El Tamiz

Ignora lo accesorio, atesora lo esencial

Inventos ingeniosos - El CD

En la serie Inventos ingeniosos recorremos objetos de la vida cotidiana en los que no solemos pensar a menudo. Tratamos de mostrar cómo a veces olvidamos las cosas que tenemos delante, considerando interesante sólo el aprender sobre complicadas teorías o descubrimientos: muy a menudo existen cosas realmente curiosas delante de nuestros ojos. Frecuentemente, las ideas que se esconden debajo de algunos inventos que parecen muy complejos, como el de hoy, son realmente muy simples, aunque la precisión técnica necesaria para desarrollarlos sea grande.

CD-R

CD-R. Crédito: Wikipedia/GPL.

En el último artículo de la serie hablamos acerca del fonógrafo como invento “trampolín” que ayuda a entender otros más complejos. Hoy continuamos la serie hablando del heredero moderno de los cilindros de cera y los discos de zinc que reinaban a principios del siglo XX: el disco compacto, compact disc o simplemente CD.

El CD es un invento moderno. No me refiero sólo a lo obvio (los primeros son de 1982), sino al estilo en el que fue desarrollado, y que muestra una tendencia muy clara en ciencia y tecnología a lo largo del siglo XX comparada con siglos anteriores: el fonógrafo había sido un invento personal de Thomas Edison, lo mismo que la teoría de gravitación fue una creación personal de Newton unos siglos antes. Sin embargo, poco a poco los desarrollos científicos y tecnológicos –en general, puesto que siempre hay excepciones– fueron siendo realizados por grupos de personas, no por genios individuales, sobre todo en la segunda mitad del siglo.

No quiero extenderme demasiado en esto, que probablemente sería un buen asunto de discusión para otro artículo, pero esto no quiere decir que ya no tengamos genios, sino que la labor de equipo ha tomado una importancia sin precedentes en la historia de la ciencia y la tecnología, y el CD, aunque ya algo “talludito” con sus 26 años de vida, es un buen ejemplo de ello: fue desarrollado por un nutrido equipo de ingenieros de la holandesa Philips y la japonesa Sony, liderados por Kees Immink y Toshitada Doi.

Como ocurre siempre, la idea no surgió de la nada: el origen se encuentra, por supuesto, en los discos de vinilo, aunque hacía ya muchos años que se venía buscando un soporte que los reemplazara por diversas razones. Philips había puesto sus esperanzas unos años atrás, en la década de los 70, en el desarrollo del Laserdisc: no sé si tienes la edad para recordarlos, pero se trataba de discos con un tamaño parecido a los vinilos, que utilizaban un sistema físicamente similar al de los CDs posteriores pero con vídeo analógico (y audio analógico o digital, según).

El Laserdisc no tuvo mucho éxito salvo en lugares concretos (como Japón). A finales de los 70 –casi a la vez que los primeros Laserdiscs se comercializaban– Philips estaba intentando ya encontrar otro formato con más futuro, aunque el competidor real del Laserdisc durante su corta vida serían las cintas de vídeo, no el CD, que sólo reproducía música por aquel entonces. Su alianza con Sony fue muy eficaz: los fracasos también enseñan cosas, y Philips contribuyó sus conocimientos obtenidos durante su apoyo al Laserdisc, es decir, una gran parte de la tecnología física, mientras que Sony proporcionó el sistema de corrección de errores y el soporte lógico. Es algo sorprendente ver cómo dos enormes empresas fueron capaces de juntar un equipo de un tamaño considerable y obtener resultados de una forma tan eficiente – el equipo fue reunido en 1979, y el primer disco compacto se comercializó en tan sólo tres años, en 1982. ¿Quieres saber cuál fue el álbum? The Visitors, de ABBA.

La idea detrás de la tecnología del CD, como tantas otras ideas, es conceptualmente bastante simple. Un CD es un disco de policarbonato (un tipo de plástico ) transparente de unos 1,2 milímetros de grosor. Durante la fabricación de un disco compacto normal (luego hablaremos de CD-Rs y CD-RWs) se graba en el plástico una finísima espiral que contiene salientes y llanuras, de modo que el disco no es igual de grueso en todas partes: si recorres la espiral encuentras zonas “elevadas” y zonas “hundidas”, de manera algo similar a la profundidad de la espiral de un disco de vinilo, sólo que con escalones discretos.

Sin embargo, existen otras diferencias fundamentales con el vinilo: la primera tiene que ver con las dimensiones involucradas en el CD. La espiral de un CD es finísima (¡tiene 0,5 micras de anchura, es decir, 0,0005 milímetros!) y de una longitud difícil de imaginar: para un CD de 74 minutos la espiral mide unos cinco kilómetros de longitud. Si observaras la espiral muy, pero que muy de cerca, podrías ver además el espacio entre una vuelta del “surco” y la siguiente: 1,6 micras.

Pero el resto de las dimensiones también son de la misma escala: cada saliente tiene una longitud mínima (a lo largo de la espiral) de 0,85 micras. No es posible hacer esta longitud más pequeña por razones que veremos más adelante. Además, como he dicho, existen zonas más hundidas que otras, pero la diferencia de espesor es ínfima: entre un saliente y una hendidura hay una profundidad de unas 0,1 micras.

Por si te estás preguntando cómo diablos se “talla” esa espiral en cada CD con una exactitud tan enorme, se logra con un molde. Si se utilizase un sistema parecido al de los CD-Rs o CD-RWs (grabar la espiral disco a disco) se tardaría muchísimo, así que se hace “de una vez” en cada disco, “imprimiendo” el molde sobre el policarbonato. En primer lugar, se utiliza un láser de muy corta longitud de onda (azul, violeta o incluso ultravioleta) para tallar la espiral, literalmente, en un disco de vidrio. Luego se imprime una especie de “negativo” de esa espiral presionando una capa de metal contra ella, y finalmente se utiliza ese “negativo” para imprimir la espiral en los CDs en la planta de fabricación.

En cualquier caso, una vez se ha “tallado” la espiral de salientes-hendiduras en el plástico, se cubre con una fina película metálica (que es la razón por la que los CDs se comportan como lo hacen dentro de un microondas): normalmente es de aluminio, aunque puede ser también de otros metales (incluso de oro). Lo importante es que se trate de un metal muy reflectante, y el aluminio lo es, y mucho (como dijimos al hablar específicamente de este metal). La razón de que deba ser un material que refleje muy bien la luz la verás en un momento. Finalmente, se cubre el metal con una laca acrílica, sobre la que se imprime la etiqueta del CD (a veces casi no se pone nada, otras veces se incluyen las canciones, ilustraciones, etc.). El otro lado del plástico (donde no hay surco) se deja como está, para que siga siendo transparente. Aquí tienes un (triste) dibujo para hacerte una idea de como es la sección de un CD:

Sección de un CD

Aunque no lo he dibujado a escala ni mucho menos, lo que sí es cierto es que el “surco” está mucho más cerca de la etiqueta del CD que del lado transparente, algo que mucha gente desconoce. Es más fácil dañar los salientes y hendiduras arañando la etiqueta que arañando el lado transparente, que es donde la mayoría cree que “está el surco”. Desde luego, si se araña la parte transparente puede ser difícil leer la espiral, pero es mucho más fácil subsanar eso (se puede pulir cuidadosamente, o rellenar con un material de similar índice de refracción) que una espiral arañada por el lado de la etiqueta.

Bien, ¿para qué sirve todo esto? Cuando se lee un CD, se utiliza un láser. Se trata de radiación infrarroja de 780 nanómetros (como veremos después, otros sistemas como el DVD y Blu-Ray sí utilizan láser visible). Al principio pensaba que sería imposible de ver, pero varios de vosotros me habéis asegurado haber visto la luz roja en un láser de lector de CD puro y duro. Desconozco si algunos lectores usan menos de 780 nm, o si está suficientemente cerca del visible (es infrarrojo cercano) como para que, aunque el pico de emisión esté en 780 nm, parte de la radiación sea de menor longitud de onda y podamos verla.

