High Definition Compatible Digital je postupak enkodiranja i dekodiranja digitalnog audio signala, osmišljen da bi se na audio CD ili DVD zabeležio maksimalno pun, bogat i detaljan zvuk. Audio diskovi enkodirani HDCD tehnologijom pružaju bolji kvalitet zvuka u odnosu na standardnih 16 bitova, zato što su enkodirani sa 20 bita muzičkih informacija. HDCD prelazi granicu od 16 bitova pomoću sofisticirane tehnike linearne modulacije impulsa, koja enkodira dodatna 4 bita na audio CD/DVD, a da pritom snimak na disku ostaje potpuno kompatibilan sa "starim" 16-bitskim formatom dekodiranja. To praktično znači da, ukoliko želite potpun ugođaj HDCD standarda, morate ovako enkodiran audio disk reprodukovati na adekvatnom uređaju, sposobnom za dekodiranje HDCD formata. Ali, taj isti disk je moguće reprodukovati i na standardnom CD plejeru, naravno u nižoj, 16-bitskoj dekripciji, sa srazmerno nižim kvalitetom zvuka. Takođe, HDCD dekoder u sebi ima integrisan i digitalni filter visoke preciznosti, koji poboljšava kvalitet reprodukcije svih digitalnih audio formata, što omogućava svakom A/V risiveru, CD/DVD plejeru, ili MiniDisc plejeru da zvuči bolje. HDCD format pruža veći dinamički opseg, izraženije trodimenzionalne efekte pri pozicioniranju zvuka u prostoru i izuzetno prirodnu boju vokala, kao i svih instrumenata. Ova poboljšanja su primetna na svim audio sistemima, od portabl CD/DVD plejera do vrhunskih High-End uređaja. Jednom rečju, HDCD format donosi snagu, dubinu i emocije originalnog izvođenja, a ne samo bledu digitalnu imitaciju.
HDCD tehnologija je originalno razvijena i usavršena u periodu između 1986. i 1991. godine. Razvili su je Keith Johnson i Pflash Pflaumer, dva vrhunska stručnjaka na polju savremenih tehnologija, sa namerom da poboljšaju kvalitet digitalnog audio snimka, a da pritom zadrže kompatibilnost sa već postojećim digitalnim formatima. Obojica su već tada bili veoma poznati u svojim oblastima. Johnson je, kao inženjer snimanja, bio koautor u patentima koji su osnova današnjih digitalnih audio i video diskova, a takođe je razvio veoma popularan sistem brzog i visokokvalitetnog presnimavanja audio traka. Sa druge strane, Pflaumer je bio prvi koji je uspeo da poveže različite računare, poput IBM-a i Applea, u okviru jedne mreže. Ovi patenti su svakom pojedinačno doneli brojna priznanja, a Johnsonu čak i nominaciju za nagradu Grammy, tako da je uspeh njihovog zajedničkog poduhvata bio gotovo zagarantovan. Godine 1995. nova tehnologija je zvanično predstavljena tržištu, a 1996. u Kaliforniji Johnson i Pflaumer osnivaju Pacific Microsonics Inc. (PMI), kompaniju za razvoj i prodaju audio tehnologije i patenta. Septembra 2000. Microsoft korporacija preuzima PMI i započinje inkorporiranje njihove inovativne tehnologije u kompjutersku tehnologiju. Ovaj potez donosi Microsoftu odlučujuću prednost, jer su digitalni medijski formati u međuvremenu postali apsolutno preovlađujući izvori svih vrsta zabave. O uspehu Johnsona i Pflaumera govori i to da su do danas gotovo svi veliki proizvođači audio opreme otkupili prava na HDCD format, a na tržištu se već nalazi preko sto modela HDCD plejera. Pored toga, već je više od pet hiljada muzičkih ostvarenja enkodirano po ovom standardu. Poznato je da je CD, sa prodajom od preko 1,3 milijarde diskova i 100 miliona plejera na godišnjem nivou, ekstremno uspešan. Tržišna predviđanja su da će njegova dominacija potrajati još najmanje deset godina, a u tome će mu HDCD sistem A/D i D/A konverzije i filtriranja posebno pomoći. Takođe, ovaj sistem će biti značajna podrška dolazećem DVD-Audio formatu. Imajući sve ovo u vidu, budućnost i značaj HDCD tehnologije su jasni.
