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Disque compact

{{cite web |url=https://historyofinformation.com/detail.php?entryid=1189#:~:text=Visitors%20by%20ABBA-,.,United%20States%20and%20other%20markets. |title=The Compact Disc (CD) is...

de stockage de données sur disque optique numérique , développé conjointement par Philips et Sony pour stocker et lire des enregistrements audio numériques . Il utilise la norme CD-DA ( Compact Disc Digital Audio ) et peut contenir de l'audio stéréo non compressé . Lancé au Japon en octobre 1982, le CD fut le deuxième format de disque optique à être commercialisé, après le LaserDisc (LD), plus volumineux. Par la suite, cette technologie a été adaptée au stockage de données informatiques sous le nom de CD-ROM , puis étendue à divers formats inscriptibles et multimédias. les CD-R ) avaient été vendus dans le monde entier.

Les CD standard ont un diamètre de Mio (681 574 400 octets de données. Cette durée a ensuite été régulièrement étendue à 80 minutes ouMini CD , mesurent de les CD singles ou la distribution de pilotes de périphériques et de logiciels.

Le CD a connu un essor considérable à la fin des années 1980 et au début des années 1990. Dès 1991, ses ventes aux États-Unis dépassaient celles du disque vinyle et de la cassette audio , devenant ainsi le format audio physique dominant. En 2000, le CD représentait 92,3 % du marché musical américain. Le CD est généralement considéré comme le dernier format dominant de l' ère de l'album , avant que l'essor du MP3 , des téléchargements numériques et des plateformes de streaming au milieu des années 2000 n'entraîne son déclin.

Au-delà de la lecture audio, le disque compact a été adapté au stockage de données à usage général sous le format CD-ROM , qui offrait initialement une capacité supérieure à celle des disques durs des ordinateurs personnels de l'époque . Parmi les formats dérivés, on trouve les disques inscriptibles une seule fois ( CD-R ), les supports réinscriptibles ( CD-RW ) et les applications multimédias telles que le Video CD (VCD), le Super Video CD (SVCD), le Photo CD , le Picture CD , le Compact Disc Interactive (CD-i), l'Enhanced Music CD et le Super Audio CD (SACD), ce dernier pouvant inclure une couche CD-DA standard pour assurer la rétrocompatibilité .

optophone , présenté pour la première fois en 1913, était un appareil précurseur utilisant la lumière pour l'enregistrement et la lecture de signaux sonores sur une photographie transparente . Plus de trente ans plus tard, l'inventeur américain James T. Russell est reconnu comme l'inventeur du premier système d'enregistrement numérique sur plaque photosensible. Sa demande de brevet fut déposée en 1966 et il obtint son brevet en 1970. À la suite d'un litige, Sony et Philips obtinrent une licence pour les brevets de Russell en 1988. On peut se demander si les concepts, brevets et prototypes de Russell ont initié et, dans une certaine mesure, influencé la conception du disque compact.

Le disque compact est une évolution de la technologie LaserDisc , qui utilise un faisceau laser focalisé permettant la haute densité d'informations requise pour des signaux audio numériques de haute qualité. Contrairement aux techniques antérieures d'Optophonie et de James Russell, les informations sur le disque sont lues à partir d'une couche réfléchissante grâce à un laser servant de source lumineuse, à travers un substrat protecteur. Des prototypes ont été développés indépendamment par Philips et Sony à la fin des années 1970 . Bien qu'initialement considéré comme une activité mineure par la direction de Philips Research , le CD est devenu la priorité de Philips face aux difficultés rencontrées par le format LaserDisc .

En 1979, Sony et Philips créèrent un groupe de travail conjoint d'ingénieurs pour concevoir un nouveau disque audio numérique. Ce groupe d'experts analysa chaque détail du système CD proposé et se réunit tous les deux mois, alternativement à Eindhoven et à Tokyo, pour en discuter. À chaque réunion, les expériences menées étaient examinées et la meilleure solution était choisie parmi les prototypes développés par Sony et Philips. Après plusieurs expérimentations, le groupe décida d'adopter le système de correction d'erreurs de Sony, le CIRC. Quelques mois plus tard, Immink développa le code d'enregistrement appelé modulation huit-à-quatorze (EFM). L'EFM augmentait la durée d'écoute de plus de 30 % par rapport au code utilisé dans le prototype Philips, sans engendrer de problèmes de suivi. Sony et Philips décidèrent d'intégrer l'EFM à la norme officielle CD Philips/Sony. L'EFM et le code de correction d'erreurs de Sony, le CIRC, sont les seuls brevets essentiels à la norme (SEP) du disque compact.

Après une année d'expérimentation et de discussions, la norme CD-DA ( Red Book ) fut publiée en 1980. Dès leur commercialisation en 1982, les disques compacts et leurs lecteurs connurent un succès fulgurant. Malgré un prix pouvant atteindre 1 000 $, plus de 400 000 lecteurs CD furent vendus aux États-Unis entre 1983 et 1984. En 1988, les ventes de CD aux États-Unis dépassèrent celles des disques vinyles, et, en 1992, elles surpassèrent celles des cassettes audio préenregistrées. Le succès du disque compact est attribué à la collaboration entre Philips et Sony, qui s'accordèrent sur la conception et le développement d'un matériel compatible. La conception unifiée du disque compact permit aux consommateurs d'acheter n'importe quel disque ou lecteur, quelle que soit la marque, et permit au CD de dominer sans partage le marché de la musique à domicile.

