Gdy w latach 80 dwudziestego wieku pojawiły się srebrzyste dyski CD przeznaczone do odtwarzania muzyki (Compact Disc Digital Audio), mówiono o nich, że są niezniszczalne i doskonale odtwarzają dźwięk. Oba te określenia nie są zgodne z rzeczywistością, choć zwierają ziarno prawdy.
Faktycznie, płyty CD nie zużywają się wprost w wyniku odtwarzania podobnie jak winylowe, a słuchając muzyki z CD trudniej rozpoznać niewielkie zanieczyszczenia nośnika. Z punktu widzenia długotrwałego przechowywania płyty CD są jednak bardziej podatne na degradację niż winylowe. Czynniki biologiczne (głownie grzyby) i fizykochemiczne (wahania temperatur, światło, rozkład związków chemicznych) prowadzą do stopniowego a jednak szybszego niż w przypadku płyt winylowych uszkodzenia zapisu. Proces ten jest szczególnie dynamiczny w przypadku płyt umożliwiających samodzielne nagrywanie (tzw. recordable – jednokrotnego zapisu, rewritable – pozwalające na wielokrotny zapis i kasowanie) ze względu na to, że zapis, a raczej zmiany w nośniku tworzące zapis, są bardziej podatne na wpływ otoczenia i czasu.
W fabrycznie zapisanych płytach CD dane kodowane są w postaci mikroskopijnych zagłębień w cienkiej warstwie metalu tworzącej lustrzaną warstwę w podłożu z tworzywa sztucznego. W miejscu zagłębienia światło odczytującego lasera nie ulega takiemu odbiciu jak od płaskiej powierzchni, co jest precyzyjnie wykrywane. Długość zagłębień i przerw między nimi przetwarzana jest na strumień cyfr, który po zdekodowaniu pozwala wyznaczyć wartości sygnału dźwiękowego odtwarzanego następnie przez urządzenie. Z upływem czasu drobiny metalu odbijającego światło z czasem ulegają korozji lub odczepiają się od plastikowego nośnika, co utrudnia lub uniemożliwia rozpoznawanie zagłębień tworzących zapis, bądź utrudnia prowadzenie głowicy odczytującej. Znane są ekstremalne przypadki, gdzie cała warstwa metaliczną starszej płyty CD odstawała od nośnika i dawała się odłączyć jak naklejka.
W płytach zapisanych w nagrywarkach zagłębienia imitowane są przez tworzone w czasie nagrania zmiany w barwnikach. Prócz korozji warstwy refleksyjnej wpływ na niską trwałość wynika z podatności tych barwników na zmiany chemiczne, która jest większa w płytach wielokrotnego zapisu właśnie ze względu na to, że są przystosowane do zmian.
Zabezpieczeniem przed zakłóceniami dźwięku przez opisane wyżej procesy degradacji jak również mechaniczne uszkodzenia (zarysowania) lub zanieczyszczenia powierzchni płyty są techniki korekcji wbudowane w mechanizmy odczytu. Prócz metod fizycznych, takich jak odpowiednie soczewkowanie światła odczytującego lasera, stosowany jest zapis nadmiarowej ilości informacji i ich odpowiednie rozmieszczenie pozwalające na matematyczną rekonstrukcję w razie braku fragmentów. Mechanizmy korekcji wbudowane w technikę odczytu płyt dźwiękowych – Audio CD nie zapewniają jednak doskonałego odwzorowania zapisanego sygnału, nawet jeśli nie doszło do większych uszkodzeń nośnika.
Nie chodzi tu o dyskretny charakter zapisu cyfrowego (patrz: twierdzenie Nyquista-Kotielnikowa-Shannona), którego konsekwencje są przedmiotem wielu badań (np. E. Brad Meyer & David R. Moran (September 2007). „Audibility of a CD-Standard A/D/A Loop Inserted into High-Resolution Audio Playback” (PDF). J. Audio Eng. Soc. Audio Engineering Society. 55 (9): 775–779 – http://drewdaniels.com/audible.pdf) oraz bardzo wielu dyskusji melomanów i audiofilów. Zagadnienie to wykracza poza zakres ochrony zasobów na płytach Audio CD ponieważ odciska swoje piętno na procesie ich produkcji, odnosi się do relacji między wyjściowym sygnałem, a jego cyfrowym odwzorowaniem tworzonym jeszcze w studiu przed zapisem na płycie i nie ma wpływu na wierne zachowanie informacji już zawartych na tych płytach (bit preservation).