En cualquier caso, el láser atraviesa el plástico transparente y llega al metal, donde se refleja y vuelve a salir del CD. Finalmente es recogido por un fotorreceptor que mide la intensidad de la radiación recibida.

Láser CD

Sistema óptico de un lector de CD-ROM desmontado. Puede verse el láser infrarrojo (a la izquierda), el fotorreceptor (arriba) y una de las lentes (a la derecha). Publicado bajo Licencia CC Sharealike 2.5.

La base del sistema es realmente simple: si el láser se encuentra con una zona más profunda, necesita atravesar más plástico para llegar al metal (y otra vez para volver a salir), mientras que en las menos profundas tiene que recorrer menos distancia dentro del plástico. Puesto que el plástico no es completamente transparente, cuando el láser sale tiene una intensidad diferente en un caso y en otro, además de una dirección distinta en una y otra situación. Esto permite interpretar los salientes y hendiduras como información binaria, dependiendo de si el fotorreceptor recibe una cantidad determinada de radiación o no (intensidad mayor que la umbral = saliente, intensidad menor que la umbral = hendidura).

Ésa es otra de las diferencias entre un disco de vinilo o un Laserdisc y un disco compacto moderno: la información se encuentra almacenada en estos últimos de forma digital –como una ristra de de unos y ceros–, mientras que los vinilos almacenan la información de manera analógica (el surco del vinilo puede tener una profundidad arbitraria entre dos dadas, en vez de valores discretos). Esto hace que muchos audiófilos consideren que el vinilo tiene mayor calidad de sonido que el CD. Dado que yo soy tan burdo que soy perfectamente feliz con sonido comprimido como un MP3 a 256 kbps, me abstengo de opinar porque no noto la diferencia. En cualquier caso, un CD de 74 minutos puede almacenar hasta unos 783 MB de información en esa ristra de unos y ceros de cinco kilómetros de longitud.

Aunque luego hablaremos específicamente de los CD-ROM, es posible que 783 MB te parezcan muchos (los CD-ROM de 74 minutos no llegan tan lejos ni de casualidad). La razón es la redundancia necesaria para almacenar los datos – seguro que has escuchado CDs de música arañados, en los que en ciertas canciones se oye algún chasquido o salta el disco un poco. Un error similar en un CD-ROM significaría que un archivo entero (o más) queda inutilizado, por lo que se sacrifica capacidad de almacenamiento para una mayor seguridad de que los datos pueden ser leídos de nuevo incluso con algún arañazo que se fulmine un 1 o un 0.

Por cierto, aquí se encuentra otra de las ideas falsas más extendidas sobre los CDs: la información no está almacenada como “hendidura = 1, saliente = 0” ni nada parecido. Puesto que la espiral está dividida en pequeños segmentos de 0,85 micras, si de un segmento al siguiente no hay cambio (hendidura-hendidura o saliente-saliente) se trata de un 0, mientras que si hay cambio (hendidura-saliente o saliente-hendidura) se trata de un 1.

De modo que, cuando se reproduce un CD, se hace girar el disco mientras el láser va recorriendo la espiral desde dentro hacia fuera (para que, si un disco tiene un radio menor que otro, puedan reproducirse ambos sin problemas), “leyendo” la ristra de unos y ceros, que luego se decodifican mediante el software del reproductor para ser “traducidos” a música –o datos, como veremos en un momento–.

Respecto al ritmo de lectura de datos, existen dos opciones: mantener una velocidad lineal constante (lo que se conoce como CLV por las siglas en inglés de Constant Linear Velocity) o mantener una velocidad angular constante (CAV de Constant Angular Velocity). Todos los lectores de DVD y posteriores (como el Blu-Ray) utilizan CAV, pero los primeros lectores de CD utilizaban CLV.

Cuando se reproduce un CD con velocidad lineal constante, el disco no gira siempre con la misma velocidad angular – al principio gira más rápido, a unas 500 rpm (unas ocho vueltas cada segundo), pues el láser está cerca del centro, pero según va avanzando por la espiral (el láser va alejándose del centro hacia el borde) el disco se va frenando hasta unas 300 rpm cuando el láser está en el borde del disco.

Por el contrario, cuando se mantiene la velocidad angular constante, el ritmo de lectura de datos es más lento al principio (cerca del centro del disco) y va aumentando según el láser se acerca hacia el borde.

Aunque sé que es obvio, no quiero dejar de señalar otra diferencia entre un disco de vinilo y un disco compacto: el láser tiene una longitud de onda y una potencia que no afectan en absoluto (si los materiales son los adecuados, por supuesto) a la estructura del disco. La aguja de un vinilo, por el contrario, inevitablemente altera el surco sobre el que se desliza; de ahí que emplear luz como “aguja” del CD sea una tecnología superior a una aguja material. Pero esto no quiere decir que todo lo relacionado con los CDs sea perenne, ni mucho menos, como veremos dentro de un momento.

Philips y Sony publicaron los estándares del CD de audio en lo que se conoce como Libro Rojo en 1980, pero muy pronto se desarrollaron nuevos usos de la tecnología, con cambios en el hardware y el software que permitían utilizar los CDs para otras cosas además de escuchar música: el Libro Amarillo nos dio los estándares del CD-ROM (o cederrón según la RAE, horrendo nombre en mi opinión), que utilizaba los unos y ceros del soporte físico del disco para almacenar cualquier tipo de datos. Pronto, en 1988, se publicó el Libro Naranja, que definía los estándares del disco grabable (CD-R) y el disco regrabable (CD-RW), con los que el usuario ya no se limitaba a leer datos, sino que podía escribirlos (una vez con el CD-R, muchas veces con el CD-RW). Otros libros posteriores definieron estándares para los VCDs de vídeo, los de doble densidad, etc.

Por supuesto, en el caso de los discos grabables y regrabables la tecnología física es diferente: no es demasiado fácil construir un grabador de CDs que cree la espiral en el plástico, la cubra de aluminio, laquee el aluminio, etc. De modo que ¿cómo diablos funciona un CD-R? Una vez más, la idea es de un gran ingenio, y el invento decididamente un invento ingenioso digno de esta serie:

Un CD-R virgen tiene su capa de policarbonato transparente, con el metal y la laca detrás, igual que un CD normal. Sin embargo, aunque tiene la espiral grabada (para guiar el láser a lo largo de su longitud cuando se graba y lee), no tiene las hendiduras y los salientes. Por el contrario, lo que se hace es añadir una capa extra entre el plástico y el metal: una capa de pigmento de un color determinado, que refleja mal la radiación infrarroja.

De esa manera, es como si, dicho mal y pronto, toda la espiral fuera en el disco virgen “una hendidura”: apenas se refleja luz del láser en cualquier parte. Cuando se graba el CD-R, lo que se utiliza es un láser con mayor potencia que el de lectura – este láser quema el pigmento, volviéndolo transparente. De ese modo se tienen zonas más transparentes y otras más opacas, que toman el lugar de los salientes y hendiduras de un CD normal: en este caso son las propiedades ópticas del material, en vez de su espesor, lo que determina que se trate de uno u otra.

De hecho, si tienes un CD-R grabado, es posible apreciar qué fracción de su superficie se ha utilizado para almacenar datos: desde el centro hacia fuera hay una zona más transparente y luego, en el exterior, otra más oscura. La zona transparente es en la que el láser ha quemado parte del pigmento. Dependiendo de qué pigmento se trate se tienen unos colores u otros en la parte inferior de los CD-Rs: al principio se usaban pigmentos clorados de color verdoso, pero luego se descubrió que eran bastante inestables y se degradaban con los años. Incluso hoy en día los pigmentos clorados son los más sensibles a la luz ultravioleta del Sol, y si los dejas al sol pueden dañarse.

