Toda vez que eu leio nos jornais sobre o lançamento em disco de algum artista, o formato é inevitavelmente o CD. Para uma mídia considerada extinta, por conta dos downloads e da pirataria, e por conta do espalhamento do MP3 e codecs assemelhados, é da gente se abismar ao ver edições em CD lançadas a toda hora, sem contar nas reedições remasterizadas com novos processos!

Lançado em dezembro de 1982 nos Estados Unidos, com anúncio público na capa da revista Stereo Review do Sony CDP-101, o CD completa hoje aproximadamente 28 anos de idade no mercado internacional. O seu desenvolvimento, entretanto, ocorreu anos antes de 1982, fruto de um projeto de pesquisa da Philips na década de 1970, que foi terminado depois do fechamento de uma parceria com a Sony e com o acordo da Philips com as principais indústrias japonesas sobre a adoção de um formato de áudio digital único.

Na época em que o Sony CDP-101 saiu, a Rádio JB importou uma unidade para o seu programa de clássicos na emissora de FM. Graças à cortesia de um amigo da época, o Ismael de Souza Ignácio, engenheiro de manutenção da emissora, eu pude ver um e vê-lo tocar uns dois CDs no console de monitoração.

O CDP-101 usa filtro de barreira na saída, prática esta condenada por puristas, por causa dos artefatos criados. Pouco importa, porque as críticas que o áudio digital recebeu no seu início eram todas vindas de pessoas com grande prestígio no métier. Foi assim com as pesadas críticas do engenheiro de gravação Doug Sax, publicadas na revista Billboard em 1983. Lembro-me bem que a sua gravadora, Sheffield Lab, lançou uma camiseta com a inscrição “Stop the digital madness” (“ Parem com a loucura digital”).

As críticas eram ao áudio digital em geral, não só ao CD. Mas este último polarizou estas críticas, por se tornar um produto viável de disseminação do áudio digital. Antes dele, algumas gravadoras, como DMP e Mobile Fidelity, recorreram ao VHS digital, imediatamente abandonado após a chegada do CD. O primeiro CD comercial foi fabricado na Holanda em 17 de agosto de 1982.

Apesar de enxovalhado como “mid-fi” o CD resistiu. O tempo se encarregou de mostrar que o formato tinha grande potencial. Eventualmente, os processadores aumentaram de resolução. Quando a Philips lançou o hoje lendário DAC-7 (Philips DAC7 TDA1547), por volta de 1993, a resolução chegou a 20 bits nominais (18 bits reais, em contraste com os 14 bits dos primeiros DACs). Eu tive a sorte de adquirir o Philips CD-950 logo quando foi lançado na Europa, e assim fui testemunha da história do avanço conseguido nos estágios de saída.

A evolução dos decodificadores digital-analógicos (DACs) veio reforçar uma tese defendida anos antes, de que as críticas ao desempenho do CD eram resultantes do processo de reprodução, muito mais do que por ser uma mídia ancorada no som digital.

Outra parte das críticas era a de que o CD segue à risca os princípios do teorema de Nyquist-Shannon e desta forma limitando pragmaticamente a amostragem a 44.1 kHz, o que resultava em uma resposta de freqüência que não passa de 22.05 kHz.

Entretanto, se esta limitação existe na qualidade do que é reproduzido, ela é desmentida em formatos como o HDCD e principalmente o XRCD. Nem HDCD nem XRCD desobedecem aos critérios sobre os parâmetros dispostos no chamado Red Book, que padroniza e garante compatibilidade entre CDs e equipamentos reprodutores.

O HDCD

HDCD ou “High Definition Compact Disc” foi inicialmente proposto pela empresa Pacific Microsonics, desenvolvido por Michael Pflaumer e Keith Johnson, e apresentado ao público em 1995. Keith Johnson ficou conhecido pelo nome de guerra de “Professor Johnson”, revelado nas capas dos CDs da gravadora Reference Recordings ou RR, para os íntimos.

