Âm thanh số đã được tạo ra từ nhiều năm nay. Và cùng với sự phát triển của nó, rất nhiều các loại định dạng âm thanh đã ra đời bởi các hãng nổi tiếng. Vậy tại sao người ta phải tạo ra nhiều loại định dạng âm thanh như vậy???
Trước khi nói về các loại định dạng âm thanh thường gặp, ta cần tìm hiểu một chút về những yếu tố căn bản của định dạng âm thanh. Đầu tiên là “điều biến mã xung” (PCM – Pulse Code Modulation) sau đó ta sẽ đến với các loại định dạng nén.
PCM AUDIO: Nơi mọi thứ bắt đầu
|
PCM AUDIO
|
“Điều biến mã xung” (PCM) được tạo ra từ năm 1937 và là tiền thân cho các loại âm thanh analog. 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.
Âm thanh thực như chúng ta vẫn nghe thấy hàng ngày là một dải tần kéo dài liên tục (analog). Đối với âm thanh số thì lại khác. Để dễ hiểu, chúng ta hãy so sánh nó với hình ảnh số. Trong các đoạn video sử dụng công nghệ số, những gì chúng ta nghĩ là đang vận động hay trôi chảy thực chất chỉ là một chuỗi các hình ảnh tĩnh.
Âm thanh số cũng như vậy. Biên độ của sóng âm thanh không hề “trôi chảy” hay “vận động” mà thay đổi theo những chuẩn nhất định trong một khoảng thời gian cho trước.
Âm thanh CD là gì?
Âm thanh được ghi trên đĩa
CD và định dạng file âm thanh
WAV được sử dụng chuẩn định dạng pulse-code modulation
(PCM ) (tạm dịch là điều biến nhịp, nghĩa là trong analog ta thấy 1 tần số
sin diễn tả âm thanh, nhưng trong kĩ thuật số ta không thể có sóng sine mà người ta sử dụng những
nhịp đập cao thấp khác nhau 1 cách liên tục để diễn tả gần đúng nhất hình dạng sóng sin) . Đây là những tín hiệu âm thanh gốc và hoàn toàn không được nén.
Theo chuẩn PCM, mỗi giây âm thanh được lấy mẫu với tần số lấy mẫu 44.1KHz, và mỗi mẫu được diễn tả bởi 16 bit dữ liệu. Có nghĩa là trong 1 phút nhạc/âm thanh ta có:
44100 đợt lấy mẫu
x 2 kênh trái phải
x 2 bytes (16 bit = 2 bytes)
x 60 giây
= 10.584.000 bytes
= 10.1 Mb
Như ta đã biết, 1 CD thường có dung lượng là 750Mb, hoặc lưu được 74 phút nhạc. Vì thế nếu bạn nhân con số 10Mb của mỗi phút nhạc cho 74 bạn sẽ thấy rõ tại sao CD nó lại như vậy.
Như vậy tóm lại, 1 giây của âm thanh gốc sẽ có bitrate là
1411kbps <- xin bạn chú ý số này.
Hoạt động của việc ghi CD nhạc
Như đã đề cập, định dạng âm thanh của CD là PCM 1411kbps. Và đầu vào của nó cũng phải ở định dạng PCM 1411kbps. Do đó khi ta ghi 1 CD nhạc việc đầu tiên của 1 trình ghi đĩa là nó phải convert (chuyển) bất kì định dạng cho vào ra WAV , bất kể nó là mp3 hay ape, lossy hay lossless. Đó là lí do vì sao mà ngoài mp3 thường được hỗ trợ sẵn, đối với các định dạng âm thanh khác ta phải cần plugin cho trình ghi đĩa mới có thể ghi được.
Như thế bất kì định dạng nhập vào là gì trước khi ghi ra đĩa ta sẽ có 1 dữ liệu âm thanh định dạng WAV, mà WAV thì luôn là PCM 1411kbps. Cho nên dù dữ liệu vào "xấu" hay "đẹp" nó cũng sẽ đc cho mặc 1 cái áo được dệt bởi 1411 kí sợi để ghi ra CD. Tại sao cùng 1 album, ta có 2 định dạng mp3 và ape , mp3 chỉ 50Mb, ape đến 200Mb mà ghi ra đĩa vẫn đầy, vẫn cùng ngần đấy phút nhạc? bạn đã có câu trả lời tại sao.
Hoạt động của việc nén CD nhạc
Như vậy sau khi ghi ra CD 1 rổ dữ liệu "xấu" đấy, nếu bạn sử dụng nó để đọc trong máy sẽ vẫn thấy rằng bitrate của nó là 1411kbps . Tiếp theo nếu bạn sữ dụng software để rip CD này và xác định bitrate là 320 hay cao hơn đi nữa thì nó sẽ vẫn thực hiện công việc nén 1411kbps dữ liệu "xấu" đấy trở thành 320. Nhưng cũng phải nói thêm rằng dù nén 320kbps nhưng đữ liệu "xấu" của bạn sẽ càng trở nến xấu hơn vì chính trong lúc nén ở 320kbps, nó sẽ tiếp tục bị mất tiếp dữ liệu. Đã xấu lại càng xấu . Vậy theo lí thuyết bài trước, để giữ nguyên độ "xấu" gốc bạn chỉ có cách nén ở định dạng lossless không mất dữ liệu ... "xấu".