Većina zamerki upućenih klasičnom CD formatu bazira se na njegovim tehničkim ograničenjima. Poznato je da CD nosač skladišti digitalne informacije u formi 16-bitskog zapisa i da sadrži 44.100 takvih zapisa (semplova) u jednoj sekundi, po kanalu. Dakle, sempling frekvencija iznosi 44,1 kiloherc. Kako je, po definiciji, najviša frekvencija koju digitalni sistem može pouzdano da procesira jednaka polovini sempling frekvencije, jasno je da najviša frekvencija zvuka reprodukovanog sa jednog CD-a iznosi 22,05 kiloherca. Takođe, svaki bit u digitalnom sistemu ekvivalentan je povećanju jačine zvuka od 6 decibela, što znači da maksimum jačine zvuka 16-bitskog zapisa iznosi 96 decibela. Naravno, sve su ovo teoretske vrednosti. U praksi najviša frekvencija retko prelazi 20 kiloherca, a jačina zvuka gotovo nikad ne doseže ni blizu 96 decibela. Ako znamo da je HDCD format predstavljen u formi, recimo, 24-bitskog zapisa, na frekvenciji od 192 kiloherca, ogroman skok u kvalitetu finalne reprodukcije je očigledan, a teoretski maksimum su zvučne frekvencije od 96 kiloherca, uz jačinu zvuka od 144 decibela. Na kraju, svi digitalni sistemi vrlo često generišu greške. Te greške su u stvari male razlike između pune vrednosti koju sadrži određeni sempl i vrednosti koju digitalni sistem odabere da predstavlja taj sempl. Naime, ukoliko je vrednost jednog bita beskonačna varijabla, ta "beskonačnost" je svedena na predefinisan broj od 65.536 cifara. Jeste mnogo, ali ne i dovoljno, bar u digitalnom svetu. Ove naizgled male razlike rezultiraju smetnjama koje se priključuju originalnom signalu.
Sa druge strane, kod HDCD tehnologije, proces enkodiranja započinje dobijenim signalom visoke rezolucije, analognim ili digitalnim. Ukoliko je signal analogni, HDCD konverter/enkoder ga prvo konvertuje u 24-bitski format, na frekvenciji od 176,4 ili 192 kiloherca. Zatim se pronalazi najbolji kompromis u konvertovanju na CD-standard, u vidu 16-bitskog zapisa na frekvenciji od 44,1 kiloherc. Tu analizu obavlja kolo sačinjeno od osam mikroprocesora, sposobnih da izvrše 400 miliona komandi u sekundi. Ovaj silikonski "mozak", uz pomoć različitih programa, takođe vrši i identifikaciju anomalija, čestih u digitalnom procesiranju. Anomalije, generalno posmatrano, mogu biti u vidu "dodataka" i "nedostataka". Dodaci predstavljaju neželjene i netačne informacije, koje su originalnom signalu dodate u procesu A/D i D/A konverzije, a manifestuju se kao šum pri reprodukciji. Nedostaci su gubici informacija, nastali pri konverziji sa HDCD-a na standardni CD format, a ogledaju se u vidu manjkavosti u samom zvuku. Čitav ovaj proces analiziranja konverzije obavlja se kako bi se pad u kvalitetu, neminovan usled konverzija, sveo na zaista najmanju moguću meru. U slučaju digitalnog signala količina semplova prvo biva umanjena na nižu frekvenciju, pa tek onda na finalnih 44,1 kiloherc, kako bi se sadržaj diska dinamički optimizovao. Dinamička optimizacija je postupak koji dozvoljava odabir različitih filtera, u zavisnosti od trenutnog sadržaja, obezbeđujući optimalan kvalitet u svakom trenutku; ovo je jedna od jedinstvenih mogućnosti HDCD procesa enkodiranja. Ali, čak i posle svođenja frekvencije na 44,1 kiloherc, 24-bitski signal sadrži preveliku rezoluciju i dinamički opseg da bi se mogao smestiti na standardni 16-bitski CD. Zato se signal dalje podvrgava modifikaciji dinamičkog opsega, koji predstavlja kompresovanje najviših frekvencija, kao i deonica sa slabim nivoom signala. Tek tada moguće je konačno zabeležiti signal visoke rezolucije na standardni CD-nosač. Treba naznačiti da parametri dinamičke optimizacije, modifikacije i kompresije nisu fiksni. Njih određuje inženjer zadužen za snimanje, koji je na taj način direktno odgovoran za kvalitet reprodukcije HDCD snimka na klasičnom, 16-bitskom CD plejeru. Takođe, ti podesivi procesi obuhvataju prvenstveno dinamičke i frekventne ekstreme, dok su sve ostale modifikacije izvršene pod kontrolom već pomenutih mikroprocesora. Dakle, ključ kompatibilnosti HDCD formata sa standardnim CD formatom je u sledećem: pri reprodukciji na klasičnom CD plejeru reprodukuje se osiromašeni, 16-bitski signal, bez najviših frekvencija i najtiših tonova. Ali, bez brige – to je upravo kvalitet zvuka koji pružaju svi standardni CD plejeri. Međutim, ukoliko se reprodukcija vrši na HDCD plejeru, obavlja se potpuno dekodiranje i konverzija, pa su svi podaci koji čine signal visoke rezolucije ponovo tu.