CDR dañado

CD-R cuyo pigmento se ha decolorado en la parte inferior (fue grabado en 2000).

Otros pigmentos más modernos son más estables y pueden durar décadas, pero en general un CD-R, por su dependencia de estos pigmentos, no es una solución a muy largo plazo para guardar información: es cuestión de tiempo que el pigmento se degrade. Además, por supuesto, una vez se ha “quemado” el pigmento una vez, no hay más que decir – no puede volver a realizarse el proceso.

La solución eventual a esa última limitación fue, por supuesto, el CD-RW, es decir, el CD regrabable, en el que puede guardarse información, borrarla, guardar nueva información, etc. ¿Cómo conseguir esto? Utilizando una peculiaridad de ciertos compuestos (el más utilizado es una mezcla de plata, indio, antimonio y teluro denominada, no demasiado imaginativamente, AgInSbTe), que cuando se enfrían pueden hacerlo de forma cristalina o amorfa. Cuando el CD-RW es virgen, el material tiene forma cristalina y refleja bien la radiación del láser.

Para grabar un CD-RW se utiliza un sistema parecido al del CD-R, es decir, el láser se enciende “a toda potencia” sobre el lado transparente del CD. La radiación atraviesa el policarbonato y llega al AgInSbTe, calentándolo hasta unos 400º C y fundiéndolo. Cuando el compuesto se enfría desde esa elevada temperatura, lo hace muy rápidamente, de modo que se solidifica sin orden ni concierto (como un material amorfo). En su forma amorfa, este material refleja peor la radiación infrarroja, con lo que se tienen ya las “hendiduras” y “salientes”, excepto que una vez más no son tales, sino simplemente zonas que reflejan mayor cantidad de radiación y otras que reflejan menos.

¿Cómo se borra el CD-RW para volver a grabar sobre él “en blanco”? Se vuelve a pasar el láser por toda la espiral pregrabada, pero con una menor potencia que para escribir, de modo que el compuesto vuelve a fundirse pero no alcanza una temperatura tan elevada como antes. La consecuencia es que se enfría más lentamente, con lo que le es posible solidificarse formando una estructura cristalina, que refleja mejor la radiación del láser, lo que lo deja igual que antes de haber grabado nada.

Desde luego, no se puede repetir el proceso infinitas veces: depende de la calidad del material, pero en general pueden regrabarse unos cuantos cientos de veces. Además, una vez más no es una buena solución a largo plazo: con el tiempo, la forma cristalina del compuesto va perdiendo su estructura, convirtiéndose en amorfa, de modo que un par de décadas después de ser grabada, la información del CD-RW puede quedar ilegible.

Por todo esto, el láser de un CD-RW es el más versátil de los tres sistemas (CD, CD-R y CD-RW): el primero tiene una sola potencia de funcionamiento (lectura), el segundo tiene dos (lectura y escritura) y el tercero tiene tres (escritura, borrado y lectura). Sin embargo, la principal limitación de este tipo de láseres no es tanto su potencia como su longitud de onda.

El problema estriba en la difracción, un fenómeno por el cual cuando una onda se topa con un obstáculo más pequeño que su longitud de onda le suceden cosas bastante extrañas: es algo así como si interfiriese consigo misma. De modo que no es posible grabar información tan compactamente como se desee en un CD, y por eso los salientes y las hendiduras tienen un tamaño mínimo: puesto que la longitud de onda del láser infrarrojo es de 780 nm (0,78 micras), no es posible codificar información en un tamaño más pequeño.

Este problema se ha solucionado en los últimos años utilizando láseres de menor longitud de onda – los DVDs, por ejemplo, utilizan un láser visible de color rojo con tan sólo 605 nm de longitud de onda, mientras que los más modernos discos Blu-Ray toman su nombre (modificado de blue, sin la e para poder registrar comercialmente el nombre) del color azul violáceo (técnicamente violeta, pero bueno) de su láser de 405 nm, casi la mitad de longitud de onda que el láser infrarrojo de los CDs. Esto ha permitido condensar mucho más la información, haciendo salientes y hendiduras mucho más pequeños que los de los CDs primitivos.

¿Quién le hubiera dicho a Edison que, en vez de cera y una aguja metálica, utilizaríamos espejos y una “aguja de luz” más fina de lo que jamás hubiéramos podido imaginar? Seguro que, de verlo, se sentiría entusiasmado – y sospecho que, probablemente, pensaría algo así como “Ah, pero, ¿y si entonces probamos a….?”, y se sacaría de la manga algún otro invento ingenioso.

Para saber más:

  • CD (Wikipedia).
  • CD (Howstuffworks).

Inventos ingeniosos, Tecnología

61 comentarios

De: bandar
2008-03-14 09:56:43

Buenísimo el artículo. Por cierto, la respuesta a por qué han quitado la "e" de "blue" la encontré un día en la Wikipedia curioseando sobre blu-ray y HD-DVD:

"La letra "e" fue eliminada del nombre de forma intencionada para permitir el registro de la marca, ya que el término "blue-ray" es usado comúnmente y no puede ser registrado"


De: Pedro
2008-03-14 10:33:40

bandar,

Aaah...ahora lo entiendo. Acabo de googlear para confirmarlo, y ahora mismo edito el artículo para añadir la mención. ¡Gracias, bandar!


De: morti
2008-03-14 11:24:16

Muy bien explicado Pedro, aunque me surge una duda, porque estoy seguro de haber visto a simple vista el láser en varios reproductores diferentes. Es rojo y muy tenue, pero se ve ¿Puede que haya algunos que funcionen con luz visible o se produzca algún fenómeno con la infraroja para que se vea? (Si alguien lo va comprobar por sí mismo que tenga mucho cuidado en no mirar de ninguna manera directamente a la lente si le tiene aprecio a su retina).

Después, una cosa matizable, es que aunque ciertamente los reproductores antíguos leían a velocidad lineal constante de la lente con respecto a la información y se iban cambiado las revoluciones para adecuarla, los modernos son capaces de manteniendo constante la velocidad leer el disco, así ahorran el tiempo de frenado o aceleración, y la energía que se necesita para cambiar la velocidad

Saludos


De: Pedro
2008-03-14 11:28:58

morti,


[...] estoy seguro de haber visto a simple vista el láser en varios reproductores diferentes.


¿Sabes si eran también reproductores de DVD? Esos sí emiten luz roja, pero 780 nm son invisibles. Qué raro... no se me ocurre por qué cambiaría la longitud de onda, así que supongo que está emitiendo con más de 780, pero no sé por qué si no es un reproductor de DVD.

Ah, lo de la velocidad angular constante no lo sabía, ni aparece en la documentación que he leído en el artículo. Interesante, desde luego hace más sencillo el mecanismo (¿me imagino que compensándolo con software?)

Gracias :)


De: morti
2008-03-14 11:52:07

Yo diría que eran lectores de CD-ROMs normales, pero hace ya tiempo de esto (Cuándo trabajaba en un servicio técnico) y puede que me falle la memoria y fueran de DVDs. Como se me ha despertado la curiosidad este fin de semana probaré y os cuento.

Si quieres más información sobre lo de la velocidad angular constante busca CAV CD-ROM que es cómo se conoce en inglés. De todas formas no creo que simplifique la parte mecánica, porque el firmware decide dependiendo de factores como la demanda de datos, la tasa de errores de la lectura, el nivel de ruido, la posición de la pista que queremos leer, etc. si funciona en un modo u otro y a qué velocidad.