Prototypes de disques laser audio numériques

En 1974, Lou Ottens, directeur de la division audio de Philips, créa une petite équipe chargée de développer un disque audio optique analogique de 20 cm de diamètre offrant une qualité sonore supérieure à celle du disque vinyle. Cependant, face aux performances insatisfaisantes du format analogique, deux ingénieurs de recherche de Philips recommandèrent un format numérique en mars 1974. En 1977, Philips fonda alors un laboratoire dédié à la création d'un disque audio numérique. Le diamètre du prototype de disque compact de Philips fut fixé à 11,5 cm , soit la diagonale d'une cassette audio.

Heitaro Nakajima , qui avait mis au point un des premiers enregistreurs audio numériques au sein de la NHK , l'organisme national de radiodiffusion publique japonaise , en 1970, devint directeur général du département audio de Sony en 1971. En 1973, son équipe développa un adaptateur PCM numérique permettant d'effectuer des enregistrements audio à l'aide d'un magnétoscope Betamax . Dès lors, en 1974, le passage au stockage de l'audio numérique sur disque optique se fit aisément. Sony présenta publiquement pour la première fois un disque audio numérique optique en septembre 1976. Un an plus tard, en septembre 1977, Sony montra à la presse un disque de 30 cm (12 pouces) capable de lire une heure d'audio numérique ( fréquence d'échantillonnage de 44 100 Hz et résolution de 16 bits) grâce à un codage par modulation de fréquence modifié .

En septembre 1978, Sony présenta un disque audio numérique optique de 30 cm de diamètre (12 pouces) offrant une durée d'écoute de 150 minutes, une fréquence d'échantillonnage de 44 056 Hz, une résolution linéaire de 16 bits et un codage de correction d'erreurs CIRC ( Cross-Interleaved Reed-Solomon coding ) – des spécifications similaires à celles qui furent adoptées ultérieurement pour le format standard du disque compact en 1980. Les détails techniques du disque audio numérique de Sony furent présentés lors de la 62e convention de l'AES , qui se tint du 13 au 16 mars 1979 à Bruxelles . Le document technique de Sony pour l'AES fut publié le 1er mars 1979. Une semaine plus tard, le 8 mars, Philips présenta publiquement un prototype de disque audio numérique optique lors d'une conférence de presse intitulée « Philips présente le disque compact » à Eindhoven , aux Pays-Bas. Norio Ohga , cadre chez Sony , qui deviendra plus tard PDG et président de Sony, et Heitaro Nakajima étaient convaincus du potentiel commercial du format et ont encouragé son développement malgré le scepticisme généralisé.

Collaboration et normalisation

L'inventeur néerlandais et ingénieur en chef de Philips, Kees Schouhamer Immink, faisait partie de l'équipe qui a produit le disque compact standard en 1980.

En 1979, Sony et Philips créèrent un groupe de travail conjoint d'ingénieurs chargé de concevoir un nouveau disque audio numérique. Sous la direction des ingénieurs Kees Schouhamer Immink et Toshitada Doi , les recherches permirent de faire progresser la technologie laser et le disque optique . Après un an d'expérimentation et de discussions, le groupe de travail élabora la norme CD-DA, connue sous le nom de « Livre rouge ». Publiée pour la première fois en 1980, cette norme fut officiellement adoptée par la CEI comme norme internationale en 1987, et divers amendements y furent intégrés en 1996.

Philips a inventé le terme disque compact » en référence à un autre produit audio, la cassette compacte [ , et a fourni le procédé de fabrication général , basé sur la technologie LaserDisc vidéo. Philips a également fourni la modulation 8:14 (EFM), tandis que Sony a fourni la méthode de correction d'erreurs CIRC, qui offre une résistance aux défauts tels que les rayures et les empreintes digitales.

L’ouvrage « The Compact Disc Story » [ raconté par un ancien membre du groupe de travail, fournit des informations contextuelles sur les nombreuses décisions techniques prises, notamment le choix de la fréquence d’échantillonnage, de la durée de lecture et du diamètre du disque. Le groupe de travail était composé d’environ six personnes , bien que, selon Philips, le disque compact ait été « inventé collectivement par un grand groupe de personnes travaillant en équipe »

Lancement initial et adoption

Les premières étapes importantes du lancement et de l'adoption du format comprenaient :

