Biến đổi tín hiệu Analog & Digital

                                                Tín hiệu tương tự và tín hiệu số

Trong thực tế ta gặp rất nhiều trường hợp chuyển qua lại giữa tín hiệu tượng tự (Analog) và tín hiệu số (Digital)
Trong phần này tôi sẽ giới thiệu quá trình chuểyn đổi giữa 2 lạo tín hiệu này dưới dạng lý thuyết đơn giản
Phần này cũng sẽ giúp các bạn hiểu được các bit rate được tạo ra như thế nào và nó ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng tín hiệu thu được

 Phần trên là tín hiệu Analog (có dạng sóng hình sin), là 1 miền liên tục, có rất rất nhiều giá trị (trục thẳng đứng là biên độ tín hiệu, vì là liên tục nên có vô số giá trị - bài học vi phân trong lớp 12)

Phần dưới là tín hiệu Digital (có dạng các xung vuông) chỉ có 2 giá trị : 0 và 1

Mức 1 không nhất thiết phải điện áp dương hoặc lớn hơn mức 0 . Điện sao cũng được, miễn là có 2 mức khác nhau.
Ví dụ: 15V là mức 0 còn -5 là mức 1, tùy thuộc vào hệ thống. Có thể đặt mức theo khoảng điện áp, như từ 0V->3V là mức 0 ; từ 3V->6V là mức 1.Trên hình, có chỗ điện áp là 4V nhưng vẫn là mức 1. Nhiễu chỉ có thể tăng/giảm biên độ tín hiệu nhưng trong hệ thống số, tín hiệu chỉ có 2 mức nên 4V vẫn là mức 1. Rõ ràng, tín hiệu số có khả năng hạn chế nhiễu.

Nếu tín hiệu là 3V thì sao nhỉ ? Lúc đó, nó không xử lý -> treo máy , hihihi. Nói chung, người ta luôn chọn khoảng cách giữa mức 1 và mức 0 sao cho hệ thống vẫn hoạt động tốt với mức ảnh hưởng lớn nhất của nhiễu. Nhiễu thường bé lắm ! Cỡ mili vôn thôi !

Nhiễu nhỏ như vậy, cỡ mili vôn hoặc micrô vôn mà nghe cát-xét thì vẫn nghe tiếng xì ? Bởi vì tín hiệu đọc được bởi đầu từ thì cỡ vài mili vôn thôi! Mà nhiễu thì chỗ nào cũng ảnh hưởng, cũng xâm nhập được, tức là đầu từ cũng bị nhiễu. Do vậy, ở lúc đó, chỉ vài mili vôn nhưng ảnh hưởng rất ghê! Mới đọc từ băng lên chỉ có 10mV mà nhiễu tới 3mV rồi! Suy nghĩ 1 chút, ta thấy để đánh giá mức ảnh hưởng của nhiễu thì không thể dựa vào điện áp nhiễu. Tín hiệu 5V còn nhiễu vài 5mV thì không sao nhưng tín hiệu 200mV mà nhiễu cỡ vài mV là ghê ! Để đánh giá điều này, người ta sử dụng thông số S/N ( signal/noise ) , tức là tỷ số tín hiệu/nhiễu

Ví dụ 1 : S/N = 5V / 5mV = 1000
Ví dụ 2 : S/N= 200mV/ 5mV = 40
Rõ ràng, ví dụ 1 cho chất lượng tốt hơn vì mức tín hiệu gấp 1000 lần nhiễu (nhiễu quá nhỏ), ví dụ 2 tín hiệu gấp có 40 lần nhiễu (nhiễu tương đối là lớn)

Các bạn hay chơi Ampli, cát-xét, Equalizer chắc cũng hay nhìn thấy cái chữ “dB”, vậy nó là cái gì?
Ngoài cách đánh giá mức tín hiệu so với nhiễu như ở trên, còn có đại lượng PSNR
PSNR = 20lg S/N (peak signal to noise ratio )
Ví dụ 1 : PSNR = 20log 5V/5mV = 20log 1000 = 20x3 = 60dB
Tại sao phải lấy log ? Vì tai người, mắt người thường không tuyến tính, tức không tăng theo hàm bậc nhất .
Ví dụ : bạn nghe 1 âm thanh 2W và 8W thì chưa chắc gì có cảm giác lớn gấp 4 lần . Gía trị dB có thể âm vì sử dụng log mà, ví dụ lg (0/1000) = -2 . Khi đó thì nghe nhỏ hơn .Hàm lg là phép toán ngược với phép lũy thừa
102 = 100 =>lg 100= 2

Chắc nhiều người đang thắc mắc, vậy quá trình ghi và đọc đĩa CD nó diễn ra như thế nào ? Xin thưa là đại khái như sau :

Trong quá trình ghi đĩa CD, luồng tín hiệu dạng số được đưa vào đầu vào của tia lazer (chuỗi các bít 1 và 0, , ví dụ như là 100110111010 ….),gặp bít 0 thì tia lazer bắn 1 lỗ vào bề mặt của đĩa, còn bít 1 thì không bắn.
Khi đọc đĩa CD thì quá trình ngược lại, mắt thần (len) của đầu đọc đĩa sẽ phát ra tia lazer chiều vào mặt đĩa CD. Khi gặp lỗ trên mặt CD, tia lazer không bị phản xạ lại, đầu đọc hiểu đó là bít 0. Chỗ nào còn nguyên (không bị lỗ), tia lazer bị phản xạ ngược lại, mắt thần nhận được tia phản xạ đó, đầu đọc đĩa hiểu đó là bít 1.
Rõ ràng, với hệ thống tương tự, các máy móc phải được thiết kế để phân biệt rất nhiều mức tín hiệu. Trong khi đó, với hệ thống số, máy móc chỉ cần phân biệt 2 mức. Với 2 mức là rất dễ chế tạo. Ví dụ như, công tắc=đóng hoặc mở, đèn=sáng hoặc tắt, dây điện=dẫn hoặc ngưng, tụ điện= phóng điện hoặc nạp điện
Tóm lại, với đĩa CD thì cứ vô tư sao chép, miễn đĩa tốt thì không bao giờ xì xì do sao chép nhiều.
Chính vì thế nên nếu sao chép các file nhạc (không có convert) từ đĩa này sang đĩa kia, từ PC sang USB…. Thì không baio giờ mất chất lượng .

Chúng ta bắt đầu tìm hiểu cách biến 1 tín hiệu tương tự sang tín hiệu số và ngược lại .

Lấy mẫu: (SAMPLING)

Có 1 đóng bài hát của Tuấn Vũ, lấy ngẫu nhiên 1 bài ra nghe rồi kết luận : đại ca hát hay quá => Cái đó là gọi là lấy mẫu đấy.

 T1, T2... là các lần lấy mẫu. T1 là lần lấy mẫu thứ nhất, T2 là lần thứ 2 ….
t1, t2... là khoảng thời gian đẻ tiếp tục lấy mẫu tiếp theo, theo hình trên lần lấy mẫu thứ nhất T1 cách lần lấy mẫu thứ hai T2 một khoảng thời gian là t2.
Lấy mẫu là giai đoạn đầu của quá trình chuyển tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (tức điện áp ở micro thành điện áp số để lưu vô đĩa CD). Cứ sau 1 khoảng thời gian cố định, người ta đo mức tín hiệu tương tự - tất nhiên là thiết bị điẹn tử đ chứ có cha nào ngồi để đo được. Từ t1 đến t2, có vô số giá trị nhưng ta chỉ lấy “9V” làm giá trị đại diện. Tương tự cho các thời điểm khác. Vì sao không lấy hết các giá trị mà chỉ lấy ở thời điểm T1 ? Dễ hiểu thôi ! Vì sao không kiểm tra nguyên bao gạo mà chỉ lấy 1 nhúm ra coi rồi kết luận gạo ngon hay dở? Vì nhiều quá ! Nếu ta lấy mẫu hết thì rõ ràng ta cần nhiều đĩa để lưu trữ. Bởi vậy mà từ t1->t2, ta lấy 1 giá trị thôi !
Số lần lấy mẫu trong 1 giây gọi là tần số lấy mẫu (Sampling rate)
Ví dụ : Sampling rate f= 8KHz => T=1/f = 1/8000Hz = 0,125ms
Nghĩa là : cứ 0,125 giây thì người ta lại đo lấy mẫu một lần , tương đương 1 giây lấy mẫu 8000 lần . Kinh khủng .

Lượng tử hóa (Quantize)

Người ta chia điện áp đo được thành các mức Một mức đại diện cho 1 khoảng giá trị.
Ví dụ 16 mức
0 - 1V : mức 0
1V - 2V: mức 1
........
15V - 16V : mức 15

giả sử điện áp đo được là :
0.5V ---> mức 0 ,
1V ---> mức 1 ,
1.2V ---> mức 1 ,
3V ---> mức 3 ,
5.4V ---> mức 5 ,

Sau bước lượng tử hóa, miền giá trị của các điện áp đọc được là rất rộng sẽ trở thành 1 số giá-trị hữu hạn nhất định. Như ta thấy, 1V và 1.2V đều là mức 1 . Vậy ở bước này, 1 lần nữa ta lại làm sơ lược hơn tín hiệu.
-----Số lần lấy mẫu là vô hạn --> trong 1 khoảng thời gian thì chỉ lấy 1 số mẫu nhất định
----- giá trị của các mẫu lấy được là vô hạn ----> chia thành các mức và 1 khoảng giá trị sẽ được đại diện bởi 1 mức
Bước này, nói cho toán học 1 chút là " Ta rời rạc hóa tín hiệu". Đang là 1 đường liền tục thì biến thành 101010

MÃ HOÁ

Bước này đơn giản là ta đổi hệ 10 thành nhị phân. Sau đó, dĩ nhiên là truyền đi hoặc là lưu vô đĩa CD, đĩa cứng (nếu đang thu âm... )
Vd: lấy ví dụ trên, giả sử dùng 4 bit để mã hoá các mức .
0.5V ---> mức 0 (0000)
1V ---> mức 1 (0001)
1.2V ---> mức 1 (0001)
3V ---> mức 3 (0011)
5.4V ---> mức 5 (0101)
Luồng tín hiều thu được sẽ là 00000001000100110101
Thiết bị thu sẽ đọc lần lượt, dựa vào số bít dùng để mã hoá tín hiệu đã thống nhất từ trước, nó tách từng nhóm 4 bit trong dãy số trên ra, ví dụ 0000 nó hiểu là 0, 0001 là mức 1 …

Số các mức gọi là độ rộng của mẫu (Resolution, ), ví dụ trên độ rộng là 16 mức => dùng 4 bit nhị phân để lưu trữ.
Dùng 1 số nhị phân có 4 bit thì có tất cả 16 số nhị phân : 0001, 0010,....... 1111 . Bởi vì : 2 mũ 4 =16 . Muốn lưu trữ 256 số thì số bit cần dùng để mã hoá 8 (vì 2 mũ 8 = 256 )

Tốc độ lấy mẫu = (tần số lấy mẫu) x (độ rộng mẫu) . Tiếng Anh gọi là sampling rate
vd: 16khz x 8 bit = 16000 x 8 = 128000b/s = 128kb/s

đến đây chắc mọi người biết bit rate bài hát được hình thành và tính toán ra sao rồi chứ .