Saludos


De: Pedro
2008-03-14 12:00:11

Actualización del artículo al canto, para añadir los CAV con un enlace correspondiente para los que quieran leer más.

Thank you, sir :)


De: Kent Mentolado
2008-03-14 12:42:58

Yo puedo "confirmar" lo que comenta morti. Recuerdo perfectamente abrir un lector (y no era de DVD porque de aquella no había), y mediante un disco completamente transparente, ponerlo a funcionar y ver el punto rojo del laser incidir en el CD. Además recuerdo que ese punto cambiaba de grosor y enfoque (probablemente era la lente, intentando ajustarse al no recibir ningún reflejo). No recuerdo las características del lector, pero creo que era un lector/grabador de CDs de 4x. De hecho, siempre tuve la curiosidad de que pasaria si pongo un grabador a grabar siguendo ese método. A lo mejor acabo con un agujero en el techo :)

Por otra parte, me extraña esa cifra de 74 minutos = 783 Mb. En un CD de 74 min normalmente se grababan unos 650Mb, y en uno de 80 min se graban unos 700Mb. Aunque puede ser que la información que está disponible para el ordenador sea menor a la información realmente representada por los surcos (cabeceras, datos redundantes...).


De: Pesso
2008-03-14 12:55:08

Muy interesante e instructivo, buen trabajo como siempre. Lo único es que hay varias erratas que no dificultan entender el articulo pero despistan.


De: morti
2008-03-14 13:00:18

Kent, yo también recuerdo la lente intentado enfocar, y que incluso, si ponías un CD-R que son bastante translúcidos dejaba ver por dónde estaba dando el láser debajo :-)

En cuanto a los tamaños, hay distintas medidas si usas la capacidad bruta o la efectiva. Cómo los primeros CDs eran para audio, se buscó un tamaño de sector adecuado para manejarlo, (de memoría 2532 bytes), así que un CD de audo de 74 minutos (el tamaño oficial) puede con esa cantidad de datos de 783 MB (En realidad más, porque también hay información para control de errores y saber dónde se está posicionado en cada momento.)

Pero cuándo se pensó en usarlos para datos se dieron cuenta de dos cosas, que había muy poco control de errores para guardar información relevante, y que los ordenadores no se llevarían bien con un sector de un tamaño que no fuera potencia de 2. Así, que aunque físicamente los sectores siguen siendo como los de audio, sólo se graban 2048 Bytes de información efectiva en cada uno, y el resto del espacio se usa para control y corrección de errores mucho más avanzados. Reduciéndose así la capacidad hasta los 650Megas efectivos para datos, pero más seguros y más manejables.

Después, los de 700 megas efectivos para datos son los que pueden guardar 80 minutos, es decir, que la espiral es más larga.

Saludos


De: Pedro
2008-03-14 13:02:59

Kent,

Si era también grabador, tal vez ésa sea la razón. No he encontrado si la longitud de onda es diferente para una cosa y la otra, pero puede ser posible. Si no, sigo sin entender por qué podría verse el láser -- 780 nm es infrarrojo cercano, pero infrarrojo...

Respecto a la cantidad de información, los 650 MB son para un CD-R, pero creo que en ese párrafo estoy hablando de CDs de música. Las referencias que tengo:

De Howstuffworks:


As discussed in How Analog and Digital Recording Works, a CD can store up to 74 minutes of music, so the total amount of digital data that must be stored on a CD is:
44,100 samples/channel/second x 2 bytes/sample x 2 channels x 74 minutes x 60 seconds/minute = 783,216,000 bytes.


De Wikipedia:


These 588-bit frames are in turn grouped into sectors. Each sector contains 98 frames, totaling 98 × 24 = 2352 bytes of music. The CD is played at a speed of 75 sectors per second, which results in 176,400 bytes per second.


(Si multiplicas los 176,400 bytes por 74 minutos por 60 segundos se obtiene la misma cifra que en Howstuffworks).

Supongo que es la forma de codificar la información en uno y otro caso la que cambia la cantidad que se puede guardar en música/datos, la verdad es que no lo sé. Me imagino que los 783 MB son la capacidad física del CD, pero como dices tú tal vez parte de eso se emplee para "otras cosas" en el caso de datos...

Editado para añadir tras leer el comentario de morti: Ahí está la diferencia entonces. morti, eres un campeón :)


De: Pedro
2008-03-14 13:15:00

Pesso,

Lo siento. He vuelto a leer el artículo por enésima vez con especial cuidado y he encontrado dos, que ya he corregido. Me es muy difícil cazar todas las erratas de lo que escribo porque leo lo que quería decir, y no lo que dije, de modo que me ayuda mucho que me aviséis (especialmente si me decís exactamente cuáles son las erratas). Si ves alguna más, por favor, dime dónde está y la corrijo.


De: nulx
2008-03-14 13:28:21

Hola, antes de nada, te felicito por la página, la sigo desde hace tiempo con interés aunque es la primera vez que escribo.

Solo me gustaría apuntar un detalle, 783.216.000 bytes no son 783'216000 megabytes. Un kilobyte no son 1000 bytes, como un kilometro son 1000 metros, sino que son 1024 bytes, es decir, 1 kilobyte=2^10bytes.

De la misma forma, 1 megabyte son 2^20 bytes, 1048576 bytes y un gigabyte son 2^30=1073741824 bytes.
Los prefijos "kilo", "mega", "giga", etc se usan tradicionalmente porque estas cifras son parecidas a 1000, 1millon y 1000 millones, pero no exactas.
Ahora bien, comercialmente a veces se usan los multiplos de mil. Esa es la razon de que cuando compramos una memora de 1 giga, tenemos 900 y pico megabytes, porque en un sentido se usan las potencias de 2 y en otro las de 10 para conseguir numeros mas atractivos.

De esa forma, según esos números en un CD tenemos 746 megabytes. De toas maneras sigue sin cuadrar, jeje, a donde van esos que faltan ya no lo se, pero al menos espero haber aclarado algo.

Un saludo


De: Pedro
2008-03-14 13:38:09

nulx,

Pues no lo tengo claro como tú. Creo que es un concepto ambiguo, como se ve en la definición en la Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Megabyte

En el artículo se dan las tres posibles definiciones (10002, 1000x1024, 10242), y se menciona específicamente que los DVDs y otros dispositivos de almacenamiento suelen usar la primera, que es la recomendada por el SI y la IEC.

Yo sigo fielmente al SI, y me adhiero a la primera definición, como Howstuffworks, que también habla de los 783 MB (lo cual implica Mega = 10^6) ;P

¡Gracias por el comentario!


De: nulx
2008-03-14 13:45:30

Vale, si en los CDs se toma 1MB como 10^6 bytes, el cálculo estaba bien y me he pasado de listo ;)
Saludos


De: Pedro
2008-03-14 13:51:01

nulx,

¡En absoluto, gracias por comentar! Howstuffworks así lo toma, y así lo he hecho yo, pero ni soy informático ni sé mucho de ese mundo más allá de lo que leo en la red -- eso sí, como amante de la ciencia y el SI "se me abren las cannes" cuando veo MB como 1024x1024, aunque entiendo el por qué de su existencia (pero me siegue dando rabia cuando acabas comprando menos memoria de la que pensabas).


