• Thứ Ba, 05/09/2006 07:17 (GMT+7)

    MP3... không chỉ có MP3!

    Chọn dạng file nhạc nào cho máy nghe nhạc MP3? Lạ! Máy nghe nhạc MP3 thì đương nhiên là chơi file nhạc MP3 rồi. Nhưng sự việc không đơn giản như vậy, không phải vô cớ mà trên thị trường xuất hiện ngày càng nhiều máy nghe nhạc MP3 hỗ trợ đồng thời nhiều dạng file nhạc khác như WMA, OGG...

    Chọn dạng file nhạc nào cho máy nghe nhạc MP3? Lạ! Máy nghe nhạc MP3 thì đương nhiên là chơi file nhạc MP3 rồi. Nhưng sự việc không đơn giản như vậy, không phải vô cớ trên thị trường xuất hiện ngày càng nhiều máy nghe nhạc MP3 hỗ trợ đồng thời nhiều dạng file nhạc khác như WMA, OGG... và người ta kháo nhau là các dạng này có thể nén dung lượng file nhạc nhỏ hơn MP3 tới một nửa hay hơn. Quả là thông tin đáng quan tâm đối với những người sở hữu máy MP3 có dung lượng bộ nhớ khiêm tốn (nhất là ĐTDĐ có chức năng nghe nhạc MP3).

    MP3 quá phổ biến. Nghe đến "MP3" là người ta nghĩ ngay đến "file nhạc". Người am hiểu kỹ thuật thì biết đây là dạng "nén" cho phép chứa đến hàng trăm bài nhạc trên 1 đĩa CD với chất lượng âm thanh "tương đương" CD nhạc gốc (thường chỉ chứa khoảng chục bài nhạc). "Tương đương" là từ ngữ được dùng bởi các nhà công nghệ và các công ty hậu thuẫn định dạng này, thực ra MP3 không thể hiện hoàn toàn chính xác âm thanh của CD nhạc gốc (nhờ vậy mà các đĩa CD nhạc vẫn bán được!).

    Để có được file nhạc với kích thước nhỏ, MP3 sử dụng thuật toán để mã hoá và tái tạo track nhạc trên CD, loại bỏ một số âm thanh "ít quan trọng" - những âm thanh mà tai người thường không cảm thụ được (ví dụ như âm thanh nằm ngoài dải tần 20-20.000 Hz). Các định dạng âm thanh nén khác cũng sử dụng cách thức tương tự, chỉ khác nhau về thuật toán (được gọi là "codec").

    Nén mất và không mất

     

    Nén CD nhạc theo định dạng "lossy"

     

    Hình 1

    Cách thức nén của MP3 và các định dạng cạnh tranh như AAC, WMA, RealAudio, OGG Vorbis, Musepack được gọi là nén "mất" (lossy) vì làm mất hay thay đổi một số thông tin âm thanh gốc. Nhìn chung, các định dạng âm thanh "lossy" phổ biến hiện nay không chênh lệch nhau nhiều về mức độ nén (xem hình 1). Nhưng có một điểm xin lưu ý, vì là dạng nén "mất" (mỗi định dạng mất mỗi kiểu khác nhau) nên khi chuyển từ định dạng này sang định dạng khác thì khả năng mất thông tin (âm thanh gốc) càng nhiều. Vì vậy dù có những công cụ chuyển đổi định dạng âm thanh tốt như dBPowerAMP Music Converter, bạn cũng đừng ham cái này (định dạng) mà bỏ cái kia, trừ khi bạn có trong tay CD gốc hay file nhạc nén dạng "không mất".

    Khác với dạng nén "mất", nén "không mất" (lossless) giữ gần như nguyên vẹn âm thanh gốc (tương tự dạng nén file Zip) nhưng cái giá phải trả là "nén" chẳng được bao nhiêu (xem hình 2). Việc chuyển qua lại giữa các định dạng âm thanh "lossless" hầu như không làm mất thông tin (âm thanh gốc).

    Nén CD nhạc theo định dạng "lossless"

     

    Hình 2

     

    Trong nhóm các định dạng âm thanh nén "lossless" thì Wave là định dạng đảm bảo tính trung thực âm thanh gốc cao nhất (thực chất thì Wave là định dạng âm thanh không nén), đây là lựa chọn tốt nhất cho việc chuyển các đĩa CD nhạc bất hủ của bạn thành file để lưu trữ trên máy tính. Vấn đề với Wave là kích thước file khổng lồ: chiếm khoảng 10MB cho 1 phút nhạc (chất lượng "như CD"). Đây có thể không là vấn đề với ổ cứng hàng trăm GB nhưng lại là vấn đề với bộ nhớ khiêm tốn của máy nghe nhạc di động.

