Tổ chim hoang và những xẻ chia. Phần 2: Các thể loại và dải tần âm thanh trong audio

Theo ý kiến cá nhân, âm thanh stereo có thể chia thành 2 loại con: stereo 2 kênh và stereo đa kênh. Âm thanh stereo 2 kênh thường được sử dụng để nghe nhạc còn âm thanh stereo đa kênh thường sử dụng để xem phim. Tuy nhiên, khái niệm này cũng chỉ là tương đối vì cũng có những bản nhạc được nghe bằng âm thanh stereo đa kênh nhưng nếu xem phim thì hệ thống stereo đa kênh sẽ tạo hiệu ứng âm thanh hay hơn âm thanh stereo 2 kênh. Lúc đó, mỗi kênh sẽ được phân chia thành những dải tần số, một số loại âm thanh và hiệu ứng âm thanh phù hợp để tái tạo lại không gian âm thanh sống động và chân thực hơn. Chẳng hạn, phần siêu trầm thường được tách riêng với dải tần 16Hz-100Hz được quy định vào 1 kênh nhằm tái tạo tiếng siêu trầm trong loa subwoofer. Còn kênh center thường chỉ được sử dụng để phát tiếng nói (30Hz – 8.000Hz) nên dù các loa center được chế tạo để phát được gần hết các dải tần số mà con người nghe được nhưng cũng ít khi thấy xuất hiện các âm thanh khác ngoài tiếng nói ở phần center là do bởi nhà sản xuất quy định như vậy. Các kênh khác cũng sẽ được nhà sản xuất quy định như vậy. Do đó, khi một bộ phim được phát ra qua hệ thống stereo đa kênh thì tất cả các kênh stereo hoạt động để tái tạo lại một khối âm thanh ở trước, trên và hai bên người nghe như âm thanh ở hiện trường nên khá chân thực và sống động.

 

1.3. Âm thanh vòm:

Âm thanh vòm hay còn được gọi là âm thanh lập thể được nghe bởi một hệ thống các loa được đặt xung quanh người nghe dùng để tái tạo không gian âm thanh. Người nghe sẽ được trải nghiệm âm thanh một cách chân thực nhất, thường được sử dụng trong hệ thống xem phim. Đơn giản nhất là khi đi xem phim ở các rạp, ta sẽ cảm nhận được âm thanh được phát ra từ nhiều hướng khác nhau, trước mặt, sau lưng, bên trái, bên phải, thậm chí là từ trên xuống nữa.

 

Ví dụ như khi xem một bộ phim chiến tranh, ta sẽ nghe thấy một người lính đang quát tháo trước mặt, loa phải là một tràng tiếng súng máy nỗ giòn dã, loa trái vừa mới làm một phát lựu đạn và đằng sau ta là một quả pháo vừa được bắn, nổ lần đầu ở phía sau rồi vòng qua đầu, rớt xuống đằng trước rồi nổ lần thứ hai ngay phía xa ở trước mặt. Đâu đó có nhiều tiếng súng trường nã từng tiếng đanh thép hoặc tiếng lựu đạn nổ ầm ầm. Đâu đó có tiếng người hoảng sợ la hét mà không biết ở đâu. Trước mặt và ngay trên đầu lại có tiếng chiếc tăng đang trườn qua chiến hào. Ngoài ra còn có chiếc trực thăng bay vòng vòng kêu tành tạch trên không trung từ trái qua phải rồi lộn trở lại. Mỗi một loại âm thanh khi phát ra sẽ cho người nghe ảm giác được vị trí của nguồn âm đó để trải nghiệm giống như mình đang ở chính ngay hiện trường.