De: Hito
2008-03-14 16:45:52

La razón por la que los CD-ROM tienen menor capacidad que los compact disk se debe a la redundancia de datos. Un CD es un medio muy propenso a errores de lectura (arañazos, polvo, vibraciones) y por tanto tiene mucha información redundante que ayuda al software a recuperarse frente a errores de lectura. En el caso de un cd de audio, que se pierda un byte no tiene mayor importancia - oirás un clic en el sonido y punto. Pero en el caso de un CD-ROM, los datos no pueden tener errores, y para conseguirlo los CD-ROM tienen una capa adicional de redundancia de datos. Incluso así, muchas veces simplemente no se pueden leer (el famoso mensaje "Error de redundancia cíclica" de windows)

http://en.wikipedia.org/wiki/CD-ROM -> En la sección CD-ROM format

Por cierto, el tema del sonido digital vs sonido analógico es un tema que me parece interesante, podrías dedicarle un artículo en tu serie "La navaja de Occam", porque hay bastante controversia en torno al tema y también bastante mala ciencia, y bueno, simplemente tengo curiosidad por conocer tu opinión como físico en cosas como el Teorema de muestreo de Nyquist-Shannon :)

Nada más, enhorabuena por tu blog, lo leo con bastante frecuencia y me parece muy interesante.


De: Tony
2008-03-14 16:59:24

Seguro seguro seguro que 1Mb son 2^20Bytes :) (me quedo con lo de 1024x1024 que es lo mismito)
Lo que haga el CD en cuanto a su implementación... puede ser otra cosa, pero ya me extraña.
Eso si OJO Bytes, y un byte no es un bit, sino 8.
En todas partes de folletos y demás se "inventan" las cifras como más les interesa (dónde están los 50 gigas de mi medio tera!! :( )
Pues ahí. Lo mismo pasa en las telecomunicaciones... Megabits y no Megabytes (por eso va a 320Kbps y no a 3Mb como bien nos gustaría). Los megas que faltan sin duda son de tipo información para el lector, y como bnien ya han dicho para prevención de errores (CRC) diferenciación de pistas, y más información para el hardware.

Es la medida que se usa en todas las partes de un ordenador (disco duro, memoria, tamaños de páginas, caches y buffers (aunque estos ultimos tb son memorias)). Por otra parte es bien sabido que en informática existen muchas especificaciones y muchas ISO's que estipulan como deben de ser las cosas... al final se usan las que resultan mejores, pero claro, si buscas información detallada es un infierno, ya que existen muy diversas implementaciones teoricas.
Por otra parte, tb puedo asegurar que he visto el haz laser de un lector (y sólo lector) de CD de aquellos portátiles que se usaban antes. Y si era rojo... De hecho coincido con la información de que en cds translucidos se aprecia sin problemas... pero esque poniendo el dedito encima sin tocar la lente tb lo ves reflejado!!Puede que sea pq el minimo umbral es infrarojo, pero que con poner algo "aproximado" de buenos resultados?? O quizás como siempre se haya encontrado una forma barata de implementar una optica similar, algo superior en potencia pero que no dañe el cd (y por firmware se puede ajustan el anterior umbral de luz que se considera suficiente para determinar que es una hendidura o un surco). De esto último no tengo información exacta, pero dandole un par de vueltas, y con la experiencia de cómo va este mundillo, desde luego no me parece algo taaaaan raro. Otra cosa es que no tenga ni idea de optica ni de los umbrales de fotosensivilidad y si que sea una burrada ese "pequeño" cambio!!

Un último dato al canto: como curiosidad deciros que la elección de los 74 minutos, fue en parte para que cupiese la 5ª sinfonía de Beethoven (dentro de usar, como bien han indicado, el tamaño de sector y segmentos potencias de 2).


De: morti
2008-03-14 17:27:35

Para acabar con todas las dudas os dejo un enlace de la Wikipedia dónde viene la capacidad tanto en 'megas de 1000bytes', cómo en 'megas de 1024 bytes' según se graben datos o audio para todos los tamaños habituales de CDs:

http://es.wikipedia.org/wiki/CD-ROM#Capacidad

Saludos


De: Pedro
2008-03-14 17:55:26

Hito,

Gracias por la info, ahora edito el artículo para mencionar la diferencia de capacidad y la razón. snif, snif Me encanta que siempre haya lectores que sepan de casi cualquier cosa, lo hace todo tan fácil :)

Tony,


Seguro seguro seguro que 1Mb son 2^20Bytes


Seguro seguro seguro... que no está tan claro ;)

No niego que en muchos sitios se utilice de ese modo, pero de ahí a decir que simplemente es así va un trecho. Cito la Wikipedia una vez más:


By the end of 2007, standards and government authorities including IEC, IEEE, EU, and NIST, had addressed this ambiguity by promulgating standards requiring the use of megabyte to describe strictly 1000^2 bytes and "mebibyte" to describe 1024^2 bytes.


Y los organismos citados son la International Electrotechnical Commission, el Institute of Electrical and Electrotechnical Engineers, la Unión Europea y el National Institute of Standards and Technology.

De modo que aún conviven ambas definiciones de MB, y los organismos oficiales europeos y americanos están poniendo su peso detrás de MB = 10^6. Y yo, personalmente, estaba indignado con la carnicería de mi adorado sistema decimal de unidades con los MB "binarios", así que me uno a ellos con entusiasmo :P

Respecto a lo de la luz, voy a mencionarlo en el artículo en vez de decir tan claramente que no se puede ver: tantos me decís que es así que hay algo que la documentación no está diciendo, ahora mismo lo cambio :)


De: Belerofot
2008-03-14 18:11:40

Hola buenas, quizá seria bueno comentar que són los DVD de soble capa, i porque almazenan el doble de informacion i vale 300% mas.


De: Pedro
2008-03-14 18:18:18

Belerofot,

Sí, lo que pasa es que pretendía mencionar sólo de pasada DVDs y Blu-Rays, y sólo hablar del CD por ahora, y tal vez dedicarles algún otro artículillo en el futuro...


De: Cruzki
2008-03-14 19:06:34

La verdad es que te faltó comentara como es el "código" que se usa en los CD. Me acuerdo que era una cosa cachonda, se usó un código que maximizaba la cantidad de cambios entre ceros y unos porque el laser tiende a fallar si hay muchos ceros o unos seguidos. Si me acuerdo te lo busco que debería de tenerlo en algún sitio del ordenador mejor explicado (el código era de lo más surrealista...)

Por cierto, TE HA FALTADO CON QUE ARTÍCULO ENLAZAS!!!!!!!!!!!!!!!!!


De: otanion
2008-03-14 19:08:11

Sobre lo de MB me gustaría dar mi opinión, ya que ese tema seguro que le ha dado más de un suspenso, a algun estudiante de informática de la universidad. Dile a tu profesor que no es que te hayas equivocado, sino que un MB no es 2^20 sino 10^6 (segun se de el caso), y seguro que vas volver a verle en septiembre. Este tema seguro que tiene de que hablar, y que no este muy claro, pero que lo que si es seguro que, a cualquier informático que le preguntes, te dira que es 2^20. Porque el que sea potencias de dos no es casualidad, si no para facilitar el trabajo (aunque parezca mentira). Muchas veces no es que nos mientan al decirnos que tenemos 3Mb, nos estan diciendo que tenemos 3 megabits que en este caso si que son 10^6. Tenemos que mirar si esta escrito con mayuscula o minuscula, que son cosas distintas.

En cuando a lo de la capacidad del CD-R, el hecho de que tenga 650MB, es debido a que el formato de cada sector es exactamente el mismo que el de CD-audio, solo que se le añade un bloque CRC de correción de errores, para tener mas seguridad en los datos, a favor de reducir el espacio, como ha comentado muy bien anteriormente Tony.
Pedro creo interesante que comentases el tema de la grabación de CD's originales, que son casi instantaneos, ya que no se crean con un laser si no con un molde, como si imprimimos una moneda, pero con mayor resolucion.


