SAE Institute Frankfurt/Main
Fachgebiet: Tontechnik, Mastering

Optimale Nutzung der CD als Mastering-Medium

Benjamin Kühnl

2006

Inhaltsverzeichnis:

Vorwort ...2

1. Einleitung ...4

2. Definition der Audio-CD: Der Red Book-Standard ...6
2.1 Der Aufbau der Audio-CD ...6
2.2 Das Kontrollbyte ...7
2.3 Die Fehlerkorrektur der Audio-CD ...10
2.4 Datenkodierung ...12
2.5 Das Speicherverfahren ...13

3. Erweiterungen der Audio-CD ...13

4. Orange Book (Part II): Die Spezifikation der CD-R ...14
4.1 Eigenschaften der CD-R ...14
4.2 Die verschiedenen Schreibmodi ...15

5. Unterschiede und Eigenschaften von Rohlingen ...17
5.1 Die verschiedenen Rohlingstypen ...17
5.2 Materialien der Rohlinge – Reflexionsschichten und Farbstoffe ...18

6. Der Schreibvorgang ...21
6.1 Ermittlung der Parameter durch den CD-Rekorder ...21
6.2 Schreibstrategien ...22
6.3 Besondere Technologien der CD-Brenner ...23

7. Fehlerüberprüfung eines CD-Masters ...26
7.1 Die möglichen Fehler ...26
7.2 Programme zur Fehlerüberprüfung ...29

8. Schreibgeschwindigkeit ...31
8.1 Probleme beim Erhöhen der Geschwindigkeit ...31
8.2 Überprüfung von unterschiedlich schnell gebrannten CDs ...33

9. Kapazitäten von Rohlingen ...36
9.1 Methoden zum Erhöhen der Kapazität ...36
9.2 Überbrennen ...37

10. Häufige Mängel von Rohlingen ...37

11. Zusammenfassung ...40

Quellenangaben ...42

1. Einleitung

Die vor 24 Jahren entwickelte CD-DA (Compact Disc Digital Audio) ist das Standard- Medium für den Verkauf von Musik-Alben und noch immer aktuell. Ein Ersatz durch die DVD-Audio oder eines anderes Medium ist bislang nicht in Sicht und auch die sich auf dem Vormarsch befindlichen Mp3-Songs zum Download von Musikbörsen werden oft weiterhin auf Audio-CD gebrannt. Als Mastering-Medium (technisch: Premastering-Medium) für die Vervielfältigung von CDs hat sich in den letzten Jahren die CD-R (Compact Disc Recordable) in den Tonstudios weit verbreitet. Sie wird von jedem Presswerk akzeptiert, ist extrem günstig und ein CD-Master kann sehr schnell erstellt werden. Häufig jedoch wird die CD-R von Profis der Audio-Branche beschimpft oder nur ungern benutzt, weil sie sehr anfällig für Fehler ist, die jedoch nicht etwa durch Konstruktionsfehler des Mediums entstehen. Der Markt ist überflutet mit CD-Rohlingen von unzähligen verschiedenen Herstellern beziehungsweise Marken, die die Medien in den unterschiedlichsten Preisklassen und Verpackungen anbieten. Diesen Verpackungen sieht man zudem meistens nicht an, was sich tatsächlich im Innern verbirgt – kauft man einen Marken-Rohling, bedeutet dies keineswegs, dass der Rohling tatsächlich von dieser Marke hergestellt wurde. Des Weiteren werden gleichartige CD-Rohlinge aus verschiedenen Materialien gefertigt, die die Qualität des Rohlings beeinflussen. Auch bei der Auswahl eines CD-Brenners stehen einige Dutzend zur Auswahl. So entstehen Inkompatibilitäten zwischen CDRohling und CD-Rekorder, die zu schlechten Ergebnissen führen. Früher gab es dergleichen Probleme nicht. Für das Mastering-Medium „U-Matic 1630“ beispielsweise, das jahrelang ein Standard in Mastering-Studios war, existiert ein Standard-Gerät, der Sony PCM-1630 Prozessor, und das passende Band dafür – auf diese Weise konnte es nie zu Inkompatibilitäten kommen.

Die Wichtigkeit eines möglichst hochwertigen Masters liegt auf der Hand: Alle Fehler, die bei der Erstellung des Masters gemacht werden, sind auf den vervielfältigten CDs ebenfalls vorhanden und können dazu führen, dass die CDs von vielen CD-Playern nicht abspielbar sind. Ein sorgfältig vorgehendes Presswerk sollte zwar jedes fehlerhafte CD-Master zurückweisen, jedoch geschieht dies in manchen Fällen nicht und alle gepressten CDs sind unbrauchbar.

In Kapitel 5 werden die Eigenschaften der verschiedenen Rohlingstypen und dieverwendeten Materialien betrachtet, um herauszufinden, welche Rohlinge am besten für die Master-CD-Erstellung geeignet sind.