Ở trên là quá trình tạo tín hiệu PCM. Khi bạn thu âm bằng micro vào PC, CD thì thực sự ta đang thực hiện quá trình trên. Bây giờ nhìn vào thông số như "PCM 44khz 16bits " thì chắc là bạn đã hiểu được ý nghĩa của chúng rồi chứ
Không biết có hiểu thật không, tôi cứ giải thích lại 1 lần nữa cho chắc, đó là
+ Tần số lấy mẫu (sampling rate) = 44KHz
+ Số bít dùng để mã hoá các mức tín hiệu = 16bít
=> Tốc độ (bit rate) = 44Khz x 16 bit = 44000Hz x 16 bit = 704000b/s = 704kb/s

Đó là quá trình biến đổi từ Analog sang Digital
Vậy có được file dạng Digital rồi, để đọc được nó ta phải làm sao
Qúa trình đi ngược lại so với quá trinhg trên mà thôi .

Giải mã :

 Các bạn thấy sau khi giải mã thì ta thu được 1 đường gấp khúc trong khi đường gốc là 1 đường cong. Chuyện này dễ hiểu đúng không ?

Các bạn có thấy hình trên đường gấp khúc nhìn rõ lắm không ?
Cũng dễ thấy, nếu ta càng tăng tần số lấy mẫu, tăng độ rộng mẫu thì đường giải mã được sẽ càng mịn (trên hình : các đường nối giữa các lần lấy mẫu sẽ nhỏ lại, càng nhỏ ta càng thấy nó mịn hơn đúng không) và càng giống đường gốc. Điều này giải thích tại sao bitrate càng cao thì nghe càng hay, càng giống thực, vì kết quả tái tạo lại sẽ chính xác hơn.
Một ông tên là Nyquyst đã nghiên cứu và nói là tần số lấy mẫu lớn hơn 2 lần băng thông thì kết quả thu được là gần trung thực .

Ví dụ: tai người nghe 0Hz->20Khz,suy ra băng thông = 20khz-0hz = 20khz, vậy thì tần số lấy mẫu ít nhất phải là 2x 20khz =40khz. Thời nay, với đĩa DVD, người ta đã dùng tới 96kHz
Dù tần số lấy mẫu có tăng lên thì rõ ràng ta cũng mất thông tin. Ta đã không lưu trữ tất cả. Cái gì mà chuyển sang Digital thì đã cắt thành từng khúc hết rồi ! Khi đó chỉ có mất đi chứ không thể thêm ra. Bởi vậy đừng dùng phần mềm convert để tăng bitrate hay tần số lấy mẫu nhé các bác. Ảnh số cũng tương tự. Khi phóng to ảnh trên máy vi tính thì quá ghê ! Càng phóng càng ghê ! Quá trình scan hình cũng như trên đó! Người ta chia tấm hình thành những ô nhỏ, gọi là pixel. Trong 1 ô như vậy chắc cú là có nhiều điểm với màu khác nhau nhưng người ta chỉ lấy 1 màu làm đại diện. Dễ thấy, nếu số pixel cao và độ sâu màu cao thì ảnh sẽ đẹp và sắc nét. Với máy ảnh số thì màn hình bao gồm những cảm biến. Mỗi cảm biến là 1 pixel, màu của 1 cảm biến là màu của 1 điểm ảnh. Cảm biến là từ chỉ thiết bị cảm nhận được sự biến đổi. Nói chung, cái nào mà biến ánh sáng, nhiệt độ,.. thành điện thì là cảm biến (sensor). Ánh sáng, nhiệt độ,.. thay đổi thì điện cũng thay đổi theo là được. Và đều được gọi là thiết bị mặc dù nó nhỏ xíu

Tới đây, có thể mọi người thắc mắc là " Tại sao tín hiệu mất đi mà không cảm thấy như vậy" . Đó là vù nhanh quá nên mình khó nhận ra đấy!,
Kết luận:

- Bitrate, tần số lấy mẫu càng cao thì nghe càng hay
- Convert lại để tăng bit rate :
   nếu dùng 1 file MP3 64kbs Convert lên MP3 128kbs hoàn toàn không hay thêm tí nào.
   Nếu dùng 1 file MP3 64kbs 32kHz Convert lên MP3 128kbs 44kHz hoàn toàn không hay thêm    tí  nào.
- Hạn chế sự có mặt của thiết bị Analog trong quá trình xử lý/biên tập âm thanh/hình ảnh.

Các file WMA, MP3 , AAC, đều là dạng lossy(mất thông tin). Các encoder Mp3,... sẽ cắt bớt những phần mà tai người rất ít nhận ra, ví dụ như khoảng tần số cao từ 16khz-20khz, hoặc là trong lúc có rất nhiều âm to, nhỏ thì những âm nhỏ sẽ được bỏ đi .

nguồn: http://www.hdvietnam.com

HD_HN

Analog và Digital

Analog và Digital

Kỹ thuật tương tự (Analog)

 Ôn lại kiến thức lớp 12:

 Âm thanh là gì ?

Khi ta cầm cái quạt mo khua khua thì nghe có tiếng vù vù.
Đó là vì : khi ta khua là ta đã làm cho không khí xung quanh cái uạt mo co dãn. Sự co dãn này truyền đến vùng không khí lân cận rồi truyền đến tai ta. Ở đây, sự co dãn không khí sẽ làm cho màng nhỉ rung động. Tiếp tục, sự rung động này làm phát sinh tín hiệu thần kinh truyền lên não. Lại tiếp tục, chính những tín hiệu thần kinh cho ta cảm giác âm thanh.
Khi ta “hét” vào Micro thì hiện tượng gì xảy ra ?

Khi ta nói trước micro thì lực của không khí tác động vào micro cũng thay đổi. Ở đây, micro đóng vai trò như màng nhỉ. Khi đó điện áp ở 2 đầu micro sẽ thay đổi theo lực của không khí.
Rõ ràng,Sự thay đổi của điện áp này sẽ tương tự với sự rung động của màng nhỉ. kỹ thuật tương tự ( Analog) được đặt tên vì lý do như vậy đó - từ “tương tự” đã phản ảnh bản chất .

Nhưng cũng chính vì nó “tương tự” quá nên nó dễ bị nhiễu chi phối ,bất kỳ sự thay đổi nào của điện áp này điều có ý nghĩa. Nhiễu sẽ làm cho biên độ tín hiệu thay đổi. Đây chính là nguồn gốc nhược điểm của kỹ thuật tương tự. Nó rất dễ bị nhiễu xâm nhập.

 Các bạn thấy nó y như phép tính cộng vậy !
Tín hiệu không bị nhiễu cho ta tiếng hát
Còn tín hiệu nhiễu cho cảm giác xì xì
Suy ra : tín hiệu bị nhiễu cho ta cảm giác tiếng người và tiếng xì .
Khi kết hợp 2 tín hiệu lại thì ta chỉ có 1 tín hiệu. Ở 1 thời điểm, vị trí của màng nhỉ là cố định.

Ví dụ : Khi ta nói chữ “hát” ứng với tín hiệu làm cho màng nhĩ tai của chúng ta phình ra ở mức 3 (giả sử, chia độ phình của màng nhĩ thành nhiều mức - giả sử thôi nhé )
Ngay tại thời điểm nói chữ “hát” bất ngờ có 1 thằng nào nói chen vào chữ “chán” – coi như nó là nhiễu đi, chữ “chán” này tương ứng sẽ làm cho màng nhĩ tai phình ra ở mức 2
Vậy cái màng nhĩ tai của ta phình ra theo lệnh của ai ? “hát” hay “chán”
Màng nhĩ không thể phình ra mức 3 (chữ “hát”)rồi sau đó cụp lai rồi phình ra ở mức 2 (chữ “chán”) tại cùng 1 thời điểm .
Vậy nó sẽ thể hiện cả 2 tại 1 thời điểm bằng cách phình ra ở mức 5 (=2+3)

Sở dĩ, có như vậy là do não ta có khả năng phân tích âm thanh. Do đó, đủ thứ trộn lại nhưng ta vẫn phân biệt được. Cái này thì cũng tùy thôi, Ví dụ, mình có thể phân biệt được giọng nói của 2 người nào đó nhưng nếu họ hát đồng ca thì bó tay chấm com.

Ở 1 thời điểm, vị trí màng nhỉ là xác định, phụ thuộc vào tổng sự tác động của tiếng nói và tiếng xì. Tín hiệu điện cũng vậy!

Ví dụ nữa dễ hiểu hơn. Giả sử chơi kéo co. Ở 1 thời điểm, vị trí của dây là xác định và chỉ có 1 vị trí mà thôi! Vị trí của dây sẽ phụ thuộc vào lực của bên A và bên B tác động vào. Khi dây vừa ở A mà lại ở B thì chắc chắn dây đã bị …. đứt, he he he .Tương tự với âm thanh - cái màng nhỉ của bạn chắc là rách làm 2 miếng rồi! Một miếng lồi ra, 1 miếng lõm vô. Dễ hiểu không ? dễ nhỉ , hihihi
Ngôn ngữ chuyên ngành gọi đây là "nguyên lý chồng chập", có nhiều thì cứ chồng lên, chập lại ( xem hình minh hoa ở trên là cụ thể nhất )

Nhiễu là gì ?

Nhiễu thường là các tín hiệu ngẫu nhiên như sự chuyển động nhiệt của các electron,...
Khi nghe radio thì ta có thể nghe tiếng gió, tiếng hú, .. hoặc khi nghe băng cát-xét thì có tiếng xì xì thì đó chính là nhiễu. Khi ta nghe radio đài Hà Nội nhưng có khi có cả tiếng đài Hà Tây. Mặc dù rất nhỏ nhưng tiếng đài Hà Tây có thể gây khó chịu cho ta. Vậy nhiễu là tín hiệu mà ta không mong muốn (ta đang nói chuyện, 1 đứa nói lảm nhảm bênh cạnh, ta chửi nó : mày nhiễu nó vừa vừa thôi , he he he). Nguồn gốc của nhiễu có thể là sét, động cơ chổi quét, xung điện.... và đặc biệt là nhiệt độ, điện trở.. Suy ra, bất kỳ thiết bị analog nào cũng có nhiễu.

