Sự khác nhau giữa các loại định dạng âm thanh

Cập nhật ngày: 06/05/2011 - 02:11

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. Vậy sự khác biệt giữa các loại định dạng âm thanh này là gì?
Sự khác nhau giữa các loại định dạng âm thanh

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 khởi nguồn

“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 (sample rate) và độ dày của bit (bit depth).
“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. Đối với thể giới số chuyện lại khác, để làm rõ cách hoạt động của âm thanh số, 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.

Như đã nói, PCM cùng với những biến thể của nó là nền tảng cho âm thanh số. PCM sẽ sẽ hình thành một dạng sóng, sóng này ít nhiều có thể được chạy ngay bởi một bộ xử lý tín hiệu số. Trong khi hầu hết các định dạng khác khi thao tác với âm thanh thì cần thông qua các thuật toán điều khiển nên phải giải mã chúng khi sử dụng. Âm thanh PCM được coi là “không mất dữ liệu” (lossless), nó không bị nén và do đó chiếm nhiều diện tích trong ổ cứng của bạn.

Các loại định dạng không nén: WAV và AIFF

Cả WAV và AIFF đều đựợc coi là các định dạng âm thanh “không thể mất”. Chúng được tạo ra dựa trên nền tảng PCM với một vài thay dổi nhỏ trong bộ dữ liệu lưu trữ, bên cạnh đó hai loại định dạng này có thể chuyển đổi được cho nhau mà không hề bị giảm chất lượng âm thanh.

Chúng cũng được coi là “không mất dữ liệu” – không bị nén – và một file âm thanh PCM stereo, chẳng hạn có tần số là 44.1kHz và độ nén là 16 bit (chất lượng đĩa CD) thì chất lựợng âm thanh có thể lên đến 10MB một phút sau khi được chuyển đổi (convert).

Do vậy, nếu bạn thu âm hay mix nhạc ở nhà, thì đây là một sự lựa chọn đúng đắn vì chất lượng âm thanh của hai loại định dạng này rất đảm bảo.

Các loại định dạng lossless: FLAC, ALAC, APE

FLAC(Free Lossless Audio Codec), ALAC( Apple Lossless Audio Codec) và APE( Monkey’s Audio) là các loại định dạng nén âm thanh và giống như hầu hết các sản phẩm ngày nay trong thế giới số: chúng sử dụng các thuật toán. Sự khác nhau giữa các file nén và các file FLAC đó là FLAC được thiết kế chuyên cho âm thanh thế nên tỉ lệ nén của nó tốt hơn và không bị mất dữ liệu. Thông thường thì file FLAC bằng khoảng một nửa kích cỡ file WAV. Một file FLAC cho âm thanh stereo với chất lượng CD chạy khoảng 5MB mỗi phút.

Những loại định dạng kể trên dành cho những người làm những công việc liên quan nhiều đển việc hiệu chỉnh âm thanh. Bạn cũng có thể chuyển (convert) những định dạng này về file WAV mà vẫn có thể yên tâm về chất lượng âm thanh thu được.

Các loại định dạng “dễ mất dữ liệu” : MP3, AAC, WMA, Vorbis

Hầu hết các định dạng bạn sử dụng hàng ngày được xếp vào loại “dễ mất dữ liệu” (lossy); bởi lẽ đôi khi người ta phải giảm chất lượng âm thanh của file xuống để tăng “diện tích sử dụng” của file đó lên.

Chính vì thế không có gì là lạ khi một file MP3 với “chất lượng CD” trung bình chỉ chạy khoảng 1MB mỗi phút. Rõ ràng đây là một file đã được nén tuy nhiên không giống như các định dạng “không mất dữ liệu”, ta không thể chuyển đổi lại các file định dạng “dễ mất dữ liệu” để chúng trở lại chất lượng âm thanh tốt được.

Những định dạng “dễ mất dữ liệu” khác nhau sử dụng những thuật toán khác nhau để lưu trữ thông tin, và vì thế chúng thường có chênh lệch về tỷ lệ giữa kích cỡ file và chất lượng âm thanh. Những định dạng “dễ mất dữ liệu” cũng sử dụng số bit để chỉ chất lượng âm thanh, thường vào khoảng “192kbit/s” hay “192kbps”. Chỉ số lớn hơn, đồng nghĩa với việc là nhiều dữ liệu được sử dụng hơn. Dưới đây là một vài chi tiết cho các định dạng phổ biến hơn.

Tiếp tục chúng ta cùng tìm hiểu bản chất của các loại định dạng âm thanh phổ biến trên thế giới.
Những định dạng “dễ mất dữ liệu” cũng sử dụng số bit để chỉ chất lượng âm thanh, thường vào khoảng “192kbit/s” hay “192kbps”. Chỉ số lớn hơn, đồng nghĩa với việc là nhiều dữ liệu được sử dụng hơn. Dưới đây là một vài chi tiết cho các định dạng phổ biến hơn.

