O que essas três coisas tem em comum? Tudo: um CD comum é "lido" por um feixe de raios laser e as informações obtidas estão na linguagem que os computadores entendem (só eles...). A história toda começa com um processo chamado digitalização.

Nosso mundo é analógico, não digital. Aprendemos a contar as laranjas da feira através de algarismos, derivados do uso dos dedos das nossas mãos. É assim que contamos de 1 a 10 utilizando 9 algarismos diferentes. Os matemáticos gostam de brincar com números, e propuseram outros sistemas de numeração, menos intuitivos para nós. Utilizando as mesmas regras de compor algarismos - por exemplo "2" antes de "3" faz "23" - e obter significados diversos, ou seja, "2" é uma coisa, "3" é outra e "23" outra, verificaram que era possível "contar", ou seja, numerar coisas, a partir não somente de um sistema de 10 algarismos, mas a partir de qualquer sistema, com qualquer quantidade de algarismos.

Aquela calculadora que existe no Windows serve de exemplo (ou qualquer outra, virtual ou não, desde que equivalente). No menu "Exibir", selecione "Científica"; digite então o número 2007. Agora, clique no botão "Hex". O que aconteceu? Apareceu "7D7". Letras na calculadora?? Algum problema?? Não. A opção "Hex" significa que está-se pretendendo utilizar um sistema de numeração com 15 algarismos. Assim, ao invés de "0-9", temos "0 ... 9,A,B,C,D,E,F" - as letras são utilizadas no lugar dos algarismos após o "9". Então, "7D7" é "2007" no sistema hexadecimal.

Agora clique em "Bin" e veja o que acontece. Surge "11111010111", ou seja, um monte de "uns" e "zeros". Isso é o número 2007 escrito em um sistema de numeração com apenas 2 algarismos: o zero e o um. Entra em cena o computador.

Computadores são máquinas eletrônicas que funcionam baseadas em um princípio bem rudimentar da eletricidade: as situações de "ligado" e "desligado". Se uma lâmpada está ligada, associa-se esse fato ao dígito "1". Se está desligada, ao dígito "0". Assim, com uma série de lâmpadas ligadas / desligadas é possível representar o número 2007. Na realidade os computadores não utilizam, claro, lâmpadas, e sim valores de corrente elétrica com diferentes voltagens, representando os zeros e os uns. Assim é possível representar em computação todos os números. E também as letras: basta associar cada letra a um código numérico. O mesmo vale para as imagens e para os sons. Neste caso, são obtidas amostras da luminosidade de cada pixel ou cada fração de segundo de um trecho musical. O pixel ser mais ou menos claro vai fazer com que uma imagem seja formada. O mesmo pode-se dizer para o padrão de vibração das notas musicais.

É através do processo de amostragem que os conteúdos analógicos do nosso mundo real são transformados em informação numérica binária, para que possam ser armazenados e processados pelos computadores. Estas máquinas são especializadas em trabalhar com uma velocidade estonteante com números, os números formados por aqueles dois algarismos dos quais falamos, o zero e o um. Informações assim registradas são conhecidas como conteúdo digital.

Entram em cena agora os processos de registro dessas informações fora do computador, ou seja, as fitas magnéticas, os discos rígidos e, finalmente, o objeto de nosso estudo aqui, os discos ópticos (embora muitas outras formas diferentes de armazenar esses dados existam). Como esses dados estão no computador na forma de zeros e uns, tem que permanecer gravados dessa forma, seja em fita ou disco por exemplo. As fitas de áudio e vídeo armazenam informações magnetizando minúsculas partículas metálicas em sua superfície - um ímã só tem 2 pólos, Norte e Sul... daí você já percebeu que orientar o magnetismo dessas partículas para um pólo ou outro pode muito bem servir para representar os zeros e uns da informação digital. E no caso dos discos ópticos?

Tudo o que se tem a fazer é indicar, de alguma forma, os estados de ligado ou desligado, ou seja, os números 1 ou 0, como vimos para a fita magnética. Imagine um espelho plano: qualquer luz que o atinja é refletida, correto? Agora imagine uma folha de papel alumínio, bem esticada, plana e polida: acontece o mesmo. Porém, ao amassarmos essa folha e depois a esticarmos um pouco, sua superfície ficará com vales e picos. Algumas faces desses vales minúsculos refletirão a luz para um lado, outras faces para outro lado e assim por diante. A grosso modo, é isso o que acontece em um simples CD de áudio por exemplo.

Entenda como nos discos ópticos a indicação ligado / desligado é feita fazendo com que pedacinhos microscópicos em sua superfície reflitam a luz ora para um lado, ora para outro (lembra-se dos picos e vales?). Muito bem, basta agora fazer o disco girar, organizar esses pedacinhos na forma de trilhas (alguém já viu um disco de vinil e sua trilha em forma de espiral?) e fazer um feixe de luz muito pequeno, minúsculo, conseguir apontar somente para dentro dessa trilha, e somente para um desses pedacinhos por vez. A luz que pode ser assim moldada, é um facho de raio laser. Só que a exigência é ainda maior, o facho tem que ser focado somente em um ponto de cada vez na trilha. Para conseguir um facho com abertura tão pequena, entram em cena as lentes: sobre o pequeno canhão de laser existe uma lente para efetuar essa focalização.