Nếu ta có 1 băng cát-xét Tuấn Vũ gốc xịn là A, rồi đem chép qua băng B ---> nhiễu của băng B sẽ nhiều hơn băng A. . Khi nghe nhạc từ máy A thì ta nghe nhạc của băng A mà cũng nghe luôn nhiễu của máy cat-xét vì bản thân nội tại máy cát-xét luôn có tạp âm – không tin cứ bật nguồn máy cát-xét lên mà xem, dù chưa mở băng đã có tiếng xì xì nho nhỏ rồi .
Nếu ta sang(chép) qua băng C thì nhiễu của băng C lại càng nhiều hơn băng A. Bởi vậy ai cũng mê đồ gốc - nhất là dân Tuấn Vũ Fan, đồ xịn là vậy. Máy cát-xét bao gồm 1 đầu từ và mạch khuếch đại. Chính mạch khuếch đại này đã thêm nhiễu vào tín hiệu. Khi đó, nếu ta ghi xuống băng B thì rõ ràng tín hiệu trên băng B cũng bao gồm nhiễu của máy cát-xét .

Đấy là băng cát-xét . Bây giờ anh em Tuấn Vũ Fan đa số chơi CD, nên phải nói về CD. Mà nói đến CD thì không thể nói đến kỹ thuật số - Digital.

  

Kỹ thuật số (Digital)

 Trước khi đi chi tiết, ta hãy bàn về các hệ số
Cái số ta vẫn hay dùng để đếm tiền hằng ngày chính là hệ số thập phân đấy các bác ạ (hệ số 10) – “cóc cần nói đây cũng biết !“

Hệ số dễ hiểu là tập hợp những chữ số mà dùng để đếm.

Hệ 10 : 0 1 2 4 5 6 7 8 9 .
Ví dụ : 2008
Các con số trên chỉ bao gồm các chữ số (digit) trong hệ 10.

Quá trình đếm của hệ 10:
1-->2...... ->10>11....-->19-->20......
Ta thấy cứ đếm 10 lần thì được 1 chục. 19 =1 chục + 9 đơn vị. Thêm 1 đơn vị vô 19 --> 1 chục + 9 đơn vị + 1 đơn vị =1 chục + 1 chục = 2 chục = 20
19 +1= 10+9 +1= 10+ 9+1= 10+10 =20
Ví dụ : 90 + 10 = 9 chục + 1 chục = 10 chục ? 90 + 10 =100 . Vậy 10 chục thì được 1 trăm
Một chục trong hệ thập phân chỉ có 10 đơn vị.

Hệ nhị phân:
Chỉ gồm 2 chữ số: 0 và 1
Ví dụ : 110 – anh em ta nhìn chắc sẽ đọc là “một trăm mười” => sai bét, đọc đúng phải là “một một không”
Chữ số của hệ nhị phân được người ta gọi là bit (BInary digiT).
Ví dụ trên (110) là số có 3 bít

Quá trình đếm của hệ nhị phân:
0-->1-->10-->11....
Ta thấy 2 đơn vị thì được 1 chục.
Ví dụ : Tính 1001+1=?
1001+1 = 1000+1 +1=1000+(1+1)=1000+10=1010
Cứ 2 đơn vị thì được 10. 2 cái 10 thì được 100....
111 + 1= 100+10+1 +1
= 100+10 +1+1
= 100+10 +10= 100+100= 1000
Đi mua CD Tuấn Vũ mà tính kiểu nhị phân chắc lỗ to, mới chọn được 2 cái mà lão chủ cửa hàng đã tính tiền 10 cái , ha ha ha.


Chuyển đổi qua lại giữa hệ 10 và hệ 2

Ví dụ : số 19 (hệ số 10) là số bao nhiêu trong hệ số 2
Cách làm như sau : Lấy số hệ 10 chia cho 2, được bao nhiêu lại đêm chia tiếp cho 2, cứ thế bao giờ phép chia bằng 0 thì dừng lại . Chuỗi số dư (đọc ngược)trong các phép chia kia chính là dãy số hệ số 2 tương ứng .Trong ví dụ trên :
19 chia 2 = 9 dư 1
9 chia 2 = 4 dư 1
4 chia 2 = 2 dư 0
2 chia 2 = 1 dư 0
1 chia 2 = 0 dư 1

Chuỗi số dư đọc ngược (đọc từ dưới lên) thu được là 10011
Vậy 19 (hệ 10) = 10011 (hệ 2)

Ví dụ :
Số 1011 (hệ 2) bằng số mấy trong hệ 10 ?
Cách tính : từ bên phải hướng sang trái của dãy số, gán lần lượt các hệ số (gọi là * đi)bắt đầu từ 0 cho đến khi hết dãy số thì thôi .
Lấy chính các số trong dãy số đó nhân với (2 mũ *), cụ thể :

1 0 1 1
(3)(2)(1)(0)
1 x2mũ3 + 0x2mũ2 + 1x2mũ1 + 1x2mũ0
=8 + 0 + 2 + 1
=11
vậy 1011 (hệ 2) = 11 (hệ 10)

Nhiều anh em Tuấn Vũ Fan bây giờ thích sưu tầm đồ cổ là các băng cát-xét, rồi ghi ra đĩa CD để “lưu truyền cho hậu thế “, công việc như vậy chính là chuyển tín hiệu từ Analog sang Digital đó . Ta sẽ bàn tiếp đến chuyển đổi Tương tự (Analog) - Số (Digital)

nguồn: http://www.hdvietnam.com

HD_HN

Xu hướng nghe nhạc hi-end trên máy tính

 Kho nhạc trực tuyến iTunes. Ảnh: Mac.

                        Xu hướng nghe nhạc hi-end trên máy tính

  Không còn bị đối xử như thứ "âm thanh bình dân", nhạc kỹ thuật số đang dần xâm chiếm lãnh địa   audiophile truyền thống

 Thập kỷ vừa qua đã chứng kiến khá nhiều thay đổi trong lĩnh vực âm nhạc. 10 năm trước đây để tải về một file nhạc nén MP3 của một bài hát có độ dài trung bình sẽ ngốn rất nhiều băng thông và thời gian. Giờ đây, thao tác tải về hay nghe trực tuyến các file nhạc không nén, những bộ phim, một đĩa CD chất lượng cao hay các file đồ họa lớn cũng đơn giản như gửi một bức e-mail thông thường. Băng thông Internet ngày nay đã tăng với tốc độ chóng mặt, tạo nên một nền văn hóa online mới, khi mà việc chia sẻ các file nhạc hay video qua mạng có dây hay không dây đã trở thành một phần tất yếu của cuộc sống hiện đại.

Sự phát triển công nghệ cũng tạo nên một xu hướng mới thay đổi cách thức quản lý phim, nhạc. Các phương tiện lưu trữ ngày càng có mức giá dễ chịu hơn. Hiện ổ cứng dung lượng 1TB có thể dễ dàng mua tại các cửa hàng với mức giá chỉ xấp xỉ hơn một triệu đồng và giá vẫn còn đang có xu hướng tiếp tục giảm. Ổ cứng dung lượng lớn cũng không còn quá đồ sộ như những quyển từ điển mà đã ngày càng nhỏ gọn hơn. Tốc độ CPU vẫn tiếp tục tăng theo thời gian, kéo theo là sự tăng tốc về băng thông và dung lượng RAM đã tạo nên một tiền đề vững chắc cho việc hình thành các thiết bị trung tâm xử lý truyền thông đa phương tiện phức hợp.

Trên hết là xu hướng chấp nhận máy tính với tư cách là một nguồn phát nhạc chất lượng cao của các audiophile, điều mà 10 năm trước sẽ là không thể tưởng tượng nổi. Đặc biệt là sự trỗi dậy gần đây của đĩa than và sự ra mắt các định dạng độ phân giải cao như DVD-A hay SACD cùng với mạng Ethernet và Wi-Fi. Tất cả góp phần hình thành một hệ thống nghe nhạc qua mạng tại gia thông dụng không kém hệ thống nghe nhạc truyền thống thông thường.

Cùng với sự ra đời của các dịch vụ chia sẻ nhạc trực tuyến, Napster, LimeWire, các chương trình chơi nhạc như WinAmp, Foobar, Windows Media Player, iTunes… và sự phổ dụng của các thiết bị nghe nhạc cá nhân như iPod, máy tính đang dần trở thành trung tâm lưu trữ, nghe và sao chép âm nhạc sang các thiết bị di động khác. Chính vì thế, máy tính đang trở thành trung tâm công kích trước tình hình sụt giảm doanh số bán CD và các thiết bị âm thanh truyền thống khác.

Trước đây các audiophile luôn có thái độ thờ ơ với việc máy tính có thể là một nguồn phát nhạc chất lượng cao. Với quan điểm chất lượng mới là trên hết, còn sự tiện dụng chỉ là thứ yếu, nhiều người cho rằng chúng không đủ năng lực để phối ghép với các bộ loa và thiết bị xa xỉ của mình. Nhưng với sự ra đời của các thiết bị máy chủ âm nhạc trên ổ cứng chuyên cho audiophile vài năm gần đây, các hãng như Sooloos, Qsonix, hay thậm chí là McIntosh và Naim, đã dần khai thông được quan điểm cứng nhắc này.

Một điều cần lưu ý rằng, thực ra máy tính đã được sử dụng trong các phòng thu chuyên dụng từ hàng thập kỷ nay, phục vụ các công việc thu âm, ghi âm, biên tập và làm đĩa gốc. Các gói phần mềm chuyên dụng và những thiết bị phần cứng như Pro Tools đã hiện diện từ thời băng từ analog. Vì thế, xu hướng sử dụng máy tính chơi nhạc hi-end tại gia không phải là một điều mới lạ. Xu hướng tương tự cũng đã xảy ra trước đây như băng cối, băng từ kỹ thuật số (DAT), cáp XLR… cũng đi con đường từ studio chuyên dụng tới môi trường gia dụng

 Apple Airport Express, bộ phát nhạc không dây đang được ưa chuộng của Apple. Ảnh: Blogspot.

Tối ưu hóa âm thanh từ máy tính cho audiophile.

File nhạc có thể được chuyển hay được tải về ổ cứng theo rất nhiều định dạng khác nhau. WAV hay AIFF là định dạng không nén, trong khi FLAC (Free Lossless Audio Codec), hay ALAC (Apple Lossles Audio Codec) là định dạng có nén nhưng không mất chất lượng, giúp tiết kiệm không gian ổ cứng đáng kể. Ví dụ file FLAC, người dùng có thể tiết kiệm đến 50% không gian lưu trữ trong khi không hề phải hy sinh chất lượng âm thanh. Các file nhạc có thể chuyển đổi định dạng qua lại lẫn nhau một cách dễ dàng thông qua các chương trình miễn phí như Traders Little Helper, iTunes, MAX, xACT, hay Foobar… Một số người cho rằng họ có thể nghe được sự khác biệt giữa các file nhạc nén không mất dữ liệu với các file không nén. Tuy nhiên, số này nếu có cũng chỉ là rất ít, còn phần đa số sẽ không thể phân biệt được chất lượng. Những người ưa thích định dạng không nén như WAV hay AIFF thực ra một phần cũng vì chúng chơi dễ hơn do không đòi hỏi những vi xử lý tốc độ cao để giải mã như các định dạng nén khác.

