Recording, Mixing và Mastering
Recording hay thu âm là quá trình sử dụng các thiết bị chuyên dụng phù hợp thu lại nguồn âm thanh để có thể tái sử dụng.
Mixing là quá trình tối ưu và hoà trộn âm thanh từ nhiều nguồn khác nhau để tạo thành một âm thanh tổng thể hoà hợp nhưng vẫn có thể phân biệt các nguồn âm thanh. Quá trình này yêu cầu có hiểu biết tốt về tính chất của các nguồn âm, tính tổng thể và hoàn thiện của đầu ra âm thanh.
Mastering là quá trình quan trọng giúp tối ưu chất lượng âm thanh để phù hợp với những môi trường khác nhau. Điển hình có thể kể đến môi trường trên mạng như mạng xã hội như Facebook, các kênh phát hành âm nhạc như Youtube, Apple Music, Spotify, v.v..; cũng như môi trường vật lý như phòng trà, khán phòng, nhà hàng, quán cafe, sân vận động, rạp phim, v.v..; thậm chí như trong môi trường ấn phẩm vật lý như CD, DVD, đĩa than, băng cassette, v.v..
Đường truyền thiết bị âm thanh sẽ trải qua từ việc thu âm (recording), xử lý và ổn định âm thanh (mixing), và cuối cùng là tối uy cho thiết bị đầu ra (mastering) trước khi được phát ra.
Analog và Digital
Các thiết bị analog là các thiết bị sử dụng tín hiệu điện từ (analog) để ghi nhận, lưu trữ và và xử lý thông tin.
Với các thiết bị digital, thông tin sẽ được mã hoá ở dạng nhị phân (binary signal) trước khi đọc, ghi và xử lý. Bộ mã hoá tín hiệu bao gồm ADC và DAC, trong đó ADC (analog-to-digital converter) là thiết bị chuyển đổi tín hiệu analog sang digital, phục vụ chủ yếu cho mục đích thu âm. Bên cạnh đó, DAC có chức năng ngược lại, thường sử dụng cho các thiết bị phát tín hiệu digital.
Nhờ vào việc sử dụng mã nhị phân, các thiết bị digital có khả năng lưu trữ ổn định và đảm bảo tính toàn vẹn của thông tin theo thời gian hơn so với các thiết bị analog. Tuy nhiên, việc sử dụng thiết bị analog lại cho những “màu sắc” đặc trưng của thiết bị đó.
Dynamic Range, Noise Floor, Clipping Point, Headroom và Signal-to-Noise Ratio
Dynamic Range (DR hay DNR) là chênh lệch độ lớn về giữa tín hiệu âm thanh to nhất và nhỏ nhất, được đo bằng dB.
Noise Floor thể hiện tín hiệu âm thanh nhiễu có sẵn trong mạch điện hoặc thiết bị, được đo bằng dB.
Signal-to-Noise Ratio (SNR) thể hiện tỉ lệ giữa tín hiệu âm thanh mong muốn (Standard Operating Level) với noise floor, được đo bằng dB.
Clipping Point là ngưỡng tín hiệu lớn nhất thiết bị có thể truyền tải, nếu vượt ngưỡng thì tín hiệu sẽ bị biến đổi (distorted), được đo bằng dB.
Headroom là chênh lệch giữa mức tín hiệu lớn nhất so với Clipping Point, được tính bằng dB.
Sample rate
Sample rate là số lần trên giây chúng ta lấy mẫu âm thanh, trong quá trình chuyển đổi từ tính hiệu analog sang tín hiệu digital. Con số này chỉ ra được tần số âm thanh tối đa có thể tái tạo lại, còn được gọi là tần số Nyquist dựa theo học thuyết lấy mẫu Nyquist-Shannon. Sample rate sẽ lớn gấp đôi tần số Nyquist. Với một số sample rate thông dụng, như 44.1 kHz, 48 kHz, 96 kHz, 192 kHz, ta có thể tính được tần số tái tạo lại tối đa bằng một nửa con số này.
Nếu chúng ta muốn thu âm những âm thanh ở trên tần số Nyquist, chúng ta sẽ nhận được những âm thanh nhiễu, còn được gọi là aliase. Những tâm thanh này sẽ gây dội ngược lại tới tấn số nhỏ hơn tần số Nyquist gây ra những âm thanh không có tính nhạc, dịch thoáng từ non-musical harmonics. Vì thế, trong các thiết bị thu âm, thông thường sẽ có trang bị low-pass filter vật lí để lọc hết những âm thanh aliase dội ngược. Tuy nhiên low-pass filter lại gây ra tình trạng ringing hoặc phase shift. Do đó, phương án tốt hơn là sử dụng sample cao hơn nhiều (oversampling) và hạ mức lấy mẫu bằng điện tử để tránh những hạn chế của low-pass filter.