MP3 – MPEG 1 Audio Layer 3 là định dạng âm thanh “dễ mất dữ liệu” phổ biến nhất hiện nay. Cho dù vấn đề về bằng sáng chế đối với sản phầm này vẫn còn chưa được giải quyết.

Vorbris - Một loại định dạng “dễ mất dữ liệu” miễn phí với mã nguồn mở. Thường được sử dụng cho các game PC như Unreal Tournament 3.

AAC – Advanced Audio Coding, một loại định dạng chuẩn hiện nay được sử dụng cho loại video MPEG 4. Nó được rất nhiều người ưa chuộng nhờ khả năng tương thích với các hệ thống quản lý quyền sử dụng kĩ thuật số (Digital rights management – DRM) chẳng hạn như phần mềm Fairplay của Apple. Sự vượt trội so với định dạng MP3, và đặc biệt là người ta có thể chia sẻ những nội dung trong định dạng này một cách thoải mái mà không cần thủ tục nào cả.

WMA - Windows Media Audio, định dạng âm thanh “ dễ mất dữ liệu” của Microsoft. Định dạng này đầu tiên được phát triển và sử dụng nhằm tránh những vấn đề giấy phép cho các sản phẩm sử dụng định dạng MP3. Tuy nhiên, nhờ những cải tiến liên tục cùng khả năng tương thích với các hệ thống kiểm duyệt quyền quản lý kĩ thuật số (DRM), WMA vẫn rất phổ biến cho đến khi iTunes trở thành nhà vô địch trong thế giới nhạc DRM.

Hàng ngày, chúng ta vẫn sử dụng các loại định dạng “dễ mất dữ liệu” cho những âm thanh ta nghe và lưu trữ trên máy tính. Chúng được thiết kế để tiết kiệm “không gian sử dụng” cho ổ đĩa cứng của bạn. Tuy nhiên, chúng ta nên sử dụng những loại định dạng khác nhau tùy thuộc vào các yếu tố như: Loại chương trình chạy âm thanh số mà bạn sử dụng, dung lượng ổ đĩa của bạn hay chất lượng của phần mềm phát hiện lỗi trong máy của bạn.

Ngày nay, với một chiếc máy tính bạn có thể chạy gần như mọi chương trình âm thanh. Hầu hết các chương trình âm thanh có thể chạy những file thuộc định dạng “dễ mất dữ liệu”, và chúng ngày càng được phát triển để sử dụng được các định dạng không mất dữ liệu như FLAC hay APE. Trong khi đó, các chương trình của Apple thì gắn với các định dạng MP3, ALAC và AAC.

Liệu chất lượng của âm thanh có phụ thuộc vào cảm quan của chúng ta?

Rốt cuộc thì, chính đôi tai của chúng ta là nơi tiếp nhận hầu hết các sản phẩm âm thanh số này, và đó chính là một lý do để ta nghĩ lại về chất lượng của các định dạng âm thanh một cách nghiêm túc.
Khi mới bắt đầu làm bộ sưu tập nhạc số của mình, tôi không thể phân biệt được sự khác nhau giữa âm thanh MP3s 128kbits và âm thanh CDs. Thực sự, với tôi lúc đó chẳng có sự khác biệt nào giữa hai loại âm thanh này. Tuy nhiên về sau tôi nhận ra là âm thanh 256 kbits nghe hay hơn nhiều. Đến khi đã sở hữu một bộ headphone “khủng” thì tôi đã hoàn toàn quay lại sử dụng âm thanh CDs.

Chất lượng âm thanh cũng có thể phụ thuôc vào loại nhạc bạn nghe. Tôi đã phải mất một khoảng thời gian khá dài trước khi dành định dạng FLAC cho một số dòng nhạc và loại 320kbps MP3 cho nhưng dòng nhạc còn lại. Các bạn cũng nên làm một vài “ thí nghiệm” với các dòng nhạc khác nhau, để xem loại định dạng âm thanh số nào là phù hợp nhất với mình cũng như loại nhạc bạn nghe. Nhưng hãy nhớ rằng, khi bạn thay đổi gu âm nhạc, thay đổi cảm nhận hay thiết bị thì tầm quan trọng của chất lượng âm thanh đối với dòng nhạc bạn chọn cũng thay đổi.

Việc lựa chọn âm thanh trở nên phức tạp hơn khi bên cạnh âm nhạc người ta còn nói về hiệu ứng âm thanh, xử lý giọng nói v..v.. Có cả một thế giới âm thạnh ở xung quanh ta, nhưng đừng vội chán nản. Khi bạn không ngừng tìm hiểu và đam mê âm thanh, bạn có thể sử dụng nhưng thông tin trên để đạt được những tiến bộ trông thấy trong công việc liên quan đến âm thanh của mình.

L.K (st)