Giải thích về tốc độ lấy mẫu và độ sâu bit: Tại sao chúng quan trọng?

Tác giả Starlink, T.M.Một 23, 2024, 12:36:25 CHIỀU

« Chủ đề trước - Chủ đề tiếp »

0 Thành viên và 3 Khách đang xem chủ đề.

Đây chính là điều làm cho âm nhạc của bạn trở nên sắc nét.

  • Tốc độ lấy mẫu và độ sâu bit rất quan trọng đối với bản ghi âm thanh kỹ thuật số chất lượng cao, ghi lại chi tiết và dải động một cách chính xác.
  • Đối với âm thanh CD, tốc độ lấy mẫu 44,1kHz và độ sâu bit 16-bit là đủ đối với hầu hết người nghe, bao phủ hiệu quả phạm vi thính giác của con người.
  • Việc tăng tốc độ lấy mẫu lên trên 44,1kHz hoặc độ sâu bit lên trên 16 bit có thể không cải thiện đáng kể chất lượng âm thanh, có khả năng dẫn đến hiệu suất giảm dần.


Khi nói đến chất lượng của bản ghi âm kỹ thuật số, có hai con số mô tả mức độ chi tiết được ghi lại trong bản ghi đó: tốc độ mẫu và độ sâu bit. Nếu bạn muốn ghi âm nhạc nghe tuyệt vời nhưng không chiếm quá nhiều dung lượng, thì việc xác định đúng mức độ của từng loại là rất quan trọng.

Đây cũng là những con số quan trọng khi xác định chất lượng âm thanh bạn đang nghe và mức độ âm thanh mà thiết bị của bạn có thể xử lý. Vì vậy, tôi sẽ giải thích ý nghĩa của từng thuật ngữ này và tầm quan trọng của chúng đối với trải nghiệm nghe của bạn.

1. Xác định tốc độ lấy mẫu và độ sâu bit

Để hiểu về tốc độ lấy mẫu và độ sâu bit, trước tiên chúng ta phải xem sóng âm trông như thế nào.


Sóng có hai chiều. Trên trục thẳng đứng, chúng ta có các đỉnh và đáy của sóng. Khoảng cách từ đường cơ sở đến đỉnh hoặc đáy được gọi là "biên độ". Trên trục ngang, chúng ta có bước sóng. Đây chỉ đơn giản là khoảng cách từ đỉnh này đến đỉnh tiếp theo, hoặc từ đáy này đến đáy tiếp theo. Bước sóng ngắn hơn tương ứng với tần số cao hơn và ngược lại.

Tất nhiên, dạng sóng của bản ghi âm thực tế không trông gọn gàng và đơn giản như sơ đồ ở trên. Thay vào đó, nó trông như thế này.


Khi bạn ghi âm thanh trên phương tiện tương tự, có một dạng sóng tương tự trực tiếp (bạn thấy đấy?) trên phương tiện. Trên đĩa than, dạng sóng được biểu diễn bằng một rãnh cắt, và chuyển động của kim qua rãnh này sẽ tái tạo âm thanh. Trên băng cassette, dạng sóng được biểu diễn bằng sự dao động của từ trường. Dù bằng cách nào, cũng có một bản ghi trực tiếp và liên tục của âm thanh gốc.

Với âm thanh kỹ thuật số, âm thanh phải được ghi lại dưới dạng mã nhị phân. Mã này biểu thị tần số và biên độ của dạng sóng. Không giống như âm thanh analog, không thể thực hiện ghi âm liên tục vì bạn chỉ có thể lưu trữ dữ liệu dạng sóng dưới dạng các "lát cắt" rời rạc thường được gọi là "mẫu". Do đó, tốc độ lấy mẫu là tần suất bạn lấy một lát cắt của âm thanh mà bạn đang ghi âm. Giống như việc lấy mẫu để khảo sát, bạn lấy càng nhiều mẫu thì bản ghi kỹ thuật số của bạn sẽ phản ánh chính xác âm thanh gốc hơn.

Vì vậy, tốc độ mẫu là số lát cắt được lấy trên trục ngang của dạng sóng, nhưng độ sâu bit thì sao? Mỗi lát cắt của dạng sóng có thể có các mức độ chi tiết khác nhau. Càng có nhiều bit cho mỗi lát cắt của dạng sóng, bạn càng có thể biểu diễn chính xác hơn biên độ của dạng sóng trong lát cắt thời gian đó. Độ sâu bit càng cao, thì dải động của bản ghi càng rộng. Đó là sự khác biệt giữa âm thanh nhỏ nhất và to nhất có thể được biểu diễn chính xác.

