Die Audio-CD (Audio Compact Disc, Digital-Audio-CD oder kurz CD-DA) ist ein optischer Massenspeicher, der seit 1979 von Philips und Sony zur digitalen Speicherung von Musik entwickelt wurde und die Schallplatte als wichtigstes zum Verkauf bestimmtes Medium von aufgezeichneten Sprach- und Musikaufnahmen ablöste.
Bereits wenige Jahre nach der Markteinführung der CD (1982) wurde das digitale Medium populärer als die Vinyl-Schallplatte; allein in den USA wurden 1983 etwa 30.000 CD-Player und 800.000 Audio-CDs verkauft. 1988 wurden erstmals 100 Millionen Audio-CDs pro Jahr produziert.
Anfang der 90er Jahre verschwanden LPs dann endgültig aus den ehemaligen "Schallplattenläden". Millionen von Käufern ersetzten ihre teilweise jahrzehntelang aufgebauten Schallplattensammlungen durch Audio-CDs und ermöglichten der Musikindustrie so Rekordumsätze nach Jahren der Rezession. Das Boomjahr der deutschen Musikindustrie war 1997, als die Branche rund 2,6 Milliarden Euro erwirtschaftete.
In Deutschland werden Audio-CDs - zumindest steuerrechtlich - nicht als wertvolle Kulturgüter betrachtet; für Audio-CDs gilt ein Mehrwertsteuersatz von 16 Prozent, während dieser für Büchern und Noten bei 7 Prozent liegt.
Etwa seit der Jahrtausendwende beklagen die Plattenfirmen jedoch wieder zurückgehende Umsätze. Die Umsatzeinbrüche liegen bei bis zu zehn Prozent; deutsche Plattenfirmen verloren 2003 sogar ein Fünftel ihres Umsatzes; im Jahr 2002 war der Umsatz bereits um mehr als elf Prozent auf weniger als zwei Milliarden Euro zurückgegangen.
Ursache für die aktuellen Probleme der Musikbranche sollen vor allem so genannte Raubkopien sein, die über Tauschbörsen verbreitet werden, sowie Kopien von Audio-CDs; nach Ansicht der Musikbranche übersteige die Zahl der mit Musik bespielten CD-Rohlinge (2002: 267 Millionen) die der verkauften Musik-CDs (2002: 166 Millionen) bei weitem; wie diese Zahlen ermittelt worden sein sollen, verraten die Vertreter der Musikindustrie indes nicht.
Technologie und Standardisierung
Die Audio-CD ist eines der offiziellen CD-Formate, die in den sogenannten "Bunten Büchern" beschrieben werden und das Compact Disc-Logo tragen dürfen. Die Format-Spezifikationen der Audio-CD, korrekt als CD-DA bezeichnet, ist 1980 (1982?) unter der Bezeichnung "Red Book" durch die ANSI (IEC-908) standardisiert worden; diese Norm ermöglichte es, dass ursprünglich jeder CD-Player und jedes CD-ROM-Laufwerk jede Audio-CD abspielen konnte - solange sich die Plattenfirmen an die Norm hielten.
Eine Audio-CD enhält in dieser ursprünglichen Form ausschließlich Audio-Daten und keine multimedialen oder textuellen Zusatzinformationen. Erweiterungen zur CD-DA wie Mixed-Mode-CD, Enhanced CD/CD-Plus, CD-Text, CD+G oder CD+MIDI können jedoch Zusatzinformationen enthalten sein.
Die Audio-Daten werden unkomprimiert gespeichert. Das Red-Book-Format unterstützt nur ein einfaches Verfahren zum Erkennen oder Korrigieren von Lesefehlern, das so genannte CIRC (Cross Interleaved Reed Solomon Code), und erlaubt bis zu 250 Fehler pro Sekunde. Gute CD-Player können auch etwas höhere Fehlerzahlen noch (fast) unhörbar "überdecken".
Die CD selbst ist eine 1,2 mm dicke Scheibe mit einem Durchmesser von 12 cm bzw. 8 cm (CD-Single), die aus einem Polycarbonat-Träger besteht, auf den eine dünne Aluminium-Schicht aufgetragen wird.