De: Pedro
2008-03-14 19:26:31

otanion & cruzki,

Pensé en incluir las dos cosas que comentáis (los moldes y el código), pero no quería convertir el artículo en un ladrillo. Si pensáis que no se haría demasiado largo y aburrido, mañana por la mañana alargo el artículo un poco más, aunque intentaré no añadir más de un par de párrafos, que si no esto se convierte en la Tamipedia ;)


De: otroJuan
2008-03-14 19:46:25

Los fabricantes de hardware suelen usar el sistema binario para megas gigas... mientras que los desarrolladores de software el decimal, de ahí que casi nunca coincida lo que dice el sistema operativo con lo que compraste.

Y hablando de redundancia en los CD-r, el programa K3B permite incluir la tabla de contenidos(Digamos que es el índice) en 3 formatos distintos en un mismo CD. ISO, UTF y Juliet que es el de Microsoft. Así que más perdida de datos aunque más seguridad (y esto a mí me salvó 4GB de manuales y ejemplos)


De: Morti
2008-03-14 20:59:35

Hola, acabo de comprobar de nuevo empíricamente que el láser se ve a simple vista con una Playstation 1 que tiene un lector básico de 2X y para engañarlo y que empiece a usarlo sólo hay que pulsar una pestañita.

Y había más personas conmigo y todas lo ven, así que emitir luz visible esta claro que emite. Queda saber si se ve por cercanía al rojo, porque el diodo emite en varias frecuencias o porque también sirve esta luz y resulta más práctica o barata...

Luego probaré con un DVD Rom, ¿Sabéis de qué color se supone que tiene que ser la luz?

Saludos


De: Pedro
2008-03-14 21:07:41

Morti,

Creo que el del CD debe de verse porque 780 nm es justo donde empieza el infrarrojo. Cada vez estoy más convencido de que parte de la radiación se cuela en el visible y parte en el infrarrojo alrededor del pico de intensidad, y tú ves la parte que cae en el visible.

El DVD: 650 nm, rojo. ¡Dinos lo que descubres! :)

Por cierto, por si resulta útil: http://www.usbyte.com/common/approximate_wavelength.htm


De: Ruben
2008-03-14 23:35:54

Ojito. Dices que el Cd tiene 36 años. En realidad son 26.


De: Geekatronia » Archivo » El CD - Inventos Ingeniosos
2008-03-15 01:24:06

[...] el sitio de El Tamiz nos trae un fabuloso articulo sobre el CD, esto dentro de su serie de articulos de inventos [...]


De: Ignacio
2008-03-15 01:38:52

Pedro, muy buen articulo

llegue aqui de casualidad y ya me he vuelto adicto a tu sitio

saludos desde argentina!


De: Pedro
2008-03-15 08:47:17

Ruben,

¡Gracias, corregido! :)


De: Morti
2008-03-15 10:01:57

Hola a todos

Acabo de comprobar que pasa con el láser de un DVD-ROM (Sólo lector) fabricado en 2001. Y la luz también se ve a simple vista y también es roja, pero eso sí, es muchísimo más intensa.

Si en la del CD-ROM sólo se ve como un hilillo salir del centro de la lente y hay que apagar la luz de la habitación para apreciar si se refleja en algo, la del DVD parece casi la de un puntero laser (aunque se dispersa muchísímo antes), además se ilumina toda la lente e incluso hay luz que se escapa por debajo y por los lados.

Me queda la duda de si se ve más intensa por estar totalmetne dentro del espectro visible, o si es más intensa porque se necesita más potencia para leer un DVD, por eso de las dos capas y para poder diferenciar muescas más pequeñas.

Siento no tener un Bluray o un DVD-HD para seguir probando... ¿Alguien me presta el suyo?

Saludos!


De: Pedro
2008-03-15 10:08:15

Morti,

La longitud de onda es decididamente diferente, y 650 nm está completamente dentro del visible mientras que 780 nm está justo en la frontera, así que pienso que se trata de la primera opción; eso sí, no sé si la potencia del láser es diferente en uno y otro caso, es posible que también sea así...

Gracias por tu inquisitiva mente ;)


De: DrPanic
2008-03-15 12:43:23

Estupendo artículo.

Simplemente una aclaración para nota, es muy común representar el mecanismo de un CD como un rayo que dependiendo si hay un valle o un pozo rebota en una dirección o en otra, pero esa representación se trata de una simplificación. En realidad en rayo siempre rebota en la misma dirección, pero lo que se hace es jugar con la fase del rayo para que dependiendo de si hay un valle o un pozo se anule o no el rayo saliente con el rayo entrante. Para conseguir variar la fase la diferencia de profundidad entre el valle y el pozo tiene que ser exactamente la mitad de la longitud de onda del laser.


De: Pedro
2008-03-15 12:54:58

DrPanic,

Gracias por la información. No tengo inconveniente en retocar el artículo para poner eso de manifiesto, pero me surge una duda: la documentación que he utilizado da 100 nm de profundidad entre salientes y hendiduras, pero la longitud de onda es 780 nm, lo cual no encaja con la mitad de la longitud de onda.


De: Morti
2008-03-15 21:21:58

Pedro, mira este enlace de las especifiaciones de un lector de DVD-ROM: http://docs.info.apple.com/article.html?artnum=58429-es y fíjate en las longitudes de onda:

CD: de 775 a 815 nanómetros (nm) (790 nm típicos)
DVD: de 650 a 668 nm (658 nm típica)

Además, la potencia de salida en lente es unas 4 veces mayor en el DVD que en el CD. Todo encaja con lo observado :-)


De: Pedro
2008-03-15 21:25:33

Morti,

Yo... yo... creo que te amo :)


De: Nerkin
2008-03-16 03:41:30

¡Buenas Pedro!
Es la primera vez que entro en este blog,me he leído el artículo entero y me he quedado fascinado con la cantidad de cosas que ignoraba del CD y que no le tomaba ninguna atención sobre su fabricación y/o funcionamiento.
Te aseguro que a partir de ahora miraré al disco compacto con otros ojos xD

Un saludo.


De: Cruzki
2008-03-16 14:56:41

@Pedro

Hombre, por poner una par de líneas y quizás algún enlace no creo que se "enladrille" mucho el texto :P De todas formas genial como siempre.


De: Pedro
2008-03-16 15:17:24

Cruzki,

Acabo de añadir el párrafo sobre el "molde" y la impresión del disco. Lo del código me ha parecido tremendamente aburrido en la Wikipedia --pero para gustos hay colores, yo no soy informático-- y no lo he añadido. Si tienes alguna fuente más divertida/interesante, ya sabes :)


De: RyAnG
2008-03-16 23:21:16

Quería dar otra opinión sobre el asunto de los Megabytes. Para los que nos dedicamos a la informática siempre han sido 1024 bytes. Esto es sencillamente porque se utilizan sistemas de numeración basados en potencias de dos (principalmente binario, pero también octal y hexadecimal). La razón es que cualquier número almacenado en un ordenador lo será en formato binario. Por tanto, realizar operaciones con potencias de dos se convierte en algo trivial y no es necesario realizar cálculos complejos.

En definitiva, utilizar sistemas basados en potencias de dos es inherente a la arquitectura de nuestros ordenadores y tiene una lógica aplastante.
El uso de 1000 como Mega es basicamente comercial. Siempre queda mejor vender un disco duro de 544 MB (a 1000) que uno de 512 MB (a 1024).

Pedro, debes estar muy acostumbrado al sistema decimal (como todos nosotros) pero, para ciertas cosas es muy incomodo:

Al final, para cualquier cantidad que midamos (por ejemplo memoria), utilizaremos un número finito de dígitos (¡ojo! BINARIOS) y la máxima cantidad que podamos medir siempre será un potencia de dos.

