MP3, AAC và các định dạng âm thanh chuẩn khác

1. Khởi đầu của MP3

Vào đầu những năm 1980, Viện Fraunhofer ở Erlangen, Đức, nghiên cứu định dạng kỹ thuật số nén cho dữ liệu âm thanh và video, được gọi là MPEG-Kodierung. Tiêu chuẩn này lần đầu tiên được công khai vào năm 1991. Bằng sáng chế ban đầu được tạo ra trước và sau khi nó hết hạn, có nghĩa là định dạng này được sử dụng miễn phí ngày nay.

Ngày nay, MP3 được biết đến trên toàn cầu và là một trong những thành tựu của nhạc số. Không nghi ngờ gì rằng điều này và các định dạng âm thanh khác là những gì đã làm cho việc phân phối rộng rãi âm nhạc qua Internet ngay từ đầu và do đó đã cách mạng hóa ngành kinh doanh âm nhạc. Bất kỳ ai từng trải qua giai đoạn đầu của nhạc kỹ thuật số chắc chắn sẽ nhớ đến các nền tảng chia sẻ tệp. Những nền tảng này sẽ không bao giờ phát triển nhanh chóng như vậy nếu không có các định dạng tệp như MP3, nó giữ cho khối lượng dữ liệu cần thiết rất nhỏ. Máy chủ tải xuống có thể cung cấp hàng nghìn bản nhạc và thời gian tải xuống chỉ trong giới hạn ngay cả khi không có kết nối DSL.

2. Định dạng âm thanh Lossy

Để hoàn toàn đắm mình trong thế giới của các định dạng nhạc kỹ thuật số, điều quan trọng là phải hiểu nguyên tắc cơ bản của việc nén âm thanh. Trong số các âm thanh Lossy là hầu hết các định dạng được sử dụng trong hiện nay chẳng hạn như MP3, AAC, OGG hoặc WMA. “Lossy” trong bối cảnh này có nghĩa là định dạng âm thanh kỹ thuật số chứa ít dữ liệu hơn so với cùng một bản nhạc trên sóng mang âm thanh gốc. Điều này thường không phải là vấn đề lớn, dù sao tai người cũng chỉ có một trường nghe giới hạn. Điều này bao gồm khoảng dải tần từ 20 Hz đến 20 kHz. Đây chính là điều mà các nhà nghiên cứu tại Viện Fraunhofer đã tận dụng và cuối cùng đã phát hiện ra: Tai người không thể phân biệt một cách đáng chính xác tệp MP3 được nén bằng 1/10 bản gốc với tài liệu gốc.

Nhưng mọi chuyện dường như không đơn giản như vậy, nếu bạn tin những người theo chủ nghĩa thuần túy âm nhạc. Họ cho rằng có một sự khác biệt rõ ràng, ngay cả khi nó chỉ được nhận thức một cách vô thức. Không nghe một cách có ý thức không nhất thiết có nghĩa là người ta không cảm nhận được âm thanh. Các nhà phê bình MP3 phàn nàn rằng việc thu hẹp dải tần làm giảm niềm vui nghe nhạc và thế hệ lớn lên với nó không còn biết âm nhạc thực sự có thể nghe như thế nào.

MP3 nhanh chóng được theo sau bởi các định dạng khác, đôi khi tốt hơn. Khi Napster phải đóng cửa vào năm 2001, việc tải nhạc xuống đến tầng lớp trung lưu của xã hội, và ngay sau đó là hàng loạt lượt tải xuống hợp pháp. Một trong những nhà cung cấp dịch vụ tải nhạc hợp pháp được biết đến nhiều nhất cho đến ngày nay là iTunes Store của Apple. Hãng máy tính của California không phát triển định dạng AAC (Advanced Audio Coding), nhưng nó là một trong những định dạng chính ngay từ đầu và do đó đã đóng góp rất nhiều vào sự lan rộng của nó.

Ngày nay, Apple vẫn cung cấp các bài hát trong iTunes Store ở định dạng AAC theo tiêu chuẩn. Tuy nhiên, với Apple Lossless, định dạng âm thanh không mất dữ liệu hiện cũng có sẵn. Tệp AAC cung cấp chất lượng âm thanh cao hơn tệp MP3 có cùng kích thước. Vì vậy, nếu bạn muốn đưa nhiều bài hát vào iPod nhất có thể, bạn nên kiểm tra định dạng mà bạn đã lưu chúng. iTunes phát các tệp MP3, nhưng nó cũng cung cấp khả năng chuyển đổi chúng sang AAC. Bạn cần chú ý đến tỷ lệ mẫu.