O HDCD se propõe a encapsular uma resolução de 20 bits no invólucro de 16 bits do CD. É uma tecnologia muito mal explicada, mas para que esta resolução seja atingida, é necessário o uso de um decodificador. Destinados inicialmente ao “high end”, os seus decodificadores mais simples e efetivos foram desenvolvidos e fabricados sob a marca da Burr Brown e da Sanyo, e estão hoje dentro de aparelhos de reprodução de relativo baixo custo. Uma vez alojados lá dentro é preciso usar a saída analógica estéreo dos mesmos, para apreciar os possíveis benefícios do processo de aumento de resolução.

Nos aparelhos de reprodução atuais, dotados de saída HDMI, é possível conduzir o sinal digitalmente para processadores de áudio modernos e com os melhoramentos recentemente introduzidos nos mesmos para a reprodução de CDs!

No ano de 2000, a Microsoft comprou os direitos da então extinta Pacific Microsonics, e o decodificador incorporado ao Windows Media Player, a partir da versão 9. Desta forma, é possível também usar um computador para reproduzir corretamente o HDCD e o resultado alimentado em um amplificador externo.

O reconhecimento do HDCD pelo seu decodificador é feito através da sinalização de uma “flag” de programação contida no disco. A decodificação computa algoritmos proprietários de melhoramento de dinâmica, dithering (recurso para diminuir erros de quantificação) e uso de múltiplos filtros, com interpolação de dados, de maneira a aumentar a resolução do sinal digital.

Existem, entretanto, inconsistências em discos codificados para o HDCD. Em alguns deles, ao mudar de faixa, o indicador HDCD no display desaparece, significando a ausência de detecção da flag. A codificação, não obstante, está lá, e mesmo em discos HDCD sem flag é de esperar uma reprodução melhorada. Em momento algum a codificação HDCD desobedece às regras do Red Book, de forma que a ausência de decodificação resultará na reprodução de um CD como qualquer outro.

Existem aspectos discutíveis na proposta do HDCD. Um deles se refere ao aumento de dinâmica que, de fato, é audível em alguns discos da Reference Recordings. O CD, como tal, consegue passar aproximadamente 96 dB de dinâmica, em contraste com cerca de 60 dB dos meios analógicos. Se levarmos em conta que a maioria dos programas musicais, como música clássica orquestral, por exemplo, pode ser razoavelmente capturada em torno de 60 dB de dinâmica, o CD pode conter este tipo de programa sem qualquer limitação, ou até variações para acima de 100 dB, desde que um compressor de dinâmica seja usado sensatamente.

Acontece que a maioria dos lançamentos em HDCD é feito a partir de música popular, cuja dinâmica varia pouco mais de 15 dB, se variar tanto. Na prática, isto significa que todo o esforço da preservação de dinâmica na mídia é jogado no lixo.

Entretanto, o objetivo principal da preservação da dinâmica de uma gravação de música não é somente a preservação da reprodução natural da mesma, mas também a preservação da resolução de instrumentos que exigem uma dinâmica maior de reprodução. Este é o motivo, inclusive, pelo qual o uso de compressores é condenável na gravação ou remasterização de material musical.

É possível decodificar gravações em HDCD através de programas escritos por entusiastas, para o usuário doméstico e hobbyistas, e assim obter arquivos em PCM 24 ou 20 bits, que podem então serem reproduzidos literalmente ou então usados na autoração de um DVD-Video/Audio em PCM.

O XRCD

O XRCD não tem codificação específica para o formato e, portanto, não precisa de nenhum decodificador especial. Isto torna o seu uso universal e compatível com qualquer reprodutor, o que é uma vantagem em relação ao HDCD.

O XRCD ou Extended Resolution Compact Disc é um projeto de masterização idealizado pela JVC. Ele é feito em duas etapas distintas:

Na primeira, uma master é criada em uma resolução de 20 a 24 bits a partir da fonte analógica, ou convertida, se for usada uma fonte PCM. O codificador é batizado de “K2 Super Coding”. A sigla “K2” se refere aos engenheiros da JVC Kuwoka e Kanai, que desenvolveram o projeto original. Este mesmo codificador é posteriormente usado para reduzir a resolução de 24 ou 20 bits para os 16 bits do CD, porém com a retenção da informação de nível mais baixo, o que confere uma grande clareza depois na reprodução do programa de áudio.