Por ejemplo, si tenemos 32 bits (dígitos binarios) para almacenar el tamaño de un fichero, podemos medir tamaños hasta 512 megabytes (2^32 /8 /1024/1024).
¿Y si añadimos un dígito más y tenemos 33 dígitos? Pues podremos contar 1024 MB.
¿Y si añadimos otro? Podremos contar hasta 2048 MB.

Nota: 1 byte = 8 bits

Y ahora vamos con las conversiones:
¿cual sería la primera posición?

En binario: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
En hexadecimal: 0000
En decimal: (Este es simple)

¿Y la última?
En binario: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
En hexadecimal: FFFF FFFF (Esto es un número redondo)
En decimal: 4.294.967.295 ( Igualito que el anterior ;-) )

¿Y uno del medio?
En binario: 1010 1111 0110 0101 0000 1100 0110 0001
En hexadecimal: AF65 0C61
En decimal: 2.942.635.105

Como podéis comprobar, las conversiones entre sistemas basados en potencias de 2 son dos son rápidas y elegantes. No podemos decir lo mismo cuando aparece el sistema decimal.

Un saludo.

P.D. Te ha faltado la historia de porque se decidió que fueran 74 minutos de audio...


De: Pedro
2008-03-17 06:53:49

RyAnG,

Tal vez he dado una impresión equivocada, y si es así lo siento: entiendo perfectamente por qué es útil usar potencias de dos en informática, aunque no sea informático, y me parece muy razonable.

Lo que me parece confuso, contraproducente y una decisión pésima es utilizar los mismos prefijos que en el sistema internacional para algunos múltiplos, simplemente porque 1.024 y 1.024, o 1.000.000 y 1.048.576, "son parecidos". No, si se quiere usar 1024x1024 para algo, que se llame como se quiera, pero reutilizar conceptos es una idea horrible, y está creando malentendidos que en muchas ocasiones no tienen importancia, pero seguro que alguna vez crean algún quebradero de cabeza considerable.

De ahí que me alegre de que, aunque haya sido tarde, los organismos de medida estén intentando que se asiente Mega = 10^6. Esto no quiere decir que los informáticos tengáis que utilizar eso, aunque sí que tengáis que aprender términos nuevos (como el mebibyte, o como sea) para referiros a las potencias de dos.

Y lo de los 74 minutos lo pondré en cuanto vea una fuente fiable que lo confirme. No quiero poner leyendas urbanas aquí, y no sé si eso lo es :)


De: RyAnG
2008-03-17 17:49:19

Buenas, sólo he hecho el comentario para aclarar a la gente el porqué de este asunto. Tienes razón y efectivamente es confuso y sirve, como he comentado, entre otras cosas para que las empresas utilicen lo que más les convenga a sus intereses comerciales. Veo complejo el cambiarlo inmediatamente pero, si se empiezan a utilizar términos nuevos en los diferentes ciclos educativos (y para eso todavía debería pasar algún tiempo), de aquí a 15 años tal vez podamos resolver la ambigüedad.
Lo que pasa es que de tus comentarios se desprendía que utlizar Mega como 2^20 era una aberración sin sentido y que debía ser desterrada y me ha tocado el corazoncito. :(

Sobre los 74 minutos, he leído referencias teoricamente fiables que aseguran que es verídico y otras igual de teoricamente fiables que aseguran que es leyenda urbana. Por eso tampoco lo he comentado.


De: Tony
2008-03-23 13:38:05

Tan fiable como pueda llegar a ser la wiki... (personalmente creo que hay que tener muchisimo cuidado, ya que cualquiera puede escribir).
Yo aparte se lo escuché decir a más de uno de mis profesores de cuando aun estudiaba, como curiosidad..
La verdad es que investigando un poco más veo que era la 9ª, lapsus debido al tiempo :)

"The partners aimed at a playing time of 60 minutes with a disc diameter of 100 mm (Sony) or 115 mm (Philips).[7] Sony vice-president Norio Ohga suggested extending the capacity to 74 minutes to accommodate Wilhelm Furtwängler's 1951 performance of Beethoven’s 9th Symphony at the Bayreuth Festival.[8]"

http://en.wikipedia.org/wiki/Compact_Disc

Un saludo!!


De: Roberto
2008-04-01 06:44:19

Creo que hay un pequeño error en el tema de la grabación de CD-R.
Los CD se graban desde el centro hacia fuera, y en un CD-R el láser oscurece el pigmento (o lo deja transparente, al no impactar en él). Se puede comprobar que, si grabas pocos datos, el disco aparece modificado cerca del centro, y su color es (en promedio) ligeramente más oscuro.
Enhorabuena por tu artículo, interesante, como siempre.


De: Pedro
2008-04-01 06:52:20

Roberto,

Creo que menciono que la espiral va desde dentro hacia fuera, pero respecto a los colores, ¿estás seguro? Lo que he leído en mis fuentes es justo lo contrario de lo que dices -- sin grabar es oscuro, y el láser lo vuelve transparente cuando graba.


De: Quique
2008-04-10 19:07:21

Hola Pedro.

Fascinante tu web.

Lo que me choca es que digas que un CD está escrito en forma de espiral de dentro hacia afuera. Los motores que llevan tanto los lectores como los grabadores son motores paso a paso, y por tanto discretos. El motor sólo puede posicionar la cabeza de lectura/escritura en sitios predeterminados, como los peldaños de una escalera. Creo que el formato es similar al de cualquier soporte de grabación magnético -de hecho la lógica de control es similar-. Por eso me parece más coherente que los datos estén almacenados en circulos concéntricos de dentro hacia afuera, divididos eso sí, en sectores.

Un saludo :)


De: Pedro
2008-04-10 19:26:42

Quique,

No sólo te sorprendo yo, entonces ;) Todas las fuentes de las que dispongo hablan de una espiral, con esa palabra, y describen su longitud sin mencionar en ninguna parte que sea discontinua.

Me imagino que se trata de una espiral "escalonada" y no suave (pero continua) y no se menciona el hecho de que no es suavel, pero si fueran círculos concéntricos no veo por qué no iban a decirlo así, es más sencillo.


De: Morti
2008-04-10 22:42:05

Quique, la espiral del CD es una espiral de arquímedes continua que se empieza a leer desde el centro hacia afuera. No estoy seguro de que el motor que controla el trineo dónde va la lente que se desplaza sea paso a paso o no, pero con los avances que ha habido en electrónica quizás no sea necesario. Incluso los discos duros hace ya muchos años que no llevan motores paso a paso.

En realidad, la precisión para enfocar y acertar en la pista grabada la dan dos bobinas que pueden mover la lente hacia arriba y hacia abajo e inclinarlas un poco de derecha a izquierda, de forma prácticamente continua.

Aunque con la explicación de Pedro parezca todo muy sencillo, el funcionamientoes ciertamente bastante complejo. En este enlace http://www.electronics.dit.ie/staff/tscarff/DISKS/CD/CD.htm (Desafortunadamente en inglés) puedes encontrar información técnica bastante detallada.

Saludos


De: Quique
2008-04-11 01:21:16

Gracias Pedro y Morti.

Ahora si que pudo decir que "a la cama no te irás sin saber una cosa más"

Un abrazo


De: guannais
2008-05-23 05:32:48

En mi opinión lo que dice DrPanic tiene sentido (independientemente de que sea el método usado), sólo que para que el rayo rebotado tenga un desfase de media onda la hendidura debería ser de un cuarto de la longitud de onda y no un medio.
Por otro lado dentro del policarbonato la luz irá a otra velocidad; según la wikipedia tiene un índice de refracción de 1,585. Así que la longitud de onda será 780/1,585 = 492 nm y la cuarta parte es 123 nm, que se parece mucho más a los 100 nm que dices.
¿He escrito alguna burrada?