Sau khi đã có file nhạc, bước tiếp theo là liên kết chúng trên hệ thống máy tính với hệ thống âm thanh đắt tiền. Đã có nhiều hãng sản xuất thiết bị chơi nhạc di động chuyên phục vụ cho mục đích này như Logitech Squeezebox hay từ các công ty danh tiếng như Naim, Bryston, Marantz, Sonos hoặc Cambridge Audio. Đặc điểm chung là chúng được thiết kế để điều khiển, duyệt bài hay chơi nhạc trực tiếp mà không cần tới giao diện máy tính.

Một số người khác thì chọn cách dùng iTunes chơi nhạc qua kết nối Wi-Fi giữa máy tính và bộ phát Apple Airport Express rồi kết nối tới bộ DAC thông qua cổng quang mini. Với kiểu kết nối này người nghe có thể dùng iPod Touch hay iPhone làm trình điều khiển chơi và duyệt nhạc. Tuy nhiên, giải pháp này thường chủ yếu dùng cho những người không yêu cầu chất lượng âm thanh quá cao bởi bị hạn chế về băng thông không dây. Apple gần đây cũng đã công bố ứng dụng AirPlay trên những thiết bị hỗ trợ với khả năng điều khiển và chơi nhạc trực tiếp từ bất kỳ iPod Touch, iPhone, hay iPad nào.

Giới audiophile chọn một giải pháp phức tạp hơn để tối ưu hóa quá trình nghe nhạc trên máy tính. Giải pháp này gồm một vài công đoạn kết nối giữa máy tính và thiết bị ngoại vi, ổ cứng ngoài, bộ DAC USB và phần mềm nghe nhạc. Hầu hết họ đều lựa chọn hệ thống máy Apple bởi hãng này xử lý âm thanh tốt hơn các máy tính trên nền Windows. Sau đó, công đoạn tiếp theo là các ổ cứng thường sẽ được thay bằng các ổ cứng thể rắn vốn không gây tiếng động, không tạo nhiễu. Cổng Firewire kết nối với ổ cứng ngoài cũng được ưa chuộng hơn vì còn phải để dành cổng USB cho các DAC.

Cổng USB, tâm điểm kết nối kỹ thuật số cũng được trau chuốt hơn. Kết nối USB trước đây vốn vẫn bị than phiền về các vấn đề liên quan đến nhiễu tín hiệu (jitter). Tuy nhiên, với sự phát triển công nghệ cổng USB không đồng bộ, cho phép các DAC không còn đóng vai trò chỉ là thiết bị khách, giải phóng bớt các tác vụ thực thi của máy tính, hạn chế các nhược điểm của âm thanh qua cổng USB, đồng thời giúp tăng cường độ phân giải và loại bỏ jitter. Hiện có hai phương pháp giao thức không đồng bộ, một của riêng nhà sản xuất thiết bị được thiết kế tùy biến người dùng và một là chuẩn của tổ chức USB.org vốn đã sẵn có trong hầu hết các hệ điều hành như Windows, Linux hay OS X, vì thế không cần cài thêm driver chuyên biệt của thiết bị.

Một trong những người có thể nói là đi đầu trong việc viết mã chuyên dụng cho giao thức USB không đồng bộ để tối ưu hóa âm thanh qua cổng USB là Gordon Rankin của hãng Wavelength Audio. Hãng này đã xuất xưởng một số mẫu DAC cao cấp và hiện cấp bản quyền khai thác giao thức này cho một số hãng audio khác như Ayre Acousics với bộ QB9 USB DAC.

 USB DAC DAC đã giải phóng bớt các tác vụ thực thi của máy tính, hạn chế các nhược điểm của âm thanh qua cổng USB, đồng thời giúp tăng cường độ phân giải và loại bỏ nhiễu. Ảnh: Clarenecho.

Những USB DAC cao cấp trên thị trường có thể kể tới là phiên bản DAC1 và DAC2 của Wyred4Sound hay rDac của Arcam. Bản rDac được nhiều người ưa chuộng bởi giá thành hợp lý và lại được "li-xăng" công nghệ từ hãng dCS vốn nổi tiếng về âm thanh số. Bản thân hãng dCS cũng ra mắt một vài DAC có cổng USB, nhưng loại thấp nhất của hãng này cũng đã có giá tới 11.000 USD. Empirical Audio cũng có hẳn một bộ sưu tập các USB DAC. Các USB DAC kể cả có dùng hay không dùng công nghệ USB cũng đều có các công nghệ riêng biệt của từng hãng nhằm loại bỏ triệt để jitter để bảo toàn chất lượng hoàn hảo của âm thanh.

Cáp nối USB cũng được lưu tâm đặc biệt với tiêu chí chỉ giữ độ dài ở mức cần thiết tối thiểu. Phần mềm chơi nhạc cũng đóng vai trò khá quan trọng, nhất là khi người dùng đã có một kho nhạc khổng lồ. Nhiều người thích dùng iTunes để quản lý nhạc, một số lại cho rằng phần mềm này chưa đủ mạnh và dùng các phần mềm chuyên dụng khác cao cấp hơn như Amarra của Sonics Studios hay Pure Music của Channel D, Decibel (trước đây là AyreWave) hay Audirvana, Fidelia…

Nếu không muốn đầu tư quá nhiều vào công đoạn kết nối, người dùng có thể lựa chọn giải pháp kinh tế hơn là chuyển âm thanh từ cổng USB qua bộ chuyển S/PDIF, từ đó nối vào các bộ DAC không tích hợp sẵn cổng USB. Giải pháp này có giá cả hợp lý hơn với những thiết bị tiêu biểu như Halide Design Bridge, Stello U2 hay các sản phẩm từ các hãng Bel Canto, Wavelength, Empirical Audio hay HRT…

Tại rất các triển lãm nghe nhìn gần đây, hệ thống chơi nhạc trên máy tính bắt đầu xuất hiện ngày càng nhiều. Nhiều hãng đã "mod" lại máy tính PC hay MAC để thực hiện chỉ một nhiệm vụ là chơi nhạc, ví dụ Match2Music dùng Mac Mini. Các phương thức "mod" thông thường bao gồm bỏ ổ cứng quay, thay bằng ổ cứng thể rắn, tăng thêm RAM (lên 8GB chẳng hạn) và cài đặt sẵn các trình chơi nhạc như Pure Music hay Amarra. Một xu hướng khá mới là ngay cả cáp USB cũng bắt đầu nhận được sự quan tâm đúng mực từ các hãng chuyên sản xuất cáp hi-end với cam kết tiêu chuẩn chất lượng được đảm bảo tương đương như cáp hi-end truyền thống khác. Tất nhiên, giá cả của những sợi cáp USB này cũng gấp cả trăm lần một sợi cáp USB thông thường. Xét về tỷ lệ giá cả/chất lượng thì nhãn hiệu Belkin Gold hiện nay có vẻ hợp lý hơn cả.

Xu hướng chơi nhạc trên nền máy tính vẫn đang trên đà phát triển. Các nhà sản xuất mặc dù vẫn tiếp tục ra đều đều các phiên bản đọc CD mới hàng năm, nhưng đã bắt đầu cập nhật hơn các công nghệ thời thượng như ngõ vào số, kết nối Internet hay thậm chí là giao diện cảm ứng. Kể cả các công ty vốn được biết đến với các sản phẩm hi-end cổ điển thực thụ như Cary Audio, Bryston, PS Audio, hay McIntosh, Naim… đã bắt đầu tung ra thị trường những hệ thống máy chủ âm nhạc dựa trên ổ cứng hay các thiết bị chơi nhạc mạng. Hay như một hãng nổi tiếng với các thiết bị đèn như Conrad Johnson cũng đã bắt đầu tung ra USB DAC với công nghệ bản quyền từ HRT.

Với hạ tầng kỹ thuật đã định hình, xu hướng tải về đĩa hay bài nhạc chất lượng cao sẽ trở thành một hoạt động thông thường tương tự như khi muốn nghe nhạc người ta đi mua đĩa CD vậy. Có thể xu hướng nhạc số/nhạc máy tính không phải sẽ một sớm một chiều, nhưng rõ ràng nó đã và đang có một lộ trình phát triển rất vững chắc.

ST

Trào lưu nghe nhạc Hi-end trên computer

Tối ưu hóa nguồn âm Computer Audio

 HFVN - Với sự xuất hiện ồ ạt thiết bị giải mã USB DAC cùng các website cho phép download file nhạc số độ phân giải cao, nguồn âm có đầu phát là máy tính (laptop/desktop) đã góp mặt trong các bộ nguồn của nhiều audiophiles. Tuy nhiên, để bắt đầu với nguồn âm Computer Audio, người chơi âm thanh không tránh khỏi một số vướng mắc khi chọn máy tính, hệ điều hành, phần mềm phát nhạc, các tinh chỉnh để đạt hiệu quả âm thanh tốt nhất… Dưới đây là những triết giải về vấn đề này của ông Raveen Bawa - chuyên gia đến từ dCD - mà chúng tôi có dịp trao đổi nhân chuyến công tác của ông tại Việt Nam.

Máy tính đã góp mặt vào nền công nghiệp âm thanh từ những năm 1970. Khi đó, các phòng thu lớn trên thế giới bắt đầu chuyển công nghệ ghi âm master từ analog sang digital với sự trợ giúp của máy tính. Kể từ đó, máy tính dần gắn chặt với âm thanh qua các định dạng nhạc nén. Giờ đây, với định dạng có độ phân giải cao, audiophiles và nền công nghiệp hiend đã chấp nhận computer audio là nguồn phát chuẩn. Một số chuyên gia còn nhận định rằng: computer audio với các file âm thanh có độ phân giải cao hơn cả chuẩn CD Redbook, tiện lợi khi lưu trữ, sắp xếp, truy xuất… sẽ dần “kết liễu” đĩa CD.

Ưu điểm
Ưu điểm lớn nhất là chất lượng âm thanh với độ phân giải 24-bit/196kHz, cao hơn hẳn chuẩn CD Redbook 16-bit/44,1kHz. Có thể nói, nguồn âm Computer Audio với các file nhạc chất lượng cao tương đương bản master gốc. Cho nên, ngày càng nhiều nhà cung cấp file nhạc chất lượng cao HD: Reference Recordings, HD Tracks, Linn Records, Chesky, 2L... đảm bảo nguồn nhạc luôn phong phú, dồi dào. Người dùng có thể chọn mua cả album hoặc chỉ mua những track yêu thích sau khi nghe thử.