  • Le premier pressage d'essai était celui d'un enregistrement de la Symphonie alpine de Richard Strauss , enregistré du 1er au 3 décembre 1980 et joué par l' Orchestre philharmonique de Berlin et dirigé par Herbert von Karajan , qui avait été enrôlé comme ambassadeur du format en 1979.
  • La présentation mondiale a eu lieu lors du Festival de Pâques de Salzbourg le 15 avril 1981, lors d'une conférence de presse d' Akio Morita et Norio Ohga (Sony), Joop van Tilburg (Philips) et Richard Busch (PolyGram), en présence de Karajan qui a fait l'éloge du nouveau format.
  • La première manifestation publique a eu lieu dans l' émission télévisée de la BBC Tomorrow's World en 1981, lorsque l' album Living Eyes (1981) des Bee Gees a été joué.
  • Le premier disque compact commercial a été produit le 17 août 1982, un enregistrement de 1979 de valses de Chopin interprétées par Claudio Arrau .
  • Les 50 premiers titres sont sortis au Japon le 1er octobre 1982, le premier étant une réédition de l'album 52nd Street de Billy Joel de 1978.
  • Le premier CD diffusé sur BBC Radio l'a été en octobre 1982.
  • Le lancement japonais a été suivi le 14 mars 1983 par l'introduction des lecteurs et des disques CD en Europe et en Amérique du Nord où CBS Records a sorti seize titres.

Le premier groupe à vendre un million d'exemplaires de CD fut Dire Straits avec son album Brothers in Arms , sorti en 1985. L'un des premiers marchés du CD était consacré à la réédition de musique populaire dont le potentiel commercial était déjà avéré. Le premier artiste majeur à voir l'intégralité de son catalogue convertie en CD fut David Bowie , dont les quatorze premiers albums studio (jusqu'à Scary Monsters (and Super Creeps) ) sur seize (à l'époque) furent mis à disposition par RCA Records en février 1985, ainsi que quatre compilations de ses plus grands succès ; ses quinzième et seizième albums ( Let's Dance et Tonight , respectivement) étaient déjà sortis en CD chez EMI Records en 1983 et 1984, respectivement. Le 26 février 1987, les quatre premiers albums britanniques des Beatles sortirent en mono sur CD.

L'adoption croissante du CD en 1983 a marqué le début de la révolution de l'audio numérique populaire. Il a été accueilli avec enthousiasme, notamment par les premiers mélomanes classiques et les audiophiles , et sa qualité de fabrication a été particulièrement appréciée. Avec la baisse progressive du prix des lecteurs et l'arrivée du Discman portable, le CD a commencé à gagner en popularité sur les marchés plus larges de la musique populaire et du rock. Face à l'essor des ventes de CD, les ventes de cassettes audio préenregistrées ont commencé à décliner à la fin des années 1980 ; les ventes de CD ont dépassé celles des cassettes au début des années 1990. En 1988, 400 millions de CD ont été produits par 50 usines de pressage à travers le monde.

Développement ultérieur

Lecteur CD portable Sony Discman D-E307CK avec convertisseur numérique-analogique 1 bit

Les premiers lecteurs CD utilisaient des convertisseurs numérique-analogique (CNA) à pondération binaire , composés de composants électriques distincts pour chaque bit. Même avec des composants de haute précision, cette approche était sujette à des erreurs de décodage. Un autre problème était la gigue , un défaut temporel. Face à l'instabilité des CNA, les fabricants ont d'abord cherché à augmenter le nombre de bits et à utiliser plusieurs CNA par canal audio, en moyennant leurs signaux de sortie. Cette solution a certes augmenté le coût des lecteurs CD, mais n'a pas résolu le problème de fond.

Une avancée majeure à la fin des années 1980 a abouti au développement du convertisseur numérique -analogique (CNA) 1 bit , qui convertit un signal d'entrée numérique basse fréquence et haute résolution en un signal haute fréquence et basse résolution, lequel est ensuite converti en tensions puis filtré par un filtre analogique. L'utilisation temporaire d'un signal basse résolution a simplifié la conception des circuits et amélioré l'efficacité, ce qui explique sa prédominance dans les lecteurs CD dès le début des années 1990. Philips a utilisé une variante de cette technique appelée modulation de densité d'impulsions (PDM) , tandis que Matsushita (aujourd'hui Panasonic ) a opté pour la modulation de largeur d'impulsion (PWM), commercialisée sous le nom de MASH, acronyme de sa topologie PWM brevetée Multi-stAge noiSe-sHaping

Le CD a été initialement conçu comme le successeur du disque vinyle pour l'écoute de musique, et non comme un support de stockage de données. Cependant, ses applications se sont étendues à d'autres domaines. En 1983, suite à son lancement, Immink et Joseph Braat ont présenté les premières expériences de disques compacts effaçables lors du 73e congrès de l'AES . En juin 1985, le CD-ROM (mémoire morte) lisible par ordinateur et, en 1990, le CD-R enregistrable ont été introduits . Les CD enregistrables sont devenus une alternative à la bande magnétique pour l'enregistrement et la distribution de musique et peuvent être dupliqués sans perte de qualité sonore.

D'autres formats vidéo plus récents, tels que le DVD et le Blu-ray , utilisent la même géométrie physique que le CD, et la plupart des lecteurs de DVD et de Blu-ray sont rétrocompatibles avec les CD audio.

Culminer

Les ventes de CD aux États-Unis ont atteint leur apogée en 2000. Au début des années 2000, le lecteur CD avait largement remplacé le lecteur de cassettes audio comme équipement standard dans les nouvelles automobiles, 2010 étant la dernière année modèle pour laquelle une voiture aux États-Unis était équipée d'un lecteur de cassettes d'usine.