3. Tốc độ lấy mẫu rất quan trọng đối với MP3, AAC và Co.

Ngay cả bản nhạc đẹp nhất cũng có âm thanh tệ nếu tỷ lệ lấy mẫu quá thấp. Điều này xác định dải tần số nào bị bỏ qua khi tệp gốc được lấy mẫu, tức là không được nén. Tốc độ lấy mẫu, thường còn được gọi là lấy mẫu hoặc tốc độ bit, được xác định bằng kilobit/giây. Nó quyết định đến chất lượng của file âm thanh. Ngay cả từ 64 kbit/s, chất lượng âm thanh nổi có thể chấp nhận được ở định dạng AAC. 96 kbit/s gần tương đương với chất lượng FM, và từ 128 kbit/s trở lên, hướng tới là CD. Tuy nhiên, ngày nay hầu hết các tệp AAC đều có sẵn ở tốc độ lần lượt là 192 kbps và 224 kbps và trong iTunes Store thậm chí là 256 kbps. Điều này tương ứng với chất lượng âm thanh rất tốt, ít nhất là đối với định dạng âm thanh bị mất tiếng.

Với tệp MP3, nó trông hơi khác một chút: Ở đây tốc độ bit trên 128 kbit/s đã là cần thiết để đạt được chất lượng tương đối tốt. Để có chất lượng tiêu chuẩn cao hơn, bạn nên sử dụng ít nhất 192 kbit/s. Amazon cung cấp MP3 ở chất lượng động khoảng 256 kbit/s, trong khi các nền tảng khác cũng cung cấp tải xuống với tốc độ mẫu MP3 tối đa là 320 kbit/s. Sau đó, chúng có âm thanh rất tốt cho các tỷ lệ MP3.

4. Định dạng âm thanh không mất dữ liệu

Những người muốn thưởng thức nhạc kỹ thuật số với chất lượng âm thanh cao nhất có thể nhưng không có dung lượng lưu trữ cho các tệp không nén (chẳng hạn như WAV) có khả năng sử dụng các tệp âm thanh sử dụng phương pháp nén không mất dữ liệu. Các định dạng phổ biến nhất là ALAC của Apple (Apple Lossless Audio Codec) và FLAC (Free Lossless Audio Codec) của Apple. Nén không mất dữ liệu sử dụng phương pháp nén không xóa vĩnh viễn bất kỳ thông tin nào khỏi tệp nguồn kỹ thuật số ban đầu, trong hầu hết các trường hợp là đĩa CD. Sự đánh đổi là kích thước. Một FLAC hoặc ALAC tập tin sẽ có bất cứ nơi nào từ 50 – 60% kích thước tập tin gốc. Trong trường hợp một bài hát pop dài 3 phút, điều này có nghĩa là kích thước tệp khoảng 15 MB thay vì chỉ 3 MB cho MP3.

Mặc dù Apple đã phát triển định dạng âm thanh lossless của riêng mình, nhưng bạn vẫn chưa thể mua nhạc ở dạng này từ cửa hàng iTunes của mình . Tuy nhiên, có tin đồn rằng điều này đã được lên kế hoạch. Trong khi đó, có cảm giác rằng các tệp nhạc định dạng AAC 256 kbps cung cấp chất lượng hoàn toàn hài lòng cho hầu hết người hâm mộ âm nhạc. Những người muốn mua các tệp không mất dữ liệu có thể làm như vậy từ các nguồn khác. Ngay cả một số dịch vụ phát trực tuyến như TIDAL hiện cũng cung cấp các tệp nhạc không mất dữ liệu. Codec FLAC thường được sử dụng vì nó có thể được giải mã với sức mạnh xử lý tương đối nhỏ.

Kết luận:

• Mặc dù định dạng MP3 từ lâu đã cạnh tranh với các phương pháp nén tốt hơn, nhưng nó vẫn là định dạng âm thanh kỹ thuật số được sử dụng rộng rãi nhất.
• Các lựa chọn thay thế như AAC hoặc OGG cũng có tổn thất, nhưng cho chất lượng âm thanh rất tốt.
• Những người theo chủ nghĩa thuần túy Hi-Fi dựa trên các định dạng không mất dữ liệu như FLAC hoặc ALAC. Chúng hoàn toàn tương đương với một đĩa CD, nhưng kích thước tệp chỉ lớn bằng một nửa.