O processo em si emprega uma técnica de oversampling de 128 vezes durante a passagem do sinal analógico para o digital. Depois da master pronta o conteúdo é transferido para um masterizador Sony PCM 9000, no qual é criada uma matriz de prensagem opto-magnética. Até este estágio o sinal PCM está disposto em 20 ou 24 bits de resolução e por isso na etapa seguinte ele é reduzido para 16 bits antes de se criar a master para o processo de duplicação.

Todo e qualquer processamento de sinal é feito e controlado antes da criação da matriz final. O resultado é um CD comum, porém com alta qualidade e supostamente idêntico ao sinal original da gravação de estúdio. Se não é, deve estar próximo!

A qualidade de som do XRCD

Diz a sabedoria popular que “contra fatos não há argumento”! É fácil descobrir a superioridade de um disco XRCD, quando se compara com o seu similar em CD convencional. Eu tive chance de comparar dois:

Um deles foi a edição do conhecido “Jazz At The Pawnshop”, da gravadora Proprius. O disco já teve inúmeras edições, a começar pelo Lp que era usado como referência de fidelidade e ambiência, nos anos de 1970. A gravação, por incrível que pareça, foi feita de forma artesanal, com o uso de um deck Nagra, usado para cinema. Com uma colocação estudada de microfones de alta resolução, ela nunca tinha sido ouvida no seu original até então.

O selo FIM (First Impression Music) editou então as versões em SACD e XRCD (K2 20 bits). A minha comparação foi feita com estas duas edições e com a edição do CD duplo, original da Proprius, que eu adquiri ainda na década de 1980.

É preciso notar que novas masters foram criadas para as edições da FIM. O engenheiro de gravação voltou às fitas originais e as recuperou bem antes das novas edições serem feitas. Era de se esperar que o SACD soasse idêntico ao XRCD, mas não é bem o caso. Embora o XRCD tenha mais brilho e um pouco mais de presença do que o SACD, a clareza nos detalhes do XRCD deixa claro a sua superioridade sônica. E em função disso, a audição do SACD vira uma decepção em termos. Em relação ao CD original, a comparação não é correta, por se tratar de fontes diferentes, mas ainda assim o XRCD é bem melhor.

A segunda comparação é mais injusta: trata-se da gravação de Dave Grusin “Discovered Again”, feita originalmente em Lp de corte direto pela extinta Sheffield Lab:

A comparação foi feita com o CD, supostamente masterizado a partir de uma fita de referência gravada pelo estúdio. Aqui é preciso fazer um parênteses: não há confiança, por parte do ouvinte, de que a tal fita de referência fosse adequada para masterizar um CD corretamente. Então, a comparação tende a ser a princípio desequilibrada. A superioridade do XRCD é tão facilmente identificável, uma vez ajustados os respectivos volumes de reprodução (o do CD é cerca de uns 12 dB abaixo do XRCD), que fica difícil confundir um com o outro.

As diferenças começam na dinâmica e na profundidade do background, onde a percussão reside. Teria sido, sem dúvida, muito mais interessante ter feito um comparação com o Lp de corte direto. Mas a memória que eu tenho deste tipo de mídia, muito boa por sinal, me permite afirmar que as limitações do Lp estavam tão flagrantes nos discos comuns, quanto nas edições de audiófilo, fato este que introduziria uma tendenciosidade de julgamento da minha parte.

Por outro lado, é bom lembrar que Doug Sax era contra o som digital, naquela época. E não se sabe ao certo se o lançamento de CDs na década de 80 era apenas para evitar o afundamento comercial da Sheffield Lab. O cuidado na preparação das matrizes pode não ter sido o ideal, por desinteresse da gravadora na mídia.

Além disso, os nossos parâmetros de audição e o equipamento que usamos mudam com o tempo, tornando mais injusta esta comparação. Claro que eu se tivesse que fazer a minha opção na base da qualidade que eu consigo perceber hoje, ficaria com a edição em XRCD, a despeito de qualquer outra mídia.

