Tìm hiểu về Music Server: Các định dạng file và metadata (phần 1)

Trong kỳ này, chúng ta sẽ tìm hiểu về hai loại định dạng file audio thường gặp là định dạng không nén và định dạng nén không bị mất chất lượng.

Các định dạng file thường gặp

Các phần mềm quản lý nhạc dành cho music server DIY cũng như các hệ thống turnkey chuyên dụng đều cho phép người dùng lưu trữ nhạc bằng một trong nhiều định dạng khác nhau. Lựa chọn định dạng và thiết lập để nhập file vào có ảnh hưởng tương đối quan trọng. Trước hết, chúng không chỉ tác động đến chất lượng âm thanh mà còn cả dung lượng của file nhạc. Tiếp theo khả năng tương thích với các thiết bị trong tương lai, sự linh động và cách metadata được xử lý cũng quan trọng không kém.

Các định dạng file có thể chia làm ba loại: không nén, nén không mất chất lượng (lossless) và nén làm mất chất lượng (lossy). Loại đầu tiên, không nén, gồm có hai định dạng thường thấy là waveform audio file (WAV) và Audio Interchange File Format (AIFF). Một file WAV sẽ có các bitstream không pha trộn, giống hệt như dữ liệu gốc. Như vậy, file WAV tạo ra từ việc copy đĩa CD sẽ chứa dữ liệu PCM giống như trên đĩa CD. Kết quả, đây là định dạng file tiêu tốn nhiều dung lượng nhất: 10.5MB cho một phút nhạc stereo chất lượng CD (16-bit / 44.1kHz). Lựa chọn thay thế cho định dạng này là AIFF, ban đầu do Apple Computer phát triển. Ưu điểm của WAV và AIFF, ngoài việc có chất lượng âm thanh cao nhất, còn là khả năng chuyển đổi sang một định dạng khác trong tương lai mà không sợ bị mất chất lượng.

aiff

Nhược điểm lớn nhất của file WAV là chúng không được thiết kế để đính kèm metadata. Không có metadata, các phần mềm quản lý thư viện nhạc chỉ có thể phân loại chúng vào mục “Chưa biết nghệ sĩ”, và các track chỉ được ghi đơn giản là Track 1, Track 2… Metadata có thể nhập vào thủ công, đó là một quá trình cực kỳ tốn thời gian. Bên cạnh đó, metadata nhập thủ công sẽ bị mất nếu copy file từ ổ cứng này sang ổ cứng khác. Để tránh hạn chế này, một vài hãng đã đưa ra một số phương pháp ưu tiên tạo metadata cho file WAV. Thế nhưng, có một vấn đề là người dùng tạo ra một thư viện từ các file WAV trên ổ NAS, nhưng khi chuyển ổ NAS sang server khác, các metadata này sẽ biến mất. Hay nói đúng hơn, metadata không được server mới nhận diện.

AIFF cũng có những ưu điểm của WAV (không suy giảm chất âm, có thể chuyển sang định dạng khác mà vẫn giữ nguyên chất lượng), nhưng với metadata được gắn vĩnh viễn. iTunes sẽ chuyển đổi file WAV sang AIFF, nhưng tạm thời tăng dung lượng ổ cứng lên gấp đôi cho đến khi người dùng xóa file WAV đi. Nếu nhập metadata thủ công cho file WAV, metadata đó cũng được chuyển sang cho file AIFF. Tuy nhiên, điều này chỉ áp dụng cho chuẩn chất lượng CD cơ bản chứ không dành cho các file hi-res. iTunes sẽ hạ chất lượng của file hi-res xuống khi chuyển đổi sang định dạng AIFF, điều này cũng đồng nghĩa hạ tần số lấy mẫu, làm giảm độ trung thực. Vì thế phương pháp này ít khi được khuyến khích sử dụng. Người dùng có thể sử dụng một máy nghe nhạc có khả năng chuyển đổi file dạng “batch mode” để tránh hạ tần số lấy mẫu và độ phân giải, từ đó giữ nguyên được chất lượng file WAV gốc.

flac vs alac

WAV và AIFF là các định dạng không nén tiêu tốn dung lượng ổ cứng nhất và có bitrate cao nhất. Giờ chúng ta sẽ cùng xem xét đến loại định dạng thứ hai: các định dạng nén không mất chất lượng (lossless). Các codec lossless có thể nén một file audio xuống còn một nửa dung lượng so với file không nén, nhưng chất lượng âm thanh vẫn hoàn hảo, độ chính xác lên tới từng bit so với dữ liệu gốc, đó là lý do chúng được gọi là lossless. Ví dụ về các định dạng này gồm Apple Lossless Audio Codec (ALAC) và Free Lossless Audio Codec (FLAC). iTunes không hỗ trợ định dạng FLAC, nhưng những phần mềm như Pure Music sẽ cho phép iTunes lưu trữ file FLAC cũng như các định dạng khác.

ALAC và FLAC cũng giống như các file nén .rar hay .zip trên PC. Việc nén file sẽ tạo ra một file có dung lượng nhỏ hơn, nhưng file gốc có thể phục hồi bằng cách giải nén. Mặc dù ALAC và FLAC có độ chính xác lên đến từng bit so với dữ liệu gốc, thế nhưng chất lượng âm thanh sẽ suy hao một chút so với WAV hay AIFF khi chơi trên iTunes. Vì sao điều này lại xảy ra? Lý thuyết đưa ra là quá trình giải nén file khi chơi nhạc đòi hỏi CPU phải tính toán nhiều hơn, từ đó dẫn đến hiện tượng giảm chất lượng âm thanh. Những phần mềm như JRiver sẽ giải nén FLAC hoặc ALAC thành PCM, sau đó đệm dữ liệu PCM trước khi xuất file, nhờ vậy mà chất lượng âm thanh không bị ảnh hưởng.

alac flac

Ngoài FLAC và ALAC ra, chúng ta còn có nhiều lựa chọn khác cho định dạng lossless. Một trong số đó là định dạng Windows Media Audio Lossless (WMA Lossless).

(Hết kỳ 1)

Tìm hiểu về Music Server: Các định dạng file và metadata (phần 2)

Bạn có thể tham khảo sản phẩm khác tại đây

Bí mật của thùng loa kim loại

Nguyễn Hào