Das heißt nicht, daß "digital" besser ist als "analog", obwohl viele Leute diese Ansicht haben, weil die Verbraucherelektronikfirmen ihre Produkte auf diese Art vermarkten.
Digital hat einige Vorteile gegenüber analog. Der bedeutsamste ist die Fähigkeit, verschiedene Algorithmen anzuwenden, um das ursprüngliche Digitalsignal zu reproduzieren. Mit den meisten Formen der analogen Transmission ist die Rekonstruktion des Originalsignals ohne Rauschen und Störungen schwierig. Auf der anderen Seite wird mit zuviel Interferenz das digitale Signal unbrauchbar. NTSC-Fernseher (die Art, die in Nordamerika und Japan genutzt wird) können eine Transmission mit einem negativen S/N-Verhältnis darstellen, z.B. wenn mehr Rauschen als Signal vorhanden ist. (Wenn Sie kein Kind der "Kabelfernseh"generation sind, stellen Sie sich ein verschneites Bild vor, das aber immer noch erkennbar ist. Es war vielleicht eine Sportveranstaltung.)
Digital hat auch Nachteile, obwohl viele von ihnen durch sorgfältiges Systemdesign minimiert werden können. Das grundlegende Problem ist die Notwendigkeit, das digitale Signal wieder in ein analoges zu konvertieren. Die menschlichen Sinne sind analog, deshalb muß Ton in Spannungen konvertiert werden, die die Lautsprecher ansteuern und Video muß in Bildpunkte auf dem Bildschirm konvertiert werden. Das menschliche Auge ist sehr einfach zu täuschen -- man erneuere das Bild schnell genug und das Hirn wird glauben, daß die Bewegung ebenmäßig verläuft -- aber das Ohr ist unterscheidungsfähiger. Leichte Änderungen in Frequenz und Zeitgebung, besonders in einem Stereosignal, können erkannt werden.
Viele digitale Formate sind mit verlustbehafteten Techniken komprimiert. Algorithmen wie MPEG-2, MP3, DTS und SDDS entfernen Teile der Musik, um die Speichergröße zu vermindern. Die entfernten Teile sind häufig unhörbar, obwohl das davon abhängt, wieviel entfernt wird und wie gut Ihre Ohren sind..
Das Fazit daraus ist, daß es klug ist, darauf zu achten, was man bekommt. Nehmen Sie nicht einfach an, daß ein digitales Format besser ist, nur weil es digital ist.
Computer speichern Dinge als in "Bits", die entweder 0 oder 1 sein können. Um etwas auf einen Computer zu speichern, muß es in eine Serie aus Bits konvertiert werden. Dieser Prozeß nennt sich "Digitalisierung".
Sie haben vielleicht schon einmal einen Eierschneider gesehen. Falls nicht, stellen Sie sich ein Gerät vor, das wie ein auf einem Tisch ruhendes Buch aussieht. Anstatt Seiten hat er eine eierförmige Vertiefung und anstatt eines Buchdeckels einen Rahmen mit dünnen Drähten, die sich in vertikaler Richtung in regelmäßigen Intervallen darüber erstrecken. Sie heben die Klappe, legen das Ei ein und wenn Sie die Klappe herunterdrücken, schneiden die Drähte das Ei in dünne rundliche Scheiben.
Üblicherweise hilft es, das Ei vorher zu hartzukochen.
Angenommen, wir wollten ein Ei digitalisieren, damit wir ein fesches 3D-Modell machen können, um es auf einem Rechner darzustellen. Unser Schneider hat 9 Drähte, also können wir bis zu zehn Stücke erhalten. Wir placieren das Ei in das Gerät und schneiden es. Nun messen wir die Höhe jedes Stücks in Zentimetern (angenommen, die Stücke sind völlig rund), messen den Halbmesser mit Greifzirkel und runden auf den nächsten Zentimeter. Jede Scheibe kann von 0cm (das Ei war zu kurz, es gab keine Scheibe) bis 5cm (die Breite unseres Schneiders) lang sein.
Wenn wir fertig sind, haben wir etwas, das ähnlich folgendem aussieht:
Wenn wir versuchen, unser digitalisiertes Ei auf einem Computerbildschirm darzustellen, stoßen wir auf ein Problem. Das Bild sieht nicht wie ein glattes Ei aus. Stattdessen sieht es wie ein paar Treppenstufen in einer vagen eiförmigen Struktur aus. Die Größen sind auch nicht richtig: unser Originalei war eigentlich am breitesten Punkt 3,4cm lang, aber wir mußten es auf 3cm abrunden.