Phần lớn, hay không muốn nói là tất cả những đĩa nhạc sao chép (cả nhạc Việt lẫn nhạc ngoại) mà ta thấy ngoài tiệm đều là ghi ra đĩa với nguồn là mp3 trong máy tính. Bạn có rip với bất kì định dạng nào thì chất lượng vẫn là hàng phế phẩm, không nói gì chất lượng CD, mà chất lượng âm thanh không thể nào bằng đĩa gốc.
Vậy với lossless nó sẽ thế nào ? Cũng vẫn thế, nhưng khi ape được trình ghi đĩa giải nén ra wav ta sẽ có lại dữ liệu đẹp ban đầu ở 1411kbps, tạo ra 1 đĩa CD chuẩn ở 1411kbps, rồi ta lại rip lossless, rồi lại ghi ra. Cho dù bao nhiêu lần đi nữa thì dữ liệu vẫn (có thể) được giữ nguyên. Nói có thể là vì nó còn phụ thuộc nhiều vào chất lượng CD, chất lượng đầu đọc, 2 thứ đấy có đảm bảo được cho sự an toàn, hoàn chỉnh của dữ liệu khi ghi và đọc hay không. Vì thế mà người ta luôn nói là với CD thì phải là TDK, ổ đĩa thì phải là Plextor, hơn nữa khi ghi hay đọc thì chỉ ở tốc độ 1x, vâng 1x, như thế mới giảm thiểu tối đa số lỗi đọc ghi.
Công nghệ ghi đĩa và loại đĩa đc sử dụng là rất quan trọng do đó đĩa hiệu mới đắt như vậy. Ngoài ra còn có đủ loại đĩa dành cho dân audiophile như đĩa vàng, đĩa thủy tinh. Công nghệ thì có XRCD, DCC, Chesky, MFSL ,... rất rất nhiều . Sự khác nhau của họ là cách thức xử lý tín hiệu gốc đạt đến độ hoàn chỉnh, sau đó sử dụng công nghệ máy móc được phát triển riêng để ghi lên đĩa đặc hiệu, máy ghi đĩa luôn đảm bảo rằng không có lỗi xảy ra, dữ liệu không bi nhiễu, và khi ghi lên bề mặt đĩa đạt đc hiệu quả tối ưu.
Tổng kết
Bài viết này với mục đích định nghĩa được sự khác nhau giữa 3 định dạng file âm thanh WAV, FLAC và MP3. Định dạng file .wav, .flac và .mp3 không những là 3 định dạng khác nhau của các file âm thanh được lưu trữ trên máy tính mà còn đại diện cho 3 cách lưu trữ âm thanh khác nhau, không nén (uncompressed), nén nhưng bảo toàn nội dung (lossless) và nén không bảo toàn nội dung (lossy).
-WAV là dạng file âm thanh không nén
-Flac là dạng âm thanh nén nhưng không mất dữ liệu
-Mp3 là dạng âm thanh nén bị mất dữ liệu
Vậy thì nên lưu lại các file âm thanh theo định dạng nào? Điều này còn tùy vào việc bạn muốn nghe âm thanh như thế nào, bạn đòi hỏi chất lượng âm thanh ra sao và một điểm quan trọng nữa là thiết bị phát âm thanh của bạn (loa, headphone…) đáp ứng được tới đâu. MP3 nhìn chung đáp ứng được yêu cầu đại chúng, thế nhưng nếu bạn muốn nghe nhạc chất lượng cao, bạn là người có khả năng thẩm âm tốt và bạn có một dàn loa xịn để nghe nhạc thì chả tội gì không sử dụng FLAC và các định dạng tương tự cả. Vấn đề là bạn có cảm nhận được sự khác nhau của ba định dạng này không? Nó khác nhau đủ cho bạn cảm nhận được nếu:
- Bạn nghe loại nhạc có sự thay đổi lớn hay đột ngột về âm sắc nhạc cũ, các quãng lên xuống bất thường. Rõ rang nhất là nhạc jazz hay giao hưởng.
- Bạn có 1 giàn âm thanh đủ tốt, Xin đừng test bằng headphone rẻ tiền.
- Lỗ tai của những người nhạy cảm sẽ có cảm nhận tốt hơn so với lỗ tai của người bình thường.
Nếu bạn không phân biệt hoặc không cảm nhận được sự hay - dở của các định dạng khác nhau, hoặc tệ hơn là không cảm nhận được cái hay - dở của nén thấp với nén cao thì giải pháp tốt nhất vẫn là: "Càng ít càng tốt" hoặc "càng nhỏ càng đỡ tốn"
Nếu bạn cảm nhận được, cảm thấy khó chịu khi nghe những bản nhạc chất lượng thấp và khoái lossless thì bạn đã bước vào thế giới của Audiophile, và cũng đồng nghĩa bạn sẽ mất khá nhiều tiền cho đam mê này của mình ^^