Deux nouveaux formats, conçus pour succéder au CD, ont été commercialisés dans les années 2000 : le Super Audio CD (SACD) et le DVD-Audio . Cependant, aucun des deux n’a rencontré le succès escompté, notamment en raison de la popularité croissante du téléchargement de musique et de l’absence apparente d’amélioration audible de la qualité audio pour la plupart des oreilles. Ces formats ont de fait prolongé la durée de vie du CD sur le marché de la musique.

Déclin

Avec l'avènement et la popularité de la distribution de fichiers audio compressés avec perte via Internet , comme le MP3 , les ventes de CD ont commencé à décliner dans les années 2000. Par exemple, entre 2000 et 2008, malgré une croissance globale des ventes de musique et une année exceptionnellement élevée, les ventes de CD des grandes maisons de disques ont globalement diminué de 20 %. Malgré cette baisse rapide des ventes d'une année sur l'autre, la technologie a continué à s'imposer, les entreprises plaçant des CD dans les pharmacies, les supermarchés et les supérettes des stations-service afin de cibler les consommateurs moins susceptibles d'utiliser la distribution en ligne.

En 2012, les CD et DVD ne représentaient que 34 % des ventes de musique aux États-Unis. En 2015, seulement 24 % de la musique aux États-Unis était achetée sur supports physiques, dont les deux tiers étaient des CD ; cependant, la même année au Japon, plus de 80 % de la musique était achetée sur CD et autres formats physiques. En 2018, les ventes de CD aux États-Unis s’élevaient à 52 millions d’unités, soit moins de 6 % du volume record de l’an 2000. Au Royaume-Uni, 32 millions d’unités ont été vendues, soit près de 100 millions de moins qu’en 2008. En 2018, Best Buy a annoncé son intention de réduire son investissement dans les ventes de CD, tout en continuant à vendre des disques vinyles , dont les ventes sont en hausse grâce au regain de popularité de ce format .

Au cours des années 2010, la popularité croissante des supports de stockage à semi-conducteurs et des services de streaming musical a incité les constructeurs automobiles à supprimer les lecteurs CD de leurs véhicules au profit de prises auxiliaires mini-jack , de connexions filaires USB et de connexions sans fil Bluetooth . Les constructeurs automobiles considéraient les lecteurs CD comme un encombrement et un poids inutiles, ressources qui pouvaient être réaffectées à des fonctionnalités plus populaires, comme les grands écrans tactiles. En 2021, seuls Lexus et General Motors proposaient encore des lecteurs CD de série sur certains véhicules.

État actuel

Les CD ont continué à être performants sur certains marchés comme le Japon où 132 millions d'unités ont été produites en 2019.

Le déclin des ventes de CD s'est ralenti ces dernières années ; en 2021, les ventes de CD ont augmenté aux États-Unis pour la première fois depuis 2004 Axios attribuant cette hausse à « un regain d'intérêt des jeunes pour les supports physiques à l'ère du numérique » . Cette progression a coïncidé avec la reprise des ventes de vinyles et de cassettes, qui ont atteint des niveaux inédits depuis 30 ans . La RIAA a indiqué que les revenus du CD ont connu une baisse en 2022, avant de repartir à la hausse en 2023 et de dépasser ceux du téléchargement pour la première fois en plus de dix ans

Aux États-Unis, 33,4 millions d'albums CD ont été vendus en 2022. En France , en 2023, 10,5 millions de CD ont été vendus, soit presque le double des ventes de vinyles, mais les deux supports représentaient chacun 12 % des revenus de l'industrie musicale française.

Prix ​​et distinctions

Sony et Philips ont été félicités par des organisations professionnelles pour le développement du disque compact. Parmi ces récompenses :

  • Prix ​​Grammy technique pour Sony et Philips, 1998.
  • Prix ​​IEEE Milestone 2009, décerné à Philips uniquement, avec la citation suivante : « Le 8 mars 1979, NV Philips' Gloeilampenfabrieken a présenté à la presse internationale un lecteur audio sur disque compact. Cette démonstration a prouvé qu'il était possible, grâce à l'enregistrement et à la lecture optiques numériques, de reproduire des signaux audio avec une superbe qualité stéréo. Ces travaux de recherche chez Philips ont établi la norme technique pour les systèmes d'enregistrement optique numérique. »

Détails physiques

Schéma des couches d'un CD
sérigraphiée sur le dessus du disque.
  • Un faisceau laser est réfléchi par le CD vers un capteur, qui le convertit en données électroniques.
  • Un CD est fabriqué en polycarbonate de

    Une fine couche d' aluminium , ou plus rarement d'or , est appliquée sur la surface, la rendant réfléchissante . Le métal est protégé par un film de laque généralement déposé par centrifugation directement sur la couche réfléchissante. L'étiquette est imprimée sur la couche de laque, le plus souvent par sérigraphie ou impression offset .