A evolução para o K2 HD

A JVC modificou em 2007 a forma de masterizar o XRCD: ela compreende a criação de uma matriz de 24 bits a 192 kHz de amostragem. Recentemente, diga-se de passagem, este valor de amostragem vem substituindo o de 96 kHz e 24 bits, padrão usado na maioria dos estúdios, irrespectivo de qualquer outro melhoramento.

O objetivo principal para o uso de uma amostragem de 192 kHz é estender a resposta de freqüência até cerca de 96 kHz, de forma a aumentar a resolução na reprodução da faixa audível (abaixo de 15 kHz). Segundo a JVC, no processamento do K2 HD todas as providências são tomadas, para que a conversão final para CD (44.1 kHz e 16 bits) retenha a resolução da fonte.

Os japoneses, tal como os ingleses que inventaram o tal CD banhado a ouro, acreditam que o processo de prensagem é crítico. Em função disso, alguns cuidados seriam tomados, de maneira a que os discos obtidos contenham a matéria prima mais pura possível. Na linguagem dos químicos 99.9999% de grau de pureza só é necessária para reagentes “pro-análise” e o custo desta obtenção é alto. Talvez em função disso, o produto K2 HD oferecido no comércio atinge a faixa dos 65 dólares, pesando no bolso até do audiófilo mais obstinado!

A influência da mídia na resolução do disco é discutível, mas quando se trata de eliminar comprometimentos, a indústria pensa primeiro no efeito e depois no custo, o qual, no fim das contas, fica no bolso do consumidor mesmo.

O valor do investimento

Cabe a quem investe em produtos de música estabelecer a relação custo benefício do disco que compra. Pessoalmente, eu acho um verdadeiro vexame a gente passar tantos anos com uma tecnologia digital de ponta, somente para ver as mesmas coisas, depois de atualizadas, com um preço de mercado que não condiz com a realidade das pessoas.

Imagine-se, por exemplo, alguém que colecione discos há longo tempo. Não é desanimador perceber que cada gravação poderia soar bem melhor se determinados cuidados tivessem sido tomados? E o custo para repor a coleção? Em princípio, é um projeto inviável!

No campo do áudio digital, desde o final dos anos de 1990 que se têm evidências sobre a melhoria possível no Compact Disc e sobre a possibilidade de contornar qualquer limitação do sinal de fonte, através de mídias alternativas, como o DVD-Audio, o DAD ou o SACD.

No caso deste último, o vexame é ainda maior quando se sabe que são exatamente Philips e Sony os seus proponentes, enquanto que raras foram as vezes que as duas empresas conseguiram explorar o pleno potencial do seu primeiro produto. É como se dissessem: o CD era apenas bom, mas o SACD é que é a resposta definitiva para a obtenção da qualidade de áudio.

Mas, nem CD nem SACD resistem a uma manufatura que não explore os seus respectivos potenciais. E um exemplo disso eu citei acima: a gravação Jazz At The Pawnshop soa melhor em (XR)CD do que em SACD! E se soaria melhor ainda em XRCD K2 HD o consumidor só poderia saber se ouvisse um ao lado do outro.

Entretanto, existem limitações nas gravações que podem ser contornadas até um certo ponto. Não há, creio eu, tecnologia alguma em existência que possa fazer soar melhor um material que já soava razoável em edições mais modernas, a não ser em pequenos detalhes, que talvez não compensem a substituição da mídia. Se computarmos então preço de mercado bem mais alto, talvez se possa então achar uma explicação convincente do porque da indústria fonográfica ter entrado no marasmo que está ou que produtos melhores continuem a ficar restritos a um nicho.

No frigir dos ovos, o que compensa em um investimento deste tipo é, em última análise, a surpresa da descoberta e o prazer auditivo que a mesma proporciona a quem investe. Então, se este objetivo, pelo menos, foi alcançado, haverá sempre a certeza de que o investimento foi correto! [Webinsider]
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Paulo Roberto Elias

Paulo Roberto Elias é professor e pesquisador em ciências da saúde, Mestre em Ciência (M.Sc.) pelo Departamento de Bioquímica, do Instituto de Química da UFRJ, e Ph.D. em Bioquímica, pela Cardiff University, no Reino Unido.