Việc lưu trữ thư viện nhạc trên máy tính tiện lợi và trực quan. Người nghe có thể chọn album, ca sĩ, track nhạc yêu thích mà không mất thời gian tìm kiếm trên các kệ đĩa khổng lồ có hàng nghìn CD. Như vậy, audiophiles sẽ tiết kiệm khoảng diện tích kha khá. Hơn thế, nguồn âm máy tính còn hạn chế nhiễu jitter. Với chuẩn không đồng bộ, cáp USB giúp giảm nhiễu jitter trong quá trình truyền dẫn so với các cáp nối digital thông thường như: Toslink, S.PDIF và AES/EBU.

Chỉ với vài cú click chuột hay một số thao tác chạm trên màn hình cảm ứng của iPhone/ iPad... người dùng có thể dễ dàng phát track nhạc mà không cần rời khỏi “điểm ngọt”.

Hạn chế
Đầu tiên là định kiến về chất lượng nhạc số phát từ máy tính thường có chất lượng thấp (dạng MP3, AAC…). Thậm chí, một số audiophiles còn e ngại việc thao tác trên máy tính sẽ phức tạp, đòi hỏi kỹ năng về tin học. Ngoài ra, nhiều người còn cho rằng việc sử dụng nguồn phát từ máy tính có thể gây ra hỏng hóc với các thiết bị khác trong hệ thống âm thanh… Những nhận định này không chính xác, mang tính chủ quan do chưa trải nghiệm với nguồn âm computer audio.

Hiện nay, hai hệ điều hành phổ biến nhất là Windows và Mac OS, nhưng không được thiết kế chuyên dùng cho phát nhạc chất lượng cao. Chúng sử dụng bộ chuyển đổi tần số lấy mẫu nội tại, đồng thời tích hợp các bộ lọc mixer. Do đó, người dùng cần thực hiện những hiệu chỉnh ban đầu để giảm thiểu sự can thiệp của bộ lọc và chuyển đổi tần số mẫu hoặc ngắt hẳn những can thiệp này.

Không khó để sử dụng nguồn âm chất lượng cao từ máy tính, nhưng rõ ràng những gì liên quan đến máy tính đều mở ra cho người dùng nhiều tùy chọn, tinh chỉnh và khả năng sáng tạo khác nhau. Vì thế, việc tìm hiểu và trang bị những kiến thức cơ bản về computer audio rất cần thiết.

Nhiều lựa chọn như: hệ điều hành, phần mềm, kết nối, phần cứng... làm người dùng lúng túng, khiến họ ngại sử dụng nguồn âm computer. Tuy nhiên, nếu dành thời gian tìm hiểu sẽ nhận thấy computer audio giúp người dùng tinh chỉnh hay “nghịch ngợm” để trải nghiệm và tìm được lựa chọn phù hợp nhất. Ngoài ra, việc phát nhạc bằng máy tính cũng có những hạn chế nhất định. Do không phải là thiết bị chuyên sử dụng cho hi-end audio, nên máy tính không có phần cấp nguồn tốt như đầu CD hi-end. Bên cạnh đó, nhiễu từ tính, crosstalk từ các linh kiện bên trong máy tính là điều không tránh khỏi.

Cấu hình hệ thống
Yêu cầu tối thiểu về hệ thống computer audio gồm các thiết bị phần cứng và phần mềm sau: Máy tính, phần mềm phát nhạc, thiết bị kết nối giữa máy tính và thiết bị nhận tín hiệu audio (thông thường là cáp USB, Firewire), cáp âm thanh và thiết bị giải mã audio nhận tín hiệu số từ máy tính có trang bị cổng USB. Để dễ hình dung hơn, chúng ta có thể so sánh những thiết bị/phần mềm kể trên với hệ thống nguồn phát hi-end audio. Trong đó, máy tính và phần mềm phát nhạc đóng vai trò như bộ cơ digital. Kế đến loại kết nối và cáp âm thanh tương tự việc chọn các liên kết giữa Optical, Coaxial, Toslink… giữa đầu cơ và giải mã DAC. Cuối cùng, tín hiệu từ máy tính sẽ được giải mã qua USB DAC và kết nối đến các thiết bị khuếch đại và phát ra loa.

Lựa chọn máy tính
Laptop
Để bước chân vào thế giới computer audio, người dùng cần chọn loại máy tính phù hợp nhất. Nguồn máy tính có thể tùy chọn giữa laptop hay desktop. Lựa chọn nào cũng có ưu - nhược điểm.

Nhỏ gọn và khả năng di động cao là ưu điểm đáng kể của laptop. Laptop cũng luôn tích hợp sẵn các cổng kết nối cần thiết như USB, Ethernet (cho phép kết nối và nhận dữ liệu từ mạng LAN). Một trong những yêu cầu quan trọng khi sử dụng laptop để phát nhạc số là cấu hình RAM. Dung lượng RAM tối thiểu là 2GB và tối ưu là 8GB. Sở dĩ cần bộ nhớ RAM lớn như vậy là do các phần mềm phát nhạc chuyên dụng như J River Media Center, Amarra, Pure Music không dùng dữ liệu nhạc trực tiếp từ ổ cứng mà chuyển chúng sang bộ nhớ RAM và phát từ RAM. Kỹ thuật này sẽ hạn chế tối đa nhiễu gây ra từ ổ cứng làm ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng âm thanh. Các phần mềm có thể load toàn bộ playlist vào bộ nhớ RAM. Do đó, 2GB RAM vừa dành để phát nhạc, vừa được hệ điều hành sử dụng sẽ nhanh chóng bị sử dụng hết. Khi bộ nhớ RAM bị đầy, máy tính sẽ dùng bộ nhớ ảo. Trong khi bộ nhớ ảo truy xuất thông tin rất chậm khiến ổ cứng hoạt động vất vả hơn, ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh.

Tuy nhiên, người dùng cần lưu ý một số hệ điều hành chỉ cho phép dùng tối đa RAM 4GB như hệ điều hành Windows 32-bit (gồm cả Windows 7). Windows Vista và Windows 7 phiên bản 64-bit tương thích với bộ nhớ RAM từ 8GB đến 192GB. Trong khi đó, hệ điều hành Mac OS X (tùy phiên bản) có thể hỗ trợ tối đa lên đến 16TB RAM.

Với ổ cứng gắn trong, người dùng nên chọn dung lượng tối đa do file HD 192kHz/24-bit có dung lượng cao, ngay cả file lossless rip từ đĩa CD với định dạng WAV và AIFF cũng có dung lượng trung bình 50 MB/bài nhạc. Công nghệ ổ cứng rắn SSD ra đời giúp máy tính hoạt động ổn định hơn, có tốc độ truy/xuất nhanh hơn. Người chơi nên chọn cấu hình máy laptop sử dụng kết hợp ở SSD 128-256GB để chứa hệ điều hành, kết hợp với ổ cứng NAS gắn ngoài để lưu trữ thư viện nhạc.

Desktop (Máy tính để bàn)
Những vấn đề về cổng kết nối, dung lượng RAM ở laptop đều đúng với desktop. Với thiết kế lớn, sở hữu nhiều không gian, việc sử dụng desktop làm nguồn phát computer audio có thể gắn được nhiều ổ cứng, cho phép trang bị những sound-card chất lượng tốt. Có thể trang bị kết hợp nhiều ổ cứng để tăng dung lượng lưu trữ, sử dụng một ổ cứng dung lượng vừa phải để lưu hệ điều hành và các ứng dụng, ổ cứng còn lại có dung lượng lớn dùng để lưu nhạc. Ngoài ra, người chơi còn có thể sử dụng các mainboard hỗ trợ trang bị các dãy ổ cứng chuẩn RAID (dãy đĩa cứng dư thừa độc lập). Chuẩn RAID cho phép chia gói thông tin và lưu trữ, truy/xuất cùng lúc trên nhiều ổ cứng, giúp gia tăng tốc độ truy cập và backup dữ liệu an toàn. Hiện tại, ổ cứng dãy chuẩn RAID 5 được sử dụng nhiều nhất.

Desktop cho phép trang bị các sound-card chất lượng tốt. Hiện nay, hai sound-card tốt nhất là Lynx AES16 và RME HDSP AES-32. Các card sound này hỗ trợ tần số lấy mẫu 192kHz và có cổng clock ngoài, cho phép dùng kết hợp các bộ clock hi-end.

Hệ điều hành thích hợp nhất
Việc chọn hệ điều hành được hầu hết audiophile đặt lên hàng đầu. Câu trả lời chính xác nhất là không có hệ điều hành tốt nhất, do Windows, Mac OS, Linux được làm ra để phát nhạc số. Vì thế, người dùng cần hiệu chỉnh để tối ưu hóa khi sử dụng. Người dùng nên bắt đầu với hệ điều hành đã sử dụng quen thuộc và cảm thấy thoải mái nhất. Khi sử dụng máy tính để phát nhạc, làm music server, tốt nhất nên để máy hoạt động ở chế độ “trơ”. Không dùng phần mềm duyệt web, không cài trò chơi, nhất là không sử dụng trình bảo vệ, quét virus. Bởi các phần mềm này thường chiếm nhiều tài nguyên của máy tính, ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh.

Mac OS X
Hệ điều hành này cho phép tinh chỉnh đơn giản, thân thiện và có khả năng xuất tín hiệu digital bit-perfect (tín hiệu có bit-rate đồng nhất giữa nguồn và phát). Hiện nay, Snow Leopard (phiên bản Lion sẽ xuất hiện trong tháng 7/2011) là hệ điều hành Mac OS X 64-bit, sử dụng phần mềm iTunes với khả năng sắp xếp, lưu trữ thư viện âm nhạc trực quan và dễ sử dụng. Ngoài ra, Mac OS còn nổi tiếng về khả năng ổn định và có rất ít virus máy tính.

Tiện ích đáng kể khi dùng Mac OS là người dùng có thể đồng hóa, dùng iPod/iPad/iPhone với phần mềm Apple Remote để chọn và phát nhạc. Hai phần mềm phát nhạc chuyên dùng cho Mac OS là Amarra và Pure Music đều tương thích, có thể hoạt động song song mà vẫn giữ nguyên giao diện quen thuộc của trình iTunes.
Microsoft Windows

Ưu điểm của Windows chính là sự phổ biến của hệ điều hành này. Hiện nay, Vista và Windows 7 là phiên bản Windows phổ biến. Tuy nhiên, với audiophiles, phiên bản XP lại được ưa chuộng hơn nhờ tính ổn định và dễ sử dụng. Chúng ta cần lưu ý chỉ những phiên bản Windows 64-bit mới hỗ trợ trang bị bộ nhớ RAM có dung lượng lớn hơn 4GB. Nếu Mac OS chỉ có một số lựa chọn về phần mềm phát nhạc, thì với tính phổ dụng Windows có nhiều phần mềm phát nhạc khác nhau. Hiện nay, con số này vẫn tiếp tục gia tăng.