Audio-CDs werden mit einer Abtastrate von 44,1 kHz, 16-Bit-Samples und 2 Kanälen aufgezeichnet; die Datenrate einer Audio-CD liegt daher bei 176 KByte/s. Alle diese technischen Merkmale werden bei den Nachfolgetechnologien wie DVD-Audio und Super-Audio-CD erweitert. Das PCM-Kodierverfahren (Linear Pulse Code Modulation) wird dagegen auch von der DVD-Audio verwendet.
Die Frequenzbandbreite einer Audio-CD liegt bei 5 Hz bis 20 kHz, der Dynamikumfang bei 96 dB.
Auf einer Audio-CD können bis zu 99 Tracks mit einer Mindestlänge von vier Sekunden gespeichert werden, ein Track entspricht dabei i.d.R. einem Musikstück; jeder Track kann durch Index Points weiter unterteilt werden (beispielsweise für die Sätze einer Symphonie oder Arien innerhalb einer Oper), heutige Player unterstützen diese Funktion jedoch häufig nicht mehr. Zwischen den Tracks befindet sich der Track Pre-Gap, der i.d.R. eine Länge von zwei Sekunden hat.
Die Speicherkapazität liegt bei insgesamt 680 MB, was einer maximalen Spielzeit von 74 Minuten (bei einer 12-cm-CD) entspricht; durch leichte Abweichungen vom Standard lassen sich auf Audio-CDs jedoch auch weitgehend problemlos bis zu 80 Minuten Musik oder Sprache aufzeichnen. Die Länge der Aufzeichnung einer Audio-CD wurde angeblich durch Sonys Vizepräsident Norio Ohga mit der Argumentation festgelegt worden sein, eine CD müsse bis zu 75 Minuten Musik fassen, da dies etwa der Länge von Beethovens neunter Sinfonie entspreche. Auch der DirigentHerbert von Karajan soll auf eine Mindestlänge gedrängt haben, um wichtige Werke der Musik unterbrechungsfrei abspielen zu können. Philips-Wissenschaftler sollen dagegen eine CD mit geringerem Durchmesser und kürzerer Spieldauer favorisiert haben. Ursprünglich sollte die CD sogar auf einem 1973 entwickelten Format, der Video Long Play Disc (VLP, LaserVision) basieren. Letztlich setzte sich jedoch anscheinend Sonys Vizepräsident durch.
Philips besitzt auch das Recht der Lizenzierung des "CD"-Logos, das auf jeder CD erscheint; die dem zu Grunde liegenden Patente liefen jedoch zwischen 2002 und 2003 aus.
Kopierschutz
Ähnlich dem DAT-Standard enthält die Audio-CD nach dem Red-Book-Standard ein Kopierschutzverfahren, wobei lediglich in der Table of Contents (TOC) ein Bit den Kopierschutz anzeigt. Zusätzlich befindet sich ein ähnliches Bit in jedem Q Sub-Channel Block, welches drei Zustände anzeigen kann : Kopiergeschützt (immer gesetzt), Kopie (Bit alternierend über die Sub-Channel Blöcke) und nicht Kopiergeschützt (immer ungesetzt). Theoretisch sollten bei einem HIFI CD-Player diese Flags korrekt auf dem Digitalen Ausgang ausgegeben werden. Allerdings wird bei den meisten Computer Komponenten diese Flags ignoriert.
Seit etwa 2001 werden in Deutschland auch Audio-CDs verkauft, die einen darüber hinausgehenden Kopierschutz enthalten. Sie werden zwar ebenfalls irreführend als CD bezeichnet, entsprechen aber nicht der Red-Book-Norm, sind daher keine echten Audio-CDs und können nicht mehr in allen CD-Playern abgespielt werden; damit wird der so genannte Kopierschutz zu einem "Abspielschutz", aus der CD eine Un-CD. Die Umgehung eines "wirksamen Kopierschutzes" ist nach der Novellierung des Urheberrechtes (Neues Urheberrechtsgesetz (UrhG), in Kraft seit 13. September2003) nicht mehr zulässig. Dabei stellt sich allerdings die Frage, ob die für Audio CDs eingesetzten Kopierschutzverfahren überhaupt die Forderung nach einem wirksamen Kopierschutz erfüllen, da viele CD Laufwerke diese Fehler automatisch korrigieren können. Eine gerichtliche Entscheidung zu dem Kopierschutz der Audio CDs steht noch aus.