    Creux et bosses d'un disque compact observés au microscope

    Les données CD sont représentées par de minuscules indentations, appelées puits , encodées dans une piste en spirale moulée dans la couche supérieure de polycarbonate . Les zones entre les puits sont appelées zones d'insertion . Chaque puits mesure environ 100 nm de profondeur sur 500 nm de largeur et sa longueur varie de 850 nm à 3,5 μm . La distance entre les spires (le pas ) est de 1,6 μm (mesurée d'axe en axe, et non entre les bords).

    Des cavités individuelles sont visibles à l'échelle micrométrique.

    Lors de la lecture d'un CD audio, un moteur intégré au lecteur fait tourner le disque à une vitesse de balayage de 1,2 à 1,4 m/s ( vitesse linéaire constante , VLC), ce qui équivaut à environ 500 tr/min au centre du disque et à environ 200 tr/min sur son pourtour. La ​​piste audio du CD commence au centre et s'enroule vers l'extérieur ; ainsi, la vitesse de rotation d'un disque lu du début à la fin diminue pendant la lecture.

    Comparaison de différents supports de stockage optique

    La surface du programme est de 86,05 cm² et la longueur de la spirale enregistrable est de

    Les cavités d'un CD ont une largeur de 500 nm , une longueur comprise entre 830 nm et 3 000 nm et une profondeur de 150 nm.

    La lecture d'un CD s'effectue en focalisant un laser semi-conducteur de longueur d'onde 780 nm ( proche infrarouge ) (les premiers lecteurs utilisaient un laser He - Ne ) à travers la face inférieure de la couche de polycarbonate. La différence de hauteur entre les creux et les surfaces planes induit une variation dans la réflexion de la lumière. Les creux étant gravés dans la couche supérieure du disque et lus à travers la base transparente en polycarbonate, ils forment des protubérances lors de la lecture . Le laser frappe le disque, projetant un cercle de lumière plus large que la spirale modulée, la lumière se réfléchissant partiellement sur les surfaces planes et partiellement sur le sommet des protubérances, le cas échéant. Lorsque le laser passe au-dessus d'un creux (ou d'une protubérance), sa hauteur fait que le trajet aller-retour de la lumière réfléchie à son sommet est déphasé d'une demi-longueur d'onde par rapport à la lumière réfléchie sur la surface plane environnante. En effet, la hauteur d'une aspérité est environ un quart de la longueur d'onde de la lumière utilisée. La lumière est donc déphasée d'un quart de longueur d'onde avant réflexion et d'un autre quart après réflexion. Ceci provoque une annulation partielle de la réflexion du laser sur la surface. En mesurant la variation d'intensité réfléchie à l'aide d'une photodiode , un signal modulé est récupéré sur le disque.

    Pour s'adapter à la disposition en spirale des données, le laser est placé sur un mécanisme mobile à l'intérieur du plateau du lecteur CD. Ce mécanisme prend généralement la forme d'un chariot se déplaçant sur un rail. Le chariot peut être entraîné par une vis sans fin ou un moteur linéaire . Dans ce dernier cas, un second moteur linéaire à course plus courte, composé d'une bobine et d'un aimant, effectue des ajustements de position précis pour compenser les excentricités du disque à grande vitesse. Certains lecteurs CD (notamment ceux fabriqués par Philips dans les années 1980 et au début des années 1990) utilisent un bras oscillant similaire à celui d'un gramophone.

    Lecteur CD Philips CDM210

    Les creux et les zones planes ne représentent pas directement les 0 et les 1 des données binaires . On utilise plutôt un codage inversé NRZ (Non-Return-to-Zero) : le passage d'un creux à une zone plane ou inversement indique un 1, tandis que l'absence de changement indique une série de 0. Il doit y avoir au moins deux et au plus dix 0 entre chaque 1, ce nombre étant défini par la longueur du creux. Le décodage s'effectue en inversant la modulation 8:14 utilisée lors de la gravure du disque, puis en inversant le codage Reed-Solomon entrelacé , révélant ainsi les données brutes stockées sur le disque. Ces techniques de codage (définies dans le Livre Rouge ) ont été initialement conçues pour le CD audio numérique , mais elles sont ensuite devenues la norme pour presque tous les formats de CD (comme le CD-ROM ).

    Intégrité

    Dommages microscopiques à la couche réfléchissante d'un CD à un grossissement de 200×

    Les CD sont sensibles aux dommages lors de la manipulation et à l'exposition à l'environnement. Les micro-cavités étant beaucoup plus proches de l'étiquette, les défauts et contaminants présents sur la face transparente sont souvent masqués lors de la lecture. Par conséquent, les CD sont plus susceptibles d'être endommagés sur la face étiquette. Les rayures sur la face transparente peuvent être réparées en les remplissant d'un plastique réfractif similaire ou par un polissage soigneux. Les bords des CD sont parfois mal scellés, permettant aux gaz et aux liquides de pénétrer à l'intérieur et de corroder la couche métallique réfléchissante et/ou de perturber la focalisation du laser sur les micro-cavités ; ce phénomène est appelé « pourriture du disque » Le champignon Geotrichum candidum s'est révélé capable, dans des conditions de forte chaleur et d'humidité, de dégrader le polycarbonate et l'aluminium contenus dans les CD

    L' intégrité des données des disques compacts peut être mesurée à l'aide d' un balayage des erreurs de surface , qui peut mesurer les taux de différents types d'erreurs de données, connus sous le nom de C1 , C2 , CU et des mesures d'erreurs étendues (à grain plus fin) connues sous le nom de E11 , E12 , E21 , E22 , E31 et E32 , dont des taux plus élevés indiquent une surface de données potentiellement endommagée ou sale, une faible qualité du support, un support qui se détériore et un support enregistrable écrit par un graveur de CD défectueux .

