VietNetwork.Vn

Bạn có cảm thấy áp lực khi nghe bài hát yêu thích của mình không?

• Định lý Nyquist là nền tảng của âm thanh, quyết định tốc độ lấy mẫu kỹ thuật số để có chất lượng tối ưu.
• Nén mất dữ liệu hy sinh chi tiết âm thanh để đổi lấy kích thước tệp, làm mất đi sự phong phú và vang dội của âm thanh hài hòa.
• Độ nén kém dẫn đến hiện tượng méo tiếng đáng chú ý như tiếng cắt, tiếng kim loại và mất độ động.

Bạn có thể đã nghe nói rằng âm nhạc của bạn được "nén" và nếu nó ít bị nén hơn, hoặc thậm chí không bị nén, thì nó sẽ nghe hay hơn nhiều. Tuy nhiên, nếu bạn biết nén là gì và nó hoạt động như thế nào, bạn có thể không vội "mở rộng" tầm nhìn âm nhạc của mình.

1. Gặp gỡ ông Nyquist

Trước khi đi sâu vào vấn đề này, điều quan trọng là phải nói về định lý lấy mẫu Whittaker–Nyquist–Shannon vì nó dựa trên công trình của Harry Nyquist, Claude Shannon và (từ năm 1915) ET Whitaker. Tuy nhiên, Nyquist là người đề xuất định lý nổi tiếng nhất, vì vậy bạn thường chỉ thấy nó được gọi là Định lý Nyquist.


Ngoài công lao, định lý Nyquist là nền tảng của âm thanh kỹ thuật số. Định lý này nêu rằng để biểu diễn âm thanh kỹ thuật số, bạn phải lấy mẫu âm thanh đó ít nhất gấp đôi tần số cao nhất trong âm thanh đó. Ví dụ, đĩa CD lấy mẫu âm thanh ở tần số 44,1 kHz, thu được tần số lên đến 22,05 kHz—vượt quá phạm vi trên của thính giác con người.

Lấy mẫu có thể được coi là dạng cơ bản của nén âm thanh kỹ thuật số. Sau cùng, bạn có thể tăng tốc độ lấy mẫu và về mặt kỹ thuật có bản ghi âm chính xác hơn âm thanh analog gốc, nhưng kích thước tệp của bạn sẽ tăng theo cấp số nhân. Việc tăng độ chính xác của bạn vượt quá mức mà tai người có thể cảm nhận được không đáng với không gian lưu trữ cần thiết, vì vậy bạn có cơ sở cho dung lượng mà bản ghi âm thanh nên sử dụng nhiều nhất.

Tất nhiên, ngày nay chất lượng âm thanh cao hơn có thể vượt xa chất lượng CD với tốc độ như 48KHz, nhưng điểm lợi nhuận giảm dần tương đối rõ ràng.

2. Nén mất dữ liệu cắt giảm chất béo âm thanh

Nén âm thanh có hai loại: mất dữ liệu và không mất dữ liệu. Nén không mất dữ liệu (như FLAC ) giữ nguyên mọi bit dữ liệu gốc nhưng tạo ra các tệp lớn hơn khoảng một nửa kích thước của bản ghi âm thanh CD.

Nén mất dữ liệu (như MP3 hoặc AAC) loại bỏ dữ liệu "không cần thiết" để tiết kiệm dung lượng, dựa trên các mô hình tâm lý âm học về thính giác của con người. Các mô hình này cho rằng chúng ta sẽ không nhận thấy một số âm thanh bị che khuất bởi những âm thanh lớn hơn hoặc tần số ở rìa phạm vi thính giác thông thường của con người.

Tuy nhiên, cách tiếp cận này không hoàn hảo. Trong khi nén mất dữ liệu loại bỏ dữ liệu âm thanh dư thừa, nó cũng có thể loại bỏ các chi tiết tinh tế, chẳng hạn như tiếng vang của một căn phòng hoặc sự phong phú về âm sắc của nhạc cụ. Điều này dẫn đến những gì một số người đam mê âm thanh có thể mô tả là âm thanh "phẳng" hoặc "vô hồn", đặc biệt là ở tốc độ bit thấp như 128 kbps.

3. Tốc độ lấy mẫu và độ sâu bit là quan trọng nhất

Nén không phải là yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến chất lượng; tốc độ lấy mẫu ban đầu và độ sâu bit cũng quan trọng không kém.

Như tôi đã đề cập ở trên, tốc độ lấy mẫu là tần suất âm thanh được đo mỗi giây. Tốc độ lấy mẫu cao hơn (ví dụ: 96 kHz) thu được nhiều chi tiết hơn nhưng cần nhiều dung lượng lưu trữ hơn.

Độ sâu bit xác định phạm vi động—sự khác biệt giữa âm thanh to nhất và nhỏ nhất. Độ sâu bit cao hơn, như âm thanh 24 bit, giữ được nhiều sắc thái hơn so với tiêu chuẩn 16 bit của đĩa CD.

Khi âm thanh được nén thành các định dạng có mất dữ liệu, tốc độ lấy mẫu và độ sâu bit thường bị giảm, điều này có thể loại bỏ các chi tiết nền tĩnh và tạo ra kết cấu "gồ ghề" hoặc "nhiễu hạt".

Tất nhiên, với bộ lưu trữ rẻ hơn, bộ xử lý mạnh hơn và thuật toán nén tốt hơn, thay đổi tốc độ bit dựa trên nhu cầu của nhạc tại một thời điểm nhất định, chất lượng gốc của nhạc có thể được bảo toàn gần như hoàn toàn. Tất cả trong khi chỉ sử dụng một phần nhỏ không gian lưu trữ của thứ gì đó như FLAC.

4. Bạn có thể dễ dàng nghe thấy tiếng nén kém

Ngay cả khi bạn không phải là người sành âm thanh, độ nén kém vẫn có thể nhận thấy. Các "hiện tượng" âm thanh phổ biến bao gồm:

    Cắt xén: Âm thanh lớn bị méo hoặc bị cắt mất.
    Âm thanh kim loại : Chất lượng "nhỏ" do nén quá mạnh.
    Mất đi tính động lực: Âm nhạc nghe nhạt nhẽo và thiếu sức tác động.
    Tiếng vọng hoặc tiếng rì rào : Sự biến dạng tinh tế trong giọng hát hoặc các nốt kéo dài, tương tự như "wow" hoặc "rung rinh" trên đĩa than và băng cát-sét.

Bạn có muốn tự mình nghe không? Hãy so sánh một bản MP3 có bitrate cao (ví dụ 320 kbps) với một bản có bitrate thấp (ví dụ 128 kbps). Sự khác biệt là rất rõ ràng, đặc biệt là với những bản nhạc phức tạp như bản thu âm dàn nhạc hoặc trực tiếp.

Tuy nhiên, việc chuyển sang tốc độ bit cao hơn một cách nhanh chóng nghe có vẻ giống nhau, nghĩa là có một điểm lý tưởng, với 320kbps là một ví dụ điển hình cho MP3 nói riêng.