Nhạc số và những điều người nghe nên biết | Tapchihifi TV 15

Nhạc số và những điều người nghe nên biết | Tapchihifi TV 15

Tuesday 09/10/2018 11:24 am GMT +7

Xem thêm:

Trong những năm gần đây, nhạc số đã dần áp đảo hoàn toàn các định dạng lưu trữ truyền thống để trở thành phương thức được sử dụng nhiều và phổ biến nhất, không chỉ ở phân khúc phổ thông mà nay là cả ở mảng hi-end vốn yêu cầu rất cao về chất lượng âm thanh. Ngoài những ưu điểm vốn có về tính linh hoạt và sự tiện dụng, nhạc số còn là định dạng có khả năng “tiến hóa” nhanh và tích cực nhất theo những bước nhảy vọt của khoa học kĩ thuật khiến cho chất lượng và hiệu năng của nó không ngừng được nâng cao.
Vậy, nhạc số có nguồn gốc như thế nào, đâu là những file nhạc số được dùng phổ biến nhất hiện nay và những loại định dạng nhạc số nào phù hợp với nhu cầu của đối tượng người nghe nào? Chúng ta sẽ cùng tìm câu trả lời qua bài này nhé.

Những định dạng nhạc số

FLAC lossless

Ở thời điểm hiện tại, nhạc số có thể chia ra thành ba loại lớn: định dạng không nén, định dạng nén giữ chất lượng và định dạng nén làm thay đổi chất lượng. Định dạng không nén PCM, hay còn gọi là điều biến mã xung, là một trong những định dạng cơ bản nhất và có lịch sử lâu đời nhất. Từ năm 1937, một kỹ sư người Anh tên là Alec Reeves đã phát triển những lý thuyết đầu tiên về PCM trong giao tiếp âm thanh. Cho đến năm 1982, định dạng PCM dưới dạng file WAV được phổ biến đến với đại chúng nhờ vào sự phổ biến của đĩa CD. Một đĩa CD khoảng 750MB có thể lưu các file WAV của đĩa CD có tần số mẫu 44.1kHz, độ dày bit là 16-bit, bit rate là 1411kbps, với lượng thời gian lên tới 80 phút, như vậy mỗi phút của định dạng PCM sẽ chiếm khoảng 10MB.
PCM được đặc trưng bởi hai thành phần: tần số mẫu và độ dày của bit. “Tần số mẫu” (sample rate) cho ta biết số lần biên độ rung mỗi giây của sóng âm thanh, còn “độ dày bit” (bit depth) thể hiện số lượng bit của thông tin đo được từ mỗi mẫu âm thanh, nó tương ứng với độ phân giải của mỗi bộ dữ liệu âm thanh số. PCM được xem như một dạng định dạng chuẩn, là cơ sở của nhiều định dạng nén giữ chất lượng và nén thay đổi chất lượng.
Đúng như tên gọi của nó, định dạng nén giữ chất lượng, hay còn gọi lossless, là dạng nén không làm mất dữ liệu, hay nói một cách đơn giản, nó giống như một dạng file nén winrar hoặc winzip dành cho âm thanh. Việc nén lại này có hiệu quả không cao vì dữ liệu âm thanh rất đa dạng và sử dụng nhiều dữ liệu nên dung lượng file nén vẫn khá lớn. Hiện tại mức độ nén cao nhất có thể của kĩ thuật lossless là khoảng 1/3 dung lượng gốc của âm thanh gốc , thường sẽ là 1/2 . Do đó mỗi album lossless sẽ có dung lượng khoảng 200 đến 300 MB. Cá biệt, có những album dài một tiếng có thể lên đến hơn 1GB cho dù đã sử dụng kỹ thuật nén này.

FLAC lossless hay

FLAC được xem như đại diện tiêu biểu của thể loại lossless. Được phát triển lần đầu vào năm 2000, FLAC là một định dạng lossless rất được ưa chuộng, kèm theo đó là rất nhiều hệ thống phần cứng hỗ trợ định dạng này. Việc giải mã FLAC không phụ thuộc vào quá trình mã hóa, tức là mã hóa chậm nhưng giải mã vẫn khá nhanh. 
FLAC hiện nay có 9 level chia theo mức độ từ 0-8, và bitrate giao động trong khoảng 600- 1100 kbps, ở level càng cao thì thời gian mã hóa càng lâu để dung lượng giảm xuống. FLAC có lẽ là kiểu nén file giống với winrar nhất, file nén nhỏ đi nhưng khi giải mã vẫn phục hồi nguyên gốc chất lượng ban đầu chứ không mất đi dữ liệu như MP3. Ngoài FLAC, một số định dạng lossless khác cũng được sử dụng là ALAC, APE, WMA9.
Bên cạnh định dạng lossless là định dạng lossy, hay còn gọi là nén làm thay đổi chất lượng âm thanh. Đại diện cho định dạng này là MP3. viết tắt của MPEG-1 Audio Layer 3, một định dạng mã hóa âm thanh kỹ thuật số, được dùng để tạo ra các tập tin với dung lượng được giảm đi rất nhiều, trong khi chất lượng thu được vẫn gần giống như những gì thể hiện trên một máy nghe đĩa CD. Mp3 được thiết kế bởi Moving Picture Experts Group (MPEG), đây là một tập đoàn chịu trách nhiệm về thiết lập tiêu chuẩn mã hóa cho các loại âm thanh hay video.