    Chất lượng và dung lượng

    Với ưu điểm nén tốt (kích thước file nhỏ), định dạng âm thanh "lossy" là lựa chọn thích hợp cho các máy nghe nhạc di động. Nhưng "lossy" không phải là yếu tố duy nhất giúp thu nhỏ kích thước file nhạc. Cùng một bài nhạc, cùng một album và cùng định dạng MP3 nhưng có khi bạn thấy kích thước file lúc chỉ khoảng 1MB, nhưng có lúc lên đến 5MB. Đó chính là do khác biệt về mật độ bit (bitrate) âm thanh lưu trữ trong mỗi giây.

     
    Hình 3.
    Có nhiều công cụ miễn phí cho phép bạn chuyển đổi qua lại giữa các định dạng âm thanh (cả lossy và lossless) và bitrate, có thể chuyển cùng lúc nhiều file..e.

    Bitrate được tính bằng đơn vị kbps (kilobits per second). Số bitrate càng cao thì thông tin (âm thanh) chứa trong mỗi giây càng nhiều. Như bạn biết, nhạc thường gồm nhiều âm thanh của các nhạc cụ (tiếng đàn, tiếng trống, tiếng kèn...) với nhiều cung bậc (tần số) khác nhau, dùng bitrate càng cao sẽ ghi nhận càng đầy đủ các âm thanh và càng nhiều cung bậc, nghĩa là chất lượng của nhạc nén càng gần với CD gốc. Đương nhiên, bitrate càng cao thì kích thước file càng lớn.

    Thông thường, nhạc nén (rip) từ CD với bitrate 128 hay192 kbps cho chất lượng đủ tốt (không kể "tai nghe" của chuyên gia âm nhạc), dung lượng file từ 4-5MB cho 5 phút nhạc. File nhạc cung cấp trên mạng thường được mã hoá ở bitrate thấp (khoảng 64 kbps) để giảm dung lượng và truyền tải nhanh. Đôi khi, vì "tham" tốc độ, người ta giảm bitrate xuống thật thấp - 20 kbps - để giảm kích thước file xuống còn vài trăm KB, và khi đó bạn chỉ nghe được giai điệu (và lời ca) là chính còn tiếng của các nhạc cụ gần như nhập lại thành một.

    Các công cụ chuyển đổi định dạng thường cũng cho phép bạn chuyển đổi bitrate, nhưng lưu ý việc chuyển bitrate từ thấp lên cao chỉ làm tăng kích thước file chứ không giúp cải thiện chất lượng âm thanh hiện hữu.

    Bảng 1 sẽ cho bạn ý niệm về mối liên hệ giữa bitrate và dung lượng.

      Bit rate
    (kbps)
         Nguồn     Tỉ lệ nén
    (so với CD nhạc)
        Số bài nhạc (dài 3 phút) / CD  
      1411     CD nhạc     1:1     20  
      192     MP3/WMA/AAC chất lượng cao     7.3:1     154  
      128     Nhạc cho download     11:1     231  
      64     Nhạc phát trực tuyến     22:1     462  
      8     Thoại (voice, radio)     176:1     3.697  

    Xin mở ngoặc nói thêm về nguồn âm thanh "thoại". Âm thanh này đơn giản hơn rất nhiều so với nhạc vì vậy sử dụng bitrate thật thấp vẫn có thể đảm bảo chất lượng "nghe được". Bạn có thể tận dụng ưu điểm này để lưu trữ "sách nói" hay ghi âm học ngoại ngữ (một số máy nghe nhạc có tính năng ghi âm trực tiếp thành file MP3 và cho phép bạn tuỳ chọn bitrate).