Angenommen, wir verfeinern unsere Messung auf den nächsten Millimeter. Jetzt ist, wenn wir die Messungen abrunden, der Rundungsfehler viel geringer. Die Ergebnisse sehen viel besser aus, aber das Speichern eines Werts von 0 bis 50 benötigt 6 digitale Bits anstelle 3er, das verdoppelt unsere Speicherbedürfnisse auf 60 Bits. Außerdem sieht das Bild immer noch stufig aus.
Die Stufen treten auf, weil jede Scheibe einen einzelnen Höhenwert hat. Wenn wir von Scheibe #7 zu Scheibe #8 gehen, haben wir einen abrupten Sprung von 3cm auf 2cm. Der Grund, warum umser reproduziertes Ei nicht glatt ausschaut, ist, daß wir nicht wirklich das Original aufgenommen haben, in welchem jede Scheibe in der Höhe von einer Seite zur anderen variiert. Unsere Digitalisierung konnte nur die gemittelte Höhe jeder Scheibe erfassen.
Es gibt einige Wege, das zu verbessern. Der erste besteht darin, zu raten, welche Form das ursprüngliche Ei hatte und glatte Kurven anhand der Daten zu zeichnen, die wir haben. Das nennt man "Interpolation". Das andere Verfahren wäre, sich einen neuen Eierschneider zu kaufen, dessen Drähte enger beieinander sind, so daß wir mehr Schreiben haben, was die Weite der Sprünge von einer Scheibe zur anderen reduziert. Das nennt man "Erhöhung der Abtastfrequenz" (neudeutsch: "sampling rate"). Wenn man die Anzahl der Scheiben verdoppelt, verdoppelt man die Anzahl der benötigten Bits für die digitale Version.
Wenn Sie das Ei minutiös schneiden und es genau messen, bekommen Sie ein nahezu perfektes Abbild des Originals. Wenn wir zum Beispiel Scheiben machen, die ein Molekül voneinander entfernt sind und die Höhe des nähesten Moleküls messen, haben wir ein extrem genaues Bild, ganz zu schweigen von einer ernsthaft riesigen digitalen Repräsentation. Der knifflige Teil an der Digitalisierung von etwas ist es, die Höhe und Dicke der Scheiben so auszuwählen, daß die Ähnlichkeit groß, aber die digitale Größe klein ist.
Eine Audio-CD schneidet ein Ein-Sekunden-Ton-"Ei" in 44100 Scheiben und mißt die "Höhe" jeder Scheibe von 0 bis 65535 (16 Bit). Das tut sie unabhängig voneinander mit dem linken und rechten Stereokanal und benutzt dabei ein Format namens Pulse-Code Modulation oder PCM. Die technische Kurznotation, die Sie vielleicht schon einmal in einem Tonbearbeitungsprogramm gesehen haben, ist "44,1KHz 16-Bit Stereo PCM".
Das Messen der "Höhe" jeder Scheibe nennt man Quantisierung. Der Rundungsfehler in den Messungen wird "Quantisierungsfehler" genannt. Die Probleme mit dem Fehler können durch die Anwendung von "Dither" (low-level noise) reduziert werden.
Der Grund für die Zahl 44100 wird in Abschnitt (2-35) erklärt. Die Wahl der 16 Bit ist auch ziemlich willkürlich, auf einem Computer aber extrem praktisch.
Es gibt noch andere Probleme bei Digitalisieren (z.B. Aliasing) und bei der Konvertierung zurück in die analoge Form (z.B. Jitter). Siehe http://www.tc.umn.edu/~erick205/Papers/paper.html für eine einführende Erklärung.
Neuere Tonformate wie Super Audio CD und DVD-Audio bieten verschiedene Abtastfrequenzen (bis zu 96000), Quantisierungen (bis zu 24 Bit) und Anzahlen der Kanäle (z.B. 5.1 Surroundklang).
Der Begriff "CDR-ROM" wurde im Februar 2003 von Optical Disc Corporation in einem Pressebericht geprägt und bezieht sich auf eine Disc mit beschreibbaren und nicht beschreibbaren Komponenten. Einige mögliche Verwendungen umfassen das Brennen einer einzigartigen Seriennummer auf eine volle CD-ROM oder das Bereitstellen von beschriebenen Discs mit Marketinginhalten (z.B. ein paar Tontitel, zu denen mehr Musik hinzugefügt werden kann). Mehr Informationen findet man unter http://www.optical-disc.com/.
Eastman Kodak hatte ein paar Jahre zuvor ein ähnliches Produkt namens "CD-PROM". Laut deren Website wurden die Werbung und der Verkauf der CD-PROM im Oktober 2002 eingestellt. Siehe Hinweis auf http://www.kodak.com/US/en/digital/progCDR/.