Derartig modifizierte Audio-CDs müssen allerdings nach § 95 d UrhG seit dem 1. November2003 durch den Hersteller deutlich gekennzeichnet werden. Die IFPI (International Federation of the Phonographic Industry) hat ein entsprechendes Logo für kopiergeschützte Audio-CDs eingeführt. Der Heise Zeitschriftenverlag betreibt auch eine Datenbank, in der nach kopiergeschützten und potenziell nicht abspielbaren Musik-CDs gesucht werden kann:
Es sind zahlreiche Kopierschutzverfahren mit unterschiedlichem Schutz- und Wirkungsgrad in Verwendung; der Kopierschutz MediaMax CD3 von SunnComm lässt sich unter dem Betriebssystem Microsoft Windows beispielsweise einfach durch das Drücken der Shift-Taste deaktivieren, da hiermit der CD-Autostart ausgeschaltet wird. Man kann drei verschiedene Arten von Kopierschutzen für Audio CDs unterscheiden.
Illegale TOC: Bei diesem Verfahren werden (normalerweise in einer zusätzlichen Session, da die zweite Session eine Kopie der ersten enthält) die Trackspositionen auf illegale Positionen umgelenkt, wie zum Beispiel auf einen Block im Lead-In. Da HiFi-Player normalerweise nur die erste Session betrachten (Red Book), betrifft diese Schutz nur Computer-Laufwerke. Da aber in vielen neueren Playern, vor allem in DVD-Playern, Computer-Hardware eingesetzt wird, kommt es dort auch immer häufiger zu Problemen.
Absichtliche Lesefehler: Durch Manipulation des Cross-Interleave Reed-Solomon code (CIRC) werden an Stellen des Musikstückes mit einem in etwa linearen Anstieg des Pegels wenige Samples verfälscht. Die Parität wird jedoch über den korrekten Block berechnet. Damit wird beim Auslesen des Blockes die jeweiligen Samples als Defekt markiert. Computerlaufwerke, die keinen speziellen Audio Modus haben, geben die fehlerhaften Daten zurück, während HIFI Laufwerke speziell auf solche Fehler vorbereitet sind und die fehlerhaften Daten (oft linear) interpolieren. Da der Pegel an der Stelle linear ansteigt, soll dieser Fehler auf HIFI Playern nicht hörbar sein. Allerdings ist es zu bemerken, daß in vielen Blöcken die Fehlerkorrektur schon ausgereizt ist. Jeder kleine Kratzer auf der Oberfläche können echte Lesefehler provozieren. Man kauft sozusagen eine Audio CD, die schon von vorneherein zerkratzt ist (obwohl man auf der Oberfläche keine Kratzer sehen kann).
Falsche Q Subcodes: Dieser Kopierschutz wird eher selten verwendet, da auch HIFI Player damit Probleme haben können. Er basiert darauf, daß CD Player die CD ähnlich wie eine LP in einem Gang abspielen, in dem diese der "Rille" folgen. Nur bei der Trackanwahl oder beim Spulen wird effektiv ein bestimmter Block gesucht. Bei Audio CDs ist in jedem Q Subcode zu einem Block die jeweilige Position vermerkt. Wenn man dort eine leicht abweichende Position einträgt (durcheinanderwürfelt), kann nicht mehr exakt gesucht werden, was aber HIFI Player nicht stört (es sei denn Player mit Shock Resistance). Computerlaufwerke dagegen werden üblicherweise Blockweise angesprochen und müssen sehr oft neu die Position auf der CD suchen. Dies ist dann nicht mehr möglich, da die Positionen durcheinandergewürfelt sind, und daher ein paar Blöcke vorher oder später gelesen wird. Dies äußert sich in kurzen Wiederholungen oder fehlenden Stückchen (üblicherweise um 0,05 Sekunden lang).
CD-Player
Das erste Wiedergabegerät für Audio-CDs, der SonyCDP-101, wurde 1. Oktober1982 vorgestellt und zum Preis von 168.000 Yen (damals rund 625 US-Dollar) verkauft.
Die ersten Audio-CDs
Die ersten Audio-CDs stellte das Plattenlabel PolyGram am 17. August1982 vor; es handelte sich dabei um
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