Linux
Hệ điều hành mở Linux có những phiên bản khác nhau như: Ubuntu, Red Hat, Debian... Hầu hết phiên bản hiện tại của Linux phù hợp để phát nhạc số. Việc cài đặt và sử dụng Linux không dành cho người không chuyên khi đòi hỏi phải có kiến thức nhất định về phần mềm. Nhưng nếu người dùng chuyên về Linux, thì có thể cải biên và tối ưu hóa để tạo nên phiên bản Linux chỉ sử dụng duy nhất cho mục đích làm nguồn phát computer audio.

Tối ưu hóa hoạt động của hệ điều hành
Khi sử dụng laptop, người dùng nên sử dụng nguồn từ adapter thay vì dùng nguồn chạy pin. Vì sử dụng nguồn chạy từ pin, điện nguồn cung cấp sẽ không ổn định, ảnh hưởng đến chất lượng trình diễn. Bên cạnh đó, tùy chỉnh về tiết kiệm năng lượng (Energy Saving Option) cũng ảnh hưởng đến nguồn âm computer audio. Tốt nhất nên hiệu chỉnh chế độ hoạt động của máy ở mức tối đa và không dùng các thủ thuật tiết kiệm năng lượng.

Người dùng cần gỡ bỏ các trình bảo vệ máy tính (diệt Virus/Spyware...). Do phần mềm này chiếm nhiều tài nguyên CPU và bộ nhớ, nên không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng trình diễn mà đôi khi còn khiến nhạc phát ra bị lắp hoặc ngừng hẳn.

Nguyên tắc luôn đúng: bộ nhớ RAM càng nhiều, nhạc càng hay.

Những hiệu chỉnh cho ngư ời dùng hệ điều hành Mac OS X
Hệ điều hành Mac OS X sử dụng trình phát nhạc iTunes có khả năng quản lý mạnh mẽ và trực quan. Tuy nhiên, nhược điểm của iTunes là không tự thay đổi tần số lấy mẫu tương ứng với track nhạc. Chẳng hạn: mặc định các track nhạc phát từ CD có tần số lấy mẫu chuẩn theo tiêu chuẩn Red Book 44,1kHz, nhưng với file nhạc HD download từ HDTracks có tần số lấy mẫu lên đến 96kHz. Để iTunes có thể phát file này với đúng tần số lấy mẫu, người chơi phải tự chọn tần số output trong Audio Midi Set-up tương ứng với tần số này là 96kHz. Nếu không, iTunes sẽ tự giảm tần số của file từ 96kHz xuống còn 44,1kHz. Như thế, chất lượng âm thanh sẽ giảm theo. Cho nên, người dùng phải dùng thêm phần mềm phát nhạc chạy song song và kết hợp với iTunes. Hiện nay, hai phần mềm được đánh giá cao nhất là Amara và Pure Music Player.

Hiệu chỉnh cho Mac OS
Chọn Application > Utilites > Audio Midi Setup. Để ngăn chặn những âm báo alert phiền toái, chọn Bult-in Output, mục có biểu tượng hình vuông mặt cười Macintosh, giảm âm lượng ở mục 1 và 2 xuống mức thấp nhất.

Khi kết nối với thiết bị USB DAC, tên thiết bị sẽ xuất hiện ở mục này, click chuột phải và chọn Use this device for sound output.

Hiệu chỉnh iTunes
Thực chất, trình iTunes không cần hiệu chỉnh cũng đạt được yêu cầu truy xuất âm thanh với bit rate hoàn thiện. Những hiệu chỉnh dưới đây giúp tối ưu hóa trình iTunes trong việc rip nhạc và bỏ các hiệu ứng có thể ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh.

Kỹ thuật số hóa nguồn nhạc từ đĩa CD hay tạo thư viện nhạc chất lượng cao từ nguồn CD sẵn có được hầu hết audiophiles quan tâm. Hiện nay, rip nhạc từ CD sẽ được lưu ở các file có định dạng không nén phổ biến nhất là các chuẩn AIFF, WAV, Apple Lossles, APE... Trong đó, AIFF là chuẩn được đánh giá cao nhất, cho chất lượng âm thanh tốt, tích hợp thông tin về album như: bìa, tên ca sĩ, nhạc sĩ...

Tại thẻ General (trong Prefereces): chọn Import Settings, mục Import Using chọn AIFF Encoder, mục Setting chọn Automatic.

Ở thẻ Playback (trong Preferences): luôn đảm bảo hai mục Sound Enhancer và Sound Check không đánh dấu chọn, giúp tín hiệu output duy trì ở chuẩn bit-perfect.

Hiệu chỉnh âm sắc trong iTunes sẽ làm giảm chất lượng âm thanh. Chọn Window > Equalizer. Bỏ chọn mục Preamp, chọn chế độ Flat.

Hiệu chỉnh với trình Amarra
Giảm âm lượng trong giao diện iTunes đến mức thấp nhất. Volume của Amarra đặt ở mức cao nhất. Ba khung hiển thị các thông tin file format, clock source, tần số lấy mẫu, tên thiết bị out-put, thời gian... phải ở trạng thái hiển thị.

Lưu ý, trong một số trường hợp đặc biệt, âm lượng của iTunes bị phần mềm Amarra đẩy lên mức tối đa, gây nên hiện tượng vọng tiếng (echo) khi phát nhạc. Cách xử lý rất đơn giản, chỉ cần giảm âm lượng iTunes về mức thấp nhất.

Hiệu chỉnh với trình Pure Music
Khi sử dụng trình Pure Music, việc đầu tiên cần làm là quay lại phần hiệu chỉnh Audio Midi Setup. Thay vì chọn USB DAC là thiết bị phát Sound output, chúng ta sẽ trở về default Bultin Output.

Trong Pure Music, chọn Prefs > Advanced Audio Setup. Tại thẻ Device Selection, chọn thiết bị USB DAC được kết nối trong mục Output Device, chọn tần số mẫu mức cao nhất có thể. Mục Limit Rate chọn 384kHz.

Trong mục Advanced Audio Setup, the Device Selection, đánh dấu mục Enable Exclusive Access (“Hog” Mode). Tùy chỉnh này cho phép Pure Music sử dụng tối đa tài nguyên của máy tính.

Những hiệu chỉnh khi sử dụng hệ điều hành Windows
Với hệ điều hành Windows OS, 4 trình phát nhạc thông dụng nhất hiện là J River Media Center v16, Foobar2000 v1, Media Monkey v3 và iTunes v10. Trong đó, J River 16 (50 USD) được đánh giá cao nhất về chất lượng âm thanh cũng như khả năng tương thích với các định dạng nhạc số.

Hiệu chỉnh dành cho Windows XP
Dù Windows XP là hệ điều hành thế hệ cũ, nhưng do tính ổn định cao mà nhiều ngành vẫn sử dụng. Đó cũng là phần mềm được nhiều audiophiles ưa thích khi sử dụng máy tính làm nguồn âm. Hiệu chỉnh duy nhất dành cho Windows XP là dẫn tín hiệu từ trình phát nhạc đến thẳng cổng output mà không thông qua trình Kmixer - vốn là nguyên nhân chính gây nhiễu tín hiệu âm thanh. Setup này được thực hiện đơn giản bằng cách sau: Vào menu Control Panel > Sounds and Audio Devices, chọn thẻ Hardware, thiết bị USB DAC kết nối sẽ xuất hiện trên danh sách này.

Chọn mục Properties, chọn thẻ Properties, trong Click vào dấu “+” phía trước Audio Devices danh sách thiết bị Audio Devices sẽ xuất hiện bên dưới, chọn USB Audio Device, đánh dấu vào mục “Do not map through this device”, chọn OK và khởi động lại máy tính.

Hiệu chỉnh dành cho Windows Vista và Windows 7
Thay vì hiệu chỉnh đơn giản như Windows XP, với phiên bản Vista và Windows 7, người dùng cần thay đổi một số set-up ở Control Panel, hiệu chỉnh riêng cho từng phần mềm phát nhạc, đồng thời sử dụng thêm các plug-in để đạt chuẩn bit-perfect.

Đầu tiên là hiệu chỉnh ở Control Panel. Vào Control Panel > Sound, click chọn thiết bị USB DAC, chọn Properties. Trong cửa sổ Properties, chọn thẻ Enhancements, đánh dấu mục Disable all enhancements. Sau đó, chọn thẻ Advanced, trong mục Default Format chọn 24-bit 96000Hz và đánh dấu cả hai mục Allow application to take exclusive control of this device và Give exclusive mode applications priority.

Để tránh ảnh hưởng nhiễu bit và tần số lấy mẫu do tín hiệu âm thanh di chuyển bị gián đoạn và làm chậm bởi những xử lý từ hệ điều hành mà cụ thể là Kmixer, chúng ta cần dẫn tín hiệu trực tiếp từ phần mềm phát nhạc đến cổng output và kết nối với thiết bị audio đầu cuối mà cụ thể là USB DAC. Người dùng hệ điều hành Windows Vista/Windows 7 phải chọn một trong các plug-in “dẫn đường” sau: ASIO, ASIO4ALL, WASAPI, DirectSound và Wave Out.

Hiệu chỉnh J River
Hiện nay, J River Media Center 16 là phần mềm phát nhạc tốt nhất dành cho người dùng Windows. Để tối ưu hóa chất lượng trình diễn âm thanh của phần mềm này, người dùng cần thực hiện các hiệu chỉnh khác nhau ứng với các plug-in dẫn khác nhau. Chúng tôi chọn hiệu chỉnh J River Media Center sử dụng plug-in WASAPI Event Style (đây là một trong các plug-in được tích hợp sẵn khi download J River Media Center).

Sau khi download J River Media Center, chọn menu Tools -> Option. Trong cửa sổ Option, ở cột trái click chọn mục audio. Ở cửa sổ bên phải, mục Output Mode chọn WASAPI
- Event Style. Dưới dòng Output Mode sẽ có mục Output Mode Setting. Sau khi Click chọn, cửa sổ WASAPI Settings sẽ xuất hiện. Trong cửa sổ này, ổ mục Device phải hiển thị thiết bị audio USB DAC được kết nối. Đánh dấu chọn Open device for exclusive access. Với mục Hardware buffering size, chọn mức 100 miliseconds.

Để tham khảo những hiệu chỉnh cho các phần mềm chơi nhạc khác như: Foobar, MediaMokey... ứng với chọn và hiệu chỉnh các plug-in dẫn khác nhau, có thể tìm hiểu thêm ở các website sau: www.computeraudiophile.com, www.ayre.com/usb.htm, www.dcsltd.co.uk/page/assets/dCS_Guide_to_Computer_Audio.pdf.