Im April 2003 kündigten ein paar Firmen Technologien an, die es einem erlauben, größere Mengen an Daten auf Standard-CD-Medien zu brennen. Im Gegensatz zu den Technologien DD-R und "ML" werden keine speziellen Discs benötigt. Die Kapazität und Kompatibilität ist für jede unterschiedlich.
Wenn Leute über "C2-Fehler" reden, meinen sie meist die Rate unkorrigierbarer Fehler auf einer CD. Für einen Überblick zur Fehlerkorrektur, siehe Abschnitt (2-17). Für einen tieferen Blick, siehe Abschnitt (2-43-3). Diese Werte werden von "Oberflächenscan"-Tools ausgegeben.
Es gibt zwei Arten C2-Fehler, und nicht alle Laufwerke können beide melden. Unkorrigierbare C2-Fehler deuten auf Datenverlust hin. Auf einer Audio-CD werden die fehlenden Samples ausgebügelt und auf einer CD-ROM können die Fehler vielleicht von einem zusätzlichen Level der Fehlerkorrektur korrigiert werden und die Makel sind nicht bemerkbar. Korrigierbare C2-Fehler deuten darauf hin, daß die Daten vollständig sind, sie aber verloren sein werden, wenn sich der Disczustand weiter verschlechtert. Einige Anwendungen unterscheiden zwischen den beiden Typen, indem sie unkorrigierbare C2-Fehler als "CU error" bezeichnen.
Je weniger Fehler beider Arten, desto besser. Das Ergebnis, welches Sie erhalten, ist eine Kombination aus Brenner und Medium und in einigen Fällen kann es von der Qualität des Geräts, mit dem Sie die CD auslesen, beeinflußt sein. Wenn derselbe Satz Operationen auf zwei verschiedenen Discmarken bei der einen zu durchweg niedrigeren Fehlerraten führt, sind sie wahrscheinlich mit der Marke mit der geringeren Fehlerrate besser beraten. Es ist völlig möglich, daß verschiedene Brenner genau entgegengesetzte Ergebnisse liefern, deshalb ist es nicht sinnvoll, zu sagen, daß Marke X besser ist als Marke Y, ohne vorher einen Test mit einer Vielzahl Brennern durchgeführt zu haben.
Einige Discs sind schlecht konstruiert und können schneller zerfallen als andere. Für die Langzeitarchivierung kann es von Nutzen sein, Discs regelmäßig zu untersuchen, besonders wenn man "billige" Discs am Stück kauft. Weniger Fehler zu haben bedeutet wenig, wenn die Disc nach sechs Wochen unlesbar ist.
Diese Tests auf einer Disc durchzuführen, die mit Track-at-once oder Packet writing aufgenommen wurde, kann in einer unerwartet hohen Fehlerzahl resultieren, weil die Lücken zwischen den Pakteten wie defekte Bereiche aussehen.
Für Laufwerke, die die Fehler melden können, können Sie Nero CD Speed (http://www.cdspeed2000.com/) benutzen, um die Fehlerrate auszuwerten. Für eine gründlichere Untersuchung können Sie "CD Inspector" kaufen, welcher mit Software und einem leicht modifizierten CD-ROM-Laufwerk geliefert wird (http://www.hda.de/english/products/checker/cd-inspector/cd-inspector.html).
Einfach gesagt, sie sind es nicht.
Es gibt keine solchen Dinge wie CD+R oder CD+RW. Es gibt eine Vielzahl verschiedener DVD-Formate, inklusive DVD+R und DVD+RW, aber bis jetzt gibt es bei CDs nur -R und -RW. CD-Formate mit einem '+' (außer CD+G, was nur die Subcodekanäle einer Audio-CD beschreibt) sind meist Tippfehler.
HighMAT steht für "High Performance Media Access Technology" / "Hochleistungsmedienzugriffstechnik". Mitentwickelt und unterstützt von Microsoft und Matsushita (Panasonic), wurde sie im Oktober 2002 angekündigt. HighMAT definiert Formate für die Speicherung digitaler Medien (Musik, Photos, Videos) auf CD-R/RW und (schließlich) beschreibbaren DVD-Formaten.
Während viele DVD-Player nun MP3- und JPG-Dateien auf ISO-9660-Discs erkennen, machen sie nicht alle Dinge auf gleiche Art und unterstützen vielleicht nicht alle Formate. Ein HighMAT-kompatibler Player wäre in der Lage, alle Dateien auf einer Disc, die im HighMAT-Format erstellt wurde, zu handhaben. Das Endergebnis ist, daß Sie in der Lage wären, eine Disc voller Musik/Bilder im HighMAT-Format zu erstellen, sie jedem beliebigen mit HighMAT-Player zu schicken und sie würde funktionieren.