 

Âm thanh hình vòm được tạo ra bởi cách sắp xếp nhiều loa bao quanh người nghe, kể từ trên xuống, từ dưới ra sau và từ trái sang phải để tạo ra hiệu ứng hình vòm. Sau cùng là một loa siêu trầm đặt ở phía sau hoặc trước người nghe chuyên phát các âm thanh hoăc tiếng động thuộc dải tần rất trầm ầm ì trong phim. Đó cũng là nền tảng để đưa ra các chỉ số loa (như 7.1, 9.2,…) được sử dụng trong hệ thống âm thanh vòm. Con số đầu tiên dùng để chỉ các kênh riêng biệt, hoặc độc lập, toàn dải (có đáp tần từ 20Hz tới 20.000 Hz). Ví dụ như hệ thống 7.1 có 7 loa riêng biệt gồm loa trung tâm, 2 loa trước trái và phải, 2 loa surround trái và phải, 2 loa surround back trái và phải và kèm theo là 1 loa siêu trầm thường có đáp tần từ 3Hz tới 120Hz. Một nơi có thể cảm nhận rõ nét nhất về âm thanh vòm là hệ thống âm thanh trong các rạp chiếu phim vì nơi đây được setup rất chỉnh chu cho việc táo tạo hiệu ứng âm thanh vòm tốt nhất mà ít có hệ thống âm thanh vòm tại gia có thể làm được.

 

Một số khái niệm như trên về các loại âm thanh để giúp phân biệt và hiểu một cách tương đối có hệ thống hơn về chúng. Tuy nhiên, trong những bài viết sau sẽ tập trung nói nhiều về âm thanh stereo 2 kênh vì đây mới là trọng tâm của topic này.

 

2. Các giải tần âm thanh trong audio:

Như ta đã biết, bản chất của âm thanh là các sóng dao động cơ học và một trong những đơn vị cơ bản nhất của âm thanh chính là tần số. Tần số của một số âm đơn là số lần dao động của không khí truyền dẫn âm trong một giây đồng hồ. Tần số có đơn vị là héc (Hz) biểu thị độ cao của âm thanh, tiếng trầm có tần số thấp, tiếng bổng có tần số cao. Tai người có thể nghe thấy được những tín hiệu âm thanh từ tần số thấp tới 16Hz và tần số cao tới 20.000Hz. Âm thanh với tần số cao hơn 20.000Hz được gọi là siêu âm, thấp hơn 16Hz thì gọi là hạ âm.

Hình 3 (sưu tầm): Minh hoạ tần số của các dải âm tần

 

Như phần 1 đã nêu, dải âm tần này được phân chia theo tên gọi như sau:

 

Từ bảng mô tả dải âm tần nêu trên, có thể thấy người ta chia dải tần số từ 16Hz đến 20.000Hz này ra làm 3 nhóm hay 3 dải tần số gồm âm thấp – âm trung – âm cao, gọi là bass – mid – treble. Những tần số nào vượt ra khỏi giới hạn từ 16Hz đến 20.000Hz, nếu thấp hơn 16Hz sẽ được gọi là hạ âm và nếu cao hơn 20.000Hz là siêu âm. Tuy nhiên, trong thực tế do giới hạn của khoa học kỹ thuật và nhu cầu cũng như giới hạn của con người, nên phần lớn các thiết bị âm thanh thường chỉ được sản xuất để đáp ứng dải tần số trong khoảng 20Hz – 20.000Hz. Bên cạnh đó, theo số liệu kỹ thuật được công bố từ các nhà sản xuất thì vẫn còn có một số thiết bị âm thanh có dải tần còn chưa xuống được 20Hz.

 

Ngoài ra, một số tài liệu khác thì cho rằng con người nghe được tín hiệu âm thanh trong dải tần từ 20Hz – 20.000Hz nên việc chia các dải tần số trầm, trung và cao thành các nhóm tần số có giới hạn khác với bảng mô tả này. Tuy nhiên sự khác biệt này là không phải là quá quan trọng vì sai lệch không đáng kể và vẫn cùng chung một mục đích chính là mô tả đúng về tên gọi của các dải tần âm thanh. Do vậy, tuỳ theo quan điểm sẽ có một số khác biệt về chia để nhóm các khoảng tần số trong 3 dải tần có khác nhau nhưng tựu trung vẫn chỉ là 3 dải tần số cơ bản là trầm, trung và cao như đã nói ở trên.