Tuấn Lương - Hifivietnam

Kỹ thuật sắp đặt loa siêu trầm

Việc sắp đặt loa siêu trầm (subwoofer) trong hệ thống âm thanh để nghe tiếng bass đầy đặn hơn cũng khá đơn giản, cái khó là làm sao cho âm bass của nó kết hợp hài hòa với âm thanh của các loa khác.

Do cấu trúc đặc biệt của subwoofer nên tiếng bass của nó nghe khác so với tiếng bass cột hay bookself. Loa siêu trầm được thiết kế để tạo ra nhiều âm trầm thấp nhất của dải tần với tốc độ chậm, chứ không phải những tiếng trầm chi tiết, nhanh gọn, rõ ràng như ở các loa bass thông thường. Nếu được sắp đặt hợp lý, âm thanh sẽ trở nên nhẹ nhàng, êm ái, không quá mạnh mẽ; ngược lại thì tiếng rất nặng nề, mệt mỏi, gượng gạo.

Tính hài hòa giữa loa siêu trầm và toàn bộ hệ thống sẽ dễ đạt hơn khi bạn mua trọn bộ hệ thống loa từ cùng một nhà sản xuất vì chúng sẽ hợp tác với nhau nhịp nhàng hơn. Nếu bạn vẫn lựa chọn loa siêu trầm của một nhà sản xuất khác, hãy dùng một số núm điều khiển trên loa để phối hợp âm thanh siêu trầm với âm thanh toàn hệ thống.

Thông thường, trên bảng điều khiển của loa sub có một vài nút điều chỉnh, có tên: nút chỉnh âm lượng, nút điều khiển tần số cắt, nút điều chỉnh pha (phase). Mỗi nút có một đặc điểm riêng

Nút chỉnh âm lượng có tác dụng chỉnh âm lượng (cường độ âm thanh) phát ra từ subwoofer. Chỉnh nút này quá lớn, tiếng siêu trầm sẽ lấn lướt, gây ra quá nhiều trầm, nghe nặng nề. Chỉnh quá nhỏ, hiệu quả của sub tạo ra sẽ không rõ ràng.

Nút điều khiển tần số cắt để đặt tần số cắt cho loa. Tần số cắt là tần số tại đó diễn ra sự chuyển giao âm thanh giữa loa siêu trầm và các loa còn lại. Các tần số dưới tần số cắt sẽ được loa siêu trầm đảm trách. Nếu bạn chỉnh tần số cắt quá thấp thì dải âm sẽ xuất hiện một khoảng bị "hẫng", ở đó có những tần số bị "bỏ rơi", không loa nào chịu trách nhiệm. Đặt tần số cắt cho loa siêu trầm quá cao cũng khiến cho việc kết hợp giữa các loa không đồng bộ. Do vậy, tìm ra đúng tần số cắt cho loa siêu trầm là rất quan trọng để có được sự hài hòa trong âm thanh toàn hệ thống. Hầu hết sách hướng dẫn sử dụng loa loại này đều hướng dẫn người dùng cách cài tần số cắt. Thông thường, tần số cắt của loa siêu trầm càng thấp thì càng tốt.

Nút điều chỉnh pha (phase) có dạng một công tắc gạt hoặc một chiết áp. Bạn hãy tưởng tượng hai sóng âm phát ra cùng một lúc từ loa siêu trầm và loa toàn dải. Vì nhiều lý do, hai sóng âm này có thể bị lệch pha, hoặc ngược pha. Núm điều chỉnh pha sẽ giúp làm trễ sóng của loa siêu trầm để phát ra cùng lúc với sóng loa thường. Khi có sự trùng pha giữa các sóng âm, âm thanh sẽ trở nên thống nhất, hài hòa hơn. 

Để điều chỉnh cho sóng âm trùng pha nhau, bạn có thể ngồi nghe rồi nhờ một người chỉnh núm phase cho tới khi bạn thấy tiếng bass mềm nhất. Mặc dù âm thanh siêu trầm hầu như không có hướng tính, nhưng vị trí của loa siêu trầm cũng ảnh hưởng đến lượng tiếng bass cũng như khả năng phối hợp giữa tiếng loa siêu trầm và loa khác trong hệ thống. Đặt đúng chỗ, dải trầm sẽ trở nên trong trẻo, chắc chắn, linh hoạt và dứt khoát, đồng thời tiếng loa sẽ khớp với toàn bộ âm thanh còn lại. Song, nếu đặt không đúng chỗ, nó sẽ phát ra những tiếng bass nặng nề, chậm chạp, thiếu chi tiết... và bạn sẽ cảm thấy subwoofer và các loa còn lại trình diễn rời rạc, chả có gì ăn nhập với nhau. Nếu bạn muốn nghe tiếng siêu trầm mạnh và rõ hơn, hãy đặt nó gần chỗ ngồi nghe vì âm thanh khi ấy sẽ đi thẳng đến tai nghe nhiều hơn, bạn không phải nghe âm thanh phản xạ.

Một điều nên lưu ý nữa, loa siêu trầm không nên đặt chính giữa hai bức tường. Ví dụ: phòng rộng 6 m, bạn không nên đặt loa cách mỗi tường 3 m. Tương tự, không nên đặt loa siêu trầm trong góc phòng với khoảng cách đều nhau từ loa tới hai bức tường bên.

 (Theo Nghe Nhìn)

Lossless ( APE, FLAC, WAVE LOSSLESS ) là gì ?

Lossless được hiểu một cách nLossless ( APE, FLAC, WAVE LOSSLESS ) là gì ?

Lossless được hiểu một cách nôm na nhất là nguồn âm thanh chất lượng cao, khi ghi ra đĩa CD sẽ được những album gần với đĩa gốc nhất, tuy dung lượng cao nhưng chất lượng rất tuyệt vời.

Hiểu theo nghĩa vui : Loss là mất, Less là ít. Nghĩa là nhạc ít mất đi chất lượng từ đĩa gốc.

 Bài viết sẽ diễn giải các thuật ngữ về âm thanh cũng như về các kĩ thuật nén âm thanh như lossless (nén giữ nguyên chất lượng như APE, FLAC...) hay lossy (nén mất dữ liệu như MP3, WMA) cũng như các phần mềm chơi nhạc Lossless.

 1. Âm Thanh số là gì ?

2. Lossy compression (nén mất dữ liệu)

3. Lossless Compression (Nén không mất dữ liệu)

4. Hoạt động của việc ghi CD nhạc

5. Hoạt động của việc nén CD nhạc tổng hợp

6. Phần mềm chơi nhạc Lossless

 

1. Âm Thanh Số :

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 sine 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 cần đúng nhất hình dạng sóng sine”) . 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.

 

2. Lossy compression ( nén mất dữ liệu , MP3 - WMA.... )

Với sự phát triển của PC và internet, nhu cầu chia sẻ thông tin và nhạc càng ngày càng đc đòi hỏi cao. Nhưng người ta không thể nào gửi cả album nhạc đến 700Mb qua internet với tốc độ èo uột 56kps thời đấy được. Do đó các nhóm nghiên cứu, các tổ chức, và nhiều công ty khác nhau đã cố gắng tìm ra những định dạng âm thanh mới sử dụng những thuật toán riêng để nhằm giảm bớit dung lượng dữ liệu cần đề diễn tả âm thanh gốc cùng lúc đó cố gắng giữ cho âm thanh gần với âm thanh gốc nhất.

Có rất nhiều định dạng khác nhau đã ra đời như mp3, wma, aac, ogg, mpc, atrac, … Chúng hoạt động gần giống nhau nhưng mỗi định dạng có 1 thuật toán khác nhau để xác định xem giữ lại mẫu âm thanh nào, bỏ mẫu âm thanh nào, hoặc điều chỉnh mẫu âm thanh thế nào.

Thế thì tại sao lại có thể bỏ, hoặc giữ? Vì theo lí thuyết tai con người sẽ rất khó nhận ra sự hiện diện của 1 tần số âm thanh nhất định nào đó (có thể là quá 20Khz). Việc bỏ đi 1 phần dữ liệu âm thanh này giúp cho các định dạng âm thanh mất dự liệu như Mp3 có thể giảm dữ liệu cần thiết để diễn tả 1 lần lấy mẫu (sẽ ít hơn rất nhiều so với 16bit cho 44100 lần 1 giây như của âm thanh gốc).

Ngoài ra các định dạng âm thanh này còn tạo ra những âm thanh giả nhằm đắp vào những phần nó đã loại bỏ, điều này là thực sự không thể chấp nhận đc, nó tạo ra những âm thanh ta hay gọi là “éo éo” hoặc vang hoặc méo hẳn so với âm chuẩn, đ/v những file đc nén với bitrate càng thấp thì hiện tượng này xảy ra càng nhiều (ví dụ điển hình nhất: bạn hãy nghe thử 1 đoạn khán giả vỗ tay của 1 file mp3 và 1 track trong CD gốc hoặc 1 file nén không mất dữ liệu (lossless) sẽ ngay lập tức nhận ra. Vì sao tiếng vỗ tay lại gây ra nhiều vấn đề như vậy ? Bởi vì tiếng vỗ tay là 1 âm thanh hỗn hợp ngẫu nhiên, nếu trong âm thanh chuẩn gốc nó sẽ đc diễn ta đầy đủ, thế nhưng với âm thanh nén, định dạng nén buộc phải “ép” bitrate của mình vào khoảng cho phép do đó nó tạo ra những âm thanh vỗ tay đều đều nhau rất ít sự khác biệt hoặc bị hiệu ứng vang).

Chúng ta thường thấy rằng MP3 hay được nén với bitrate là 128, hoặc 192, hoặc 320 kilobit 1 giây (kbps) . Bạn có thể nhận thấy rằng nó chỉ bằng 1/10 so với biterate của WAV (1411kbps) đó là lí do tại sao 1 phút nhạc MP3 128kbps chỉ tốn khoảng 1Mb.

 Đúng là trong 1 số trường hợp nhất định, hoặc 1 dạng âm thanh/nhạc nào đó, sẽ rất khó phân biệt sự khác nhau giữa âm thanh gốc và MP3. Bên cạnh đó các thuật toán nén của các định nhạc mất dữ liệu đã được cải thiện rất nhiều. Thế nhưng không có gì hoàn hảo, và chắc chắn cái gì đã mất đi thì sẽ làm cho nó hỏng đi. Đặc biệt là âm thanh. Đối với những album nhạc như vocal, nhạc cụ, hay đặc biệt là cổ điển thì đây là 1 tai họa, vì với những album nhạc này, thường những nhạc cụ được sử dụng hoặc giọng hát có tần số âm thanh rất cao hay rất trầm do đó rất nhiều dự liệu đã bị loại bỏ hoặc điều chỉnh khác đi so với thực tế.

MP3, âm thanh nén, nhiều người cho rằng chỉ thích hợp với nhạc pop hoặc các dạng nhạc bình thường khác.

