Vài khái niệm cơ bản về Audio

Trong lĩnh vực audio có 2 mang kỹ thuật quan trọng là ghi và phát lại âm thanh. Trong khuôn khổ bài viết này, chúng ta sẽ đề cập đến các khái niệm đơn giản và căn bản nhất của kỹ thuật ghi và tái tạo âm thanh phổ thông. Trên cơ sở đó rút ra những đánh giá chất lượng, giải pháp ghi và tái tạo âm thanh phục vụ giải trí.
QUÁ TRÌNH GHI ÂM

Để ghi cần có nguồn âm, thiết bị chuyển tải, xử lý, ghi tín hiệu và định dạng đích cho tín hiệu âm thanh cần ghi. Thời xưa, định dạng đích thường là tín hiệu analog (dạng tương tự), ghi bằng cách tạo rãnh (vật lý) trên đĩa nhựa. Với phương pháp này, người ta điều khiển độ nông sâu của rãnh theo dạng sóng âm cần ghi, kết quả là trên đĩa có rãnh mô phỏng dạng sóng âm. Kỹ thuật ghi kế tiếp sử dụng băng từ, nguyên tắc thu với định dạng analog thì vẫn như đĩa vinyl, chỉ khác là sóng âm được mô phỏng lại trên cassette bởi mức độ từ hóa thay đổi trên bề mặt băng từ. Hai kiểu ghi trực tiếp dạng này gọi là kỹ thuật tương tự, vì dạng sóng âm và tín hiệu ghi tương tự nhau.
Cùng với sự phát triển của công nghệ điện tử, việc ghi âm hiện nay không thực hiện với định dạng tương tự, mà sử dụng tín hiệu số (digital). Nôm na là mỗi tần số âm thanh tương tự được mã hóa thành một dãy số và ghi vào đĩa CD. Nhưng để mã hóa được toàn bộ dải sóug âm thanh liên tục thì số lượng ký tự cần dùng không có giới hạn. Vì vậy, người ta không mã hóa và ghi lại toàn dải sóng âm, mà chỉ ghi các giá trị tương tự, cách đều, đủ gần trên trục thời gian. Các điểm tín hiệu âm thanh tương tự được mã hóa và ghi lại gọi là điểm trích mẫu. Thiết bị mã hóa chỗi tín hiệu âm thanh tương tự thành dãy số được gọi là Analog to Digital Converter (viết tắt là ADC).

QUÁ TRÌNH TÁI TẠO ÂM THANH

Máy hát cổ chỉ cần có một màng rung gắn với một kim lướt tỳ nhẹ vào rãnh âm trên đĩa nhựa, màng sẽ rung theo độ nông sâu của rãnh. Băng từ thì cần được tỳ và kéo chạy qua khe hẹp của lõi sắt từ (đầu từ), khi đó cuộn dây cuốn trên lõi sẽ xuất hiện sức điện động theo dạng tín hiệu tương tự ghi trên băng. Trong cả 2 trường hợp nêu trên, chỉ còn cần một thiết bị khuếch đại tín hiệu âm thanh vừa được tái tạo lên mức âm lượng phù hợp với nhu cầu và phát ra loa để người nghe thưởng thức.
Còn với đĩa CD thì đầu đọc sẽ tải toàn bộ dữ liệu âm thanh kỹ thuật số vào một bộ nhớ tạm để có thể giải mã tuần tự từng dãy số (chứa thông tin mã hóa các tín hiệu âm thanh tương tự) đạt tốc độ phù hợp. Trong quy trình này, các chuỗi tín hiệu mã hóa từ CD vừa lưu vào bộ nhớ tạm được”đánh thức”bởi đầu đọc quang học và chuyển đến ngõ vào của thiết bị giải mã dữ liệu số ra tín hiệu tương tự gọi là Digital to Analog Converter (DAC). Tại ngõ ra của DAC xuất hiện tín hiệu âm thanh tương tự vào thời điểm trích mẫu tương ứng lúc ghi. Phần công việc còn lại cũng thuộc về bộ khuếch đại và các loa.

