La capacidad del CD

De no ser por la inercia que representa el enorme arsenal de discos compactos de música que existen en la actualidad, los días del CD como memoria externa de fácil intercambio de los ordenadores personales estarían contados, al no resistir la comparación con el otro soporte digital que ya empieza a ser corriente, el DVD, y el nuevo recurso que comienza a despuntar, los discos externos de gran capacidad (algunos de los cuales, aunque caros todavía, superan el terabyte). El CD, por lo tanto, caería en desuso en pocos años ―y es probable que así ocurra en el ámbito de los ordenadores, a pesar de lo dicho―, como está ocurriendo de hecho con el diskette, de tan dilatada vida que ya parecía inmortal, y que está cediendo ante las memorias sólidas tipo «pen drive» (conectables al puerto USB, las más corrientes albergan 64, 128 o 256 Megabytes, y no es raro que hagan a la vez las funciones de reproductores de música, grabadores de voz y hasta de radio FM). Las tarjetas tipo «Flash-Card» o «Secure-Digital», por ejemplo, son también competidores del diskette e incluso del CD regrabable: del tamaño de un sello de correos, su función principal es la de ampliar la memoria de agendas y máquinas fotográficas, pero hacen perfectamente el papel de soporte para el intercambio de datos entre ordenadores; tarjetas con 1 GigaByte de memoria empiezan a ser moneda corriente en el mercado de los artilugios digitales.

Vale la pena hacer un poco de historia de este buen amigo el CD, y preguntarse también por las razones que impusieron su capacidad de datos.

El CD, disco óptico digital, fue ideado en 1969 por el físico holandés Klass Compaan. En 1978, en un congreso (Digital Audio Disc Convention) celebrado en Tokio con la participación de 35 fabricantes, Philips propuso el establecimiento de un estándar mundial para dicho soporte. Al año siguiente se tenían listos y se demostraron prototipos de CD en Europa y en Japón, y en ese mismo año Sony estuvo de acuerdo con la fórmula de colaboración. Sony y Philips se comprometieron a utilizar la ratio de muestreo digital de 44 100 muestras por segundo y Philips, por su parte, aceptó la propuesta de Sony para utilizar muestras de 16 bits. Se decidió también que la duración máxima del disco debía ser de 74 minutos, y se adoptó un diámetro de 120 mm para el mismo. A continuación justificamos brevemente algunos de estos detalles.

En teoría de la información existe un teorema, debido a Nyquist, de expresión matemática algo abstrusa, pero que aplicado al área de la audición permite concluir que para evitar que la digitalización de una señal analógica (como es la del sonido) introduzca armónicos espurios, la frecuencia de muestreo ha de ser al menos el doble de la que corresponde al umbral del oyente. El oído de un adulto joven (no habituado a discotecas ni al empleo del walkman) puede escuchar frecuencias de hasta unos 22 mil ciclos por segundo. La edad y la vida en nuestras ciudades se encargan de lastimar rápidamente esa capacidad. De lo dicho resultan los 44 100 kHz elegidos como frecuencia de muestreo.

Por otra parte, consideraciones que tienen que ver con los decibelios permiten de modo semejante llegar a la conclusión de que para distinguir entre un «pianissimo» y un «fortissimo» (de nuevo el patrón es el adulto joven de oído no castigado), hace falta una información de al menos 16 bits, lo que implica una escala de 65 536 incrementos.

Los dos datos anteriores nos dicen, teniendo en cuenta la conocida equivalencia entre un byte y 8 bits, que cada segundo debe consumir una información de 44 100 × 2 bytes = 88 200 bytes. Un minuto de sonido con calidad musical representará por lo tanto 5 292 000 bytes ≈ 5 MB. (1 Megabyte= 1024, 1 Kilobyte = 1024 bytes). Así pues, para una duración de 74 minutos, la capacidad de información exigida será de unos 350 MB. Falta ahora añadir un detalle, que obliga a duplicar la capacidad del disco, y es la necesidad de disponer de dos canales para el sonido estereofónico. Llegamos así a la cifra de 700 MB, que es la que en general corresponde a la capacidad de los CD, tanto de música como los que se manejaban inicialmente en los ordenadores personales.

El diámetro de 12 cm. es una consecuencia de lo anterior y del estado de la técnica de grabación y de reproducción de la época. El estándar se ha conservado desde entonces, a excepción de algunas variantes pensadas para uso exclusivo en el ordenador (como el CD de 80 y hasta el de 90 minutos, o los CD regrabables de tipo magneto-óptico).

Queda por responder a una cuestión: ¿por qué 74 minutos? Aquí aparece la leyenda urbana, y podemos hablar de dos versiones.

Los primeros prototipos de CD tenían un diámetro de unos 115 mm, capaces de albergar unos 60 minutos de música. La recomendación para pasar a los 74 minutos de música, que exigían un diámetro de 120 mm provino directamente del presidente de Sony, Norio Ohga. Se cuenta que la razón fue su interés para que cupiera en un único CD la novena sinfonía de Beethoven, una de sus piezas favoritas. Se dice también que la exigencia se debió a la esposa de Akio Morita, otro de los altos cargos de Sony; también en este caso la razón aducida tuvo que ver con la novena sinfonía de Beethoven.

En otra de las versiones de la leyenda, de nuevo la novena sinfonía de Beethoven impuso su tiempo de duración. El director de orquesta Herbert von Karajan (que entonces grababa para la marca PolyGram, subsidiaria de Philips) tomó parte activa en la campaña de promoción del CD, y participó en la conferencia de prensa que Sony ofreció en Viena en 1981 para anunciar el prototipo de la compañía. La leyenda dice que se adoptó la duración de las grabaciones de von Karajan de dicha sinfonía con la Orquesta Filarmónica de Berlín. Lo cierto, sin embargo, es que casi todas las grabaciones modernas de la citada novena sinfonía (incluida la antes nombrada de Karajan) son unos minutos más cortas que los aludidos 74, de modo que no está claro que la decisión no tuviera que ver más bien con algo así como garantizar un cierto margen de seguridad, aparte de un redondeo en la cifra del diámetro del disco.

Para seguir con la historia del CD, diremos que en 1980 Philips y Sony propusieron el estándar definitivo del Compact Disc. La compañía Matsushita lo aceptó en 1981, seguida del Digital Audio Disc Comittee. Ese mismo año terminó la colaboración entre Philips y Sony.

En 1982 tanto Sony como Philips tenían productos listos para el mercado. En otoño se introdujo la tecnología CD en Europa y en Japón. En la primavera de 1983 se presentó en Estados Unidos. Naturalmente, junto con los CD se ofrecían los aparatos reproductores de los mismos.

En 1985 llegaron las unidades de CD-ROM al mercado de los ordenadores. Hasta 1996, año en que se presentó la tecnología de los DVD, el reinado de los CD fue absoluto.

Pedro Crespo, 30 octubre 2004