Parte do problema está solucionado, mas falta o resto. O laser ao encontrar a superfície do disco é refletido para um lado ou para outro, conforme o ponto em questão representar o número 1 ou o número 0. Além disso, é direcionado à superfície do disco não de forma perpendicular, mas sim ligeiramente inclinado. Isso faz com que às vezes sim às vezes não (conforme tenha-se um "zero" ou um "um") o raio refletido encontre uma célula fotoelétrica que, recebendo sua luz a transforme em eletricidade. Pronto, temos agora o disco girando e as informações gravadas nele sendo lidas e transformadas em um sinal digital, a linguagem que os processadores entendem muito bem.

Este, basicamente, é o princípio de funcionamento dos discos ópticos. Uma camada refletiva (o papel alumínio "amassado") é criada através de equipamentos especiais, de forma que os "amassados" estejam ordenados em trilhas espirais. Tudo é microscópico, assim, você não verá essa trilha da mesma forma que vê a trilha no disco de vinil. Sobre essa camada metálica refletiva é colada uma camada plástica protetora. E em cima dela vai o rótulo do disco, geralmente impresso. Em baixo dela, uma camada plástica rígida, de policarbonato, mais espessa do que a camada acima da refletiva.

Ao contrário do disco de vinil, nos discos ópticos a espiral é percorrida do centro para as bordas. Percorrida? Sim, a cabeça de leitura, motorizada, segue em sincronismo perfeito o desenrolar da trilha espiral, deslocando-se cada vez mais para a borda do disco. As trilhas são gravadas muito próximas umas das outras: em um CD de áudio comum, a cada milímetro em seu diâmetro existem quase 600 voltas da espiral (mais de 22.000 voltas no CD inteiro !).

Os discos do tipo somente leitura são fabricados através de um processo industrial de prensagem que guarda algumas semelhanças com o da fabricação dos antigos discos de vinil. Em uma das etapas deste processo, a camada com o relevo de altos e baixos é moldada a partir de uma matriz que contém o "negativo" deste relevo, prensada sobre um material termo-plástico especial.

Discos graváveis uma única vez utilizam um processo de gravação denominado WORM (White Once, Read Many, "gravável uma vez, lido muitas") do tipo organic dye polymer. Um laser mais potente do que o utilizado nos drives do tipo somente leitura queima (daí o nome burner ) pontos microscópicos em uma camada de material orgânico colocada sobre a superfície refletiva na parte inferior do disco. Estes pontos tornam-se opacos e impedem que a luz do laser atinja a camada refletiva situada abaixo da camada orgânica; com isso, deixam de atingir o sensor de raios refletidos pelo disco.

Discos regraváveis utilizam um processo de gravação denominado optical phase-change. Este processo é parecido com o utilizado nos discos graváveis uma única vez, porém aqui a camada que recobre a superfície refletiva é diferente: aquecida até 200 graus Celsius torna-se transparente após resfriada e aquecida a temperatura maior (500-700 graus Celsius) torna-se opaca após resfriada. O laser neste tipo de drive trabalha portanto com 3 diferentes potências: fraca (para leitura, idêntica à dos drives somente-leitura), média (denominada Erase Power, para apagar pontos opacos tornando-os novamente cristalinos) e alta (denominada Write Power, para tornar opacos pontos cristalinos). Pontos cristalinos permitem a reflexão do laser na camada refletiva situada acima da mesma, pontos opacos não.

O processo de gravação dos discos ópticos, ao utilizar o laser para queimar trechos em sua superfície, faz com que as partes já gravadas tornem-se, devido à queima, mais escuras do que as não gravadas. Assim, visualmente, é possível identificar esses trechos no disco (a parte gravada inicia-se do centro para as bordas do disco).

Tudo isso vale também para os DVDs, que podem ser gravados, ao contrário dos CDs comuns, em mais de uma camada. Mas não é preciso ir além para comparar: em uma simples camada, os DVDs armazenam até 7 vezes mais dados do que os CDs. Para conseguir isso, suas trilhas são mais estreitas, com um pouco menos da metade da largura da trilha do CD, assim como são menores também as dimensões de seus pontos que refletem o laser. Se fosse possível "desenrolar" e "esticar" sua trilha, a mesma, para um DVD comum, ocuparia cerca de 12 km de extensão.

O reinado dos discos ópticos ainda vai longe, com novos formatos e modelos surgindo de tempos em tempos. Mas seu princípio básico de funcionamento continua o mesmo: o laser e o sinal digital, entendido pelos computadores - bem, às vezes não exatamente como queremos, mas isso já é outra história, que fica para uma outra vez....