 

Trong thực tế đời sống hằng ngày, hầu như tất cả những âm thanh ta nghe được đều không chỉ nằm ở một tần số cố định và đơn lẻ là trầm, trung hay cao, mà luôn là sự hòa trộn theo một tỉ lệ nào đó trong cả 3 dải tần số trầm, trung và cao. Điều này đã góp phần tạo nên thế giới âm thanh phong phú mà ta cảm nhận bằng đôi tai mỗi ngày.
Do đó, ta vẫn cần đi sâu vào bản chất của từng dải tần để biết thêm vai trò và tác dụng của chúng trong audio để định hướng cách chơi audio cho phù hợp.

 

2.1. Âm trầm:

Trên lý thuyết, âm trầm là dải âm có tần số thấp nhất được dùng trong ngôn ngữ âm nhạc, có dải tần số từ 16Hz-250Hz (một số tài liệu khác thì cho rằng dải tần trầm sẽ từ 20Hz-500Hz). Âm trầm được thính giác của con người cảm nhận ở phần sâu nhất của ốc tai. Âm trầm tốt giúp người nghe cảm nhận được âm thanh tốt và chất lượng hơn cũng như có tác dụng giúp tái tạo âm thanh tròn trịa và trung thực hơn để từ đó đem lại những âm thanh nhiều màu sắc và cảm xúc hơn.

 

Trong âm nhạc, âm trầm có vai trò làm nền và giữ nhịp cho bản nhạc. Nếu không có âm trầm thì bản nhạc sẽ thiếu đi sự vững vàng và chắc chắn. Nghe âm trầm để cảm nhận cái hay, nét tinh tế và chất lượng của nó chứ không chỉ đơn thuần là nghe số lượng âm trầm nhiều hay ít. Âm trầm thường không linh hoạt, ít biến tấu mà thường mang tính mạnh mẽ, dứt khoát để làm chỗ dựa và có tác dụng làm nền để dìu dắt của âm trung và âm cao bay cao. Âm trầm, đúng với cái tên của nó, thường ở khoảng không gian sát sàn nhà hơn 2 dải trung và cao nên ít có bộ loa nào thiết kế để củ loa bass trên cao hơn hai củ loa mid và treble. Ngoài ra, âm nên cần có một chút cộng hưởng với sàn nhà và/hoặc đi sát sàn nhà thì mới phát huy được hết cái hay của nó.

 

Với dải tần số từ 16Hz – 250Hz, âm trầm được chia nhỏ ra thành các loại âm trầm con như sau:
+ Bass sâu (Deep bass): 16Hz – 40Hz
+ Bass trung (Mid bass): 40Hz – 100Hz
+ Bass cao (Upper bass): 100Hz – 250Hz

 

Trong audio, âm trầm là dải tần số khó tái hiện lại tốt nhất nên thường bị đánh giá sai lệch nhiều nhất. Mặt khác, do dải tần âm trầm có độ chênh lệch không cao nên rất dễ bị lẫn âm trầm của loại nhạc cụ này với nhạc cụ kia hoặc cao độ này với cao độ kia. Do vậy, việc tái tạo âm trầm chính xác theo từng chất âm của từng loại nhạc cụ là yêu cầu thiết yếu nhằm tạo nên sự thỏa mãn tổng thể trong quá trình tái tạo âm nhạc. Âm trầm tái tạo phải chân thực và chính xác đến mức người nghe phải phân biệt được đâu là âm được tạo ra từ cộng hưởng giữa cây vĩ với từng dây hay cả chùm dây trên cây đàn contrabass so với tiếng búng dây, gảy dây cũng trên cây contrabass đó. Hoặc giúp người nghe phân biệt đâu là âm trầm được tạo ra trên cây guitar bass điện (riêng guitar bass điện còn phải phân biệt được đâu là tiếng trầm của bass 4 dây và đâu là tiếng trầm của bass 5 dây hoặc nhiều dây hơn nữa) còn đâu là âm trầm từ cây contrabass. Khi được tái tạo chính xác, âm thanh ở tần số thấp có thể khiến ta phải ngạc nhiên bởi độ chi tiết và mạnh mẽ của chúng.