Sử dụng sample rate cao cũng có thể giúp cho tính chính xác của tín hiệu (fidelity) được ổn định khi bị xử lí mạnh tay (time-stretch, v.v..)
Bit Depth
Bit depth thể hiện được khả năng chuyển đổi nhị phân (bit) của hệ thống, từ tín hiệu analog sang tín hiệu digital trên mỗi sample được lấy mẫu. Số lượng bit thể hiện được độ chính xác của mẫu. Một cách dễ hiểu hơn, bit depth thể hiện được SNR cũng như DR của hệ thống.
Ví dụ, thiết bị có bit depth là 24-bit, thì thiết bị có thể biểu diễn tín hiệu analog thành mã nhị phân 2^24 mức độ khác nhau. So với thiết bị có bit depth là 16-bit, thiết bị có bit-depth là 24-bit sẽ thể hiện được chi tiết hơn, từ đó có thể giúp cải thiện chất lượng khi tăng độ lớn của âm thanh lên.
Việc sử dụng bit depth lớn cũng có lợi thế. Ví dụ, việc sử dụng 32-bit float sẽ giúp cho có thêm 8-bit headroom, giúp hệ thống digital có thể hồi phục các tín hiệu bị mất.
dBu, dBV, dBVU, dBFS, dBSPL và dBw
dB là đơn vị được dùng thể hiện mức độ chênh lệch của một con số theo giá trị tham chiếu, dựa trên hàm logarithm. Để chuẩn hóa, giá trị tham chiếu, thông thường là 0dB, sẽ được qui định trước. Trong ngành âm thanh, dB sẽ được cụ thể hóa để có thể dùng trong các trường hợp khác nhau.
dBSPL: 0dBSPL = 20μPa = 0.0002Pa. SPL là sound pressure level,
dBu: 0dBu = 0,775V. +4 dBu (1,23V) là mức line level của thiết bị chuyên nghiệp
dBV: 0dBV = 1V. -10 dBV (0.316V) là mức line level cho thiết bị bán chuyên. Ngoài ra, đơn vị này được sinh ra để đơn giản hoá việc tính toán.
dBVU: Đơn vị này thường có trên thiết bị analog hoặc thiết bị ngoại vi khác, nhưng không được chuẩn hoá. Thông thường đơn vị này được sử dụng một trong các con số sau để làm chuẩn: +4dB (1.23V) hoặc 0dBu (0.775V) hoặc -10dBV(0.316V).
dBFS: Đơn vị này được dùng trong các DAW. 0dBFS có nghĩa là tất cả các bit đã được dùng. Số lượng bit có thể dùng thay đổi tuỳ vào bit depth của project.
dBW: 0dBw = 1W, hay 1 Watt.
Có 2 cách tính dB:
Dùng cho các phép tính liên quan đến công suất (power ratio)
Dùng cho các phép tính không liên quan đến công suất (non-power ratio)
Trong các đơn vị kể trên, chỉ khi tính dBW ta mới sử dụng công thức liên quan đến công suất, còn các đơn vị khác sẽ sử dụng công thức còn lại.
Digital Signal Processing (DSP)
Trong ngành âm thanh, DSP là quá trình xử lí tín hiệu âm thanh trong hệ thống digital. Quá trình này có thể bao gồm việc xử lí tín hiệu compressor, eq, limiter, reverb, delay, v.v.. bên trong bộ vi xử lí chuyên dụng. So với sử dụng thiết bị cơ, việc sử dụng các thiết bị có DSP unit sẽ có thời gian phản hồi nhìn chung là chậm hơn so với sử dụng các thiết bị analog, tuy nhiên lượng thời gian này sẽ không tương đối không đáng kể.
Tác Giả:
Đức
NGUỒN:
https://blogs.qsc.com/live-sound/why-is-dynamic-range-so-important/
https://blogs.qsc.com/app/uploads/sites/3/2023/05/Blog_DNR_Fig2-1024×481.png
https://legacy.presonus.com/learn/technical-articles/sample-rate-and-bit-depth
https://www.sonarworks.com/blog/learn/sample-rate