Câu hỏi đặt ra là, với giải pháp trích mẫu ghi gián đoạn về thời gian, khi tái hiện lại, liệu tín hiệu âm thanh có bị “lập bập”? Câu trả lời là không. Lý do là cơ cấu rung cơ khí (loa) có quán tính đủ lớn để khi điểm trích mẫu đủ dày thì loa cũng rung như ghi liên tục. Vả lại, tai người cũng không phát hiện ra các thay đổi quá nhỏ của sóng âm, khi thiết bị tái tạo âm thanh không thể hiện các tần số trung gian mà tới ngay điểm trích mẫu liền kề.
Hiện tượng này cũng giống như khi ta xem tivi hay phim nhựa, thực chất là chúng ta được xem một chuỗi ảnh tĩnh chụp liên tiếp với tốc độ hiển thị 24 hình trong 1 giây.

NGUỒN ÂM

Kênh âm thanh là dãy các tín hiệu âm lúc ghi để có thể phát lại theo đúng dãy của nó. Dựa vào đó người ta phân loại các nguồn âm.
Với loại nguồn âm mono, tín hiệu chỉ được ghi vào một kênh, bất kể điểm phát ra nó xa hay gần, ở phía trái hay phải đầu thu.

Với loại stereo, âm thanh được ghi vào 2 kênh, trái và phải. Giải pháp này cho phép tái hiện một cách tương đối vị trí của các điểm phát âm trong lúc ghi, vì khi phát lại người ta dùng 2 hệ tái tạo âm thanh trên 2 kênh. Từ stereo có nghĩa gốc là hình cầu, tuy nhiên hệ này chỉ thể hiện được vị trí phải và trái của không gian trình diễn. Cách ghi này không đạt yêu cầu thể hiện âm hình trong phim, vì ngoài các vị trí phải, trái, âm hình còn phải đi theo lô-gíc tiền và hậu cảnh hoặc mô phỏng được tổ hợp phải trước – trái sau… Do vậy, với các phim hiện đại, người ta không ghi âm kiểu stereo mà ghi nhiều kênh hơn. Một số đĩa phim nổi tiếng được thu âm đa kênh, nếu khi xem vẫn chỉ thấy 2 kênh là vì hệ đọc không phù hợp hoặc các trung tâm sao chép hay lồng tiếng đã làm hỏng âm gốc.
NGUỒN 5.1 HOẶC 7.1


Đó là cách gọi tên các hệ đa kênh. Con số trước dấu chấm là số kênh độc lập thực sự được ghi, còn số sau dấu chấm là kênh phụ được tạo ra bởi thiết bị đọc đĩa, nó tổng hợp các thành phần trăm những kênh được ghi kia để xuất ra đường riêng cho loa siêu trầm. Ghi âm đa kênh là công nghệ rất tốn kém vì thiết bị thu phức tạp hơn, đòi hỏi kỹ thuật phối âm khó hơn, biên tập các mẫu âm để xuất ra sản phẩm cuối phải có nghề hơn. Cũng vì vậy, các nhà sản xuất ít vốn, trình độ kỹ thuật thấp thường không đủ điều kiện tham gia cuộc chơi đa kênh.
Về ngữ nghĩa, 2 kênh cũng đã có thể hiểu là đa kênh. Nhưng nếu dùng như thuật ngữ trong ngành audio thì chúng khác hẳn nhau. Để sản xuất cassette stereo thì đơn giản, đầu ghi có 2 khe để ghi 2 kênh, đầu đọc cũng có 2 khe để đọc 2 kênh. Nhưng thưởng thức âm nhạc với thiết bị này khá vất vả. Ai đã chơi máy cassette stereo tất sẽ gặp tình huống kênh này đọc tốt nhưng kênh kia lại kém. Cân chỉnh cho được cả 2 kênh thì sau một thời gian đầu từ mòn không đều,phải chỉnh lại hoặc thay mới, cứ thế tiếp diễn. Đó là chưa kể cái nạn bột sắt từ của băng làm bẩn đầu đọc, thỉnh thoảng lại phải lau bằng cồn. Mới 2 kênh mà đã thế thì 5 hay 7 kênh sẻ là “đại họa”.