De: Naeros
2008-06-25 15:42:35

Con respecto al tema de ver los 780 nm, si teóricamente está fuera del visible y se utiliza un láser, no debería ser posible, ¿no?
El ancho espectral de un láser es muy pequeño. Otra cosa es que se utilicen diodos con una lente o algo por el estilo para que el haz esté colimado, ya que el LED sí que tiene un ancho espectral considerable y casi seguro que se "desparramará" por el visible :)


De: espinorial
2008-09-10 13:13:11

Muy interesante artículo, Pedro.
Iba a comentarte algo pero he visto que Naeros ya lo ha hecho. El laser se supone que es bastante monocromático, así que su frecuencia espectral será bastante estrecha.
Añado una curiosidad: parece ser que la culpa de los 74 minutos de la primera especificación la tiene la Novena Sinfonía de Beethoven, aunque no es un dato 100% comprobado...

http://www.casposidad.com/2007/01/28/cd-compact-disc-74-minutos-9-sinfonia-beethoven/

Saludos.


De: Javi
2009-02-14 11:18:30

Hola Pedro,

Hoy me he encontrado con una página (que tiene unas aplicaciones Java la mar de curiosonas) que me ha hecho acordarme de este post tuyo que tanto me gustó en su día.

La relación con tu artículo viene a cuento de que en una de esas aplicaciones se pueden manejar los aumentos de un microscopio sobre distintos objetos hasta un máximo de x1000. Uno de los objetos de la lista es un CD, así que he pensado que os podría interesar.

Aquí os dejo la dirección:
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/scienceopticsu/virtual/magnifying/index.html

No os perdáis tampoco "Powers of Ten" dentro del mismo grupo de "Tutorials".

Un saludo!


De: kemero
2009-04-08 18:55:19

UFFFF!! no me canso de descubrir cosas interesantes en el Tamiz, este articulo se me habia pasado... esta para ponerlo en un cuadro! no se guarda nada. Felicitaciones Pedro :)


De: Jose M. Piñeiro
2010-01-15 17:09:29

Creo que hay un error importante en tu articulo.
La forma de apreciar un 1 o un 0 (si el hueco es profundo o no) no es por la obsorcion del policarbonato.

El laser se enfoca sobre el agujero del disco mediante una lente. Es decir, el punto facal se encuentra situado exactamente en el fondo del agujero. La luz que se refleja vuelva a atravesar la lente y a traves de un semiespejo llega al sensor.
De esta forma si la superficie refrectora se encuentra justo en el punto focal, casi toda la luz retorna a traves de la lente y llega al fotodetector.
Si no hay un hoyo, la luz rebota desenfocada, la lente la desenfoca aun mas y llega muy poca al fotodetector.

Lo primero que te estaras imaginando es que un disco se menea mucho, con lo que un enfoque tan preciso se perderia rapidamente.

Para evitarlo no se emite un solo rayo laser al disco. En realidad se emiten cuatro. Dos sobre el surco y dos fuera de el.

Los dos laterales estan enforcados cobre el esterior del surco, y proporcinan el sistema de guia. Cuando uno de ellospierde el enfoque el sistema sabe que se ha metido en el surco, por lo que debe desplazar el cabezal para salir de el.
Esta situacion se produce por la escentridad del surco y porque el surco esta ondulado. La frecuencia de dichas ondulaciones va variando progrsivamente desde el principio de la espiral al final. (sirve para que el sistema sepa que minuto del CD esta reproduciendo).

Los dos laser que estan en el surco estan espaciados de manera que uno siempre este sobre un bit y el otro en el espacio entre bits.
Por tanto pueden estar en tres circustancias:
- Los dos enfocados. Entonces hemos leido un 1 (no hay hueco).
- Uno enfocado y el otro desenfocado (que invertiran rapidamente su estado). entonces hemos leido un 0 (hay hueco)
- Los dos desenfocados. Entonces hemos perdido en enfoque. Por tanto hay que corregir la distancia entre la lente y el disco.


De: Jose M. Piñeiro
2010-01-15 17:19:46

En esta respuesta os voy a desvelar el misterio de la luz infrarroja que se puede ver. Parece que os preocupa bastante.

Originalmente el invento del CD funcionaba tal y como se describe en este articulo. El tamaño de las pistas, los huecos y los espacios entre huecos fue escogido para funcionar con una laser infrarrojo. El motivo es que dicho laser era el unico que se podia fabricar de forma duradera y economica en aquella epoca.

Pero la fabricacion de semiconductores fue mejorando y se hizo posible fabricar diosos laser de una longitud de onda menor, duraderos y al mismo precio.

Usando un laser de menor longitud de onda se permitia leer las marcas del CD durante mas tiempo, obteniendo una mayor tolerancia respecto a la suciedad, el polvo o los rayones. Ademas permite sistemas de guiado menos precisos, ya que el laser "cabe" mejor en el surco.

Por tanto en los equipos actuales se suelen utilizar diodos de color rojo. El diodo cuesta casi lo mismo y permite a los fabricantes dar mas calidad y ahorrar dinero en los mecanismos de guiado (perdiendo precision).


De: Jose M. Piñeiro
2010-01-15 17:43:59

Tambien veo que hay comentario acerca de los sistemas de correccion de errores.

El sistema es diferente segun la aplicacion del CD.
En el caso de la musica el sistema consiste en barajar las muestras de forma que cada "palabra" leida en el CD contenda un solo bit de cada muestra.. Por ejemplo, tomemos muestras y palabras de cuatro bits (en los CD son de 16)
1234,5678, 90AB, CDEF, GHIJ, KLMN, OPQR, STUV
En el Cd estarian grabadas en este orden:
1---, 25--, 369-, 470C, G8AD, HKBE, ILOF, JMPS, -NQT, --RU, ---V

como veis, sin apenas aumentar el espacio necesario, hemos conseguido que los bits de la muestra queden repartidos en el disco de forma no contigua. Un arañazo en el disco puede destrozar varios bits colindantes, pero en conjunto cada muestra solo ha perdido un bit, con lo que conservamos buena parte de la informacion. Es decir, no oiremos un chasquedo, sino algo menos de calidad (inapreciable para nuestro oido).

Los CD de datos llevan el mismo sistema, pues los algoritmos de recuperacion de errores funcionan mal si los errores se producen en bits contiguos. Adicionalmente por cada 2048 bytes usan 4 bytes para detectar errores (un CRC32) y 276 para corregirlos (algoritmo red salomon). Ello implica que su capacidad es bastante menor.

Es posible grabar datos en lugar de los sistemas de recuperacion de errores (modo 2) pero es una pesima idea. El mas minimo error haria que dichos datos fueran inservibles.

Aun asi este modo tiene utilidad cuando nos podemos premitir errores. Formatos graficos como el BMP o secuencias de video pueden contener pequeños errores y nuestro ojo no los aprecia.


De: Venger
2011-11-04 10:29:00

¿Alguien sabe porqué se ve tan bien el arco iris en un CD?

Por cierto, Pedro, aquí te dejo unas imágenes que vendrían muy bien en el artículo:

http://medellinstyle.com/surcos-de-vinilo-magnificados-1000-veces.htm

Aunque no sé si se pueden colgar por los derechos de autor.

Pero los que las veáis, fijaros abajo a la izquierda que pone los aumentos, tanto en los surcos de vinilo como en los de CD


De: Venger
2011-11-04 10:39:01

Por cierto, que en la imagen del CD, se comprueban muy bien las medidas dadas por Pedro de 0,5 micras y 1,6 micras para los surcos

Pedro no nos engaña :)


De: Pedro
2011-11-06 12:23:53

Venger, el problema es que no pone nada sobre la licencia de las imágenes, con lo que no puedo publicarlas sin permiso del autor --que, por la pinta de la página, no es el dueño de esa página--. Pero gracias de todos modos :)


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