Zuvor jedoch werden in Kapitel 2 die Grundlagen der Audio-CD betrachtet. In dieser Arbeit soll allerdings nicht jedes technische Detail der Audio-CD aufs Genaueste durchleuchtet werden, denn dafür kann man für 150 Euro das „Red Book“ bei Philips erwerben oder in diversen Handbüchern über Audiotechnik nachlesen. In diesen steht jedoch nicht, wie man beim Erstellen eines CD-Masters am besten vorgeht. Das Ziel dieser Arbeit ist es deshalb, alle relevanten Informationen zur Anfertigung eines weitestgehend fehlerfreien und qualitativ hochwertigen CD-Masters zusammenzustellen, die das Medium selbst betreffen. In Kapitel 2 werden deshalb nur die Grundlagen vermittelt, die benötigt werden, um den Aufbau, das Datenformat und die Fehlerkorrektur der Audio-CD zu verstehen, während die detaillierte Untersuchung mathematischer Kodierungsverfahren und anderer für die Tonstudio-Praxis irrelevanter Faktoren außer Acht gelassen wird.

Ein großer Unsicherheitsfaktor bei der Erstellung eines CD-R-Masters sind die vielen Gerüchte, die um das Brennen von CDs kursieren – zum Beispiel die allseits bekannte Aussage, eine hohe Schreibgeschwindigkeit verschlechtere die Audio-Qualität der CD. Die Entstehung solcher Gerüchte liegt vor allem daran, dass die CD-R neben der Nutzung im professionellen Audio-Bereich auch ein „Consumer-Format“ ist und somit von Millionen von Menschen genutzt wird, die ihre oft fragwürdigen Erfahrungen und Erkenntnisse zum Beispiel in Internet-Foren verbreiten. Es ist schwer, sichere Bestätigungen für solche Aussagen zu finden, und so muss man selbst ausprobieren, was die besten Ergebnisse liefert – womit man dem nächsten Problem gegenübersteht: Wie überprüft man, ob die gebrannte Master-CD tatsächlich fehlerfrei und damit geeignet für die Vervielfältigung im Presswerk ist? Die Fehler sind meistens nicht hörbar; können jedoch bewirken, dass die CD auf manchen CD-Playern nicht richtig abgespielt werden kann, auch wenn sie im hauseigenen CD-Player vielleicht einwandfrei läuft. Deshalb werden in Kapitel 7 die möglichen Fehler und ihre Bedeutung erläutert und die Möglichkeiten zur Fehlerüberprüfung einer gebrannten CD untersucht.

Weitere Unklarheiten herrschen oft bei den verschiedenen Möglichkeiten, eine CD zu brennen: Es stehen unterschiedliche Schreibmodi wie Disc-at-once und Track-at-oncezur Verfügung; man kann direkt aus dem Arrangement einer DAW-Software (DAW = Digital Audio Workstation) brennen, eine CD-R ‚überbrennen’, also die eigentlich zulässige Gesamtlänge überschreiten, CD-Text hinzufügen oder eine CD-Extra erstellen. Bei all diesen Möglichkeiten stellt sich dem Anwender insbesondere eine Frage: Was ist erlaubt, wenn die CD im Presswerk vervielfältigt werden soll? Dieser Frage soll bei der Untersuchung der verschiedenen Themen grundsätzlich Beachtung geschenkt werden.

2. Definition der Audio-CD: Der Red Book-Standard

2.1 Der Aufbau der Audio-CD

Sämtliche Eigenschaften einer Audio-CD oder auch CD-Digital-Audio (CD-DA) sind im so genannten Red Book festgelegt, das 1980 von Philips und Sony veröffentlicht und seitdem kontinuierlich überarbeitet wurde. Das Red Book, auch bezeichnet als IEC 908-Standard, ist die Grundlage für alle anderen CD-Standards wie die CD-ROM (Yellow Book) oder die CD-Extra (Blue Book)^{1, 2}.

Im Red Book sind zunächst sämtliche physischen Eigenschaften der Audio-CD festgelegt, wie zum Beispiel der Durchmesser der CD-Scheibe, deren Höhe oder die Größe des Lochs in der Mitte der CD. Wie auf der analogen Schallplatte befindet sich auf der CD eine Spur, die von einem Lesekopf ausgelesen wird. Anstelle von analogen Wellenformen enthält diese jedoch Binärdaten in Form von Pits und Lands (Vertiefungen und Ebenen). Die genaue Größe dieser Pits ist ebenfalls durch das Red Book vorgeschrieben, genauso wie die Breite der Spur und die zulässigen Schwankungen in der Höhe der Spur^{3, 4, 5}.

Die Daten einer CD nach dem Red Book-Standard sind in verschiedene Sektoren aufgeteilt, die folgende Struktur aufweisen:

[...]

1 Pohlmann, K. 2002. Compact Discs, SACD and DVD, in: G. Ballou (Hrsg.), Handbook for Sound Engineers, 3. Auflage. Burlington: Focal Press.

2 Mölck, S. 2003. CD und DVD brennen, Hamburg: KnowWare.

3 Henle, H. 2001. Das Tonstudio Handbuch, 5. Auflage. München: GC Carstensen.

4 Hanstein, H. 1998. CD-Mastering, Version 1.3. München: SAE Institut.

5 Sharpless, G. 2005. Introduction to CD and CD-ROM [online], Southwater: Deluxe Media Services.
www.deluxemedia.com/images/cdintroduction.pdf [16.03.2006].