Với đĩa đa kênh thì khác, người ta không thể tạo ra 5 hay 7 rãnh trên đĩa để ghi đồng thời các kênh được, làm thế cơ cấu máy ghi /đọc sẽ rất phức tạp. Do vậy, người ta dùng phương pháp dồn kênh (multiplex) để ghi mọi kênh vào cùng một rãnh theo một trật tự nhất quán được xác định từ trước. Kênh số 1 trước, tiếp đến kênh 2, 3… ghi xong kênh cuối lại vòng lại chu kỳ đó. Khi đọc đĩa người ta dùng phương pháp tách kênh (demultiplex) để nhặt ra tín hiệu của kênh nào thì đặt vào bộ giải mã của kênh đó (với tốc độ cao).

MỘT SỐ CỤM TỪ THƯỜNG GẶP TRÊN BÀN GHI ÂM

DTS viết tắt của cụm từ Digital Theatre Sound – âm thanh kỹ thuật số kiểu rạp hát. Xuất xứ của thuật ngữ âm thanh rạp hát là ở các nước phát triển, nơi mà các nhà hát được thiết kế hết sức cầu kỳ, chuyên phục vụ biểu diễn âm nhạc đỉnh cao với kiến trúc nội thất và trang âm tạo được cảm giác 3 chiều rõ nét. Để mô phỏng được cách thưởng âm như vậy tại phòng nghe cá nhân người ta ghi đa kênh bằng kỹ thuật số.
Dolby Digital xuất xứ từ trên của một phòng thí nghiệm, cơ sở này vừa kinh doanh vừa nghiên cứu và phát triển kỹ thuật lọc nhiễu âm. Những sản phẩm đầu tiên của họ dùng để lọc xì cho các hệ băng từ có nhiễu nền do tính chất không thật mịn của các hạt bột sắt từ trên băng. Sau này hãng phát triển kỹ thuật lọc nhiễu khi ghi đĩa kỹ thuật số và trở thành Dolby Digital. Một đĩa DVD có nhãn này tức là nhà sản xuất đã sử dụng bộ khử nhiễu Dolby khi ghi đĩa.

Từ Dolby có thể ghép với thuật ngữ khác, ví dụ Dolby Stereo hay Dolby Surround Sound, trong đó Dolby vẫn luôn có nghĩa là lọc nhiễu lúc ghi, và từ ghép còn lại chỉ ra tính chất của hệ thu âm.

Surround Sound có nghĩa là lúc ghi nhà sản xuất đã dùng kỹ thuật điện tử để tạo cảm giác âm thanh vòng. Theo đó, một âm đơn kéo dài có thể “chạy” từ kênh nọ sang kênh kia, luân phiên trong hệ đa kênh, tạo cảm giác vật phát âm chuyển động (mặc dù vật đó đứng im và người ta cũng chỉ dùng 1 micro để ghi đơn âm đó). Thực tế ta dễ nhận thấy hiệu ứng này trong phim, khi một chiếc xe chạy từ xa lại gần và lướt qua màn ảnh thì tiếng rú máy của nó cũng di chuyển từ sau ra trước và lướt ngang rạp chiếu phim. Kỹ thuật âm vòng thường trong hệ đa kênh thì từ “vòng” mới có ý nghĩa về không gian. Muốn tạo hiệu ứng này, với hệ mono thì “bất khả”, còn stereo thì chỉ mô phỏng sự dịch chuyển “qua – lại” chứ không tạo thành vòng 3 chiểu được.

Cũng cần nói thêm, kỹ thuật số tạo âm thanh vòng ám chỉ là giải pháp tiết kiệm khi sản xuất đĩa 5.1, trong đó người ta giảm bớt số kênh phải ghi độc lập (phức tạp và tốn kém) mà vẫn tạo được cảm giác động, 3 chiều của âm thanh. Loại đĩa ghi với kỹ thuật đó, nếu đề nhãn 5.1 tức là thiếu trung thực. Với các phim hoặc album ca nhạc có kinh phí sản xuất lớn của các hãng thu âm uy tín, người ta ghi đĩa 5.1 với các kênh hoàn toàn độc lập.

 http://thuanloipho.com/index.php?mod=forum_detail&topic_id=1821