Định dạng CD dường như đã xuất hiện từ rất lâu. Không những được dùng để lưu dữ liệu, mà nay, chúng đã trở thành một trong những phương tiện tiêu chuẩn để truyền tải thông tin dưới dạng vật lý.
Nhưng CD được phát minh từ khi nào, và thực tế chúng hoạt động ra làm sao? Trong bài viết này, ở phần đầu tiên, chúng ta sẽ khám phá nguồn gốc của Compact Disc (hay còn được gọi là đĩa CD), đồng thời tìm hiểu về cấu tạo của đĩa CD nhé.
Quá trình đời ra của đĩa CD
Việc phát minh ra đĩa Compact (CD) đã trở thành một cuộc cách mạng hóa công nghệ, khi con người có thể lưu trữ nhiều loại dữ liệu, bao gồm tín hiệu âm thanh, và sau này là Video. Điều này đánh dấu một bước tiến nhảy vọt trong việc lưu trữ tín hiệu Analog sang kỹ thuật số.
Định dạng đĩa CD được phát triển từ những năm 1970s, dưới sự hợp tác giữa Philips (Hà Lan) và Sony (Nhật Bản), hai tập đoàn công nghệ hàng đầu thế giới lúc bấy giờ.
Ban đầu, tập đoàn Philips mong muốn tạo ra một định dạng âm thanh kỹ thuật số mới, với mục tiêu thay thế đĩa than và băng Cassette. Dựa trên những gì tập đoàn Philips chia sẻ, loại định dạng nầ không những có thể lưu trữ mức dung lượng lớn hơn, mà còn đảm bảo chất lượng âm thanh vượt trội. Một thời gian sau, Philips đã thiết kế ra một loại đĩa quang có đường kính 11,5 cm, với kỳ vọng có thể chứa khoảng 60 phút tín hiệu âm thanh Stereo.
Tuy nhiên, có nhiều bất cập trong khâu mã hóa âm thanh kỹ thuật số, và loại công nghệ này không phải là thế mạnh của họ. Đề bù bắp cho sự thiếu hụt đó, họ đã tìm đến Sony, một cái tên cộm cán trong lĩnh vực này. Với sự hợp tác của Sony, cả hai đã định hình thành công tiêu chuẩn cho đĩa CD. Đồng thời, cú bắt tay này được xem là sự kiện lịch sử, khi cả hai từng là đối thủ cạnh trạnh. Kết quả, đến năm 1980, tập đoàn Sony và tập đoàn Philips đã chính thức ra mắt định dạng vật lý chính thức, với tên gọi là Compact Disc Digital Audio (CD-DA), và về sau được gọi là đĩa CD. Về thiết kế, đĩa CD có đường kính tiêu chuẩn là 12cm, có khả năng lưu trữ đến hơn 75 phút dữ liệu âm thanh Stereo, với tần số lấy mẫu và độ phân giải lúc bấy giờ là 44 kHz / 16 bit.
Sau đó, Album đầu tiên được sản xuất hàng loạt là The Visitors của ban nhạc ABBA, tại nhà máy của Philips ở Hannover, Đức vào năm 1982. Cũng cùng thời gian đó, album 52nd Street của Billy Joel cũng được phát hành cùng chiếc CD Player đầu tiên – CDP-101 do Sony chế tác.
Cấu tạo của đĩa CD
Về cấu tạo, CD có cấu tạo gồm 5 lớp. Đầu tiên, cũng là lớp cốt lõi của một đĩa CD chính là lớp nền Polycarbonate trong suốt, chiếm phần lớn độ dày của đĩa, khoảng 1.2 mm. Lớp này cung cấp độ bền và độ phẳng cần thiết cho đĩa khi quay.
Tiếp theo, ngay trên lớp Polycarbonate này là lớp dữ liệu, nơi mọi thông tin hay dữ liệu được khắc ghi dưới dạng những điểm lõm siêu nhỏ, được gọi là Pits, và những vùng bề mặt phẳng liền kề, gọi là Lands.
Những Pits này là những hố lõm cực kỳ nhỏ, chỉ sâu khoảng 0.125 micron, tức là khoảng 0,000005 inch, và có tới chín loại kích thước khác nhau. Chúng được sắp xếp trong một rãnh xoắn ốc liên tục, bắt đầu từ tâm đĩa và dần dần mở rộng ra phía ngoài.
Mỗi rãnh này chỉ rộng khoảng 0.5 micron (tầm khoảng 0,00002 inch), và khoảng cách giữa các rãnh liền kề là 1.6 micron (0.00006 inch). Một điều thú vị hơn, một chiếc đĩa CD có thể chứa từ 3 đến 5 tỷ Pits, và nếu kéo thẳng đường xoắn ốc này ra, nó có thể dài tới hơn 6km. Đồng thời, chính sự thay đổi giữa các Pits và Lands đã tạo ra dữ liệu số, bao gồm các chuỗi 0 & 1.
Lớp thứ 3 chính là kim loại, có khả năng phản chiếu, được phủ lên trên lớp dữ liệu. Đối với hầu hết các đĩa CD thông thường, lớp này thường được làm từ nhôm. Lớp kim loại này có nhiệm vụ phản chiếu tia laser trở lại bộ cảm biến trong đầu đọc CD. Nhằm bảo vệ lớp kim loại và lớp dữ liệu khỏi những tác nhân như từ môi trường như Oxy hóa, ẩm mốc,… ta có lớp sơn mài mỏng, trong suốt, được phủ trên cùng. Cuối cùng, ta thường thấy lớp nhãn đĩa, bao gồm các nội dung về đĩa.
Nhìn chung, đĩa CD đã cách mạng hóa ngành công nghiệp âm thanh, khi nó đã định hình lại cách chúng ta nghe nhạc. Nhưng, dù đạt đỉnh điểm vào những năm 1990s, đĩa CD cũng đã trải qua sự thoái trào đáng kể vào đầu những năm 2000s. Sự bùng nổ của nhạc số, và sau đó là sự trỗi dậy mạnh mẽ của các dịch vụ streaming trực tuyến (như Spotify, Apple Music) đã làm thay đổi hoàn toàn cục diện thị trường. Nhưng, tương tự như đĩa than và băng Cassette, đĩa CD vẫn giữ một vị trí quan trọng trong lịch sử phát triển công nghệ, và là một phần của văn hóa âm nhạc.
Và ở bài viết sau, mình sẽ nói về cách mà CD và CD Player hoạt động, cũng như việc CD được ra đời đã tác động như thế nào đến thị trường âm thanh toàn cầu.