Kluczowe dla konserwacji płyt Audio CD jest natomiast dostrzeżenie problemu z ich bitowo dokładnym odczytem, a więc takim, który odtwarza dokładnie każdą cząstkę zapisanej informacji. Korekcja odtwarzania płyt Audio CD pozwala całkowicie wiernie reprodukować źródłowy sygnał dźwiękowy tylko przy bardzo niewielkich zakłóceniach odczytywanego strumienia bitów. Odzyskanie oryginalnego zestawu informacji może być niemożliwe nawet z powodów takich jak nieduże rysy, zabrudzenia, wibracje szybko wirującej płyty czy niedoskonałości odtwarzacza. Dlatego w dyskach przeznaczonych do użycia jako nośniki plików do zapisu danych (Data CD) stosowany jest dodatkowy poziom korekcji.
Jeśli niemożliwe jest doskonałe odwzorowanie, odtwarzacz wykonuje ekstrapolację mającą zamaskować braki. Ekstrapolacja jest wykonywana w układzie odtwarzającym tak, by różnica w stosunku do oryginału była możliwie mało słyszalna. Zawsze jednak prowadzi do mniejszego lub większego zafałszowania oryginalnego dźwięku i sposób jej realizacji zależy od producenta odtwarzacza. Przy większych zakłóceniach pojawiają się wyraźnie słyszalne deformacje dźwięku lub jego zaniki. Zniekształcenia dźwięku powodowane przez uszkodzenia zapisu cyfrowego są też odbierane przez ludzi subiektywnie jako bardziej dokuczliwe niż w odniesieniu do zapisu analogowego. Konieczne jest więc przykładanie dużej wagi do odpowiednich warunków przechowywania i udostępniania dysków CD kwalifikowanych jako egzemplarze archiwalne.
Zapis na płycie CD AUDIO, choć cyfrowy, nie ma charakteru pliku komputerowego. Ochrona zawartości płyt CD AUDIO polega na ich możliwie wiernym odczycie, a następnie zapisie uzyskanych cyfrowych informacji o sygnale dźwiękowym w postaci plików komputerowych. W czasie tego procesu (nazywanego rippingiem) ze względu na opisane wyżej problemy z odczytem należy zwrócić szczególną uwagę na czystość płyt, jakość napędu CD oraz odpowiedni wybór oprogramowania (rippera). W odróżnieniu od popularnych programów (w tym wbudowanych w popularne systemy operacyjne), oprogramowanie specjalistyczne pozwala na wielokrotny odczyt tej samej płyty i wybór najbardziej optymalnej z uzyskanych sekwencji bitów. Umożliwia także jej automatyczne porównanie z dostępnymi w Internecie bazami pozwalającymi na weryfikację poprawności odczytanego materiału a w niektórych przypadkach nawet jego korektę. Bazy takie (np. AccurateRip) powstają z przetworzonych statystycznie próbek przesyłanych przez tysiące użytkowników ripperów. Wysokiej jakości rippery dostępne są zarówno jako oprogramowanie komercyjne jak i bezpłatnie jako Open Source.
Płyty CD a także ich następcy (DVD czy Bluray – choć problemy ich dotyczące mają nieco inny charakter) powinny być przedmiotem szczególnej troski instytucji je przechowujących i znajdować się na priorytetowych miejscach w kolejce do przeniesienia do cyfrowych magazynów zapewniających warunki do długotrwałego przechowywania (long time digital preservation). Proces ten ma przewidywalny kres, ponieważ jesteśmy świadkami odchodzenia nośnika znanego jako płyta CD (Compact Disc) w przeszłość i zastępowania go przez media udostępniające dźwięk strumieniowo przez Internet, co stawia nowe, być może jeszcze większe wyzwanie przed instytucjami pamięci.
◊◊◊
Artykuł powstał w ramach realizacji przez Bibliotekę Narodową projektu „Patrimonium – digitalizacja i udostępnienie polskiego dziedzictwa narodowego ze zbiorów Biblioteki Narodowej oraz Biblioteki Jagiellońskiej” współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Polska Cyfrowa 2014-2020 oraz budżetu państwa.
◊◊◊
Dofinansowano ze środków Ministra Kultury i Dziedzictwa Narodowego.