Dieses Format wurde noch nicht von den meisten Verbraucherelektronikgerätherstellern übernommen, somit bleibt abzuwarten, ob es eine wichtige Funktion werden wird.
Für Details siehe http://www.highmat.com/.
VariRec ("Variable Recording") ist eine Funktion von Plextor, die den Nutzer die Laserstärke während der Aufnahme von Audio-CDs modifizieren läßt. Das funktioniert nur für Audio-CDs, die mit 4x aufgenommen werden. Die Theorie ist, daß etwas niedrigere oder höhere Laserstärke besser klingende Discs für eine bestimmte Kombination von Brenner und Medien zur Folge haben kann.
VariRec II erhöht die Schreibgeschwindigkeit auf 8x und ermöglicht eine manuelle Auswahl der "Schreibstrategie".
In der Therorie gibt es keinen Bedarf für eine solche Funktion, weil Laufwerke Tabellen mit Powerleveln für verschiedene Medienmarken in sich gespeichert haben und automatisch die korrekte Einstellung für andere bestimmen können. Jedoch benutzen einige Discs falsche Medientypininformationen, deshalb können manuelle Anpassungen in einigen Fällen nützlich sein.
Siehe Abschnitt (4-18-2) für Informationen über Audio-CD-Qualität und (3-31) für einige Hinweise zu Brenngeschwindigkeiten und Powerlevels.
Ja. Videos, die auf DVDs verkauft werden, haben üblicherweise eine Regionenkodierung, die die Player anderer Länder davon abhält, daß sie abgespielt werden können. Es gibt keine solche Einschränkungen bei den CD-Formaten. Audio CDs, CD-ROMs und VideoCDs funktionieren auf jedem Erdteil genauso gut.
CD-Rs und CD-RWs haben keine "Pits" im Sinne der von gepreßten CDs. Wenn das Material weggebrannt würde, gäbe es eine starke Geruchsbildung aus Ihrem CD-Brenner, wenn die Verbrennungsnebenprodukte austräten. Wenn das verbrannte Material in der CD eingeschlossen wäre, würde es wahrscheinlich die Lackschicht zerreißen (die rasche Umwandlung festen Materials in gasförmiges ist unter dem Namen "Explosion" bekannt).
Es ist nicht akkurat zu sagen, eine beschriebene CD hätte "tiefe" oder "flache" Pits, weil sie überhaupt keine hat. Der organische Farbstoff (Dye) oder Phasenänderungsfilm ändert seinen Zustand, so daß die Lichtreflexion verändert wird. Das Ergebnis in einem CD-Player ist dasselbe, obwohl die Spitzenreflektivität anders sein kann. Sie werden verschieden Ergebnisse mit verschiedenen Leseköpfen erhalten, z.B. DVD-Player haben Probleme beim Lesen von CD-Rs, aber kaum mit CD-RWs und gepreßten CDs.
Übrigens ist es nicht wünschenswert, "tiefere" Pits in einer gepreßten CD zu haben. Die Tiefe der Pits ist so ausgewählt, daß sie eine halbe Phasendifferenz im reflektierten Licht verursacht. Wenn die Pits flacher oder tiefer wären, ginge der Effekt perdu.
Siehe Abschnitt (2-43-1) für Informationen über die Physik beim Lesen einer CD.
Ein Grat in der Nähe des Lochs eines Standard-CD-R-Mediums. Dadurch erhalten die Discs auf einer Spindel etwas Abstand. Man kann herausfinden, ob Discs einen Stapelring haben, indem man sie stapelt und dann die Außenkante nach unten drückt. Wenn der Stapel leicht nachgibt, haben sie einen Ring; wenn nicht, haben sie keinen.
Die Ringe sind nützlich, wenn man Disc automatisiert in Recorder zuführt, weil die Discs so nicht aneinanderkleben. Sie können sich mit Etiketten am oder mit Druck an der Nähe der Discmitte stören, deshalb können Sie oft dieselben Medien mit oder ohne Ring bestellen.
Es kann einige Vorteile haben, Disc mit Ring zu benutzen, auch wenn Sie nur gelegentlich Discs brennen und Standardetiketten verwenden. Der Grat ist oft auf der Unterseite der Disc, was bedeutet, daß wenn Sie die Disc auf einen Tisch niederlegen, sich der Großteil der Unterseitenoberfläche nicht in direktem Kontakt befinden wird. Das kann bei der Vermeidung von Kratzern helfen.