    La détection d'erreurs permet de prédire avec fiabilité les pertes de données dues à la détérioration du support. La prise en charge de cette détection varie selon les fabricants et les modèles de lecteurs optiques . La détection d'erreurs étendue (appelée « détection d'erreurs avancée » dans Nero DiscSpeed ), qui signale les six erreurs de type E mentionnées précédemment, n'était disponible jusqu'en 2020 que sur les lecteurs optiques Plextor et certains lecteurs BenQ.

    Formes et diamètres des disques

    Comparaison de plusieurs supports de stockage sur disque montrant les pistes (échelle non respectée) ; le vert indique le début et le rouge la fin. * Certains graveurs CD-R(W) et DVD-R(W)/DVD+R(W) fonctionnent en modes ZCLV, CAA ou CAV.

    Les données numériques d'un CD commencent à l'intérieur, près du trou central, et s'enroulent en spirale vers l'extérieur, formant une seule piste. Cette spirale permet l'adaptation à des disques de différentes tailles. Les CD standard existent en deux formats. Le plus courant mesure dubbeltje . Philips/Sony a breveté les dimensions physiques.

    L'histoire officielle de Philips indique que la capacité du disque a été spécifiée par Norio Ohga, cadre chez Sony , pour pouvoir contenir l'intégralité de la Neuvième Symphonie de Beethoven sur un seul disque. Selon Kees Immink , ingénieur en chef chez Philips , il s'agit d'une légende urbaine, car le format de codage EFM n'avait pas encore été arrêté en décembre 1979, date d'adoption du format 120 mm. L'adoption de l'EFM en juin 1980 a permis d'augmenter la durée d'écoute de 30 %, ce qui aurait porté ce diamètre à 97 minutes pour un disque de 120 mm ou à 74 minutes pour un disque de seulement le Super Audio CD , le DVD , le HD DVD et le Blu-ray . Les disques Mini CD ») peuvent contenir jusqu'à 24 minutes de musique ou 210 Mio.

    Taille physiqueCapacité audiocapacité de données du CD-ROMDéfinition120 mm74–80 min650–700 MoTaille standard80 mm21–24 min185–210 MoFormat mini-CD80×54 mm – 80×64 mm~6 min10–65 MoFormat carte de visite

    SHM-CD

    Logo utilisé pour les SHM-CD

    Le SHM-CD (abréviation de Super High Material Compact Disc ) est une variante du disque compact dont le support en polycarbonate est remplacé par un matériau exclusif. Ce matériau a été créé lors de recherches conjointes menées par Universal Music Japan et JVC sur la fabrication d'écrans à cristaux liquides haute définition .

    Les CD SHM sont entièrement compatibles avec tous les lecteurs CD, car la différence de réfraction de la lumière n'est pas détectée comme une erreur. JVC affirme que la plus grande fluidité et la plus grande clarté du matériau utilisé pour les CD SHM permettent une meilleure précision de lecture et une qualité sonore améliorée. Cependant, comme le format CD-Audio intègre une correction d'erreurs , il est difficile de savoir si une réduction des erreurs de lecture serait suffisamment importante pour améliorer le rendu sonore.

    Format logique

    Le Sony CDP-101 , sorti en 1982, est le premier lecteur CD commercialisé pour le grand public.
    Le Philips CD100, sorti en 1983, est le premier lecteur CD commercialisé aux États-Unis et en Europe.
    CD-DA » en raison de la couleur de sa couverture. Le format utilise un encodage PCM 16 bits à deux canaux, avec une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz par canal. L'enregistrement à quatre canaux était prévu comme option au sein du format Livre rouge , mais n'a jamais été implémenté. L'audio mono n'étant pas standardisé sur un CD Livre rouge , le contenu mono est généralement présenté sous la forme de deux canaux identiques dans une piste stéréo Livre rouge standard (c'est-à-dire en mono inversé ). Un CD MP3 peut contenir des fichiers audio mono.

    Le CD-Text est une extension de la spécification Red Book pour CD audio qui permet le stockage d'informations textuelles supplémentaires (par exemple, nom de l'album, titre du morceau, artiste) sur un CD audio conforme aux normes. Ces informations sont stockées soit dans la zone d'entrée du CD, où environ cinq kilo-octets d'espace sont disponibles, soit dans les canaux de sous-code R à W du disque, qui peuvent stocker environ 31 mégaoctets.

