Звук на компакт-диске предстаёт в оцифрованном виде. Дело в том,
что аналоговый метод звукозаписи, который раньше был единственным способом звукозаписи, достаточно точно передаёт первоначальную звуковую картину, однако обладает рядом недостатков. Например, в результате несовершенства материалов, из которых изготовлена магнитная лента, а также из-за постепенной «дезориентации» магнитных частичек при длительном её хранении и других причин в такой записи обычно присутствуют различные шумы. Кроме того, во время воспроизведения и записи лента движется неравномерно, и это приводит к эффекту «детонирования», а также создаёт проблему синхронизации записей с нескольких плёнок.
Цифровая же запись звука более свободна от шумов и помех. Она допускает неограниченное копирование без ухудшения качества, гибкую обработку, не портится при длительном хранении и так далее. Именно цифровая запись звука и используется на компакт-дисках CD-DA, которые теперь иногда называют просто Audio CD, то есть звуковой компакт-диск.
Каким же образом звук превращается в цифру? Давайте в нескольких словах рассмотрим природу оцифровки звука: каким образом звуковые колебания можно представить в цифровом виде. Как видно из амплитудно-временного графика звукового сигнала (волновой формы), в любой момент звучания амплитуда сигнала имеет конкретное значение, которое может быть измерено и выражено некоторым числом, как показано на рис. 1.12. Таким образом, если мы точно измерим амплитуду сигнала в каждый момент времени и выразим её в
Рис. 1.12. Схема оцифровки звука: измерение амплитуды на каждом временном
срезе
числовом виде, полученный ряд чисел будет представлять собой точную запись исходного звукового сигнала. Эту последовательность чисел можно преобразовать в двоичную форму и записать на любой носитель, в том числе на компакт-диск.
Правда, на самом деле всё немного сложнее. Поскольку звуковой сигнал является непрерывным, то количество точек на его графике бесконечно и, следовательно, для получения действительно точной цифровой записи звукового сигнала нужно измерять его амплитуду через бесконечно малые промежутки времени и бесконечное количество раз. В результате полученный числовой массив будет бесконечно велик. Более того, на шкале измерения амплитуды должно быть бесконечное количество градаций, то есть весь динамический диапазон должен выражаться бесконечным числовым рядом ОТ -ос ДО +оо.
Реально мы можем провести измерения лишь конечное число раз, используя конечное количество амплитудных градаций (этот параметр
называется амплитудным разрешением), и в результате полученный оцифрованный звук на выходе отличаться от исходного. Возникает
вопрос: через какие промежутки времени и с каким амплитудным разрешением следует проводить измерения, чтобы звук на выходе был
максимально близок по звучанию к оригиналу?
Понятно, что чем чаще проводятся замеры и чем больше амплитудное разрешение, тем точнее сигнал на выходе воспроизводит исходный сигнал (рис. 1.13 а, б). На рис. 1.13 а синусоидальный сигнал,