 

Khi hệ thống tái tạo âm trầm thiếu chi tiết và không có sự phân biệt rõ ràng về cao độ của từng nốt nhạc, toàn bộ dải trầm sẽ biến dạng thành một khối âm nền hỗn độn. Ta có thể nghe được âm trầm, nhưng không biết âm thanh đó xuất phát từ loại nhạc cụ nào nên bản nhạc thiếu nhạc tính cũng như không có độ gắn kết được với dải trung và dải cao. Một hệ thống như vậy sẽ không thể tái tạo chính xác các nốt nhạc và sẽ đánh mất toàn bộ âm hình của hệ thống. Ngoài ra, với một số thể loại âm nhạc mà âm trầm của một số loại nhạc cụ như guitar bass, contrabass, trống bass trong hệ thống trống,… đóng vai trò quan trọng trong việc giữ nhịp như rock, blue, jazz,… nếu âm trầm được tái tạo không tốt sẽ làm bản nhạc mất đi phần lớn nhạc tính vốn có.

 

Bên cạnh đó, ta thường nhầm lẫn giữa độ sâu và cường độ của âm trầm. Khi nghe những bộ dàn đang chơi nhạc mạnh được mở với âm lượng lớn thì chưa chắc đó đã là tiếng trầm tốt. Và một suy nghĩ khá phổ biến là càng nhiều âm trầm thì càng hay nên nhiều hệ thống nghe nhạc đã được bổ trợ thêm loa siêu trầm (subwoofer) hoặc các thiết bị có nút chỉnh âm trầm làm cho âm lượng của dải trầm hoạt động đến mức tối đa tạo ra một tập hợp âm thanh lùng bùng, ầm ĩ và hỗn độn. Điều quan trọng với người nghe không phải là sự nhiều ít của âm trầm mà là chất lượng trình diễn với đầy đủ sắc thái âm trầm của từng loại nhạc cụ. Và ta cần phải cảm nhận được từng nốt trầm của bản nhạc, từng nốt trầm của từng loại nhạc cụ ngay cả khi nó được chơi với tốc độ lớn trong những bản hòa âm phức tạp với nhiều loại nhạc cụ như trong các loại nhạc thính phòng cổ điển và đương đại.

 

Một bộ loa được thiết kế cho ra âm trầm tốt sẽ thể hiện được những tần số rất thấp, hay thường gọi là trầm sâu, ở ngay cả ở mức âm lượng không quá lớn, âm trầm vẫn nghe tròn trịa, không bị lẫn lộn và không bị ù rền. Thông thường, những đôi loa có tiếng trầm hay đều được làm bằng những chất liệu tốt và/hoặc phù hợp với từng loại nhạc nhưng không đồng nghĩa là phải mắc tiền.

 

Tuy nhiên đó là những định nghĩa về mặt lý thuyết, còn trong thực tế không có khái niệm nào định nghĩa rõ ràng âm trầm như thế nào là hay nhất bởi nó còn phụ thuộc vào các giới hạn của người nghe và thể loại âm thanh hay âm nhạc đang trình diễn. Ví dụ người già thì ít thích nghe âm trầm mạnh và có lực hơn người trẻ và ngược lại. Hoặc là khi nghe các loại nhạc mạnh như rock thì âm trầm nghe phải chắc, gọn, dứt khoát và có lực còn nếu nghe nhạc jazz, bolero,… thì lại cần âm trầm sâu một cách thật mềm mại và tinh tế.