    Le CD+G (Compact Disc + Graphics) est un disque audio spécial contenant des données graphiques en plus des données audio. Il peut être lu sur un lecteur CD audio standard, mais sur un lecteur CD+G dédié (généralement connecté à un téléviseur ou un écran d'ordinateur), il peut générer un signal graphique. Ces graphiques servent presque exclusivement à afficher les paroles des chansons pour les prestations de karaoké . Le format CD+G utilise les six bits des canaux R à W pour stocker les informations graphiques.

    Le CD +EG (également appelé CD+XG) est une version améliorée du CD +G. À l'instar du CD+G, le CD+EG utilise les fonctionnalités de base du CD-ROM pour afficher du texte et des informations vidéo en plus de la musique. Ces données supplémentaires sont stockées dans les canaux de sous-codage RW. Très peu de disques CD+EG ont été commercialisés.

    Super CD audio

    Le Super Audio CD (SACD) est un format de disque audio optique haute résolution en lecture seule, conçu pour offrir une reproduction audio numérique de meilleure fidélité que le CD audio numérique standard . Lancé en 1999, il a été développé par Sony et Philips, les mêmes sociétés qui ont créé le CD audio standard . Le SACD a été en concurrence avec le DVD-Audio , mais aucun des deux n'a remplacé le CD audio. La norme SACD est parfois appelée norme « Livre Écarlate » .

    Les titres au format SACD peuvent être commercialisés sous forme de disques hybrides ; ces disques contiennent le flux audio SACD ainsi qu’une couche audio CD standard lisible sur les lecteurs CD standards, ce qui les rend rétrocompatibles.

    CD-MIDI

    Le CD- MIDI est un format utilisé pour stocker des données d'interprétation musicale, lesquelles sont ensuite jouées par des instruments électroniques qui synthétisent le son. Par conséquent, contrairement au CD-DA original (le Livre rouge ), ces enregistrements ne sont pas des échantillons audio numériques. Le format CD-MIDI est défini comme une extension du Livre rouge original .

    CD-ROM

    CD-ROM « Yellow Book » , définissant un support de stockage de données informatiques optique non volatile , utilisant le même format physique que les disques compacts audio et lisible par un ordinateur équipé d'un lecteur CD-ROM.

    CD vidéo

    DVD-Vidéo modernes , les ordinateurs et certaines consoles de jeux vidéo. La norme VCD a été créée en 1993 par Sony, Philips, Matsushita et JVC et est connue sous le nom de norme « Livre blanc » .

    La qualité d'image globale se veut comparable à celle d'une vidéo VHS . Les vidéos VCD mal compressées peuvent parfois présenter une qualité inférieure à celle des vidéos VHS, mais les VCD présentent des artefacts de bloc plutôt que du bruit analogique et leur qualité ne se dégrade pas avec le temps. La résolution 352 × 240 (ou SIF ) a été choisie car elle représente la moitié de la résolution verticale et la moitié de la résolution horizontale de la vidéo NTSC. La résolution 352 × 288 correspond également à un quart de la résolution PAL/SECAM. Cela se rapproche de la résolution globale d'une cassette VHS analogique qui, bien qu'ayant deux fois plus de lignes de balayage verticales, possède une résolution horizontale bien inférieure.

    Super Video CD

    résolution du DVD et plus de 2,7 fois celle du VCD. Un CD-R peut contenir jusqu'à 60 minutes de vidéo au format SVCD en qualité standard. Bien qu'aucune limite de durée ne soit imposée par la norme SVCD, il est nécessaire de réduire le débit binaire, et donc la qualité, pour les vidéos très longues. Il est généralement difficile de stocker plus de 100 minutes de vidéo sur un SVCD sans subir une perte de qualité significative, et de nombreux lecteurs ne peuvent pas lire une vidéo avec un débit binaire instantané inférieur à 300 à 600 kilobits par seconde.

    CD photo

    Kodak pour numériser et stocker des photos sur CD. Lancés en 1992, ces disques pouvaient contenir près de 100 images haute résolution, tirages numérisés et diapositives grâce à un encodage propriétaire. Les Photo CD sont répertoriés dans le Livre Beige et conformes aux spécifications CD-ROM XA et CD-i Bridge. Ils sont compatibles avec les lecteurs CD-i, les lecteurs Photo CD et tout ordinateur équipé d'un logiciel compatible (quel que soit le système d'exploitation ). Les images peuvent également être imprimées sur papier photo avec une imprimante Kodak dédiée. Ce format ne doit pas être confondu avec le Kodak Picture CD , un produit grand public au format CD-ROM.

    CD-i

    Le Livre vert Philips définit une norme pour les disques compacts multimédias interactifs conçus pour les lecteurs CD-i (1993). Les disques CD-i peuvent contenir des pistes audio lisibles sur les lecteurs CD classiques , mais ils ne sont pas compatibles avec la plupart des lecteurs et logiciels de CD-ROM . La spécification CD-i Ready a été créée ultérieurement pour améliorer la compatibilité avec les lecteurs de CD audio, et la spécification CD-i Bridge a été ajoutée pour créer des disques compatibles CD-i pouvant être lus par les lecteurs de CD-ROM classiques.

    Prêt pour le CD-i

    CD-i Ready , qui place les logiciels et les données du CD-i dans l' espace précédant la piste 1. Ce format était censé être plus compatible avec les anciens lecteurs de CD audio.