2. Tốc độ lấy mẫu ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh như thế nào?

Cách chuẩn để đo tốc độ mẫu là Hertz. Âm thanh CD được lưu trữ ở 44,1kHz, cho phép nó biểu diễn chính xác âm thanh trong khoảng từ 20Hz đến 20kHz, với một chút khoảng trống. Tại sao lại là phạm vi cụ thể này? Điều này dựa trên phạm vi tần số mà con người có thể nghe được, một phạm vi co lại theo tuổi tác! Định lý Nyquist được sử dụng làm cơ sở để chọn con số cụ thể này.

Khi tốc độ lấy mẫu giảm xuống dưới con số này, bạn sẽ nghe thấy âm thanh bị nén nhiều hơn khi dải tần số co lại. Chi tiết bị mất từ tần số cao và thấp. Tốc độ lấy mẫu như 11kHz hoặc 22kHz thường được sử dụng trong viễn thông cho các cuộc gọi điện thoại hoặc cuộc gọi video. Mang lại cho âm thanh đó âm thanh nén, mỏng đặc trưng của nó. Ngày nay, với internet băng thông rộng phổ biến, bạn hiếm khi nghe thấy âm thanh kém như vậy, nhưng nó cho bạn biết việc giảm tốc độ lấy mẫu ảnh hưởng như thế nào đến bản ghi âm.

3. Tốc độ lấy mẫu bao nhiêu là quá nhiều?

Âm thanh CD nghe tuyệt vời và vẫn là tiêu chuẩn vàng. Vì tốc độ lấy mẫu 44,1kHz của âm thanh CD bao phủ phạm vi thính giác của con người, về mặt lý thuyết, việc tăng con số này sẽ không làm gì nhiều ngoài việc lãng phí không gian lưu trữ, nhưng 48kHz, 96kHz và thậm chí cao hơn đang được sử dụng ngày nay cho mục đích lưu trữ và âm thanh có độ trung thực cao. Bạn sẽ phải dùng chính đôi tai của mình để quyết định xem điều này có tạo ra sự khác biệt nào không. Nếu có, bạn có thể là một người đam mê âm thanh.

4. Độ sâu bit tốt hơn mang lại điều gì cho chất lượng âm thanh

Âm thanh CD có độ sâu bit là 16 bit, cho phép phạm vi động là 96 dB hoặc decibel. Decibel không phải là tuyến tính, mà là logarit, do đó âm lượng cảm nhận được của âm thanh tăng gấp đôi sau mỗi 10 decibel hoặc hơn. Nếu không có đủ độ sâu để nắm bắt phạm vi của âm thanh, thì nó sẽ "cắt", nghe giống như sự méo tiếng trên bản ghi âm. Sự méo tiếng này được gọi là nhiễu lượng tử hóa.

96dB là đủ để ghi lại hầu hết các bản nhạc, nhưng dải động của một số bản nhạc, và thường là âm thanh phim và trò chơi, có thể quá rộng đối với dải đó. Âm thanh 24 bit có thể bao phủ thoải mái tiếng thì thầm nhỏ nhất và tiếng nổ lớn nhất, với dải 144dB.

5. Bạn nên nhắm tới độ sâu bit nào?

Âm thanh CD 16 bit nghe thật tuyệt vời, và tôi nghi ngờ 99% người nghe có bất kỳ phàn nàn nào về vấn đề này, nhưng tôi nghĩ có một lập luận vững chắc cho âm thanh 24 bit, đặc biệt là khi bạn không chỉ chơi nhạc. Âm thanh 32 bit thường được các chuyên gia sử dụng trong sản xuất âm thanh, nhưng điều này là để họ có thêm chi phí cho việc mix và master. Sản phẩm cuối cùng sẽ là độ sâu bit thương mại thấp hơn.

6. Hãy cẩn thận với lợi nhuận giảm dần

Chất lượng âm thanh, tất nhiên, khá chủ quan. Tuy nhiên, tôi cảm thấy khá thoải mái khi nói rằng ở 48kHz/24-bit, bạn có đủ không gian để không bỏ lỡ bất cứ điều gì khi nói đến âm thanh của mình. Vào thời điểm đó, tôi sẽ quan tâm nhiều hơn đến phần cứng âm thanh của mình có thể làm công lý cho tài liệu hơn là lượng chi tiết trong bản ghi âm.

Các dịch vụ phát trực tuyến và phương tiện truyền thông chất lượng rất cao hứa hẹn trải nghiệm âm thanh có thể chỉ là giả dược, vì vậy, bạn nên nghe hai phiên bản của cùng một bài hát hoặc video ở mức chất lượng chung và chất lượng dành cho người đam mê âm thanh để xem bạn có thể biết được không. Tất nhiên, tốt nhất là bạn nên làm mà không biết trước, vì vậy hãy nhờ một người bạn chuyển đổi giữa hai phiên bản mà không cần nói cho bạn biết phiên bản nào là phiên bản nào!