FLAC lossless tot

Nhạc số và những điều nên biết

Khó mà xác định được Mp3 đã xuất hiện từ bao giờ. Nhưng chúng ta vẫn có thể biết được rằng, các tập tin MP3 đầu tiên bắt đầu xuất hiện vào khoảng những năm 1990 và được công bố chính thức vào năm 1993. Khi mà Internet dần trở nên phổ biến thì MP3 cũng nhanh chóng trở thành định dạng âm thanh được lựa chọn nhiều nhất bởi chất lượng tốt và kích thước nhỏ.
Bản chất phương pháp nén của MP3 không phải là mã hóa và nén lại như FLAC, mà là xác định xem giữ lại mẫu âm thanh nào, bỏ mẫu âm thanh nào , hoặc điều chỉnh mẫu âm thanh thế nào. Theo lí thuyết tai con người sẽ rất khó nhận ra sự hiện diện của 1 tần số âm thanh nhất định nào đó vượt quá 20Khz hoặc thấp hơn 20Hz. 
Việc bỏ đi 1 phần dữ liệu âm thanh này giúp cho các định dạng âm thanh mất dữ liệu như MP3 có thể giảm dữ liệu cần thiết để diễn tả 1 lần lấy mẫu. Tuy nhiên dữ liệu sẽ ít hơn rất nhiều so với 16bit cho 44100 lần 1 giây như của âm thanh gốc. Các bit rate thường thấy trên những tập tin Mp3 có giá trị vào khoảng 128Kbps, 192Kbps, 256Kbps và 320Kbps. Đây vẫn là con số khá thấp so với 1411 Kbps trên các CD hay các định dạng PCM. Do đó, dễ hiểu vì sao chất lượng của file MP3 khó có thể so được với các file lossless hoặc PCM. Lấy bitrate 128Kbps làm ví dụ, trong khoảng từ 0-128kbps này, chúng ta phải mã hóa hết được những gì mà chúng ta thu vào: Tiếng trống, guitar, tiếng vocal… và bởi vì khá chật hẹp nên chúng ta không thể mã hóa hết được. Các bản thu 128kbps do vậy không đạt được độ chi tiết cần thiết.

FLAC lossless chat

Tuy vậy, đối với những người không quá khó tính, lossy vẫn là dạng nén chấp nhận được. Có rất nhiều định dạng khác nhau sử dụng phương pháp này đã ra đời như MP3, WMA, AAC, OGG, MPC…Chúng hoạt động gần giống nhau nhưng mỗi định dạng có 1 thuật toán khác nhau và cách làm việc khác nhau.
Hầu hết các định dạng lossless và lossy đều sử dụng định dạng PCM để làm gốc. Dù vậy, năm gần đây thì thị trường thiết bị âm thanh trở nên nhộn nhịp và sôi động nhờ vì có định dạng DSD. Từ năm 1999, DSD đã được Sony và Philips phát triển cho hệ thống tái tạo tín hiệu âm thanh kỹ thuật số chạy đĩa SACD. Công nghệ DSD tiếp tục được phát triển và thương mại hóa bởi Sony và Philips, sau đó năm 2005 Philips bán lại cho Sonic Studio để phát triển thêm.
DSD dùng công nghệ mã hóa tín hiệu bằng mật độ xung nhịp, một công nghệ dùng để lưu trữ tín hiệu âm thanh trên phương tiện lưu trữ kỹ thuật số sử dụng cho SACD. Chuẩn DSD ban đầu đã sở hữu khả năng lấy mẫu lên rất cao, lên đến 2.8224MHz (trong khi tần số lấy mẫu của định dạng PCM cho CD mới chỉ ở mức 44.1kHz, bằng 0.0441MHz). Khả năng lấy mẫu của DSD nhanh hơn gấp 64 lần so với CD nhưng độ dài mẫu chỉ là 1 bit. Nếu bit đó là 1 thì biên độ tín hiệu tăng dần, bit là 0 thì biên độ tín hiệu giảm dần. Tất cả các sóng âm nhạc được mã hóa thành các xung 0 và 1 có mật độ khác nhau để mô phỏng tạo các sóng SIN analog. Khi được lưu trữ trong máy tính, DSD có dạng file là *.DFF hoặc *.DSF.

FLAC lossless doc dao

Hiện nay, tần số lấy mẫu của DSD đã cao hơn mức 2.8224 MHz, lên đến 5.6448 Mhz, hay 11.2MHz. Đôi khi bạn còn thể thấy chất lượng DSD được ghi là DSD64 hay DSD128 (hay còn gọi là Double DSD), các số 64 và 128 được xem là bội số so với tỉ lệ mẫu của CD (44.1khz). Một số DAC hiện nay đã hỗ trợ DSD128 hoặc thậm chí là DSD256 và DSD512 ví dụ như iFi Micro iDSD, Aune S16.
Ở thời điểm hiện tại, vẫn còn rất nhiều định dạng số chất lượng cao khác đang được phát triển. Rất có thể trong tương lai, những định dạng như MQA sẽ thay thế dần cho định dạng FLAC mà chúng ta đã biết.

Tapchihifi TV

Từ khóa:

Tin liên quan