    CD audio amélioré (CD+)

    pistes audio et pistes de données sur un même disque, les pistes audio étant placées dans une première session et les données dans une seconde. Développé par Philips et Sony, il est défini dans le Livre bleu .

    Disque vinyle

    disque vinyle . La couche vinyle située sur l'étiquette du disque peut contenir environ trois minutes de musique.

    Fabrication, coût et tarification

    des cartouches 8 pistes , des cassettes compactes et des CD, chaque format était commercialisé à un prix supérieur à celui du format précédent, malgré la baisse des coûts de production. Cette stratégie reposait sur une augmentation de la valeur perçue. Ce principe s'est maintenu des disques vinyles aux CD, avant d'être rompu par la commercialisation des MP3 à 0,99 $ et des albums à 9,99 $ par Apple . Le surcoût de production d'un MP3 reste toutefois négligeable.

    disques compacts inscriptibles

    CD enregistrable

    CD-R de 700 Mio à côté d'un porte-mine pour donner une idée de l'échelle.
    Les CD-R ( disques compacts enregistrables ) sont moulés par injection avec une spirale de données vierge. Un colorant photosensible est ensuite appliqué, puis les disques sont métallisés et vernis. Le laser d'écriture du graveur de CD modifie la couleur du colorant pour permettre au laser de lecture d'un lecteur CD standard de détecter les données, comme pour un disque gravé classique. Les CD-R ainsi obtenus sont compatibles avec la plupart des lecteurs CD-ROM et peuvent être lus sur la plupart des lecteurs CD audio. Ils sont conformes à la norme Orange Book .

    Les enregistrements sur CD-R sont conçus pour être permanents. Avec le temps, les caractéristiques physiques de la teinture peuvent se modifier, entraînant des erreurs de lecture et des pertes de données, jusqu'à ce que le lecteur ne puisse plus les corriger. Ces erreurs peuvent être prédites par analyse de surface . La durée de vie nominale est de 20 à 100 ans, selon la qualité des disques, celle du graveur et les conditions de stockage. Des tests ont démontré une telle dégradation de certains disques en seulement 18 mois dans des conditions de stockage normales. Ce phénomène, appelé « détérioration du disque » , a plusieurs causes, principalement environnementales.

    Le CD audio enregistrable est conçu pour être utilisé dans un enregistreur de CD audio grand public. Ces enregistreurs utilisent le SCMS ( Serial Copy Management System ), une forme ancienne de gestion des droits numériques (DRM), afin de se conformer à l'AHRA ( Audio Home Recording Act ). Le CD audio enregistrable est généralement un peu plus cher que le CD-R en raison d'un volume de production inférieur et d'une redevance AHRA de 3 % destinée à rémunérer l'industrie musicale pour la réalisation d'une copie.

    Le CD enregistrable haute capacité est un format d'enregistrement à densité plus élevée pouvant contenir 20 % de données en plus que les disques conventionnels. Cette capacité accrue est incompatible avec certains enregistreurs et logiciels d'enregistrement.

    CD réinscriptible

    Le CD-RW est un support réenregistrable utilisant un alliage métallique au lieu d'un colorant. Le laser d'écriture chauffe l'alliage et modifie ses propriétés (état amorphe ou cristallin), ce qui influe sur sa réflectivité. La différence de réflectivité d'un CD-RW étant moins importante que celle d'un CD pressé ou d'un CD-R, de nombreux lecteurs CD audio anciens ne peuvent pas lire les CD-RW, contrairement à la plupart des lecteurs CD audio et lecteurs DVD autonomes plus récents . Les CD-RW sont conformes à la norme Orange Book .

    Le CD audio réinscriptible est conçu pour être utilisé dans un enregistreur de CD audio grand public, qui n'accepte pas (sans modification) les disques CD-RW standard. Ces enregistreurs utilisent le système SCMS ( Serial Copy Management System ), une forme ancienne de gestion des droits numériques (DRM), afin de se conformer à la loi américaine AHRA ( Audio Home Recording Act ). Le CD audio réinscriptible est généralement un peu plus cher que le CD-R en raison (a) d'un volume de production inférieur et (b) d'une redevance AHRA de 3 % destinée à rémunérer l'industrie musicale pour la réalisation d'une copie.

    Protection contre la copie

    de protection contre la copie . Dès 2001 au moins , des maisons de disques ont tenté de commercialiser des CD non standard protégés contre la copie , impossibles à extraire ou à copier sur un disque dur, ni à convertir facilement en d'autres formats (comme FLAC , MP3 ou Vorbis ). Un inconvénient majeur de ces disques est leur incompatibilité avec les lecteurs CD-ROM d'ordinateurs et certains lecteurs CD autonomes utilisant ce type de mécanisme. Philips a déclaré que ces disques ne sont pas autorisés à porter le logo déposé « Compact Disc Digital Audio » car ils contreviennent aux spécifications du Red Book . De nombreux systèmes de protection contre la copie ont été contournés par des logiciels facilement accessibles, souvent gratuits, ou simplement en désactivant la lecture automatique pour empêcher l'exécution du programme DRM .