     

    CÁC DỊNH DẠNG "LOSSY" CẠNH TRANH

     
      Định dạng           Chú thích  
     
        MP 3
    (.mp3)
       

    MPEG-1 Audio Layer 3 (MP3) được học viện Fraunhofer Institute (Đức) phát triển vào cuối thập niên 1980. MP3 là định dạng nhạc nén "già” nhất và phổ biến nhất, gần như tất cả máy nghe nhạc đều hỗ trợ định dạng này.
    Website: www.iis.fraunhofer.de/amm/techinf/layer3/

     
     

        AAC
    (.mp4 .m4a .m4p)
       

    Advanced Audio Coding (AAC) cũng do học viện Fraunhofer Institute phát triển từ năm 1997 (hợp tác với một số công ty như AT&T, Sony và Dolby). AAC còn được gọi là MP4 và được xem là định dạng cải tiến của MP3. AAC được Apple sử dụng cho dịch vụ cung cấp nhạc số iTunes.
    Website: www.iis.fraunhofer.de/amm/techinf/aac/

     
     

        mp3PRO
    (.mp3pro)
       

    Được Thompson (đồng sở hữu phát minh MP3) công bố vào năm 2001 dựa trên công nghệ của Coding Technologies (có kết hợp với Fraunhofer Institute). mp3PRO được cho là thế hệ tiếp theo của MP3, có khả năng "nén" gấp đôi MP3 với chất lượng tương đương.
    Website: www.mp3prozone.com

     
     

        Musepack
    (.mpc)
       

    Là codec nguồn mở được phát triển từ năm 1997, ban đầu dựa trên MPEG-1 Layer 2 (trước đây được biết đến với tên MPEG+ hay MP+). Định dạng này được thiết kế tối ưu cho chất lượng xuất sắc ở bitrate cao.
    Website: www.musepack.net

     
     

        Ogg Vorbis
    (.ogg)
       

    Là codec nguồn mở được Xiph.org Foundation đề xuất từ năm 1993 (khi đó được biết đến với tên "Squish"). Định dạng này "nén" tốt và chất lượng cao, hiện phổ biến không kém MP3 và WMA.
    Website: www.vorbis.com

     
     
        Real Audio
    (.ra .ram .rm)
       

    Là định dạng độc quyền của RealNetworks, được thiết kế chủ yếu cho nhạc phát trực tuyến vì có mức nén cao (nhưng cũng có thể nghe "offline"). Phiên bản đầu tiên ra mắt vào năm 1995, từ phiên bản 10 có thêm dạng nén "lossless".
    Website: www.realnetworls.com

     
     

        Windows Media Audio (.wma)    

    Định dạng do Microsoft phát triển nhằm cạnh tranh với MP3, ra mắt chính thức năm 1999. WMA được tích hợp chặt chẽ với Windows Media Player. WMA từ phiên bản 9 có thêm dạng nén "lossless".
    Website: www.microsoft.com/windows/windowsmedia

     
     

    Nếu quan tâm đến việc lưu trữ, bạn có thể tìm hiểu thông tin về các định dạng "lossless" tại các website liên quan: flac.sourceforge.net (FLAC), www.monkeysaudio.com (Monkeys Audio), www.losslessaudio.org (OptimFROG), www.softsound.com (Shorten), www.wavpack.com (WavePack), hầu hết đều cung cấp công cụ để trích (rip) track nhạc từ CD thành file định dạng tương ứng

     

    Nhỏ hơn và tốt hơn

    Các định dạng cạnh tranh với MP3 đều thuộc dạng nén "mất" và, như đề cập ở trên, đều có mức "nén" tương đương nhau. Vậy thì cần gì phải thay đổi cho phiền phức? Vấn đề là "một số định dạng mới được cho là có khả năng xử lý ở bitrate thấp (nhờ vậy kích thước file nhỏ hơn) nhưng vẫn đảm bảo chất lượng âm thanh tương đương định dạng MP3 ở bitrate cao hơn (kích thước file lớn hơn)."

    Một số thử nghiệm khá dày công gần đây cho thấy các định dạng WMA và OGG cho chất lượng cao hơn MP3 ở cùng bitrate, và có thể cho chất lượng ngang hay thậm chí cao hơn ở bitrate thấp hơn (xem hình 4). Các thử nghiệm này được tiến hành với nhiều thể loại nhạc và được nhiều người thẩm định. Bạn có thể tham khảo các kết quả thử nghiệm tại http://www.litexmedia.com/article/comparison.html và http://www.maresweb.de/listening-tests/mf-128-1/results.htm.

     

    Hình 4

     

    Cụ thể với WMA, định dạng này được cho là nén ở bitrate thấp tốt hơn MP3. Ví dụ, WMA ở bitrate 96kbps cho chất lượng âm thanh tương đương MP3 ở bitrate 128kbps (với điều kiện "nén" trực tiếp từ CD chứ không phải chuyển từ file MP3 sang WMA), nhờ vậy giảm được ¼ kích thước file. Đây có lẽ là một trong những nguyên do mà ngày càng có nhiều máy chơi nhạc hỗ trợ định dạng này (ngoài việc WMA phổ biến trên PC và trên mạng cùng ảnh hưởng của gã khổng lồ Microsoft - hãng sở hữu định dạng này).

