Sonido digital para cine

Cinema Digital Sound ( CDS ) ^{[ 1 ]} fue un formato de sonido envolvente multicanal utilizado para películas de cine a principios de la década de 1990. El sistema fue desarrollado por Eastman Kodak y Optical Radiation Corporation. CDS fue rápidamente reemplazado por los formatos Digital Theatre Systems (DTS) y Dolby Digital .

CDS reemplazó las pistas de audio analógicas en copias de películas de 35 mm y 70 mm con audio discreto 5.1. Las pistas 5.1 se codificaron utilizando audio PCM de 16 bits en una compresión de modulación delta, lo que resultó en un nivel de compresión de 4:1. Los canales de audio en CDS se organizaron de la misma manera que la mayoría de los sistemas 5.1 actuales con Izquierda, Centro, Derecha, Envolvente Izquierda, Envolvente Derecha y LFE . Dick Tracy (1990) fue la primera película codificada con CDS. No todas las películas con bandas sonoras CDS utilizaron los 5.1 canales; algunas, como Eduardo Manostijeras (1990), utilizaron solo los 4 canales compatibles con Dolby Stereo . Soldado Universal (1992) fue la última película codificada con CDS.

La información digital se imprimía en la película, de forma similar a Dolby Digital y SDDS . Sin embargo, a diferencia de esos formatos, no existía una copia de seguridad óptica analógica en 35  mm ni magnética en 70  mm, lo que significaba que si la información digital se dañaba, no habría sonido alguno. Este fue uno de los factores que contribuyeron a su inevitable desaparición; el entonces novedoso formato Dolby Digital trasladó su información a otra zona (entre las perforaciones de la película), preservando así las pistas ópticas.

Antes del desarrollo de Cinema Digital Sound, la mayoría de la industria consideraba poco práctico un sistema de sonido en película de seis pistas con lectura óptica y codificación digital PCM. Sin embargo, gracias a un esfuerzo conjunto durante tres años y una inversión total de 5 millones de dólares, Kodak desarrolló una película negativa especial de grano fino y alta resolución, capaz de almacenar más información que las películas anteriores, y Optical Radiation Corporation desarrolló un sistema especial de codificación de audio y corrección de errores, dando como resultado el sistema Cinema Digital Sound.

Las pruebas iniciales demostraron que las densidades de empaquetado necesarias para lograr un sonido digital de alta fidelidad y tasas de error comparables al formato de CD eran posibles utilizando la nueva película negativa de alta resolución de Kodak y que el desgaste de la película durante la reproducción normal no era significativo. En una decisión controvertida (los ingenieros de ORC se opusieron, pero la dirección los desautorizó), se decidió utilizar el área normalmente reservada para el sonido en los estándares de película  óptica de 35 mm y magnética de 70  mm, para las nuevas pistas de audio y datos digitales del CDS. Se implementaron seis canales de audio; cinco canales de audio de ancho de banda completo (tres detrás de la pantalla y dos canales de sonido envolvente) se aplicaron a la entrada del sistema como muestras lineales de 16 bits a una  frecuencia de muestreo de 44,1 kHz. Las muestras eran datos comprimidos en palabras de 12 bits mediante modulación delta, con una de cada 32 muestras conservando su forma lineal original de 16 bits para proporcionar una referencia precisa cada 726 μm. El canal del subwoofer (.1 Efectos de baja frecuencia) no empleó modulación delta. En cambio, la  frecuencia de muestreo de 44,1 kHz se redujo a 1378  Hz, lo que dio como resultado un ancho de banda de audio superior de 114  Hz con estrategias de anti-aliasing y anti-imagen aplicadas en el resto del rango de frecuencias.

Además de los seis canales de audio digital, se proporcionaron tres canales de datos/control. Un canal de código de tiempo SMPTE y otro para señales de control MIDI ofrecían flexibilidad para la automatización de salas de cine o la sincronización externa de equipos. El tercer canal de datos, una pista de identificación, podía utilizarse para registrar diversos parámetros definidos por el usuario, específicos de la película (como la apertura/cierre del telón, el movimiento de los asientos o los efectos de iluminación). Dado que el sistema CDS estuvo disponible solo dos años antes de su retirada definitiva del mercado, nunca se llegó a utilizar el código de tiempo SMPTE ni los canales MIDI.

Debido a que la velocidad de datos era de 5,8 millones de bits por segundo (5,8 Mbps), se requería una detección y corrección de errores significativa. Se utilizó un código de bloques Reed-Solomon diseñado a medida, con caracteres CRC adicionales para la corrección de errores. Se realizó un entrelazado de muestras de audio pares e impares para proteger contra errores de ráfaga. Al igual que en las grabadoras de cinta de audio, los problemas de transporte con la tensión, las guías y los carretes de suministro y recogida podían provocar oscilaciones verticales u horizontales, y como el tamaño de los bits era de solo 14 μm, la sincronización y el seguimiento precisos eran esenciales, por lo que el sistema CDS requirió la instalación de modificaciones especiales en el proyector para suavizar el recorrido de la película y estabilizar la velocidad de recogida. Sin embargo, posteriormente se descubrió que no eran necesarias modificaciones en los proyectores y que la sensibilidad del sistema CDS a una velocidad de película incorrecta se debía a un diodo instalado incorrectamente en el módulo decodificador CDS. El seguimiento horizontal se proporcionaba mediante un servo digital de 76 MHz, mientras que la sincronización vertical se lograba con un algoritmo escrito en el propio formato de datos. Las filas de datos se escanearon horizontalmente, por lo que se utilizó un código de longitud de ejecución limitada con sincronización automática para la corrección de errores. Se realizó una conversión de 6 a 8 bits durante la codificación para asegurar que cada palabra de 8 bits contuviera exactamente cuatro unos. Esta forma de paridad funcionó bien para corregir errores durante la decodificación.

• Dick Tracy (1990) ( Buena Vista Pictures )
• Días de trueno (1990) ( Paramount Pictures )
• Línea mortal (1990) ( Columbia Pictures )
• Eduardo Manostijeras (1990) ( 20th Century Fox )
• The Doors (1991) ( Carraco Pictures )
• Hudson Hawk (1991) ( TriStar Pictures )
• Terminator 2: El juicio final (1991) (Carolco)
• Para los chicos (1991) (20th Century Fox)
• Final Approach (1991) ( Trimark Pictures )
• Soldado Universal (1992) (Carolco)

• Versión web del folleto original de CDS archivada el 26/06/2012 en Wayback Machine.