 

Bên cạnh đó, dù giới hạn nghe được tần số của con người chỉ đến 16Hz nhưng nếu khi xem phim có tần số âm trầm xuống dưới 16Hz thì ta vẫn có thể cảm nhận âm trầm qua hệ thống xúc giác để đánh giá được cái hay của âm siêu trầm. Do vậy, người ta vẫn sản xuất các loại loa có dải tần dưới 16Hz để cho người nghe dù không nghe được qua hệ thống thính giác cũng vẫn cảm nhận được tiếng trầm uy lực và ầm ì của bộ phim thông qua hệ thống xúc giác.

 

Ngoài ra, âm trầm khó có thể tái tạo hoàn hảo để cho tiếng trầm hay vì nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủ yếu là nguồn âm, thiết bị và phòng nghe trong đó phòng nghe là yếu tố khá quan trọng. Do đó, khi setup bộ dàn không phù hợp, âm trầm rất dễ bị hiện tượng cộng hưởng với phòng nghe và các đồ vật chung quanh để cho ra các âm thanh ù rền và hỗn độn không mong muốn.

 

Để minh họa tiếng trầm đầy uy lực của âm trầm, em xin giới thiệu bản nhạc O-DAIKO của ban nhạc Kodo trong dĩa 18 Famous Works (fake). Thông tin về ban nhạc này có nhiều trên mạng, xin mời tạm tham khảo trong trang https://vi.wikipedia.org/wiki/Kodo

 

Kodo là một nhóm chơi trống Taiko chuyên nghiệp ở Nhật Bản, trình diễn rất nhiều lần ở trong và ngoài nước. Trống Taiko được làm từ gỗ của một thân cây đục rỗng ruột và phủ da thật trên mặt trống. Kích thước trống có nhiều cỡ; cỡ lớn nhất là dài 2,4 mét, đường kính ở giữa thân trống 2,4 mét và ở hai đầu bọc da là 1,95 mét.

 

Cách chơi trống cũng đơn giản, chỉ cần dùng 2 cái dùi trống lớn để đánh vào mặt trống. Tuy nhiên, để cho ra được các loại âm thanh của trống thì các nhạc công phải dùng hết sức mới đánh vào mặt trống để làm rung mặt trống nhằm cho ra được tiếng trống đặc trưng của nó. Cũng như các loại trống khác, mặt trống có thể cho nhiều âm thanh khác nhau, tuỳ theo cách gõ giữa mặt trống da hoặc mặt da bên các thành trống. Và tùy theo cách gõ mạnh hay nhẹ, lúc khoan lúc nhặt, cũng có thể cho ra những tiếng trống với giai điệu và trầm bổng khác biệt.

 

Trong bản nhạc này ta sẽ được nghe tiếng của 3 cái trống gồm 1 cái trống đại thật lớn nằm ở giữa, phía xa trước mặt khoảng 5,2 mét ngay tường trước mặt và có đường kính khoảng gần 4 mét. Hai bên là hai trống con có đường kính khoảng 1 mét, cách xa khoảng 1,5 mét. Và ngoài ra cũng còn có một số tiếng la của nhạc công và tiếng xênh làm cho âm thanh chân thật và sống động hơn.

 

Khi nghe tiếng trống đại, ta có cảm giác nhạc công đang đứng thẳng người để gõ cật lực vào tâm của mặt trống da, làm rung động mặt trống để phát ra tiếng trống mạnh mẽ và hùng hồn. Lúc đó ta mới có cảm giác thế nào là tiếng trống bằng da thật. Nó khác xa với các tiếng trống của các trống bass trong bộ trống điện tử hay các bộ trống hay trình diễn trên sân khấu mà ta thường nghe. Lúc này, ta cứ tưởng rằng cái tường trước mặt chính là cái mặt trống đại, nó lõm xuống và rung lên trong từng lần dùi trống chạm vào.