    Tuy vậy, hiện vẫn chưa có tổ chức chuẩn hay viện nghiên cứu uy tín nào chính thức đưa ra đánh giá so sánh giữa các định dạng, có chăng chỉ là những đánh giá chủ quan của các cá nhân hay của chính các chủ sở hữu định dạng. Ngoài ra, còn có một vấn đề cũng được người ta kháo nhau về các định dạng có cơ chế quản lý bản quyền (DRM) như WMA, AAC và RealAudio đó là chúng làm hao pin của máy nghe nhạc di động! Lý do là các định dạng này "thêm việc" kiểm tra bản quyền cho máy nghe nhạc. Hiện cũng chưa có thử nghiệm chính thức nào về việc này.

    Cho đến thời điểm này, MP3 vẫn là định dạng file nhạc được ưa chuộng nhất (đối với cả người dùng và các hãng sản xuất máy nghe nhạc). Dĩ nhiên, bạn có thể giảm bitrate của file nhạc MP3 từ 128kbps xuống 96kbps hay thậm chí thấp hơn để giảm kích thước file và chứa được nhiều file nhạc hơn trên máy nghe nhạc của mình, miễn là chất lượng âm thanh "chấp nhận được" theo cảm thụ "tai nghe" của bạn. Mỗi người có cảm nhận âm thanh khác nhau, không ai giống ai. "Tai nghe" chuyên nghiệp có thể yêu cầu bitrate lên đến 320kbps (mức bitrate cao nhất cho chất lượng chính xác "như CD"), nhưng với "tai nghe" chỉ cần giai điệu thì bitrate 20kbps cũng đủ thoả mãn - nghe được nhiều giai điệu hơn vì kích thước file nhỏ hơn. Thường thứ gì đúng ý của mình là tốt.

     

    TỐT HƠN NỮA VỚI BITRATE

     
     

    Có 3 lựa chọn bitrate nhằm tối ưu mức "nén" file nhạc và cho chất lượng âm thanh tốt nhất trong khả năng có thể.
    • CBR (Constant Bit Rate): sử dụng bitrate cố định để mã hoá toàn bộ file. Đây là thiết lập mặc định của hầu hết các máy nghe nhạc.
    • VBR (Variable Bit Rate): sử dụng bitrate thay đổi tuỳ theo yêu cầu của từng đoạn âm thanh. Thường thì VBR cho chất lượng tốt hơn với kích thước file nhỏ hơn CBR nhờ cấp phát bitrate "thông minh" hơn. Tất cả định dạng "lossless" đều được mã hoá theo VBR, nhiều định dạng "lossy" mới (như WMA phiên bản 9) cũng hỗ trợ VBR. Nhiều máy nghe nhạc đời mới đã có hỗ trợ VBR nhưng những máy nghe nhạc đời cũ có thể không "hiểu" đúng VBR.
    • ABR (Average Bit Rate): gần giống VBR ngoại trừ kích thước file biết trước (với VBR, kích thước file có khi lớn, khi nhỏ tuỳ vào độ phức tạp của âm thanh) nhờ điều chỉnh mức thay đổi quanh giá trị bitrate trung bình ấn định trước.
    Cùng với bitrate, tần số lấy mẫu (Sampling Frequency hay Sample Rate) cũng có ảnh hưởng đến chất lượng file nhạc (nhưng gần như không ảnh hưởng đến dung lượng). Tần số lấy mẫu càng cao thì chất lượng âm thanh càng tốt, và để cho "âm thanh trọn vẹn" thì ít nhất phải gấp đôi tần số cao nhất mà tai người có thể cảm nhận (20KHz). Hầu hết các CD nhạc đều được ghi với tần số lấy mẫu là 44KHz (xấp xỉ gấp đôi 20KHz) và đây cũng là tần số chuẩn cho các file nhạc nén.
    Có một điều thường gây ngộ nhận đó là thiết lập kênh "stereo" và "mono". Thường người ta nghĩ rằng file nhạc nén 128kbps kênh đơn (mono) sẽ có kích thước chỉ bằng ½ file 128kbps kênh đôi (stereo). Nhưng không phải vậy, để đảm bảo số bitrate, file "mono" được mã hoá với chất lượng gấp đôi file "stereo" (số bitrate thực của mỗi kênh = số bitrate của file chia cho số kênh).

     

    Phương Uyên

    Từ khóa: Phương Uyên
    ID: A0608_132