Jedan od problema koji se nametnuo tvorcima HDCD formata, Johnsonu i Pflaumeru, bilo je beleženje i prenos parametara za dekodiranje. S obzirom da je enkodiranje varijabilan proces, dekoder mora da "zna" po kojim parametrima se ono obavljalo, kako bi mogao da izvrši pravilno dekodiranje. Za tu svrhu Johnson i Pflaumer su iskoristili LSB (Least Significant Bit – najmanje značajan bit). LSB predstavlja poslednji bit u 16-bitskom lancu, koji je vrlo često slobodan, odnosno ne prenosi nikakve informacije. Za dekodiranje bitni parametri su: koji su filteri korišćeni i kada, da li je primenjena kompresija pojedinih deonica i – ako jeste – koje su nominalne vrednosti za dekompresiju tih deonica. Takođe, bitno je i da ti parametri budu posebno enkriptovani, kako bi ih HDCD dekoder prepoznao i kako ne bi došlo do njihovog priključivanja audio signalu, a samim tim i do neželjenih smetnji prilikom reprodukcije. Čak i kada se na CD dodaju parametri za dekodiranje, oni zauzmu samo 1 do 5% ukupno raspoloživog prostora na LSB-u. To znači da je 15,95 do 15,99 bita u 16-bitskom lancu i dalje slobodno za prenos muzičkih informacija, što je u praksi jednako kapacitetu od 16 bita.
Svaki HDCD plejer je opremljen HDCD dekoderom i filterima. HDCD filteri u sebi objedinjuju sve tipove digitalnih filtera, korišćenih u najrazličitijim CD i DVD-Audio plejerima. HDCD dekoder/filter je veoma složena komponenta, što je uostalom uslovljeno složenošću procesa kojima je namenjena. Kao primer uzećemo Microsoft PMD-200 HDCD dekoder/filter, opremljen Motorola procesorskim kolom, koji nudi izbor od 16, 18, 20 ili 24 bita u dužini lanca, pri sempling frekvenciji od 44,1kHz, 88,2kHz, 96kHz, 176,4kHz ili 192kHz. I ostali proizvođači nude gotovo istovetne mogućnosti, a razlike u performansama su minimalne. U ovom delu priče bitno je naglasiti da HDCD plejer, zahvaljujući svojim superiornim filterima, poboljšava i reprodukciju standardnih CD-a. Takođe, HDCD dekoder/filter ima mogućnost obogaćivanja baznog signala dodacima u vidu zvukova različitih, veoma visokih frekvencija (u opsegu od 30 do 80 kiloherca). Ovim se postiže optimizacija digitalno-analogne linearnosti, a na inženjeru je, opet, da odredi količinu, tip i glasnost dodataka, u zavisnosti od parametara D/A konvertora.
Za kraj, a više kao dokaz da savršenstvo ne postoji, evo i jedne mane HDCD tehnologije. HDCD format nije sposoban za prenos bilo kakvog DSP/surround formata, jer je već opterećen sopstvenim procesom dekodiranja i došlo bi do preklapanja dva procesa dekodiranja, koje je neophodno obaviti u istom trenutku. Ovu manu treba uzeti sa zadrškom, jer je HDCD stvoren kao muzički format, a mnogi audiofili ne priznaju surround sisteme kada se radi o reprodukciji muzike. Pored toga, prednosti HDCD formata su zaista brojne, a osim vrhunskog audio doživljaja koji donosi, veoma je bitna i njegova kompatibilnost. Ona omogućava reprodukciju HDCD-a na klasičnim CD plejerima, naravno uz gubitak superiornih HDCD performansi. Ali, to znači da nije neophodno odmah kupiti HDCD plejer kako bi se uopšte mogli reprodukovati HDCD nosači zvuka. S obzirom na široku rasprostranjenost i potpunu odomaćenost standardnih CD plejera, ovo može predstavljati taktičku prednost u već započetom osvajanju tržišta i postepenom preuzimanju primata od klasičnog CD formata i plejera.