 

3. Lossless Compression ( Nén không mất dữ liệu : FLAC, APE)

Trong công việc hàng ngày với máy tính, hẳn không ít lần bạn đã nén 1 file tài liệu gửi cho đồng nghiệp. Có thể bạn đã sử dụng Zip hoặc Rar làm định dạng nén.

File tài liệu được bạn nén sau khi qua Zip hoặc Rar sẽ trở nên nhỏ hơn rất nhiều nhưng khi người nhận nhận được file, họ sẽ giải nén và có được file tài liệu gốc mà bạn đã tạo. Vậy Zip và Rar đã làm gì ? Nói đơn giản, đó là những thuật toán nhằm tìm ra những quy luật lặp của dữ liệu từ đó tìm 1 cách hiển thị khác tối ưu hơn, tốn ít dữ liệu hơn. (ví dụ ta có chuỗi: aaaaa bbbbbbb aaa 11111 , bạn thấy rằng cách diễn giải tốt hơn nhiều mà tốn ít chữ hơn là ax5 bx7 ax3 1×5). Đấy là 1 ví dụ rất đơn giản để bạn hiểu, còn thì nó phức tạp hơn rất nhiều .

Như vậy khi người nhận nhận file và giải nén, Zip và Rar đóng nhiệm vụ sử dụng những chuỗi dữ liệu nén đấy tập hợp và tạo lại file gốc ban đầu.

Đó cũng là mục đích của định dạng âm thanh nén không mất dữ liệu (lossess). Với cấu trúc trên của zip hoặc rar thì bạn có thể thấy rõ rằng đối với lossless audio, nó lấy đầu vào là âm thanh gốc của CD, cố gắng tìm ra những quy luật âm thanh và nén nó lại. Việc nén lại này là không cao vì dữ liệu âm thanh rất đa dạng và sử dụng nhiều dữ liệu. Hiện tại mức độ nén cao nhất có thể của kĩ thuật nén không mất dữ liệu là bằng khoảng 1/3 dung lượng gốc của âm thanh gốc. Do đó mỗi album lossless sẽ có dung lượng khoảng 200 đến 300 Mb.

Khi giải nén hoặc khi nghe lossless điều chắc chắn ta đạt được đó chính là tín hiệu gốc của âm thanh CD (44.1Khz, 16bit, 1411Kbps) . Điều này là cứu nhân cho mọi người yêu âm nhạc luôn đòi hỏi âm thanh trung thực nhưng không có điều kiện có CD gốc hoặc muốn sử dụng máy tính làm nơi lưu trữ albums.

4. 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 được 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 ? đã có câu trả lời tại sao.

5. 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 ko muốn nói là tất cả những đĩa nhạc copy (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. tôi 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 được 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 đc fát 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.

6. Phần mềm chơi nhạc Lossless:

Phần mềm hay nhất hiện nay trong thú chơi nhạc lossless đó là foobar2000.Đây là phần mềm nhỏ gọn, dễ tùy biến và rất nổi tiếng trong việc sử dụng để nghe nhạc lossless. Chúc các bạn vui vẻ và tìm được cảm xúc của chính mình khi thưởng thức lossless qua foobar2000.ôm na nhất là nguồn âm thanh chất lượng cao, khi ghi ra đĩa CD sẽ được những album gần với đĩa gốc nhất, tuy dung lượng cao nhưng chất lượng rất tuyệt vời.
Hiểu theo nghĩa vui : Loss là mất, Less là ít. Nghĩa là nhạc ít mất đi chất lượng từ đĩa gốc.

Bài viết sẽ diễn giải các thuật ngữ về âm thanh cũng như về các kĩ thuật nén âm thanh như lossless (nén giữ nguyên chất lượng như APE, FLAC...) hay lossy (nén mất dữ liệu như MP3, WMA) cũng như các phần mềm chơi nhạc Lossless.

1. Âm Thanh Số :
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 sine 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 cần đúng nhất hình dạng sóng sine”) . 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.

2. Lossy compression ( nén mất dữ liệu , MP3 - WMA.... )
Với sự phát triển của PC và internet, nhu cầu chia sẻ thông tin và nhạc càng ngày càng đc đòi hỏi cao. Nhưng người ta không thể nào gửi cả album nhạc đến 700Mb qua internet với tốc độ èo uột 56kps thời đấy được. Do đó các nhóm nghiên cứu, các tổ chức, và nhiều công ty khác nhau đã cố gắng tìm ra những định dạng âm thanh mới sử dụng những thuật toán riêng để nhằm giảm bớit dung lượng dữ liệu cần đề diễn tả âm thanh gốc cùng lúc đó cố gắng giữ cho âm thanh gần với âm thanh gốc nhất.
Có rất nhiều định dạng khác nhau đã ra đời như mp3, wma, aac, ogg, mpc, atrac, … Chúng hoạt động gần giống nhau nhưng mỗi định dạng có 1 thuật toán khác nhau để xác định xem giữ lại mẫu âm thanh nào, bỏ mẫu âm thanh nào, hoặc điều chỉnh mẫu âm thanh thế nào.
Thế thì tại sao lại có thể bỏ, hoặc giữ? Vì theo lí thuyết tai con người sẽ rất khó nhận ra sự hiện diện của 1 tần số âm thanh nhất định nào đó (có thể là quá 20Khz). Việc bỏ đi 1 phần dữ liệu âm thanh này giúp cho các định dạng âm thanh mất dự liệu như Mp3 có thể giảm dữ liệu cần thiết để diễn tả 1 lần lấy mẫu (sẽ ít hơn rất nhiều so với 16bit cho 44100 lần 1 giây như của âm thanh gốc).
Ngoài ra các định dạng âm thanh này còn tạo ra những âm thanh giả nhằm đắp vào những phần nó đã loại bỏ, điều này là thực sự không thể chấp nhận đc, nó tạo ra những âm thanh ta hay gọi là “éo éo” hoặc vang hoặc méo hẳn so với âm chuẩn, đ/v những file đc nén với bitrate càng thấp thì hiện tượng này xảy ra càng nhiều (ví dụ điển hình nhất: bạn hãy nghe thử 1 đoạn khán giả vỗ tay của 1 file mp3 và 1 track trong CD gốc hoặc 1 file nén không mất dữ liệu (lossless) sẽ ngay lập tức nhận ra. Vì sao tiếng vỗ tay lại gây ra nhiều vấn đề như vậy ? Bởi vì tiếng vỗ tay là 1 âm thanh hỗn hợp ngẫu nhiên, nếu trong âm thanh chuẩn gốc nó sẽ đc diễn ta đầy đủ, thế nhưng với âm thanh nén, định dạng nén buộc phải “ép” bitrate của mình vào khoảng cho phép do đó nó tạo ra những âm thanh vỗ tay đều đều nhau rất ít sự khác biệt hoặc bị hiệu ứng vang).
Chúng ta thường thấy rằng MP3 hay được nén với bitrate là 128, hoặc 192, hoặc 320 kilobit 1 giây (kbps) . Bạn có thể nhận thấy rằng nó chỉ bằng 1/10 so với biterate của WAV (1411kbps) đó là lí do tại sao 1 phút nhạc MP3 128kbps chỉ tốn khoảng 1Mb.

Đúng là trong 1 số trường hợp nhất định, hoặc 1 dạng âm thanh/nhạc nào đó, sẽ rất khó phân biệt sự khác nhau giữa âm thanh gốc và MP3. Bên cạnh đó các thuật toán nén của các định nhạc mất dữ liệu đã được cải thiện rất nhiều. Thế nhưng không có gì hoàn hảo, và chắc chắn cái gì đã mất đi thì sẽ làm cho nó hỏng đi. Đặc biệt là âm thanh. Đối với những album nhạc như vocal, nhạc cụ, hay đặc biệt là cổ điển thì đây là 1 tai họa, vì với những album nhạc này, thường những nhạc cụ được sử dụng hoặc giọng hát có tần số âm thanh rất cao hay rất trầm do đó rất nhiều dự liệu đã bị loại bỏ hoặc điều chỉnh khác đi so với thực tế.
MP3, âm thanh nén, nhiều người cho rằng chỉ thích hợp với nhạc pop hoặc các dạng nhạc bình thường khác.

3. Lossless Compression ( Nén không mất dữ liệu : FLAC, APE)
Trong công việc hàng ngày với máy tính, hẳn không ít lần bạn đã nén 1 file tài liệu gửi cho đồng nghiệp. Có thể bạn đã sử dụng Zip hoặc Rar làm định dạng nén.
File tài liệu được bạn nén sau khi qua Zip hoặc Rar sẽ trở nên nhỏ hơn rất nhiều nhưng khi người nhận nhận được file, họ sẽ giải nén và có được file tài liệu gốc mà bạn đã tạo. Vậy Zip và Rar đã làm gì ? Nói đơn giản, đó là những thuật toán nhằm tìm ra những quy luật lặp của dữ liệu từ đó tìm 1 cách hiển thị khác tối ưu hơn, tốn ít dữ liệu hơn. (ví dụ ta có chuỗi: aaaaa bbbbbbb aaa 11111 , bạn thấy rằng cách diễn giải tốt hơn nhiều mà tốn ít chữ hơn là ax5 bx7 ax3 1×5). Đấy là 1 ví dụ rất đơn giản để bạn hiểu, còn thì nó phức tạp hơn rất nhiều .
Như vậy khi người nhận nhận file và giải nén, Zip và Rar đóng nhiệm vụ sử dụng những chuỗi dữ liệu nén đấy tập hợp và tạo lại file gốc ban đầu.
Đó cũng là mục đích của định dạng âm thanh nén không mất dữ liệu (lossess). Với cấu trúc trên của zip hoặc rar thì bạn có thể thấy rõ rằng đối với lossless audio, nó lấy đầu vào là âm thanh gốc của CD, cố gắng tìm ra những quy luật âm thanh và nén nó lại. Việc nén lại này là không cao vì dữ liệu âm thanh rất đa dạng và sử dụng nhiều dữ liệu. Hiện tại mức độ nén cao nhất có thể của kĩ thuật nén không mất dữ liệu là bằng khoảng 1/3 dung lượng gốc của âm thanh gốc. Do đó mỗi album lossless sẽ có dung lượng khoảng 200 đến 300 Mb.
Khi giải nén hoặc khi nghe lossless điều chắc chắn ta đạt được đó chính là tín hiệu gốc của âm thanh CD (44.1Khz, 16bit, 1411Kbps) . Điều này là cứu nhân cho mọi người yêu âm nhạc luôn đòi hỏi âm thanh trung thực nhưng không có điều kiện có CD gốc hoặc muốn sử dụng máy tính làm nơi lưu trữ albums.

4. 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 được 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 ? đã có câu trả lời tại sao.

5. 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 ko muốn nói là tất cả những đĩa nhạc copy (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. tôi 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 được 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 đc fát 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.